Podstawowe oznaczenia i wzory stosowane na wykładzie i laboratorium Część I: estymacja

Podobne dokumenty
Statystyka opisowa. (n m n m 1 ) h (n m n m 1 ) + (n m n m+1 ) 2 +1), gdy n jest parzyste

X i. X = 1 n. i=1. wartość tej statystyki nazywana jest wartością średnią empiryczną i oznaczamy ją symbolem x, przy czym x = 1. (X i X) 2.

Estymacja przedziałowa

Wykład 5 Przedziały ufności. Przedział ufności, gdy znane jest σ. Opis słowny / 2

Statystyka i Opracowanie Danych. W7. Estymacja i estymatory. Dr Anna ADRIAN Paw B5, pok407

3. Tworzenie próby, błąd przypadkowy (próbkowania) 5. Błąd standardowy średniej arytmetycznej

16 Przedziały ufności

ZAGADNIENIE ESTYMACJI. ESTYMACJA PUNKTOWA I PRZEDZIAŁOWA

PODSTAWY BIOSTATYSTYKI ĆWICZENIA

Lista 6. Estymacja punktowa

Ćwiczenie 2 ESTYMACJA STATYSTYCZNA

θx θ 1, dla 0 < x < 1, 0, poza tym,

Zadanie 2 Niech,,, będą niezależnymi zmiennymi losowymi o identycznym rozkładzie,.

Moda (Mo, D) wartość cechy występującej najczęściej (najliczniej).

PRZEDZIAŁY UFNOŚCI. Niech θ - nieznany parametr rozkładu cechy X. Niech α będzie liczbą z przedziału (0, 1).

Charakterystyki liczbowe zmiennych losowych: wartość oczekiwana i wariancja

Estymacja: Punktowa (ocena, błędy szacunku) Przedziałowa (przedział ufności)

1 Dwuwymiarowa zmienna losowa

Twierdzenia graniczne:

Estymacja. Dr Joanna Banaś Zakład Badań Systemowych Instytut Sztucznej Inteligencji i Metod Matematycznych. Wykład 7

Kurs Prawdopodobieństwo Wzory

Wykład 11 ( ). Przedziały ufności dla średniej

Miary położenia (tendencji centralnej) to tzw. miary przeciętne charakteryzujące średni lub typowy poziom wartości cechy.

Trzeba pokazać, że dla każdego c 0 c Mc 0. ) = oraz det( ) det( ) det( ) jest macierzą idempotentną? Proszę odpowiedzieć w

Statystyka opisowa. () Statystyka opisowa 24 maja / 8

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

1. Wnioskowanie statystyczne. Ponadto mianem statystyki określa się także funkcje zmiennych losowych o

d wymiarowy wektor losowy Niech (Ω, S, P) przestrzeń probabilistyczna Definicja Odwzorowanie X: Ω R nazywamy 1-wymiarowym wektorem

będą niezależnymi zmiennymi losowymi z rozkładu jednostajnego na przedziale ( 0,

Estymacja przedziałowa:

Estymacja przedziałowa - przedziały ufności

Statystyka Wzory I. Analiza struktury

KURS STATYSTYKA. Lekcja 3 Parametryczne testy istotności ZADANIE DOMOWE. Strona 1

1 Testy statystyczne. 2 Rodzaje testów

Korelacja i regresja. Dr Joanna Banaś Zakład Badań Systemowych Instytut Sztucznej Inteligencji i Metod Matematycznych. Wykład 12

Testowanie hipotez. H 1 : µ 15 lub H 1 : µ < 15 lub H 1 : µ > 15

Prawdopodobieństwo i statystyka r.

Metrologia: miary dokładności. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

STATYSTYKA. Rafał Kucharski. Uniwersytet Ekonomiczny w Katowicach 2015/16 ROND, Finanse i Rachunkowość, rok 2

Estymacja parametrów populacji

0.1 ROZKŁADY WYBRANYCH STATYSTYK

1 Przedziały ufności. ). Obliczamy. gdzie S pochodzi z rozkładu B(n, 1 2. P(2 S n 2) = 1 P(S 2) P(S n 2) = 1 2( 2 n +n2 n +2 n ) = 1 (n 2 +n+2)2 n.

Miary rozproszenia. Miary położenia. Wariancja. Średnia. Dla danych indywidualnych: Dla danych indywidualnych: s 2 = 1 n. (x i x) 2. x i.

Miary położenia. Miary rozproszenia. Średnia. Wariancja. Dla danych indywidualnych: Dla danych indywidualnych: s 2 = 1 n. (x i x) 2. x i.

STATYSTYKA OPISOWA I PROJEKTOWANIE EKSPERYMENTU dr inż Krzysztof Bryś

ZADANIA NA ĆWICZENIA 3 I 4

1 Zmienne losowe. Własności dystrybuanty F (x) = P (X < x): F1. 0 F (x) 1 dla każdego x R, F2. lim F (x) = 0 oraz lim F (x) = 1,

ANALIZA DANYCH DYSKRETNYCH

STATYSTYKA OPISOWA PODSTAWOWE WZORY

Elementy statystyki opisowej Izolda Gorgol wyciąg z prezentacji (wykład I)

Statystyka matematyczna dla leśników

Statystyka matematyczna. Wykład II. Estymacja punktowa

Lista 5. Odp. 1. xf(x)dx = xdx = 1 2 E [X] = 1. Pr(X > 3/4) E [X] 3/4 = 2 3. Zadanie 3. Zmienne losowe X i (i = 1, 2, 3, 4) są niezależne o tym samym

są niezależnymi zmiennymi losowymi o jednakowym rozkładzie Poissona z wartością oczekiwaną λ równą 10. Obliczyć v = var( X

Estymacja przedziałowa - przedziały ufności

Statystyczny opis danych - parametry

Parametryczne Testy Istotności

Estymacja parametrów rozkładu cechy

STATYSTYKA OPISOWA PODSTAWOWE WZORY

ma rozkład złożony Poissona z oczekiwaną liczbą szkód równą λ i rozkładem wartości pojedynczej szkody takim, że Pr( Y

Ćwiczenie nr 14. Porównanie doświadczalnego rozkładu liczby zliczeń w zadanym przedziale czasu z rozkładem Poissona

ZBIEŻNOŚĆ CIĄGU ZMIENNYCH LOSOWYCH. TWIERDZENIA GRANICZNE

L.Kowalski zadania ze statystyki matematycznej-zestaw 3 ZADANIA - ZESTAW 3

POLITECHNIKA OPOLSKA

Matematyka z el. statystyki, # 6 /Geodezja i kartografia II/

Liczebnośd (w tys.) n

WYKŁAD 1. Zdarzenia losowe i prawdopodobieństwo Zmienna losowa i jej rozkłady

Podstawowe pojęcia. Próba losowa. Badanie próby losowej

Wyższe momenty zmiennej losowej

n k n k ( ) k ) P r s r s m n m n r s r s x y x y M. Przybycień Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka

PODSTAWY PROBABILISTYKI Z PRZYKŁADAMI ZASTOSOWAŃ W INFORMATYCE

Pojcie estymacji. Metody probabilistyczne i statystyka Wykład 9: Estymacja punktowa. Własnoci estymatorów. Rozkłady statystyk z próby.

Plan wykładu. Analiza danych Wykład 1: Statystyka opisowa. Literatura. Podstawowe pojęcia

Wokół testu Studenta 1. Wprowadzenie Rozkłady prawdopodobieństwa występujące w testowaniu hipotez dotyczących rozkładów normalnych

Metoda łączona. Wykład 7 Dwie niezależne próby. Standardowy błąd dla różnicy dwóch średnich. Metoda zwykła (niełączona) n2 2

PODSTAWY OPRACOWANIA WYNIKÓW POMIARÓW Z ELEMENTAMI ANALIZY NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Wykład 10 Wnioskowanie o proporcjach

Rozkłady statystyk z próby Twierdzenia graniczne

z przedziału 0,1. Rozważmy trzy zmienne losowe:..., gdzie X

1 Twierdzenia o granicznym przejściu pod znakiem całki

Niezależność zmiennych, funkcje i charakterystyki wektora losowego, centralne twierdzenia graniczne

Wybrane litery alfabetu greckiego

1.1 Wstęp Literatura... 1

Ćwiczenia nr 5. TEMATYKA: Regresja liniowa dla prostej i płaszczyzny

STATYSTKA I ANALIZA DANYCH LAB II

MACIERZE STOCHASTYCZNE

SIGMA KWADRAT LUBELSKI KONKURS STATYSTYCZNO- DEMOGRAFICZNY

STATYSTYKA OPISOWA WYKŁAD 1 i 2

Estymacja punktowa i przedziałowa

Elementy modelowania matematycznego

STATYSTYKA I ANALIZA DANYCH

Prawdopodobieństwo i statystyka r.

ZDARZENIE ELEMENTARNE to możliwy wynik doświadczenia losowego. Wszystkie takie możliwe wyniki tworzą zbiór zdarzeń elementarnych.

Statystyka Matematyczna Anna Janicka

MODELE MATEMATYCZNE W UBEZPIECZENIACH. 1. Renty

Modele probabilistyczne zjawisk losowych

COLLEGIUM MAZOVIA INNOWACYJNA SZKOŁA WYŻSZA WYDZIAŁ NAUK STOSOWANYCH. Kierunek: Finanse i rachunkowość. Robert Bąkowski Nr albumu: 9871

oznaczają łączne wartości szkód odpowiednio dla k-tego kontraktu w t-tym roku. O składnikach naszych zmiennych zakładamy, że:

Prawdopodobieństwo i statystyka r.

Transkrypt:

Podstawowe ozaczeia i wzory stosowae a wykładzie i laboratorium Część I: estymacja 1 Ozaczeia Zmiee losowe (cechy) ozaczamy a wykładzie dużymi literami z końca alfabetu. Próby proste odpowiadającymi im literami pogrubioymi. Jesli X jest cechą, to X = (X 1, X,.., X ) T jest próbą prostą rozmiaru. 1.1 Podstawowe statystki Szereg statystyk pozycyjych (ragowych) X (1), X (),.., X () to szereg uporzadkowaych (od ajmiejszej do ajwiekszej) wartości obserwacji w próbie. Średia arytmetycza: Wariacja empirycza: X = 1 X i S = 1 (X i X) = 1 Wariacja probkowa S 0 = 1 1 Xi ( X) = X X (X i X) Empirycze odchyleie stadardowe : S = S Próbkowe odchyleie stadardowe : S = S 0 Momet zwykły rzędu Momet cetraly rzędu A = 1 X i

m = 1 (X i X) Estymacja przedzialowa - podstawowe wzory We wszystkich omawiaych w tym rozdziale przypadkach wspołczyik ufości jest rówy (co ajmiej) q..1 Przedziały ufości dla wartości oczekiwaej Cecha X ma iezaą wartośc oczekiwaą m. Przypadek I. Cecha ma rozklad ormaly N(m, σ ) i wariacja σ jest zaa. [ X σu β, X + σu β zas u β jest kwatylem rzedu β z rozkladu ormalego N(0,1) Przypadek II. Cecha ma rozklad ormaly N(m, σ ) ale wariacja σ jest iezaa. [ X S t β S t, X + β 1 1 zas t β jest kwatylem rzedu β z rozkladu Studeta o 1 stopiach swobody. Przypadek III. Cecha ma rozkład iezay lub iy iż ormaly. Dla kostrukcji przedziału ufości w tym przypadku musimy mieć próbę dużego rozmiaru. Zwykle zakłada się, że > 30. [ X S u β S u, X + β 1 1 zas u β jest kwatylem rzedu β z rozkladu ormalego N(0,1) UWAGA Jeśli za oszacowaie puktowe wartości oczekiwaej cechy X przyjmiemy wartość średiej z próby ( X), to błędem stadardowym tego oszacowaia azywamy wartość statystyki S X = ˆσ

gdzie ˆσ jest oszacowaiem odchyleia stadardowego badaej cechy X. Jeśli atura stochastycza cechy (jej rozkład :) jest iezaa lub jesli jest to cecha o rozkładzie zbliżoym do ormalego, to możemy przyjąć w powyższym wzorze ˆσ = 0. W różych szczególych przypadkach moża użyć lepszego estymatora odchyleia stadardowego. Np. jesli cecha X ma rozkład wykładiczy, to lepsze oszacowaie tego odchyleia otrzymamy przyjmując ˆσ = X. Podobie w przypadku rozkładu Poissoa lepiej przyjąć ˆσ = X... Dlaczego?. Przedział ufości dla wskaźika struktury Daa jest próba z rozkładu zero-jede, tj. obserwowaa cecha X ma rozkład: P (X = 1) = p = 1 P (X = 0) Niech N ozacza sumę wartości zaobserwowaych w próbie rozmiaru. Zatem - iaczej - N jest liczba jedyek w próbie. Wspolczyik ufości wyosi q. Wartość prawdopodobiestwa p w wielu zastosowaich (p. w ekoomii czy demografii) azywamy wskazikiem struktury p dla elemetow populacji o zadaej wlasości. W iych zastosowaiach azywamy go frakcją (elemetow populacji o zadaej wlasości), tak jest p. problemach kotroli jakości produkcji. Przedziałem ufości dla p jest: [B β1 (N, N + 1), B β (N + 1, N) gdzie B β ( 1, ) ozacza kwatyl rzędu β z rozkładu Beta z parametrami 1 i. Rzędy β 1 oraz β kwatyli pojawiających sie w przedziale ufości są, odpowiedio, rówe (1 q)/ oraz (1 + q)/. Poday wzór jest modyfikoway gdy N = 0 oraz gdy N =. Jeżeli N = 0, to lewy koiec przedziału ufości jest rówy 0, a jeżeli N =, to prawy koiec przedziału ufości jest rówy 1. Kwatyle rozkładu Beta zajdujemy z wykorzystaiem pakietów komputerowych takich jak Excel,Maple czy Mathematica. Powyzszy dokłady przedział został wyprowadzoy przez Jerzego Spławę - Neymaa, twórcę idei przedziałów ufości. W przypadku proby dużego rozmiaru wielu autorów zaleca stosowaie astepujacego przybliżoego (asymptotyczego) i prostszego(?) przedziału ufości (którego idea pochodzi od Walda): [ˆp u β, ˆp + u β gdzie ˆp = N, β = 1+q zas u β jest kwatylem rzedu β z rozkladu ormalego N(0,1). Różi autorzy różie okreslają waruki zapewiające, że próba jest wystarczająco duża. Zajdziemy wśród ich astępujące: 0 3

gdzie 0 jest rówe wg. jedych 50, wg. iych 100 (od czego to de facto zależy?). Iy waruek jest fromułoway w postaci p c, (1 p) c gdzie zowu u jedych autorów c jest rówe 5 a u iych p. 50. Wszystkie te zaleceia mają a celu zapewieie wystarczająco dobrego przybliżeia rozkładu statystyki ˆp p / rozkładem ormalym stadaryzowaym N(0, 1) Podawae są rówież ieco dokładiejsze ale bardziej skomplikowae i adal tylko asymptotyczie poprawe przedziały ufości wyprowadzae w oparciu o asymtotyczą ormalość rozkładu statystyki ˆp p p(1 p)/ W dobie komputerów wydaje się, że wszysytkie te upraszczające pomysły są zbytecze, gdyż wyzaczeie przedziału Neymaa ie astręcza teraz takich kłopotów jak w czasach Walda. UWAGA Wartość statystyki Sˆp = praktycy azywają często błędem stadardowym oszacowaia wskaźika stryktury.3 Przedział ufości dla wariacji Estymujemy wariację rozkładu cechy. Przypadek: cecha ma rozklad ormaly [ S χ, S χ 1 gdzie χ 1 jest kwatylem rzedu (1 q)/ z rozkladu χ o 1 stopiach swobody, zas χ jest kwatylem rzedu (1 + q)/ z tego samego rozkladu. 3 Aaliza korelacji - estymacja Kowariacja empirycza C X,Y = (X i X)(Y i Ȳ ) 4

Współczyik korelacji Pearsoa Dla prób dotyczacych badaia zwiazkow dwoch cech X i Y C X,Y r xy = S X S Y gdzie S X, S Y są empiryczymi odchyleiami stadardowymi dla próby z cechy X i Y, odpowiedio. Współczyik korelacji cześciowej pomiedzy cechami X 1 i X przy elimiacji wpływu cech X 3,..., X r 1.3... = R 1 R11 R gdzie R ij są dopełieiami algebraiczymi wyzaczika r 1 r 1... r 1 R = r 1 r r... r 1 r r Współczyik korelacji wielorakiej pomiędzy cechą X 1 X,..., X r1(3...) = a cechami 1 R R 11 5