Forelening 1, kapittel 4 Stokastiske variable

Like dokumenter
Bernoulli forsøksrekke og binomisk fordeling

Statistikk 1 kapittel 5

STK1100 våren Forventningsverdi. Forventning, varians og standardavvik

Statistikk 1 kapittel 5

Statistikk 1 kapittel 5

Terningkast. Utfallsrommet S for et terningskast med en vanlig spillterning med 6 sider er veldefinert 1, 2, 3, 4, 5, 6

TMA4240 Statistikk Høst 2008

µ = E(X) = Ʃ P(X = x) x

STK1100 våren Kontinuerlige stokastiske variabler Forventning og varians Momentgenererende funksjoner

Statistikk 1 kapittel 5

TMA4240 Statistikk H2010

3.1 Stokastisk variabel (repetisjon)

Kontinuerlige stokastiske variable.

Forelesning 5: Kontinuerlige fordelinger, normalfordelingen. Jo Thori Lind

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

Kapittel 3: Stokastiske variable og sannsynlighetsfordelinger

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

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Foreleses onsdag 8. september 2010

Fasit for tilleggsoppgaver

TMA4240/TMA4245 Statistikk Oppsummering diskrete sannsynlighetsfordelinger

Midtveiseksamen i STK1100 våren 2017

Tilfeldige variable (5.2)

Tilfeldige variabler. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Regneregler for forventning og varians

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

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

TMA4240 Statistikk H2010

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Beskrivende statistikk.

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

Binomisk sannsynlighetsfunksjon

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

EKSAMEN. TILLATTE HJELPEMIDLER: Kalkulator. Hornæs: Formelsamling statistikk HiG. John Haugan: Formler og tabeller.

Eksempel: kast med to terninger

Kapittel 4.3: Tilfeldige/stokastiske variable

Statistikk 1 kapittel 4

Løsningsforslag ECON 2130 Obligatorisk semesteroppgave 2017 vår

MAT4010 PROSJEKTOPPGAVE: Statistikk i S2. Olai Sveine Johannessen, Vegar Klem Hafnor & Torstein Mellem

Sum to terninger forts. Eksempel: kast med to terninger. Sum to terninger forts. Kapittel 3. TMA4240 H2006: Eirik Mo

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.

Kapittel 5: Tilfeldige variable, forventning og varians.

Litt om forventet nytte og risikoaversjon. Eksempler på økonomisk anvendelse av forventning og varians.

Oppfriskning av blokk 1 i TMA4240

Denne uken: Kapittel 4.3 og 4.4

Kapittel 3: Stokastiske variable og sannsynlighetsfordelinger

Kapittel 4.4: Forventning og varians til stokastiske variable

STK1100 våren Normalfordelingen. Normalfordelingen er den viktigste av alle sannsynlighetsfordelinger

onsdag_19_09_2018_poisson_eksponential_normalfordelng_vikartime_bygg_v2.notebook

ST0103 Brukerkurs i statistikk Høst 2014

statistikk, våren 2011

3.4: Simultanfordelinger (siste rest) 4.1,4.2,4.3: Multivariat del (ferdig med kapittel 3 og 4 etter denne forelesningen)

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

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

Diskrete sannsynlighetsfordelinger som histogram. Varians. Histogram og kumulativ sannsynlighet. Binomial-fordelingen

Test, 3 Sannsynlighet og statistikk

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

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Sannsynlighet i uniforme modeller. Addisjon av sannsynligheter

Løsningskisse for oppgaver til undervisningsfri uke 8 ( februar 2012)

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

Observatorer. STK Observatorer - Kap 6. Utgangspunkt. Eksempel høyde Oxford studenter

FORMELSAMLING TIL STK1100 OG STK1110

Løsning på Dårlige egg med bruk av Tabell 2 i Appendix B

Stokastisk variabel. Eksempel augefarge

Sannsynlighet og statistikk

EKSAMEN. TILLATTE HJELPEMIDLER: Kalkulator. Hornæs: Formelsamling statistikk HiG. John Haugan: Formler og tabeller.

TMA4240 Statistikk H2010

Utfordring. TMA4240 Statistikk H2010. Mette Langaas. Foreleses uke 40, 2010

Kræsjkurs i statistikk

To-dimensjonale kontinuerlige fordelinger

ECON2130 Kommentarer til oblig

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Løsning eksamen desember 2016

Siden vi her har brukt første momentet i fordelingen (EX = EX 1 ) til å konstruere estimatoren kalles denne metoden for momentmetoden.

ST1101/ST6101 Sannsynlighetsregning og statistikk Vår 2019

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 6: Normalfordelingen

Tilfeldige variabler. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Løsningsforslag, eksamen statistikk, juni 2015

Kapittel 3: Studieopplegg

TMA4240 Statistikk H2010 Kapittel 5: Diskrete sannsynlighetsfordelinger : Uniform, binomisk, hypergeometrisk fordeling

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

Prøvemidtveiseksamen TMA4240 Statistikk H2004

Binomisk fordeling. Tilfeldige variabler. MAT0100V Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Kapittel 8: Tilfeldige utvalg, databeskrivelse og fordeling til observatorar, Kapittel 9: Estimering

Da vil summen og gjennomsnittet være tilnærmet normalfordelte : Summen: X 1 +X X n ~N(nµ,nσ 2 ) Gjennomsnittet: X 1 +X

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Et lite notat om og rundt normalfordelingen.

STK1100 våren 2019 Mere om konfidensintevaller

Sannsynlighetsregning og kombinatorikk

Løsningsforslag Eksamen S2, våren 2014 Laget av Tommy O. Sist oppdatert: 1. september 2018 Antall sider: 11

Løsningsforslag Eksamen S2, høsten 2017 Laget av Tommy O. Sist oppdatert: 26. november 2017

STK1000 Uke 36, Studentene forventes å lese Ch 1.4 ( ) i læreboka (MMC). Tetthetskurver. Eksempel: Drivstofforbruk hos 32 biler

EKSAMEN. TILLATTE HJELPEMIDLER: Kalkulator. Hornæs: Formelsamling statistikk HiG. John Haugan: Formler og tabeller.

Sannsynlighetsbegrepet

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

Kap. 7 - Sannsynlighetsfordelinger

Kapittel 2: Hendelser

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

Transkript:

Forelening 1, kapittel 4 Stokastiske variable Eksempel X = "antall kron på kast med to mynter (før de er kastet)" Uniformt utfallsrom {MM, MK, KM, KK}. X = x beskriver hendelsen "antall kron på kast med to mynter er x". P(X=0) = 1/4 P(X=1) = 1/2 P(X=2) = 1/4 Uformelt: Formelt: En stokastisk variabel X er et forsøk der utfallene er tall. En stokastisk variabel X er en funksjon fra et utfallsrom til i de reelle tall. { MM, MK, KM, KK} X 0 1 2 mai 11 14:53

Diskrete og kontinuerlige stokastiske variable Diskrete variable (eksempler) {0,1,2} {0,1,2,3,4,5,...} {..., 2, 1,0,1,2,3,...} {0, 1/6, 2/6, 3/6, 4/6, 5/6, 6/6} {x 0, x 1, x 2, x 3, x 4,...} Endelig eller tellbart uendelig mange verdier som kan ordnes {... x i < x i+2 < x i+2 < x i+3 <... } Kontinuerlig variable: Intervall på den reelle aksen (desimaltall, ikke tellbart). Medregnet ubegrensede intervaller, f.eks alle reelle tall eller alle positive reelle tall. De to første forelesningene i kapittel 4 handler (hovedaklig) om diskrete stokastiske variable. mai 11 15:18

Punktsannsynlighet og sannsynlighetsfunksjon. Punktsannsynligheten: f(x)= P(X=x) f(0) = P(X=0) = 1/4 f(1) = P(X=1) = 1/2 f(2) = P(X=0) = 1/4 f er en funksjon fra en diskret tallmengde (her {0,1,2}) inn i intervallet [0,1] (sannsynligheter). Funksjonen f kalles punktsannsynligheten til den stokastiske variabelen X. Sannsynlighetsfunksjonen: F(x) = P(X x) F(0) = P(X 0) = 1/4 F(1) = P(X 1) = 3/4 F(2) = P(X 2) = 1 = f(0) = f(0)+f(1) = f(0)+f(1)+f(2) Sammenheng mellom f og F: mai 11 15:28

Forventningsverdi. Eksempel: Anta en studentgruppe kastet 2 mynter 200 ganger og fikk 0 kron 47 ganger, 1 kron 101 ganger og 2 kron 52 ganger. Empirisk forventningsverdi, det vil si gjennomsnittlig antall kron, er da: Andelen ganger resultatet ble hhv. 0, 1 og 2 er 47/200, 101/200 og 52/200, og dette reflekterer punktsannsynlighetene f(0), f(1) og f(2). Ved å erstatte observerte frekvenser med teoretiske sannsynligheter får vi teoretisk forventningsverdi µ : Vi skal bruke betegnelsen E(X) og µ om hverandre for å betegne (teoretisk) forventningsverdi. Den generelle formelen er da Det holder i første omgang å forstå E(X) og µ som synonymer. E(X) brukes når vi betrakter forventningsverdien som en størrelse tilordnet den stokastiske variabelen X (en funksjonal). Som dere vil se er den hensiktsmessig i en del sammenhenger der X erstattes med andre bokstaver eller uttrykk. I noen sammenhenger kan det da tenkes på som synonymt med formelen som definerer forventningsverdien, slik at i eksemplet er E(X) = 0. f(0)+1. f(1)+2. f(2) Den greske bokstaven µ brukes når vi tenker på dette som et tall. I eksemplet betyr dette at µ = 1. mai 11 16:02

Varians og standardavvik. Definisjon av varians: Ekvivalent definisjon av varians: Definisjon av standardavvik: Eksempel: X er fortsatt antall kron i kast med to mynter, med E(X) = µ = 1. Første variant av definisjonsformelen for varians er da : Var(X) = (0 1) 2. 1/4 + (1 1) 2. 1/2 + (2 1) 2. 1/4 = 1/2 Andre variant: Var(X) = 0 2. 1/4 + 1 2. 1/2 + 2 2. 1/4 1 2 = 1/2 Standardavviket er σ = (1/2) 1/2 = 0.7071 Med observasjonene 47 nuller, 101 enere og 52 toere blir empirisk standardavvik Dette tilsvarer det teoretiske standardavviket σ, med tilfeldig variasjon. Merk også følgende omskrivning av variansen (inni rottegnet), og hvordan empirisk varians tilsvarer den andre varianten av definisjonen for varians, da brøkene er tilnærmet sannsynlighetene 1/4, 1/2 og 1/4: mai 12 08:54

Et eksempel til: La X være antall seksere i kast med 5 terninger. Finn forventningsverdi µ og standardavvik σ. I forelesning 6 til kapittlel 3 fant vi en formel for sannsynligheten for x gunstige i denne situasjonen (binomiske sannsynligheter), og dette er en formel for punktsannsynligheten f. f(x) = Ved å sette inn n=5 og p=1/6 får vi da følgende punktsannsynligheter: E(X) = 0. 0.4019 + 1. 0.4019 + 2. 0.1607 + 3. 0.0322+ 4. 0.0032 + 5. 0.0001 = 0.8332 Det er vanligvis enklest å regne ut variansen etter den andre varianten av formelen: Dermed er Var(X) = 0 2. 0.4019 + 1 2. 0.4019 + 2 2. 0.1607 + 3 2. 0.0322+ 4 2. 0.0032 + 5 2. 0.0001 0.8332 2 = 0.6960 Kommentar: I neste kapittel skal vi se at µ er eksakt n. p = 5. 1/6 = 5/6 og variansen er eksakt n. p. (1 p) = 5/6. 5/6, så standardavviket er eksakt σ = 5/6. mai 12 09:16

Til slutt i denne forelesningen. Det er vel nå en god ide å regne noen oppgaver 1, 2 og 3 på pensumoppgave 4.1 og prøve å få taket på det vi har gjort så langt før du går videre med forelesning 2 fra kapittel 4. Å regne ut forventningsverdi og standardavvik er vel ikke så vanskelig hvis du øver litt. Abstraksjonsnivået er nok en mye større utfordring. Kapittel 4 er det kapitlet de fleste studentene syns er vanskeligst i pensum, og de tre neste forelesningene er nokså tøffe. Prøv å få taket på så mye som mulig, men ikke dvel altfor lenge med dette kapitlet. Det er nesten umulig å få ordentlig taket på kapittel 4 før du ser anvendelsene i de resterende kapitlene i pensum, og mye pleier å klarne gradvis etterhvert. Mange nye begreper dukker opp, og uvant notasjon kan virke forvirrende. For eksempel bruken av store og små bokstaver. "X er antall øyne på terningen før den er kastet", kjent gjennom sannsynligheter for de forskjellige utfallene (sannsynlighetsmodellen) "x er antall øyne på terningen etter at den er kastet", og dette er vanlige tall. Merk også bruken av greske bokstaver, µ og σ. Dette er "teoretiske verdier" i sannsynlighetsmodellen (den stokastiske modellen). Et viktig aspekt vil etterhvert være å se sammenhengen mellom disse teoretiske størrelsene og de tilsvarende observerte størrelsene som vi betegner med vanlige bokstaver. Det vil si (så langt) empirisk forventningsverdi og empirisk standardavvik s. mai 12 09:06