Föreläsning 3. Kapitel 4, sid Sannolikhetsfördelningar

Relevanta dokument
Kapitel 4 Sannolikhetsfördelningar Sid Föreläsningsunderlagen är baserade på underlag skrivna av Karl Wahlin

Föreläsning G70 Statistik A

Lektionsanteckningar 11-12: Normalfördelningen

F5 STOKASTISKA VARIABLER (NCT , samt del av 5.4)

4 Diskret stokastisk variabel

Finansiell Statistik (GN, 7,5 hp,, HT 2008) Föreläsning 3

Kap 6: Normalfördelningen. Normalfördelningen Normalfördelningen som approximation till binomialfördelningen

Kap 3: Diskreta fördelningar

Jörgen Säve-Söderbergh

Statistik 1 för biologer, logopeder och psykologer

Föreläsningsanteckningar. Grundläggande statistik 732G01/732G40

Föreläsning 3. Sannolikhetsfördelningar

Föreläsning 2 (kap 3): Diskreta stokastiska variabler

Föreläsning G60 Statistiska metoder

Finansiell Statistik (GN, 7,5 hp,, VT 2009) Föreläsning 2. Diskreta Sannolikhetsfördelningar. (LLL Kap 6) Stokastisk Variabel

Finansiell statistik, vt-05. Kontinuerliga s.v. variabler. Kontinuerliga s.v. F7 Kontinuerliga variabler

TMS136. Föreläsning 4

FÖRELÄSNING 3:

Finansiell Statistik (GN, 7,5 hp, HT 2008) Föreläsning 2

SOS HT Slumpvariabler Diskreta slumpvariabler Binomialfördelning. Sannolikhetsfunktion. Slumpförsök.

Föreläsning 1. Repetition av sannolikhetsteori. Patrik Zetterberg. 6 december 2012

MS-A0509 Grundkurs i sannolikhetskalkyl och statistik Sammanfattning, del I

MS-A0509 Grundkurs i sannolikhetskalkyl och statistik Sammanfattning, del I

SF1901: Sannolikhetslära och statistik

F2 Introduktion. Sannolikheter Standardavvikelse Normalapproximation Sammanfattning Minitab. F2 Introduktion

Exempel. Kontinuerliga stokastiska variabler. Integraler i stället för summor. Integraler i stället för summor

F6 STOKASTISKA VARIABLER (NCT ) Används som modell i situation av följande slag: Slh för A är densamma varje gång, P(A) = P.

FÖRELÄSNING 7:

1.1 Diskret (Sannolikhets-)fördelning

Resultat till ett försök är ofta ett tal. Talet kallas en stokastisk variabel (kortare s. v.).

SF1920/SF1921 Sannolikhetsteori och statistik 6,0 hp Föreläsning 3 Diskreta stokastiska variabler. Jörgen Säve-Söderbergh

Mer om slumpvariabler

Kap 2. Sannolikhetsteorins grunder

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

4.1 Grundläggande sannolikhetslära

Några extra övningsuppgifter i Statistisk teori

4. Stokastiska variabler

BIOSTATISTISK GRUNDKURS, MASB11, VT-16, VT2 ÖVNING 3, OCH INFÖR ÖVNING 4

Våra vanligaste fördelningar

4.3 Stokastiska variabler (slumpmässiga variabler) 4.4 Väntevärde och varians till stokastiska variabler

Föreläsning 5. Funktioner av slumpvariabler. Ett centralt resultat.

S0005M. Stokastiska variabler. Notes. Notes. Notes. Stokastisk variabel (slumpvariabel) (eng: random variable) Mykola Shykula

8. NÅGRA SPECIELLA KONTINUERLIGA SANNOLIKHETSFÖRDELNINGAR

1 Stora talens lag. Laboration 2 Matematisk statistik allmän kurs, MASA01:A, HT Teori. 1.2 Uppgifter

S0005M, Föreläsning 2

TMS136. Föreläsning 10

Grundläggande matematisk statistik

SF1901: SANNOLIKHETSTEORI OCH KONTINUERLIGA STOKASTISKA VARIABLER STATISTIK. Tatjana Pavlenko. 7 september 2016

Grundläggande matematisk statistik

Övning 1 Sannolikhetsteorins grunder

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

Resultat till ett försök är ofta ett tal. Talet kallas en stokastisk variabel (kortare s. v.).

Föreläsning 12: Repetition

Sannolikhetslära. 19 februari Vad är sannolikheten att vinna om jag köper en lott?

Föreläsning 7: Punktskattningar

Exempel för diskreta och kontinuerliga stokastiska variabler

Föreläsning 5, Matematisk statistik Π + E

4.2.1 Binomialfördelning

Tentamen i Statistik, STA A13 Deltentamen 1, 4p 12 november 2005, kl

Statistiska begrepp och metoder som används i Successivprincipen

F9 SAMPLINGFÖRDELNINGAR (NCT

Föreläsning 11. Slumpvandring och Brownsk Rörelse. Patrik Zetterberg. 11 januari 2013

Föreläsning 5, FMSF45 Summor och väntevärden

Matematisk statistik 9hp Föreläsning 5: Summor och väntevärden

Matematisk statistik KTH. Formelsamling i matematisk statistik

ÖVNINGSUPPGIFTER KAPITEL 9

Finansiell statistik, vt-05. Slumpvariabler, stokastiska variabler. Stokastiska variabler. F4 Diskreta variabler

Demonstration av laboration 2, SF1901

SF1911: Statistik för bioteknik

Tentamentsskrivning: Matematisk Statistik med Metoder MVE490 1

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

ÖVNINGSUPPGIFTER KAPITEL 9

Slumpvariabler och sannolikhetsfördelningar

SF1901: Sannolikhetslära och statistik

Matematisk statistik 9hp Föreläsning 7: Normalfördelning

1.1 Diskret (Sannolikhets-)fördelning

Föreläsning 7: Punktskattningar

Grundläggande matematisk statistik

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

Något om sannolikheter, slumpvariabler och slumpmässiga urval

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

bli bekant med summor av stokastiska variabler.

Formel- och tabellsamling i matematisk statistik

Två parametrar: µ (väntevärdet) och σ (standardavvikelsen) µ bestämmer normalfördelningens läge

Hur måttsätta osäkerheter?

FÖRELÄSNING 8:

Kapitel 3 Diskreta slumpvariabler och deras sannolikhetsfördelningar

Föreläsning 4. Kapitel 5, sid Stickprovsteori

Avd. Matematisk statistik

Datorövning 2 Betingad fördelning och Centrala gränsvärdessatsen

DATORÖVNING 2 MATEMATISK STATISTIK FÖR D, I, PI OCH FYSIKER; FMSF45 & MASB03. bli bekant med summor av stokastiska variabler.

Uppgift a b c d e Vet inte Poäng

Monte Carlo-metoder. Bild från Monte Carlo

Matematisk statistik 9hp Föreläsning 2: Slumpvariabel

TAMS65 - Föreläsning 2 Parameterskattningar - olika metoder

SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I

Planering Matematik II Period 3 VT Räkna själv! Gör detta före räkneövningen P1. 7, 17, 21, 37 P3. 29, 35, 39 P4. 1, 3, 7 P5.

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

MVE051/MSG Föreläsning 7

Tentamen Statistik och dataanalys 1, 5p Institutionen för matematik, natur- och datavetenskap, Högskolan i Gävle

Transkript:

Föreläsning 3 Kapitel 4, sid 79-124 Sannolikhetsfördelningar

2 Agenda Slumpvariabel Sannolikhetsfördelning

3 Slumpvariabel (Stokastisk variabel) En variabel som beror av slumpen Ex: Tärningskast, längden på en slumpmässigt vald person Egenskaper: Väntevärde: E X = μ = σ g i=1 x i p x i Varians: Var X = σ 2 g = σ i=1 p xi x i μ 2 = σ x 2 i p x i μ 2 Standardavvikelse: σ = Var X

4 Exempel Vinstplanen för 16 milj. trisslotter ser ut så här: Vinst (kr) Antal (f) Vinst (kr) Antal (f) 2500000 8 750 1200 1000000 8 500 1600 250000 40 250 4000 200000 8 200 3600 100000 16 150 10000 20000 16 100 75200 10000 320 75 238400 2000 1120 50 1672800 1000 1680 25 1336000

5 Exempel (forts.) Låt X = vinsten på lotten Utfallsrummet för X och sannolikheten blir då: X 2500000 1000000 250000 50 25 p(x) 8 16000000 8 16000000 40 16000000 1672800 16000000 Ex: väntevärdet för vinsten på en slumpmässigt vald lott: 1336000 16000000 E X = σx i p x i = 8 2500000 16000000 + 1000000 8 1336000 + + 25 16000000 16000000 = 12.25kr

6 Linjära variabeltransformationer Låt X vara en (slump)variabel med väntevärde E(X) och varians Var(X) Y = a + b X Då gäller att E Y = μ y = E a + b X = a + b E(X) Var Y = σ y 2 = Var a + b X = b 2 Var(X) Ex: Svenska Spel funderar på att höja priset på en Trisslott till 30 kr och samtidigt öka vinsterna med 40 procent. Vad blir den förväntade vinsten efter denna förändring?

7 Linjära variabeltransformationer Låt X = vinsten på trisslott före ändringen Vi vet att E X = 12.25 enligt tidigare beräkning Låt Y = vinsten minus lottkostnad (nettovinst) efter ändringen E Y = a + b X = 30 + 1.4 12.25 = 12.85

8 Ex: Låt X beteckna nästa veckas värde på Ericssonaktien. Antag att E X = 50 och Var X = 25. Vi äger 10 aktier och betecknar nästa veckas värde för dessa med Y = 10X.

9 Sannolikhetsfördelning Sammanställning av en slumpvariabels värden och sannolikheten för dessa Dessa underlättar komplicerade beräkningar av sannolikheter Diskret sannolikhetsfördelning: När variabeln endast kan anta heltalsvärden Kontinuerlig sannolikhetsfördelning: När variabeln kan mätas med flera decimalers noggrannhet

10 Diskret sannolikhetsfördelning Vanlig användning vid ett eller fler delförsök och vid varje delförsök mäts ifall det lyckas eller ej Varje delförsök sägs då följa Bernoullifördelningen. Varje delförsök kan bara anta ett av två möjliga värden. Ex: Vi definierar händelse A = sex ögon upp vid tärningskast. Varje delförsök kan antingen lyckas (slå en sexa) eller misslyckas (ej slå en sexa) och är därmed Bernoullifördelad.

11 Binomialfördelningen Beskriver en summa av oberoende Bernoullifördelade försök Ex: Grobarheten hos en viss typ av frön är 60%. Vi planterar 5 frön under samma förutsättningar och frågar oss: vad är sannolikheten för att två av fröna gror? Låt vara X = antalet frön som gror. Då gäller: X~bin n; π där n är antalet delförsök och π är sannolikheten för ett lyckat utfall

12 Binomialfördelningen Sannolikheten för k lyckade utfall bland n försök beräknas enligt: Pr X = k = n k πk 1 π n k Kända egenskaper hos Binomialfördelningen: E X = nπ Var X = nπ(1 π)

13 Fler diskreta fördelningar Om X~bin n; π och n > 20 samt π < 0.05 kan fördelningen approximeras med Poissonfördelningen. Om X = antalet försök tills första lyckade utfallet så används den geometriska fördelningen. Om delförsöken är Bernoullifördelade och dras utan återläggning och n > 10% används den hypergeometriska N fördelningen.

14 Kontinuerlig fördelning Fördelningen av en kontinuerlig, kvantitativ variabel visualiseras med ett histogram En kurva kan betraktas som ett histogram där varje stapel är oändligt tunn Täthetsfunktion är en kurva där arean under kurvan blir 1 Detta innebär att vi kan använda den för sannolikheter

15 Normalfördelningen Mycket vanlig och viktig kontinuerlig fördelning Fördelningen är symmetrisk kring dess väntevärde f x = 1 σ 2π e 1 2 x μ σ 2-3 - 2 - + + 2 + 3

16 Normalfördelningen Utseendet styrs av två parametrar: Väntevärdet, μ, styr placeringen Standardavvikelsen, σ, styr bredden, alltid positiv Betecknas X~N(μ; σ) Oavsett parametervärden är arean under kurvan alltid 1 Ca. 68% av fördelningen ligger inom μ ± σ Ca. 95% av fördelningen ligger inom μ ± 2σ

Exempel 17 X = avståndet mm från bollträff till centrum X~N(μ = 2.5; σ = 10) Tillverkaren säger att träffar inom 10 mm från centrum ska leda till en bra putt. Hur stor andel av puttarna kan förväntas bli bra?

18 Standardiserad normalfördelning Denna fördelning betecknas med att Z~N μ = 0; σ = 1 Används för att underlätta beräkningar Standardiseringsformel där z = x μ σ μ och σ är den normalfördelade variabeln X parametrar och x är det värde vi är intresserade av

19 Exempel (forts.) Kan uttrycka problemet som: Pr 10 X 10 Standardisering ger: Pr 10 2.5 10 Z 10 2.5 10 Pr( 1.25 Z 0.75) Pr Z 0.75 Pr Z 1.25 Från tabell: 0.77337 0.10565 = 0.66772

20 Att söka x för en given sannolikhet Ex: Parkeringsgaraget under ett köpcentrum rymmer ett mycket stort antal bilar. Genom inpasseringssystemet vet man att det genomsnittliga antalet bilar som är inne i garaget vid samma tidpunkt är 455, med en standardavvikelse om 60 bilar. Man vet också att antalet bilar i garaget går att betrakta som en normalfördelad slumpvariabel. Man skulle vilja ta utrymme från garaget för att utöka butiksytan. Hur många platser ska man lämna kvar om man vill att det 95 procent av tiden ska finnas lediga platser?

21 Normalapproximation av binomialfördelningen Låt X~bin(n; π) Givet att nπ 1 π > 5 kan X approximeras enligt X N μ = nπ; σ = nπ 1 π Vi gör detta för att underlätta våra beräkningar Ex: Vi kastar en tärning 100 gånger och definierar X = antalet sexor Vad är sannolikheten för att vi ska få sexa 20 gånger eller fler?

22 Normalapproximation Kontinuitetskorrektion: Metod att förbättra approximationen Betraktar tal som intervall och tar med hela intervallet i uträkningen