background image

KOWARIANCJA





dxdy

y

x

f

m

y

m

x

p

m

y

m

x

Y

X

i

j

ij

)

,

(

)

)(

(

)

)(

(

)

,

cov(

01

10

01

10

Współczynnik korelacji

Y

X

Y

X

Y

D

X

D

Y

X

)

,

cov(

)

(

)

(

)

,

cov(

2

2

02

20

11

1

1

background image

Współczynnik korelacji dla 

zmiennych losowych liniowo 

zależnych

1

b

aX

Y

P

b

aX

Y

b

aEX

EY

)

)(

(

)

)(

(

)

,

cov(

b

aEX

b

aX

EX

X

E

EY

Y

EX

X

E

Y

X

EX

aEX

EX

X

aE

EX

X

aE

XX

aE

aEX

aX

EX

X

E

)

(

)

(

)

(

)

)(

(

X

aD

EX

a

aEX

EX

a

EX

a

EX

a

aEX

2

2

2

2

2

2

2

)

(

)

(

)

(

)

(

X

D

a

b

aX

D

Y

D

2

2

2

2

)

(

1

)

(

)

(

)

(

)

(

)

,

cov(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

02

20

11

a

a

X

D

a

X

aD

X

D

a

X

D

X

aD

Y

D

X

D

Y

X

XY

background image

Funkcja regresji zmiennej losowej Y względem 

zmiennej losowej X.

)

(

)

(

x

X

Y

E

x

g



dy

x

y

yf

x

X

Y

E

x

g

)

(

)

(

)

(

)

x

y

f

rozkład  warunkowy 

Dla funkcji regresji zachodzi własność 

min

)

(

2

x

g

Y

E

Własność ta jest podstawą szacowania metodą 

najmniejszych 

kwadratów

 funkcji regresji II rodzaju, tzn. funkcji  g(x) 

przyjętym z góry typie i o parametrach wyznaczonych tak, by dla 

wyników (x

i

,y

i

)

 

(i=1,2,...,n) n-elementowej próby z 

dwuwymiarowego rozkładu (X,Y) zachodziło minimum funkcji:

n

i

i

i

x

g

y

S

1

2

)

(

 x

x

)

(

Parametr  

  liniowej funkcji regresji g(x) nazywa się 

współczynnikiem regresji liniowej.

0

)

)(

(

)

(

)

(

)

)(

(

)

,

cov(

EY

EY

EX

EX

EY

Y

E

EX

X

E

EY

Y

EX

X

E

X

X

X,Y – stochastycznie niezależne

background image

Parametry pozycyjne rozkładu 

zmiennej losowej

Dla dowolnej liczby p  ( 0 < p < 1 ) kwantylem rzędu p  
rozkładu zmiennej losowej X nazywamy liczbę   x

p

  

spełniającą nierówności:

  

1

      

oraz

     

p

x

X

P

p

x

X

P

p

p

Jeżeli istnieje (dla zmiennej losowej skokowej) 
więcej niż jedna taka liczba x

p

 , to przyjmuje się 

najmniejszą z nich.
Dla zmiennej ciągłej mamy równość  p=F(x

p

).

Podstawowymi kwantylami ważnymi zmiennej 
losowej X  w praktyce statystycznej są:
Centyle  (p = 0.01  i  99 wielokrotności tej 
liczby  )
Decyle    (p = 0.1  i  9 wielokrotności tej liczby  
)
Kwartyle  (p = 0.25  i  3 wielokrotności tej 
liczby  ) 

Najczęściej używanym kwantylem jest    x

0.5 

    

mediana  

background image

Podstawowe rozkłady skokowe

Rozkład dwupunktowy

p

q

X

P

p

X

P

1

)

0

(

     

)

1

(

        Rozkład dwumianowy (Bernoulliego).

        a)      dokonuje się n niezależnych powtórzeń pewnego 
doświadczenia losowego.
         b)      w każdym doświadczeniu mogą zajść tylko dwa 
wykluczające się 
                   zdarzenia : 

A

  ( sukces) i 

 A’ 

(porażka)

          c)                                     oraz   
Zmienna losowa przyjmuje wartości równe liczbie sukcesów w n 
doświadczeniach 

p

A

P

)

(

p

q

A

P

1

)

'

(

k

n

k

q

p

k

n

k

X

P





 }

{

np

EX 

npq

X

D

2

p

EX 

pq

X

D

2

background image

Rozkład Poissona

W schemacie doświadczeń typu Bernoulliego liczba niezależnych 
doświadczeń
  
Prawdopodobieństwo sukcesu p maleje tak, że 
Przy takim założeniu funkcja prawdopodobieństwa zmiennej 
losowej o rozkładzie dwumianowym dąży do funkcji 
prawdopodobieństwa w tzw. Rozkładzie Poissona:                         
               
                                                              dla k = 1,2,… 

n

const

np

!

k

e

k

X

P

k

X

D

EX

2

background image

 

Model rozpadu radioaktywnego.

Rad rozpada się w radon. Rozpadające się jądro radu wysyła 
cząsteczkę  α.
Odległości między atomami są stosunkowo duże, można zatem 
przyjąć, że jądra rozpadają się niezależnie od stanu sąsiednich 
atomów. 

Załóżmy, że prawdopodobieństwo p(t) rozpadu danego atomu radu 
w pewnym przedziale czasu o długości t zależy tylko od długości 
tego przedziału. Jeżeli łącznie jest n atomów ( w jednym gramie 10 
 ) to średnia liczba cząsteczek   wysyłanych w czasie jest równa 
=  np(t)
. Jak pokazują doświadczenia, liczba ta przy = 1 s jest 
rzędu 10

10

,   zatem p(1) = 10

-12

 

Sukces – rozpad atomu radu. Liczba wyemitowanych cząsteczek 
jest równa licznie sukcesów w n doświadczeniach Bernoulliego. 

Prawdopodobieństwo sukcesu p = p(t). Parametry n i p są takie, 
że faktycznym rozkładem prawdopodobieństwa zmiennej losowej  
X(t) – liczba wysłanych w czasie t cząsteczek  będzie rozkład 
Poissona z parametrem a = np(t):
 

background image

Podstawowe rozkłady ciągłe

Rozkład gamma     Rozkład beta

Rozkład t-Studenta

Rozkład χ

2

 

Rozkład normalny ( rozkład Gaussa)

)

2

)

(

exp(

2

1

2

1

)

(

2

2

2

)

(

2

2

m

x

e

x

f

m

x

)

2

exp(

2

1

)

(

2

x

x

f

2

2

    

          

X

D

m

EX

N(m,

)

N(0,1
)

m

X

U

Unormowany rozkład Gaussa

background image

Centralne twierdzenie 

graniczne

background image
background image
background image

ROZKŁAD.NORMALNY

 

Daje w wyniku normalny rozkład łączny dla danej średniej i 

normalnego odchylenia. Funkcja ta ma bardzo szeroki zakres 

zastosowań w statystyce, łącznie z badaniem hipotez.

Składnia

X   jest to wartość, dla której chcemy mieć rozkład.

Średnia   jest to średnia arytmetyczna rozkładu.

Odchylenie_std   jest to standardowe odchylenie rozkładu.

Skumulowany   jest to wartość logiczna, która określa rodzaj funkcji. 
Jeżeli skumulowany ma wartość PRAWDA, wówczas funkcja 
ROZKŁAD.NORMALNY daje w wyniku łączną funkcję rozkładu, a jeśli 
FAŁSZ, wówczas funkcja ta daje w wyniku funkcję gęstości 
prawdopodobieństwa.

ROZKŁAD.NORMALNY(x;średnia;odchylenie_std;skumulowany)

background image

ROZKŁAD.NORMALNY.S

Oblicza standardowy skumulowany rozkład 

(dystrybuantę) normalny o zadanych 

parametrach. Rozkład ten ma średnią zero i 

odchylenie standardowe równe jeden. Funkcję tę 

należy stosować zamiast tabeli obszarów 

standardowych krzywych normalnych.

Składnia

Z   jest to wartość, dla której chcemy określić 
rozkład. 

ROZKŁAD.NORMALNY.S(z)

background image

ROZKŁAD.NORMALNY.ODW

Oblicza wartość funkcji odwrotnej 

skumulowanego rozkładu normalnego.

Składnia

ROZKŁAD.NORMALNY.S.ODW(prawdopodobie
ństwo)

Prawdopodobieństwo   jest to 
prawdopodobieństwo odpowiadające 
rozkładowi normalnemu.

Średnia   jest to średnia arytmetyczna 
rozkładu.

Odchylenie_std   jest to standardowe 
odchylenie rozkładu

ROZKŁAD.NORMALNY.ODW(prawdopodobieństwo;średnia;odchyleni
e_std
)

background image

 

30

0

30

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

dnormx 1

 1

(

)

dnormx 2

 1

(

)

dnormx 3

 1

(

)

dnormx 4

 1

(

)

30

30

x

background image

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.2

0

pnormx 0

 1

(

)

pnormx 2

 1

(

)

pnormx 3

1

(

)

pnormx 4

1

(

)

10

10

x

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

pnormx 2

1

(

)

pnormx 0

 3

(

)

pnormx 2

 0.4

(

)

pnormx 3

 0.8

(

)

x x

 x

 x

background image

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1

0

dnormx 2

1

(

)

dnormx 0

 3

(

)

dnormx 2

 0.4

(

)

dnormx 3

 0.8

(

)

10

10

x x

 x

 x

background image

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

pnormx 0

 1

(

)

pnormx 2

 1

(

)

pnormx 3

1

(

)

pnormx 4

1

(

)

x

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.2

0

pnormx 2

1

(

)

pnormx 0

 3

(

)

pnormx 2

 0.4

(

)

pnormx 3

 0.8

(

)

10

10

x x

 x

 x

background image

 

background image

 

background image

a) 1/2 

b) 
1/3 

c) 1/4 

Paradoks Bertranda 


Document Outline