b) Om vi antar att eleven är aktiv i en eller flera studentföreningar vad är sannolikheten att det är en kille? (5 p)

Relevanta dokument
b) antalet timmar Lukas måste arbeta för att sannolikheten att han ska hinna med alla 112 datorerna ska bli minst (3 p)

b) Beräkna sannolikheten för att en person med språkcentrum i vänster hjärnhalva är vänsterhänt. (5 p)

Avd. Matematisk statistik

Lufttorkat trä Ugnstorkat trä

Avd. Matematisk statistik

Sannolikheten för att barnet skall få blodgrupp A0 A0 1/2 AA 1 AB 1/2 Övriga 0

b) Beräkna sannolikheten att en mottagen nolla har sänts som en nolla. (7 p)

Avd. Matematisk statistik

0 om x < 0, F X (x) = x. 3 om 0 x 1, 1 om x > 1.

f(x) = 2 x2, 1 < x < 2.

Bestäm med hjälp av en lämplig och välmotiverad approximation P (X > 50). (10 p)

(a) sannolikheten för att läkaren ställer rätt diagnos. (b) sannolikheten för att en person med diagnosen ej sjukdom S ändå har sjukdomen, dvs.

(a) Avgör om A och B är beroende händelser. (5 p) (b) Bestäm sannolikheten att A inträffat givet att någon av händelserna A och B inträffat.

Uppgift 1. P (A) och P (B) samt avgör om A och B är oberoende. (5 p)

Del I. Uppgift 1 Låt A och B vara två oberoende händelser. Det gäller att P (A) = 0.4 och att P (B) = 0.3. Bestäm P (B A ). Svar:...

Uppgift 1 (a) För två händelser, A och B, är följande sannolikheter kända

Avd. Matematisk statistik

TENTAMEN I SF1906 (f d 5B1506) MATEMATISK STATISTIK GRUNDKURS,

0 om x < 0, F X (x) = c x. 1 om x 2.

a) Beräkna sannolikheten att en följd avkodas fel, det vill säga en ursprungliga 1:a tolkas som en 0:a eller omvänt, i fallet N = 3.

Del I. Uppgift 1 För händelserna A och B gäller att P (A) = 1/4, P (B A) = 1/3 och P (B A ) = 1/2. Beräkna P (A B). Svar:...

Avd. Matematisk statistik

Avd. Matematisk statistik

(b) Bestäm sannolikheten att minst tre tåg är försenade under högst tre dagar en given vecka.

Avd. Matematisk statistik

Avd. Matematisk statistik

Avd. Matematisk statistik

Uppgift 1. f(x) = 2x om 0 x 1

faderns blodgrupp sannolikheten att barnet skall få blodgrupp A0 A0 1/2 AA 1 AB 1/2 Övriga 0

1 e (λx)β, för x 0, F X (x) = 0, annars.

Avd. Matematisk statistik

Uppgift 1 a) En kontinuerlig stokastisk variabel X har fördelningsfunktion

cx 5 om 2 x 8 f X (x) = 0 annars Uppgift 4

Avd. Matematisk statistik

b) Teknologen Osquarulda känner inte till ML-metoden, men kom på intuitiva grunder fram till att p borde skattas med p = x 1 + 2x 2

Avd. Matematisk statistik

Del I. Uppgift 1 Låt X och Y vara stokastiska variabler med följande simultana sannolikhetsfunktion: p X,Y ( 2, 1) = 1

TENTAMEN I SF1904 MARKOVPROCESSER FREDAGEN DEN 18 AUGUSTI 2017 KL

b) Beräkna väntevärde och varians för produkten X 1 X 2 X 10 där alla X i :na är oberoende och R(0,2). (5 p)

FACIT för Förberedelseuppgifter: SF1911 STATISTIK FÖR BI0TEKNIK inför tentan MÅDAGEN DEN 9 DECEMBER 2016 KL Examinator: Timo Koski

Avd. Matematisk statistik

Avd. Matematisk statistik

Uppgift 1 Andrej och Harald roar sig med en standardkortlek med 52 kort uppdelade på fyra färger (spader, klöver, hjärter och ruter).

b) Förekommer A- och B-fel oberoende av varandra? (Motivering krävs naturligtvis!) (5 p)

Uppgift 3 Vid en simuleringsstudie drar man 1200 oberoende slumptal,x i. Varje X i är likformigt fördelat mellan 0 och 1. Dessa tal adderas.

Avd. Matematisk statistik

k x om 0 x 1, f X (x) = 0 annars. Om Du inte klarar (i)-delen, så får konstanten k ingå i svaret. (5 p)

Uppgift 1 P (A B) + P (B A) = 2 3. b) X är en diskret stokastisk variabel, som har de positiva hela talen som värden. Vi har. k s

Lycka till!

e x/1000 för x 0 0 annars

Avd. Matematisk statistik

Individ nr Första testet Sista testet

TENTAMEN I SF2950 (F D 5B1550) TILLÄMPAD MATEMATISK STATISTIK, TORSDAGEN DEN 3 JUNI 2010 KL

** a) Vilka värden ska vara istället för * och **? (1 p) b) Ange för de tre tillstånden vilket som svarar mot 0,1,2 i figuren.

TENTAMEN I SF1904 MARKOVPROCESSER FREDAGEN DEN 17 AUGUSTI 2018 KL

Faderns blodgrupp Sannolikheten att barnet skall få blodgrupp A0 A0 1/2 AA 1 AB 1/2 Övriga 0

SF1922/SF1923: SANNOLIKHETSTEORI OCH. PASSNING AV FÖRDELNING: χ 2 -METODER. STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 14 maj 2018

Tentamen i Statistik, STA A10 och STA A13 (9 poäng) 26 april 2004, klockan

TENTAMEN I SF1904 MARKOVPROCESSER TISDAGEN DEN 29 MAJ 2018 KL

Avd. Matematisk statistik

SF1901: Sannolikhetslära och statistik. Statistik: Intervallskattning (konfidensintervall)

Tentamen i matematisk statistik (9MA241/9MA341, STN2) kl 08-12

Avd. Matematisk statistik

1. En kortlek består av 52 kort, med fyra färger och 13 valörer i varje färg.

b) Vad är sannolikheten att personen somnar i lägenheten? (4 p) c) Hur många gånger förväntas personen byta rum? (4 p)

Matematisk statistik KTH. Formelsamling i matematisk statistik

Sju dagar före viral exponering med echinacea därefter Efter viral exponering med echinacea därefter Placebo (ingen echinacea) 58 30

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

TMS136: Dataanalys och statistik Tentamen

SF1901: Sannolikhetslära och statistik. Statistik: Intervallskattning (konfidensintervall) Jan Grandell & Timo Koski

SF1901: SANNOLIKHETSLÄRA OCH STATISTIK. MER HYPOTESPRÖVNING. χ 2 -TEST. Jan Grandell & Timo Koski

Matematisk statistik KTH. Formel- och tabellsamling i matematisk statistik

Tentamen i Sannolikhetslära och statistik, TNK069, , kl 8 13.

SF1901: SANNOLIKHETSTEORI OCH STATISTIKTEORI KONSTEN ATT DRA INTERVALLSKATTNING. STATISTIK SLUTSATSER. Tatjana Pavlenko.

SF1922/SF1923: SANNOLIKHETSTEORI OCH INTERVALLSKATTNING. STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 24 april 2018

Matematisk statistik TMS064/TMS063 Tentamen

SF1901: SANNOLIKHETSTEORI OCH. PASSNING AV FÖRDELNING: χ 2 -METODER. STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 12 oktober 2015

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

P =

Thomas Önskog 28/

AMatematiska institutionen avd matematisk statistik

, för 0 < x < θ; Uppgift 2

Tentamen i matematisk statistik (92MA31, STN2) kl 08 12

F14 HYPOTESPRÖVNING (NCT 10.2, , 11.5) Hypotesprövning för en proportion. Med hjälp av data från ett stickprov vill vi pröva

Tentamen i Statistik, STA A13 Deltentamen 2, 5p 21 januari 2006, kl

Avd. Matematisk statistik

SF1901: SANNOLIKHETSTEORI OCH HYPOTESPRÖVNING. STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 13 maj 2015

Stockholms Universitet Statistiska institutionen Termeh Shafie

Uppgift 2) Datum: 23 okt TENTAMEN I MATEMATIK OCH MATEMATISK STATISTIK, kurskod 6H3000

Tentamen i matematisk statistik (9MA241/9MA341, STN2) kl 14 18

Uppgift 2 Betrakta vädret under en följd av dagar som en Markovkedja med de enda möjliga tillstånden. 0 = solig dag och 1 = regnig dag

χ 2, chi-två Test av anpassning: sannolikheter specificerade Data: n observationer klassificerade i K olika kategorier:

TENTAMEN. Matematik och matematisk statistik 6H3000/6L3000

Tentamentsskrivning: Matematisk Statistik med Metoder MVE490 1

Föreläsning 9, Matematisk statistik 7.5 hp för E Konfidensintervall

Tentamen MVE302 Sannolikhet och statistik

Tentamen i TMA321 Matematisk Statistik, Chalmers Tekniska Högskola.

TENTAMEN Datum: 14 feb 2011

SF1901: SANNOLIKHETSTEORI OCH HYPOTESPRÖVNING. STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 4 oktober 2016

TENTAMEN I STATISTIKENS GRUNDER 2

Transkript:

Avd. Matematisk statistik TENTAMEN I SF1920 och SF1921 SANNOLIKHETSTEORI OCH STATISTIK, FREDAGEN DEN 8:E JUNI 2018 KL 14.00 19.00. Examinator: Björn-Olof Skytt, 08 790 86 49. Tillåtna hjälpmedel: Formel- och tabellsamling i Matematisk statistik (utdelas vid tentamen), Mathematics Handbook (Beta), miniräknare. Införda beteckningar skall förklaras och definieras. Resonemang och uträkningar skall vara så utförliga och väl motiverade att de är lätta att följa. Numeriska svar skall anges med minst två siffrors noggrannhet. Tentamen består av 6 uppgifter. Varje korrekt lösning ger 10 poäng. Gränsen för godkänt är preliminärt 24 poäng. Möjlighet att komplettera ges för tentander med, preliminärt, 22 23 poäng. Tid och plats för komplettering kommer att anges på kursens hemsida. Det ankommer på dig själv att ta reda på om du har rätt att komplettera. Tentamen kommer att vara rättad inom tre arbetsveckor från skrivningstillfället och kommer att finnas tillgänglig på studentexpeditionen minst sju veckor efter skrivningstillfället. Uppgift 1 I en kurs på KTH går 212 elever, varav 101 är killar. Fyrtio av killarna är aktiva i studentföreningar och fyrtionio av tjejerna. Ministern som besöker KTH samma dag önskar veta om studenterna är aktiva i studentföreningar precis som på den gamla goda tiden då ministern själv läste i Uppsala. Rektorn väljer slumpmässigt ut en elev ur klassen. a) Vad är sannolikheten att eleven är aktiv i en eller flera studentföreningar? (5 p) b) Om vi antar att eleven är aktiv i en eller flera studentföreningar vad är sannolikheten att det är en kille? (5 p) Uppgift 2 Ett hus skall uppföras. Man kan dela upp uppförandet i tre moment. A Projektering (trädröjning, sprängning, bortschaktning etc.) B Gjutning av grunden, rördragning för el, vatten och avlopp etc. C Byggande och inredande av själva huset. Vi antar att ett moment måste slutföras innan nästa kan sättas igång och att man kan sätta igång med nästa moment omedelbart efter det att föregående moment är avslutat. Vidare antar vi att tiderna (i enheten dagar) det tar för varje moment är avslutat och N (150, 15), N (130, 10) respektive N (270, 25). Man startar 1 januari 2019 och vill utlova att huset skall vara färdigt för inflyttning ett visst datum. Hur många dagar ska det ta enligt modellen innan är huset klart med 95% sannolikhet? Bestäm det minsta antalet dagar som uppfyller detta. (10 p)

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 2 Uppgift 3 Låt X vara antalet ensamma som checkar in på ett stort hotell under tiden t och låt Y vara antalet par som checkar in på samma hotell under tiden t. Tiden anges i minuter. Låt X P o (λ 1 t) och Y P o (λ 2 t) där λ 1 = 2 och λ 2 = 1. X och Y antas vara oberoende. a) Beräkna sannolikheten att det under ett tidsintervall av längd 1 minut anländer precis fyra personer. (5 p) b) Beräkna med välmotiverad approximation sannolikheten att minst 250 personer anländer under en timme. (5 p) Uppgift 4 Ett nytt läkemedel visade sig ge lindring för 111 av de 300 personer (behandlingsgruppen) som deltog i ett försök. I syfte att kunna jämföra fick även 150 personer (kontrollgruppen) sockerpiller (som de trodde var det nya läkemedlet) och i den gruppen var det 39 personer som upplevde lindring. Beräkna ett 95%-igt konfidensintervall för skillnaden mellan andelarna i behandlingsgruppen respektive kontrollgruppen som upplever en lindring. Kan vi påstå att det finns en signifikant skillnad mellan de bägge grupperna. Använd 5% signifikansnivå. Ange tydligt vilka de uppställda hypoteserna är och vad slutsatsen är. (10 p) Uppgift 5 Vid försök att odla blommor av en viss typ erhölls 120 magentafärgade med gröna stift(stigma), 48 magentafärgade med röda stift, 36 röda blommor med gröna stift och 13 röda blommor med röda stift. Enligt botanisk teori bör blommor av dessa typer uppträda i förhållandet 9:3:3:1. Är detta experimentella resultat förenligt med den botaniska teorin? Genomför ett lämpligt test som prövar påståendet. Använd 5% signifikansnivå. (10 p) Uppgift 6 Låt x 1 = 0.92, x 2 = 0.79, x 3 = 0.47, x 4 = 0.90 och x 5 = 0.86 vara utfall av oberoende stokastiska variabler X 1, X 2, X 3, X 4, X 5, respektive, som har den gemensamma täthetsfunktionen f X (x) given av { (θ + 1)x θ, 0 x 1, f X (x) = 0, annars, där parametern θ är > 1. Härled maximum-likelihood-skattningen av parametern θ på basis av dessa data. (10 p) Lycka till!

Avd. Matematisk statistik LÖSNINGSFÖRSLAG TENTAMEN I SF1920 och SF1921 SANNOLIKHETSTEORI OCH STA- TISTIK. FREDAGEN DEN 8:E JUNI 2018 KL 14.00 19.00 Uppgift 1 Definiera händelserna A ={studenten är aktiv i en eller flera studentföreningar}, K ={kille} och T ={tjej}. a) Vi använder lagen om total sannolikhet; P (A) = P (K) P (A K) + P (T ) P (A T ) = 101 212 40 101 + 111 212 49 111 = 89 212 = 0.42 b) För den andra frågan kan vi använda Bayes sats. P (K A) = = P (K) P (A K) P (K) P (A K) + P (T ) P (A T ) 101 40 212 101 89 212 = 40 89 = 0.45

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 2 Uppgift 2 Låt X vara en stokastisk variabel som beskriver antalet dagar till inflyttning. Då har vi E (X) = 150 + 130 + 270 = 550, V (X) = 15 2 + 10 2 + 25 2 = 950, D (X) = 950. Eftersom X är en linjärkombination av tre oberoende normalfördelade stokastiska variabler så är även X normalfördelad, d v s X N ( 550, 950 ). För att besvara frågan söker vi det x som uppfyller P (X x) = 0.95. Vi standardiserar ( X 550 P x 550 ) = 0.95 950 950 Alltså måste x uppfylla x 550 950 = λ 0.05 = 1.6449 x = 550 + 950 1.6449 x = 600.699223 Alltså är x = 601. Det minsta antalet dagar som huset ska kunna uppföras på enligt modellen är 601 dagar.

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 3 Uppgift 3 a) Fyra personer kan anlända enligt tre olika möjligheter: 4 ensamma personer men inget par, 2 ensamma personer och ett par samt 0 ensamma personer och 2 par. Låt X vara antalet ensamma anlända personer Y vara antalet par. Vi får då att P ({X = 4, Y = 0} {X = 2, Y = 1} {X = 0, Y = 2}) = P (X = 4, Y = 0) + P (X = 2, Y = 1) + P (X = 0, Y = 2) = P (X = 4)P (Y = 0) + P (X = 2)P (Y = 1) + P (X = 0)P (Y = 2) = e 2 24 4! e 1 10 0! 21 11 + e 2 e 1 1! 1! 20 12 + e 2 e 1 0! 2! = 19 6 e 3 0.158 b) Låt nu X vara antalet ensamma personer som kommer under en timme och Y antalet par. Totala antalet personer som kommer under timme är då X + 2Y. Både X och Y är Poissonfördelade, X Po(60 2) och Y Po(60 1). Eftersom väntevärdena är större än 15 är X N(120, 120) och Y N(60, 60) och således X + 2Y N(120 + 2 60, 120 + 2 2 60)= N(240, 360). härav får vi 250 240 P (X + 2Y 250) 1 Φ( ) = 1 Φ(0.527) 0.30 360

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 4 Uppgift 4 Vi uppfattar situationen som att vi har gjort binomialförsök i respektive grupp. x 1 är en observation på X 1 Bin (n 1, p 1 ) och x 2 är en observation på X 2 Bin (n 2, p 2 ). Den sanna andelen i varje grupp är p i. Från texten har vi att n 1 = 300 och x 1 = 111, samt n 2 = 150 och x 2 = 39. Vi ska göra konfidensintervall för p 1 p 2. Vi punktskattar p 1 med På samma vis punktskattar vi p 2 med (p 1 ) obs = x 1 n 1 = 111 300 = 0.37 (p 2 ) obs = x 2 n 2 = 39 150 = 0.26 Alltså blir punktskattningen av skillnaden p 1 p 2 lika med (p 1 ) obs (p 2) obs = 0.11 Vi bör beakta att vårt konfidensintervall har en approximativ konfidensgrad. Eftersom ( n 1 (p 1 ) obs (1 (p 1) 111 obs ) = 300 1 111 ) = 106.93 > 10 300 300 och ( n 2 (p 2 ) obs (1 (p 2) obs ) = 150 39 1 39 ) = 28.86 > 10 150 150 Ett approximativt 95%-igt konfidensintervall för p 1 p 2 får vi genom (p 1 ) obs (p 2) obs ± 1.96 d där d = = (p 1 ) obs (1 (p 1) obs ) 111 300 ( 1 111 300 300 = 0.04538355 + (p 2) obs (1 (p 2) obs ) n 1 n 2 ) ( ) 39 150 1 39 150 + 150 Konfidensintervallet erhåller vi utav 0.11 ± 1.96 0.04538355 eller 0.11 ± 0.09 eller med gränserna utskrivna (0.02, 0.20). Konfidensintervallet för p 1 p 2 innehåller inte talet noll, så vi kan på 5% signifikansnivå förkasta nollhypotesen om ingen skillnad mellan behandlingsgruppen och kontrollgruppen.

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 5 Uppgift 5 Vi har n = 217 observationer på multinomialfördelningen med fyra celler. Hypoteser: H 0 : P (A 1 ) = 9 16, P (A 2) = 3 16, P (A 3) = 3 16, P (A 4) = 1 16. H 1 : H 0 ej sann. Signifikansnivå: α = 0.05. Testvariabel: Testvariabeln Q obs = r (x j np j ) 2 j=1 är approximativt χ 2 -fördelad med (r 1) frihetsgrader. Eftersom r = 4 har vi (r 1) = 3 frihetsgrader. I formelsamlingen hittar vi χ 2 0.05 (3) = 7.81. Beslutsregel: H 0 förkastas om Q > 7.81. Resultat: χ 2 -metoden kan användas, ty för np 4 = 217 1 16 = 13.5627 > 5 och alla övriga np j är större. Ett sätt att utvärdera nollhypotesen är att göra en tabell över de förväntade frekvenserna och de observerade i varje cell: Magenta/Grön Magenta/Röd Röd/Grön Röd/Röd np j 217 9 3 3 1 = 122.1 217 = 40.7 217 = 40.7 217 = 13.6 16 16 16 16 x i 120 48 36 13 Vi ser att de magentafärgade med röda stift var fler än förväntat, så att vi har en avvikelse i den cellen. I övriga celler är avvikelserna mycket små. Testvariabeln blir Q = r (x j np j ) 2 j=1 np j np j (120 122.1)2 (48 40.7)2 = + + 122.1 40.7 (36 40.7)2 (13 13.6)2 + + + 40.7 13.6 = 0.03611794 + 1.309337 + 0.5427518 + 0.02647059 = 1.914677 < 7.81 Slutsats: H 0 förkastas ej på 5% signifikansnivå. Det är möjligt att den botaniska teorin är korrekt. Vårt experiment har inte lyckats motbevisa teorin. Uppgift 6 Likelihoodfunktionen för θ med data x 1, x 2, x 3, x 4, x 5 är L (θ) = f X (x 1 ) f X (x 2 ) f X (x 3 ) f X (x 4 ) f X (x 5 ),

forts tentamen i SF1920 och SF1921 2018-06-08 6 vilket ger L(θ) = (θ + 1) 5 (x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 ) θ. Tar man den naturliga logaritmen av detta får man ln L (θ) = 5 ln (θ + 1) + θ 5 ln x i. i=1 Logaritmen är en monotont växande funktion, varför vi söker maximum för L (θ) genom att bestämma nollstället för första derivatan av ln L (θ). Derivering ger Således är d dθ ln L (θ) = 0 för θ = d 5 ln L (θ) = dθ θ + 1 + 5 ln x i. i=1 5 5 i=1 ln(1/x i) 1. Insättning av de gjorda observationerna ger θ = 2.7585. SVAR: Maximum likelihoodskattningen är θ = 2.7585.