Veckoblad 3. Kapitel 3 i Matematisk statistik, Blomqvist U.

Transkript

1 Veckoblad 3 Kapitel 3 i Matematisk statistik, Blomqvist U. ya begrepp: likformig fördelning, hypergeometerisk fördelning, Hyp(, n, p), binomialfördelningen, Bin(n, p), och Poissonfördelningen, Po(λ). Standardfördelningarna för en diskret stokastisk variabel är Likformig fördelning: ξ är Likf() = antal möjliga utfall med lika sannolikheter. Eempel: Antal ögon vid ett tärningskast. Hypergeometrisk fördelning: ξ är Hyp(, n, p) = begränsad mängd. p = antal element av ett visst slag. p = andel element av ett visst slag. n = antal slumpmässigt utvalda element ur mängden. p p n n Väntevärde: E(ξ) = n p n Varians: Var(ξ) = n p ( p) Eempel: Plocka kulor ur en urna utan återläggning. Övningar att räkna: 3.3, 3.5, 3.7 Binomialfördelningen: ξ är Bin(n, p) n = antal oberoende upprepningar av ett försök. C p = sannolikheten att händelsen A (eller A ) inträffar i ett sådant försök. n n p ( p) Väntevärde: E(ξ) = n p Varians: Var(ξ) = n p ( p) Eempel: Antal klavar vid 0 oberoende kast av ett mynt. Övningar att räkna: 3.4, 3.3

2 Gammalt tentamenstal (Bygg 990): I Monte Carlo:s casino kan man spela olika tärningsspel. Ett spel går till så att en spelare, A, satsar pengar och väljer en siffra mellan och 6. En croupier, som sköter banken, kastar tre tärningar. Om en, två eller tre av tärningarna visar den valda siffran så får A två, tre respektive fyra gånger insatsen av banken. Om ingen av tärningarna visar det valda numret förlorar A. Anta att A satsar 50 franc. a) Beräkna förväntad vinst för A. b) Beräkna standardavvikelsen för A:s förväntade vinst. Poissonfördelningen: ξ är Po(λ) λ = genomsnittligt antal händelser i ett intervall. e λ λ! Väntevärde: E(ξ) = λ Varians: Var(ξ) = λ Eempel: Antal båtar som anlägger i en hamn under ett dygn. Övningar att räkna: 3.4, 3.7. I en s.k. Poissonprocess med intensiteten c är antalet bilar som kommer i ett intervall av längden t Po(ct) och antalet bilar i disjunkta intervall oberoende. Intervallen mellan ankomsterna är eponentialfördelade. (Vi kommer till denna fördelning i kap.4). Summan av två variabler som är oberoende och Poissonfördelade med parametrarna λ resp. λ är Po(λ +λ ) 3. Lägg märke till villkoren vid approimationerna mellan de olika fördelningarna sid 89. Väntevärdet bibehålls dock alltid. Övningar att räkna: 3.5, 3.6 Hyp(, n, p) n>0 n n < p+ 0. <0. n>0 p<0. Bin(n, p) Po( λ )

3 Gammalt tentamenstal (Maskin 09087): I en vägkorsning kan antal bilar som passerar antas vara Poissonfördelat med en genomsnittlig passeringsfrekvens av 5 bilar på 5 minuter. Vad är sannolikheten att det kommer minst bilar till korsningen under en 5-minuters period? (3 poäng) Kapitel 4 i Matematisk statistik, Blomqvist U. ya begrepp: Kontinuerlig stokastisk variabel, frekvensfunktion f(), fördelningsfunktion F(), väntevärde, varians, fraktiler, standardfördelningarna rektangel- och eponentialfördelningen. Övningar att räkna: 4.(inte e-uppgiften), , 4.6a, 4.0, 4.8, 4.9, 4. Snabbrepetition:. Fördelningen för en s.v. kan anges genom att man anger frekvensfunktionen eller fördelningsfunktionen eller genom att man helt enkelt säger att eempelvis ξ är eponentialfördelad.. Allmänt för kontinuerliga fördelningar: Två villkor skall vara uppfyllda för att f() skall vara en frekvensfunktion: ) f() 0 ) f ()d= Fördelningsfunktion: F() = P(ξ ) = f (t)dt P(ξ > ) = P(a < ξ b) = b a f (t)dt = F() f ()d = F(b) F(a) Väntevärde: E(ξ) = f() d Varians: Var(ξ) = f() d [ E( ξ)] Om ξ är en kontinuerlig stokastisk variabel med frekvensfunktionen f(), då gäller för varje reellvärd funktion g att E[g(ξ)] = g() f() d 3. För en kontinuerlig stokastisk variabel ξ gäller alltid P ( ξ = a) = 0. Se sid. 0

4 Gammalt tentamenstal: (Ekonomi och produktion/maskin 4): En dator uppgraderas med ett nytt operativsystem. Ändringen av tiden, i sekunder, att koppla upp sig mot Internet kan beskrivas av nedanstående frekvensfunktion: f() = c e c < 0 a) Bestäm konstanten c. b) Bestäm fördelningsfunktionen c) Vad är sannolikheten att uppkopplingstiden med hjälp av den nya systemet förändras med minst en halv sekund? (8 poäng) Gammalt tentamenstal: (Data/elektro 030): En kontinuerlig stokastisk variabel ξ har frekvensfunktionen f() = a a för för 0 < för < 4 annars a) Bestäm konstanten a. b) Beräkna den stokastiska variabelns väntevärde. 4. Rektangelfördelning: ξ är R(a, b) a < < b Frekvensfunktion: f() = b a för övrigt 0 a a Fördelningsfunktion: F() = a < < b b a b a + b Väntevärde: E(ξ) = (b a) Varians: Var(ξ) =

5 5. Eponentialfördelning: ξ är Ep(λ) λ λ e 0 Frekvensfunktion: f() = 0 Fördelningsfunktion: F() = λ e 0 Väntevärde: E(ξ) = λ Varians: Var(ξ) = λ 6. I en Poissonprocess där det inträffar händelser i tiden (e. vis. bilar anländer) är tidsintervallen mellan händelserna oberoende och eponentialfördelade. Gammalt tentamenstal: (Bygg 990): En utrustning består av tre delar, vars livslängder mätt i år, är eponentialfördelade med parametrarna λ =0.5, λ =0.5 och λ 3 =. Alla tre delarna, som fungerar oberoende av varandra, måste fungera för att hela systemet skall fungera. Vad är sannolikheten att systemet fungerar efter 0.5 år? Gammalt tentamenstal (Kemi 046): Till en telefonväel kommer det i genomsnitt 30 samtal per timme. Anta att antalet telefonsamtal är Poissonfördelat. a) Vad är sannolikheten att det inte kommer något samtal under en 3-minuters period? b) Vad är sannolikheten att det kommer fler än samtal under en 5 minuters period? c) Anta att ett samtal just har kommit in till telefonväeln. Beräkna sannolikheten att det tar längre tid än minuter innan nästa samtal kommer. (7 poäng)