ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Noen viktige sannsynlighetsmodeller. Hypergeometrisk modell

Like dokumenter
ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2007

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Noen viktige sannsynlighetsmodeller. Noen viktige sannsynlighetsmodeller

Hypergeometrisk modell

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2011

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Noen viktige sannsynlighetsmodeller. Binomisk modell. Kp. 3 Diskrete tilfeldige variable

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Noen viktige sannsynlighetsmodeller. Binomisk modell. Kp. 3 Diskrete tilfeldige variable

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Kp. 3 Diskrete tilfeldige variable. Diskrete tilfeldige variable, varians (kp. 3.

Betinget sannsynlighet

Bernoulli forsøksrekke og binomisk fordeling

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i <<< >>>.

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2008

Statistikk 1 kapittel 5

statistikk, våren 2011

Statistikk 1 kapittel 5

TMA4240/TMA4245 Statistikk Oppsummering diskrete sannsynlighetsfordelinger

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2010

Statistikk 1 kapittel 5

TMA4240 Statistikk H2010

Emnenavn: Eksamenstid: 4 timer. Faglærer: Hans Kristian Bekkevard

TMA4240 Statistikk H2015

Statistikk 1 kapittel 5

Diskrete sannsynlighetsfordelinger.

betyr begivenheten at det blir trukket en rød kule i første trekning og en hvit i andre, mens B1 B2

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2010

Diskrete sannsynlighetsfordelinger.

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2011

Høgskolen i Telemark. Institutt for økonomi og informatikk FORMELSAMLING Statistikk I. Til bruk ved eksamen. Per Chr. Hagen

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Econ 2130 Forelesning uke 10 (HG) Geometrisk og normal fordeling

Løsningskisse for oppgaver til undervisningsfri uke 14 (6.-9. april)

HØGSKOLEN I STAVANGER

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2007

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2010 Oppsummering

Løsningskisse seminaroppgaver uke 15

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2006 Kp. 6, del 3

Betinget sannsynlighet. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet!

TMA4240 Statistikk Høst 2009

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i << >>.

1 Section 4-1: Introduksjon til sannsynlighet. 2 Section 4-2: Enkel sannsynlighetsregning. 3 Section 5-1: Introduksjon til sannsynlighetsfordelinger

tirsdag_11_09_2018_binomisk_fordeling_poisson_fordeling.notebook September 11, 2018

Motivasjon for kurset. ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Oppsummering. ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk våren 2008

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren

Betinget sannsynlighet. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet!

Betinget sannsynlighet. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet!

TMA4240 Statistikk Høst 2015

Kapittel 6: Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger : Normalfordelingen, normalapproksimasjon, eksponensial og gamma.

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2006 Kp. 6, del 4

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

TMA4240 Statistikk Høst 2008

Oppgave 1 En ansatt skal overvåke et prosjekt der en lapp velges tilfeldig fra en boks som inneholder 10 lapper nummerert fra 1 til 10.

Oppgave 1 Vi lar X være antall tankskip som ankommer havnen i løpet av en dag. Vi har fått oppgitt at X poisson(λ) med

Kap. 7 - Sannsynlighetsfordelinger

Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger.

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

ST0103 Brukerkurs i statistikk Høst 2014

Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger.

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

onsdag_19_09_2018_poisson_eksponential_normalfordelng_vikartime_bygg_v2.notebook

Tilfeldige variable (5.2)

TMA4240 Statistikk H2010

ECON Statistikk 1 Forelesning 4: Stokastiske variable, fordelinger. Jo Thori Lind

A) B) 400 C) 120 D) 60 E) 10. Rett svar: C. Fasit: ( 5 6 = 60. Hvis A, B, C er en partisjon av utfallsrommet S, så er P (A B) lik.

5.2 Diskret uniform fordeling. Midtveiseksamen (forts.) Kapittel 5. Noen diskrete sannsynlighetsfordelinger. TMA4245 V2007: Eirik Mo

Noen diskrete sannsynlighetsfordelinger. (utarbeidet av Mette Langaas), TMA4245 V2007

Poissonprosesser og levetidsfordelinger

TMA4240 Statistikk Høst 2009

Sannsynlighetsregning

Litt mer om den hypergeometriske fordelingen og dens tilnærming av binomisk fordeling.

Illustrasjon av regel 5.19 om sentralgrenseteoremet og litt om heltallskorreksjon (som i eksempel 5.20).

Tilfeldige variabler. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Kapittel 5: Tilfeldige variable, forventning og varians.

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

STK1100 våren Betinget sannsynlighet og uavhengighet. Svarer til avsnittene 2.4 og 2.5 i læreboka

Diskrete sannsynlighetsfordelinger som histogram. Varians. Histogram og kumulativ sannsynlighet. Forventning (gjennomsnitt) (X=antall mynt i tre kast)

TMA4240 Statistikk 2014

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2006 Kp. 6, del 3

Midtveiseksamen i STK1100 våren 2017

ÅMA 110 (TE 199) Sannsylighetsregning og statistikk Løsningsforslag til eksamen vår 2005, s. 1. Oppgave 1

Formelsamling V-2014 MAT110. Statistikk 1. Per Kristian Rekdal

Forelesing 27 Oppsummering. Torstein Fjeldstad Institutt for matematiske fag, NTNU

Utvalgsfordelinger. Utvalg er en tilfeldig mekanisme. Sannsynlighetsregning dreier seg om tilfeldige mekanismer.

Oppfriskning av blokk 1 i TMA4240

STK Oppsummering

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2011

Betinget sannsynlighet, total sannsynlighet og Bayes setning Kap. 4.5 STK1000 H11

Kap. 5.2: Utvalgsfordelinger for antall og andeler

Løsningsforslag til obligatorisk oppgave i ECON2130 våren 2014 av Jonas Schenkel.

Betinget sannsynlighet, total sannsynlighet og Bayes setning Kapittel 4.5

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

ST1101/ST6101 Sannsynlighetsregning og statistikk Vår 2019

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren

Tilfeldige variabler. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Notasjon. Løsninger. Problem. Kapittel 7

6.2 Normalfordeling. Høyde kvinner og menn. 6.1 Kontinuerlig uniform fordeling. Kapittel 6

Introduction to the Practice of Statistics

HØGSKOLEN I STAVANGER

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

Observatorar og utvalsfordeling. Torstein Fjeldstad Institutt for matematiske fag, NTNU

Transkript:

ÅMA Sannsnlighetsregning med statistikk, våren 6 Kp. 3 Diskrete tilfeldige variable Noen viktige sannsnlighetsmodeller Noen viktige sannsnlighetsmodeller Binomisk modell (kp. 3.6) Hpergeometrisk modell (kp. 3.7) Geometrisk modell (notater) Poisson-modell (kp. 3.8) (Seinere skal vi se på viktige kontinuerlige sannsnlighetsmodeller.) Hpergeometrisk modell Hpergeometrisk modell / hpergeometrisk fordeling Eks.: Vi har fem kuler, tre svarte og to røde i en boks og skal trekke to tildeldig. La Xant. svarte blant de to uttrukne. Kan binomisk modell brukes for X? 3

Hpergeometrisk modell Eks.: Vi har fem kuler, tre svarte og to røde i en boks og skal trekke to tildeldig. La Xant. svarte blant de to uttrukne. Kan binomisk modell brukes for X? Hver trekning: delforsøk, n delforsøk, og suksess svart kule trukket fiasko rød kule trukket P(svart på første kule) 3/5 P(svart på andre kule)?? 4 Hpergeometrisk modell Eks.: P(svart på første kule) 3/5 P(svart på andre kule) 3/5, den også (!) Obs. ubetinget sannsnlighet; betinget på hva som skjer i første trekning vil vi få andre resultat. Dette viser at resultatene i slike delforsøk ikke er uavhengige! Dvs.: binomisk modell kan ikke brukes. 5 Hpergeometrisk modell Vi kan enkelt finne fordelingen til X i eksempelet: P(X ) P( en svart, en rød ) 3 3 3 5 5 4 / 5 3 6

Hpergeometrisk modell Tilsvarende for de andre mulige verdiene: P(X ) P( ingen svart, to røde ) 3 5 5 4 / P(X ) P( to svarte, ingen røde ) 3 3 3 5 5 4 / x P(Xx)..6.3 7 Hpergeometrisk modell Generelt: Vi trekker n stkker fra en populasjon på N objekt; hvert objekt kan kategoriseres som defekt eller ikke-defekt ; det er M defekte blant de N Y antall defekte i utvalget N-M (ikke-defekte) n- N M n M (defekte) M 8 Hpergeometrisk modell Generelt: Vi trekker n stkker fra en populasjon på N objekt; hvert objekt kan kategoriseres som defekt eller ikke-defekt ; det er M defekte blant de N Y antall defekte i utvalget N-M (ikke-defekte) n- N M n M (defekte) M Vi sier da at Y er hpergeometrisk fordelt, (N,M,n) 9 3

Hpergeometrisk modell Def.: Når Y er hpergeometrisk fordelt, (N,M,n), er sannsnlighetsfordelingen gitt ved: P(Y ) P( akkurat defekte i utvalget ) M N m n, for,,,..., n N n N-M (ikke-defekte) n- N M n M (defekte) M ( P(Y ), dersom > M. ) Hpergeometrisk modell Eks.: Meningsmåling. N3.3 mill. stemmeberettigede Mantall for en bestemt sak. blant de N nutvalgsstørrelse (omkring ) Yantall for i utvalget, er hpergeometrisk fordelt, (N,M,n). N-M (ikke-defekte) n- N M n M (defekte) M Hpergeometrisk modell Setning: Dersom Y er hpergeometrisk fordelt, (N,M,n), så: E(Y) n M N M M N n Var(Y) n N N N N-M (ikke-defekte) n- N M n M (defekte) M 4

Hpergeometrisk modell Eks.: Meningsmåling; N3.3 mill.; Anta at M. mill. (6.6%) er for en bestemt sak. blant de N, og anta at nutvalgsstørrelse Forventet antall som er for i utvalget M. E(Y) n 666.6 N 3.3 ( 6.6% av utvalget på ) 3 Hpergeometrisk modell Tilnærming til binomisk fordeling - enklere å beregne binomiske sannsnligheter Dersom n er liten i forhold til N, er det tilnærmet uavhengighet mellom resultatene i ulike trekninger/ delforsøk. 4 Hpergeometrisk modell Tilnærming til binomisk fordeling - enklere å beregne binomiske sannsnligheter Dersom n er liten i forhold til N, er det tilnærmet uavhengighet mellom resultatene i ulike trekninger/ delforsøk. Da kan vi se på resultatene av uttrekningen som tilnærmet en binomisk forsøksrekke, og Xantall defekte blant de n i utvalget er tilnærmet binomisk fordelt (n, p), med pm/n. 5 5

Hpergeometrisk modell Tilnærming til binomisk fordeling Xantall defekte blant de n i utvalget er tilnærmet binomisk fordelt (n, p), med pm/n. Eks.: X~hperg.(N5,M3,n) x P(Xx)..6.3 P(Yx).6.48.36 Y~B(,.6 ) 6 Hpergeometrisk modell Tilnærming til binomisk fordeling Xantall defekte blant de n i utvalget er tilnærmet binomisk fordelt (n, p), med pm/n. Eks.: X~hperg.(N5,M3,n) x P(Xx)..6.3 P(Yx).6.48.36 Y~B(,.6 ) P(Vx).55.49.355 V~hperg.(N5,M3,n) 7 Hpergeometrisk modell Altså: istedenfor å beregne sannsnligheter fra: hperg.(n5,m3,n), kan vi bruke tilnærmingene fra: Y~B(,.6 ) x P(Yx).6.48.36 P(Vx).55.49.355 8 6

Hpergeometrisk modell Altså: istedenfor å beregne sannsnligheter fra: hperg.(n5,m3,n), kan vi bruke tilnærmingene fra: Y~B(,.6 ) Tilnærmingene er gode dersom n <. N. x P(Yx).6.48.36 P(Vx).55.49.355 9 Noen viktige sannsnlighetsmodeller Binomisk modell (kp. 3.6) Hpergeometrisk modell (kp. 3.7) Geometrisk modell (notater) Poisson-modell (kp. 3.8) (Seinere skal vi se på viktige kontinuerlige sannsnlighetsmodeller.) Geometrisk modell Situasjon: Utgangspunktet er en binomisk forsøksrekke; n uendelig. Delforsøkene må tilfredstille:. uavhengige resultat i ulike delforsøk. resultatet er enten suksess eller fiasko 3. P( suksess ) er konstant i alle delforsøkene Hvor mange delforsøk til første suksess? 7

Geometrisk modell Eks.: Yantall kast med terning til sekser første gang Y kan anta:,, 3,... Terningkastene er delforsøkene (seksersuksess); tilfredsstiller krav til binomisk forsøksrekke. Da: Y antall delforsøk til første suksess Geometrisk modell Def.: Dersom Y er antall delforsøk til første suksess i en binomisk forsøksrekke, så sier vi at Y er geometrisk fordelt med suksessannsnlighet p, der pp(suksess). Vi skriver: Y ~ geom.(p) (Man sier ofte at dette er en ventetidsfordeling.) 3 Geometrisk modell Def.: Dersom Y er antall delforsøk til første suksess i en binomisk forsøksrekke, så sier vi at Y er geometrisk fordelt med suksessannsn-lighet p, der pp(suksess). Vi skriver: Y ~ geom.(p) Sannsnlighetsfordeling: P(Y ) P(S ) p P(Y ) P(F S ) P(Y 3) P(F F S ) uavhengige delforsøk 3 P(F )P(S ) (- p)p uavhengige delforsøk P(F )P(F )P(S ) (- p) p 3 4 8

Geometrisk modell Def.: Dersom Y er antall delforsøk til første suksess i en binomisk forsøksrekke, så sier vi at Y er geometrisk fordelt med suksessannsn-lighet p, der pp(suksess). Vi skriver: Y ~ geom.(p) Sannsnlighetsfordeling, generelt: P(Y ) (- p) - p,,, 3,... E(Y) p og p Var(Y) p 5 Geometrisk modell Obs.: P(Y ) (- p) - p,,, 3,... E(Y) P(Y ) (- p) - p L p 6 Geometrisk modell Eks.: Vi tipper en rekke i LOTTO hver uke framover. La Xantall uker til vi får 7 riktige første gang. Da: X~geom.(p), der p/537966. Forventet antall uker til vi får 7 riktige første gang E(X) 7 9

Geometrisk modell Eks.: Vi tipper en rekke i LOTTO hver uke framover. La Xantall uker til vi får 7 riktige første gang. Da: X~geom.(p), der p/537966. Forventet antall uker til vi får 7 riktige første gang E(X) /p 537966 uker (!) 8 Geometrisk modell Eks.: La Yantall terningkast til vi får sekser første gang. Da: Y~geom.(p), p/6. Hva er sannsnligheten for å få første sekser innen kast? 9 Geometrisk modell Eks.: Vi er interessert i P(Y ). Ser generelt på P(Y ) : P(Y ) P(minst en sekser innen kast) - P(ingen sekser i løpet av kast) - (- p),,,3,... P(Y ) - (- ) 6.8385 3

Geometrisk modell Eks.: Vi er interessert i P(Y ). Ser generelt på P(Y ) : P(Y ) P(minst - P(ingen en sekser innen kast) sekser i løpet av kast) - (- p),,,3,... P(Y ) - (- ) 6.8385 3 Geometrisk modell Eks.: Diagram over P(Y ) når Yant. kast til første sekser. (Vi kaller P(Y ) for den kumulative fordelingsfunksjonen til Y.) P(Y<),667,356 3,43 4,577 5,598 6,665 7,79 8,7674 9,86,8385,8654,8878,,8,6,4, Sanns. for første sekser innen..., 3 4 5 6 Antall kast til første sekser 3 Noen viktige sannsnlighetsmodeller Binomisk modell (kp. 3.6) Hpergeometrisk modell (kp. 3.7) Geometrisk modell (notater) Poisson-modell (kp. 3.8) 33

(kp. 3.8) Situasjoner der Poissonfordeling kan være en god beskrivelse: Xantall forekomster av en bestemt begivenhet i et tidsrom (f.eks. antall ulkker pr. måned) eller Xantall forekomster av et bestemt objekt i et bestemt volum eller areal (f.eks. antall bakterier i en vannprøve) 34 Eks.: La Y antall telefonsamtaler inn til sentralbordet i løpet av ett minutt. Y kan anta:,,,... Med hvilke sannsnligheter??... P(Y)?? 35 Eks.: La Y antall telefonsamtaler inn til sentralbordet i løpet av ett minutt. Y kan anta:,,,... I slike situasjoner er det ofte rimelig å anta. at antall forekomster i disjunkte intervall er statistisk uavhengig av hverandre,. at forventet antall forekomster pr. enhet er konstant, og 3. at sannsnligheten for to eller flere forekomster i samme intervall, går mot null når intervallengden går mot null 36

Dersom forutsetningene er tilfredsstilt, så kan vi utlede matematisk at sannsnlighetene for Y er gitt ved: For,,, 3,... P(Y ) ( λt)! λt e Her er λt forventet antall i t minutt (t i eksempelet) 37 Eks.: Dersom vi kan forvente 8 innkommende samtaler pr. minutt, har vi: For,,, 3,...,3,7,7 3,86 4,573 5,96 6, 7,396 8,396 9,4,993,7,48 3,96 4,69 5,9 6,45 7, 8,9 9,4,,, P(Y ) () 8 8 e!,5,,5 Poissonfordeling, m/forv. 8, 3 4 5 6 7 8 9 3 4 5 6 7 8 9 38 Obs.: De beskrevne antakelsene + diff.ligninger ++ gir sannsnlighetene (tids)intervall vs. areal vs. volum gir realistiske sannsnlighetsmodeller i situasjoner der antakelsene helt eller tilnærmelsesvis er tilfredsstilt 39 3

Eks.: Anta at Yantall samtaler til en sentral, er Poissonfordelt med forventning.5 samtaler pr. minutt. P( ingen samtaler i ett minutt )? P( to eller flere i ett minutt )? P( akkurat tre i løpet av to minutt )? 4 Eks.: Anta at Yantall samtaler til en sentral, er Poissonfordelt med forventning.5 samtaler pr. minutt. P(ingen i ett minutt) P(Y ).5 e!.5 e.5. 4 Eks.: Anta at Yantall samtaler til en sentral, er Poissonfordelt med forventning.5 samtaler pr. minutt. P(ingen i ett minutt) P(Y ).5 e!.5 e.5. P(to eller flere i ett minutt) P(Y ) - P(Y ) -.5 -{. + e! { P(Y ) + P(Y ) }.5 }.45 4 4

Eks.: Anta at Yantall samtaler til en sentral, er Poissonfordelt med forventning.5 samtaler pr. minutt. Poissonfordeling med forventning.5: Poissonfordeling, m/forv..5,4,35,3,5,,5,,5, 3 4 5 6 7 8 9 43 Eks.: Anta at Yantall samtaler til en sentral, er Poissonfordelt med forventning.5 samtaler pr. minutt. Dersom Xantall samtaler i to minutt, så vil vi ha at: X er Poissonfordelt med forventning.5 3 P(akkurat tre i to minutt) P(X 3) 3 3 e 3! 3.4 44 Resultat: Dersom Y er Poissonfordelt med parameter λt, har vi at: E(Y) λt og For,,, 3,... P(Y ) ( λt) λt e! Var(Y) λt Skrivemåte : Y ~ Poiss. ( λt ) 45 5

Obs.: Når E(Y) Y ~ Poiss. ( λt ), P(Y ) ( λt )! så e -λt L λt For,,, 3,... P(Y ) ( λt) λt e! 46 Beregne sannsnligheter ) med formel ) bruk av tabell (tilgjengelig på nettstedet) 47, tabell 48 6

, tabell 49 Eksempler:. Antall utrkninger per uke ved brannstasjon. Antall stormer per år 5 7