Kapittel 6: Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger 6.4-5.7: Normalfordelingen, normalapproksimasjon, eksponensial og gamma.

Like dokumenter
TMA4240 Statistikk H2010

6.1 Kontinuerlig uniform fordeling

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

6.5 Normalapproksimasjon til. binomisk fordeling

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Kapittel 6: Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger

Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger.

TMA4240 Statistikk H2015

TMA4240 Statistikk H2010

TMA4240/TMA4245 Statistikk: Oppsummering kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger

Foreleses onsdag 8. september 2010

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Kapittel 2: Hendelser

Gammafordelingen og χ 2 -fordelingen

Oppfriskning av blokk 1 i TMA4240

Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger.

TMA4240 Statistikk H2010

3.1 Stokastisk variabel (repetisjon)

TMA4240 Statistikk H2015

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

TMA4240 Statistikk Høst 2008

Kapittel 3: Stokastiske variable og sannsynlighetsfordelinger

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.

TMA4240 Statistikk Høst 2015

Tyngdepunkt. Togforsinkelsen (Eksamen Des2003.1a) I denne oppgaven kan du bruke uten å vise det at. Kapittel 4

Dagens tekst. Kap 7: Funksjonar av stokastiske variable Transformasjon av variable Moment Momentgenererande funksjon

Bernoulli forsøksrekke og binomisk fordeling

FORMELSAMLING TIL STK1100 OG STK1110

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

TMA4240 Statistikk H2015

Notasjon. Løsninger. Problem. Kapittel 7

Poissonprosesser og levetidsfordelinger

TMA4240 Statistikk H2017 [15]

TMA4240 Statistikk H2010

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

for x 0 F X (x) = 0 ellers Figur 1: Parallellsystem med to komponenter Figur 2: Seriesystem med n komponenter

TMA4240/TMA4245 Statistikk Oppsummering diskrete sannsynlighetsfordelinger

STK juni 2018

TMA4240 Statistikk Høst 2016

TMA4240 Statistikk H2010

Foreleses onsdag 13.oktober, 2010

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

TMA4240 Statistikk Høst 2012

TMA4240 Statistikk H2015

TMA4240 Statistikk Høst 2009

TMA4240 Statistikk. Øving nummer 7. Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

STK1100 våren Normalfordelingen. Normalfordelingen er den viktigste av alle sannsynlighetsfordelinger

TMA4245 Statistikk Vår 2007

Togforsinkelsen (Eksamen Des2003.1a) I denne oppgaven kan du bruke uten å vise det at

Kapittel 3: Stokastiske variable og sannsynlighetsfordelinger

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

6.1 Kontinuerlig uniform fordeling

Forelesning 5: Kontinuerlige fordelinger, normalfordelingen. Jo Thori Lind

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

TMA4240 Statistikk H2010

TMA4240 Statistikk H2010

Statistisk inferens: 9.14: Sannsynlighetsmaksimeringsestimatoren 8.5: Fordeling til gjennomsnittet 9.4: Konfidensintervall for µ (σ kjent)

Utvalgsfordelinger (Kapittel 5)

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

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

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

Litt mer om eksponensialfordelingen

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

TMA4245 Statistikk. Innlevering 3. Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

FORMELSAMLING TIL STK1100 OG STK1110

onsdag_19_09_2018_poisson_eksponential_normalfordelng_vikartime_bygg_v2.notebook

UNIVERSITETET I OSLO

Statistikk 1 kapittel 5

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2007

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

Kapittel 4: Matematisk forventning

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

TMA4240 Statistikk Høst 2009

Ekstreme bølger. Geir Storvik Matematisk institutt, Universitetet i Oslo. 5. mars 2014

Statistikk 1 kapittel 5

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren

Diskrete sannsynlighetsfordelinger.

TMA4240 Statistikk H2010

TMA4240 Statistikk H2010 (22)

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

TMA4240 Statistikk Høst 2015

STK Oppsummering

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

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 6: Normalfordelingen

DEL 1 GRUNNLEGGENDE STATISTIKK

TMA4240 Statistikk H2015

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

TMA4240 Statistikk 2014

Regneøvelse 29/5, 2017

1.1.1 Rekke med konstante ledd. En rekke med konstante ledd er gitt som. a n (1) n=m

Første sett med obligatoriske oppgaver i STK1110 høsten 2015

Diskrete sannsynlighetsfordelinger.

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

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Eksempel: kast med to terninger

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2010 Oppsummering

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

TMA4240 Statistikk Høst 2013

Transkript:

TMA4240 Statistikk H2010 Kapittel 6: Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger 6.4-5.7: Normalfordelingen, normalapproksimasjon, eksponensial og gamma. Mette Langaas Foreleses mandag 27. september 2010 2 Normalfordelingen

3 Chebyshevs teorem og normalfordelingen Chebyshevs teorem:p(µ kσ < X < µ + kσ) 1 1 k 2 Nøyaktig for normalfordelingen: k=1: P(µ σ < X < µ + σ) = 0.683 mot Chebyshev 0. k=2: P(µ 2σ < X < µ + 2σ) = 0.954 mot Chebyshev 0.75 k=3: P(µ 3σ < X < µ + 3σ) = 0.997 mot Chebyshev 0.89 4 6.5 Normalapproksimasjon til binomisk fordeling TEO 6.2 Hvis X er en binomisk stokastisk variabel med forventning µ = np og varians σ 2 = np(1 p), så vil den stokastiske variabelen Z = X µ σ = X np np(1 p) når n være tilnærmet standard normalfordelt, n(z; 0, 1).

5 6.5 Normalapproksimasjon til binomisk fordeling 6 Regneeksempel fra Cartoon Guide Binomisk med n = 25, p = 0.5. Hva er P(X 14)?

7 Approksimasjon Figsur fra Cartoon Guide to Statistics. 8 Kontinuitetskorreksjon Figsur fra Cartoon Guide to Statistics.

9 Eksempel: Trafikk-kontroll, mobilbruk Politiet vil aksjonere mot ulovlig mobilbruk i bil, og gjennomfører kontroll ved Lerkendal-rundkjøringen. Antar at antall bilførere som blir bøtelagt i løpet av t timer er Poisson-fordelt med intensitet λ = 5, dvs. med forventning λ t = 5 t. 1. Antall hendelser i disjunkte tidsintervall er uavhengige. 2. Sannsynligheten for at en enkelt hendelse inntreffer innenfor et kort tidsintervall av lengde t er tilnærmet λ t. 3. Sannsynligheten for at mer enn en hendelse skal inntreffe innenfor et kort tidsintervall av lengde t er neglisjerbar. Y=antall hendelser i intervallet [0, t], er Poisson-fordelt p(y; λt) = e λt (λt) y y! y = 0, 1, 2,... hvor λ er gjennomsnittlig antall hendelser per enhet (intervall eller region). 10 Trafikk-kontroll (forts.) La X være tid fra kontrollen starter til første bilfører blir bøtelagt. X=tid til første hendelse, er eksponensialfordelt med forventning E(X) = 1 λ. Tid mellom to påfølgende hendelser har samme fordeling som tid til første hendelse.

11 Eksponensial fordelingen DEF: En kontinuerlig stokastisk variabel X har en eksponensialfordeling med parameter β, hvis sannsynlighetstettheten er gitt ved f (x; β) = { 1 β e x/β, x > 0 0 ellers. hvor β > 0. TEO 6.3, COR 1: Forventing og varians i ekponentialfordelingen er µ = E(X) = β σ 2 = Var(X) = β 2 Annen parameterisering: λ = 1 β brukes også. 12 Eksponensial fordelingen, f (x) f (x; β) for β = 1, 2, 3, 4, 5 (eller λ = 1, 1 2, 1 3, 1 4, 1 5 )

13 Eksempel: Trafikk-kontroll (forts.) 1. Hva er forventet tid til første bøtelegging? 2. Hvor sannsynlig er det at første bot blir skrevet ut før det er gått 20 min? 3. Hva er sannynligheten for at det tar mer enn 3 timer til første bot skrives ut? 4. Dersom ingen er bøtelagt etter 20 min., hva er sannsynligheten for at den første bot ikke blir skrevet ut i løpet av de neste 20 min.? 5. Hva er sannsynligheten for at det tar mer enn en time før 2 bøter er skrevet ut? 14 Ingen hukommelse En lyspære har levetid X, som er eksponentialfordelt med parameter β. f (x; β) = { 1 β e x/β, x > 0 0 ellers. Vi vet at lyspæra har virket i s timer, hva er da sannsynligheten for at den virker t timer til? Har at P(X > s + t X > s) = P(X > s + t s) = 1 F(t), der F (t) = P(X t) er kumulativ fordeling for X, innsatt t.

15 Tid til nte hendelse Trafikk-kontroll:Hva er sannsynligheten for at det tar mer enn en time før 2 bøter er skrevet ut? Lyspærer: Jeg kjøper en pakke med 10 lyspærer til stekeovnen min. Hvor lang tid holder de? SMS til basestasjon: Hvor lang til går det til basestasjonen har mottatt 100 SMS? Trafikk-kontroll: Foto-boks står montert i tunnel. Den kan ta 36 bilder (?). Hvor langt tid tar det før veivesenet bør skifte film? Promillekontroll: Hvor lenge må politiet stå på post før de har fått 5 personer som har blåst rødt? 16 Gamma-fordelingen DEF: En kontinuerlig stokastisk variabel X følger en gammafordeling med parametere α og β, hvis sannsynlighetstettheten er gitt ved f (x; α, β) = { 1 β α Γ(α) x α 1 e x/β, x > 0 0 ellers. hvor α > 0 og β > 0. Parametere: α er formparameter, β er skalaparameter. Eksponensial: er Gamma med α = 1. Erlang: er Gamma med α heltall.

17 Gamma fordelingen (forts.) DEF 6.2: Gammafunksjonen er definert som Γ(α) = 0 x α 1 e x dx for α > 0. Γ(1) = 1. For α positivt naturlig tall: Γ(α) = (α 1) (α 2) (α n) Γ(α n). For α positivt heltall: Γ(α) = (α 1)! TEO 6.3: Forventing og varians i gammafordelingen: µ = E(X) = αβ σ 2 = Var(X) = αβ 2 18 Gammafordelingen, f (x) α=1 α=10 β = 1 β = 4

19 Trafikk-kontroll, mobilbruk (forts.) Hva er sannsynligheten for at det tar mer enn en time før 2 bøter er skrevet ut? La X være antall timar til andre bøtelegging. X er Gammafordelt med α = 2, β = 1 λ = 1 5. P(X > 1) = 1 P(X 1) P(X 1) = 1 0 = 25 1 ( ) 2 1 Γ(2)x 1 e 5x dx 1 0 5 xe 5x dx = delvis integrasjon... = 0.96 P(X > 1) = 1 P(X 1) = 1 0.96 = 0.04 20 6.8 Kjikvadrat fordelingen (mer fullstendig sammen med statistisk inferens) DEF En kontinuerlig stokastisk variabel X er kji-kvadrat fordelt parameter ν (kalt frihetgrader), hvis sannsynlighetstettheten er gitt ved f (x; ν) = { hvor ν er et positivt heltall. 1 2 ν/2 Γ(ν/2) x ν/2 1 e x/2, x > 0 0 ellers. Kji-kvadrat vs. gamma: Kji-kvadrat er gamma med α = ν/2 og β = 2.

21 Kjikvadrat fordelingen (forts.) Forventing og varians i kji-kvadrat fordelingen er µ = E(X) = ν σ 2 = Var(X) = 2 ν 22 6.10 Weibull fordelingen ikke pensum, men mye brukt! DEF: En kontinuerlig stokastisk variabel X er Weibull-fordelt, med parametere α og β, med sannsynlighetstetthet gitt ved f (x) = { αβx β 1 e αx β, x > 0 0 ellers. der α > 0 og β > 0. Eksponensial: spesialtilfelle for β = 1