Sandsynlighedsregning 5. forelæsning Bo Friis Nielsen

Relaterede dokumenter
Sandsynlighedsregning 5. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

Noget om Riemann integralet. Noter til Matematik 2

Kort om Potenssammenhænge

ANALYSE 1, 2015, Uge 2

ANALYSE 1, 2014, Uge 3

Integralregning. 2. del Karsten Juul

Sandsynlighedsregning 6. forelæsning Bo Friis Nielsen

Eksponentielle Sammenhænge

Potens- sammenhænge. inkl. proportionale og omvendt proportionale variable Karsten Juul

Sandsynligheder og diskrete stokastiske variable

Projekt 5.7 Hovedsætninger om differentiable funktioner et opgaveforløb

Formelsamling for matematik niveau B og A på højere handelseksamen. Appendiks

Du kan efter ønske opfatte integralet som et Riemann-integral eller et Lebesgue-integral (idet de to er identiske på C([a, b], C) jf. Theorem 11.8.

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 17

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

Fejlforplantning. Landmålingens fejlteori - Lektion 9 - Repetition - Fejlforplantning. Kovariansmatrix. Kovariansmatrix

Kursusindhold: X i : tilfældig værdi af ite eksperiment. Antag X i kun antager værdierne 1, 2,..., M.

Sandsynlighedsregning 8. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 8. forelæsning Bo Friis Nielsen

For så kan de to additionsformler samles i én formel, der kan ses som et specialtilfælde af den komplekse eksponentialfunktions funktionalligning,

ANALYSE 1, 2013, Uge 2

MM501 forelæsningsslides

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

MM501 forelæsningsslides

Formelsamling Matematik C Indhold

Sandsynlighedsregning 6. forelæsning Bo Friis Nielsen

Kursusindhold: Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder. Monte Carlo

Elementær sandsynlighedsregning

Kursusindhold: Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder. Monte Carlo

MM501 forelæsningsslides

Potens regression med TI-Nspire

ØVELSE 4. Ex_4 DATA MYSAS.SAMDATA; SET MYSAS.DATA85 MYSAS.SUPDATA;

Institut for Matematik, DTU: Gymnasieopgave. Integrationsprincippet og Keplers tønderegel

Oversigt. Kursus Introduktion til Statistik. Forelæsning 3: Kapitel 5: Kontinuerte fordelinger. Per Bruun Brockhoff.

INTEGRALREGNING. Opgaver til noterne kan findes her. PDF. Facit til opgaverne kan hentes her. PDF. Version: 5.0

Analysens Fundamentalsætning

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

Eksamen Analyse 1, Juni 2015, Besvarelse 1. Opgave 1. ( ln x) q x p dx =

Definition: Normalfordelingen. siges at være normalfordelt med middelværdi µ og varians σ 2, hvor µ og σ er reelle tal og σ > 0.

Projekt 8.4 Logaritmefunktionerne

1/41. 2/41 Landmålingens fejlteori - Lektion 1 - Kontinuerte stokastiske variable

Hvorfor er normalfordelingen så normal?

Oversigt. Kursus Introduktion til Statistik. Forelæsning 2: Kapitel 4, Diskrete fordelinger. Per Bruun Brockhoff. Stokastiske Variable

Program. Statistik og Sandsynlighedsregning. Eksempler. Sandsynlighedstæthed og sandsynlighedsmål

Forelæsning 2: Kapitel 4, Diskrete fordelinger

Om Riemann-integralet. Noter til Matematik 1

Det dobbelttydige trekantstilfælde

Landmålingens fejlteori - Lektion 2 - Transformation af stokastiske variable

Dæmonen. Efterbehandlingsark C. Spørgsmål til grafen over højden.

Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder

(a k cos kx + b k sin kx) k=1. cos θk = sin θ 1 ak. , b k. k=1

Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder

Hvad ved du om mobning?

Matematikkens mysterier - på et højt niveau. 3. Differentialligninger

Bogstavregning. for gymnasiet og hf Karsten Juul. a a

Forelæsning 3: Kapitel 5: Kontinuerte fordelinger

Løsning til eksamen 16/

Matematikkens sprog INTRO

Integration ved substitution og delvis (partiel) integration

3. Vilkårlige trekanter

Sandsynlighedsregning 3. forelæsning Bo Friis Nielsen

b > 0 og x > 0, vil vi kalde en potensfunktion Potensfunktioner

Landmålingens fejlteori - Repetition - Kontinuerte stokastiske variable - Lektion 3

Sandsynlighedsregning 3. forelæsning Bo Friis Nielsen

Formelsamling Matematik C Indhold

Differential-kvotient. Produkt og marked - differential og integralregning. Regneregler. Stamfunktion. Lad f være en funktion - f.eks. f (x) = 2x 2.

Landmålingens fejlteori - Lektion 2. Sandsynlighedsintervaller Estimation af µ Konfidensinterval for µ. Definition: Normalfordelingen

Pointen med Integration

Kap. 3: Logaritme-, eksponential- og potensfunktioner. Differential- og integralregning.

Teoretisk Statistik, 9 marts nb. Det forventes ikke, at alt materialet dækkes d. 9. marts.

Pointen med Integration

Tema. Dagens tema: Indfør centrale statistiske begreber.

Bernoulli og binomial fordelingerne Kontinuerte stokastiske variable Normalfordelingen

Karakteristiske funktioner og Den Centrale Grænseværdisætning

TAL OG BOGSTAVREGNING

Matematik B-A. Trigonometri og Geometri. Niels Junge

UGESEDDEL Dette gøres nedenfor: > a LC

ØVEHÆFTE FOR MATEMATIK C POTENS-SAMMENHÆNG

Sandsynlighedsregning 2. forelæsning Bo Friis Nielsen

Geometrinoter 2. Brahmaguptas formel Arealet af en indskrivelig firkant ABCD kan tilsvarende beregnes ud fra firkantens sidelængder:

Kursusindhold: X i : tilfældig værdi af ite eksperiment. Antag X i kun antager værdierne 1, 2,..., M.

Lektion 7s Funktioner - supplerende eksempler

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 12

Elementær sandsynlighedsregning

Sandsynlighedsregning

Hvad ved du om mobning?

Lektion 6 Bogstavregning

Undervisningsbeskrivelse

Formelsamling til Fourieranalyse 10. udgave

k(k 1)(k 2)... (k n + 1) = = 12 2 = 6

Om Dido var kyndig i matematik er nok tvivlsomt, men hun havde i hvert fald en veludviklet logisk sans, som vi skal se.

Sandsynlighedsregning 9. forelæsning Bo Friis Nielsen

Bemærkning Den dobbelte Riemannsum af en funktion f : R R er. 2 Sætning (Polært koordinatskift) For f kontinuert på det polære rektangel

Retningslinjer for bedømmelsen Georg Mohr-Konkurrencen runde

2 Erik Vestergaard

Dødelighed og kræftforekomst i Avanersuaq. Et registerstudie

Transkript:

Dgens emner fsnit 3.5 og 4. oissonfordelingen Sndsynlighedsregning 5. forelæsning Bo Friis Nielsen Mtemtik og Computer Science Dnmrks Tekniske Universitet 800 Kgs. Lyngby Dnmrk Emil: bfni@dtu.dk Kontinuerte stokstiske vrible X = ) = µ! e µ Tæthed density): f) 0, f)d = X d) = f)d Middelværdi, vrins momenter): EX) = f)d Normlfordelingen: f) = π e µ ) Den centrle grænseværdisætning oisson-fordelingen En binomilfordelingen med mnge forsøg, hvert med lille sndsynlighed. 0.00 0.5 0.30 N= 5, p= 0.4 0 3 4 5 6 No. successes Eksempler på oissonfordelte vrible?) Antl børn født i et klenderår i Dnmrk med en given sjælden sygdom. Antl rdioktive henfld i en prøve indenfor et bestemt tidsrum. Antl komponenter i en btch der er defekte. n stor p lille np modert. 0.00 0.5 0.30 N= 00, p= 0.0 0 3 4 5 6 No. successes N= 000, p= 0.00 0.00 0.5 0.30 0 3 4 5 6 0405 forelæsning 5 No. successes 3 0405 forelæsning 5 4

Sndsynlighedsfordelingen for X oisµ) oisson punktprocessen sctter) X = ) = µ! e µ kn findes som grænsen f Binn,µ/n) for n Momenter i oisson-fordelingen Vi får middelværdi: EX) = µ og vrins: VrX) = EX ) µ = µ 0405 forelæsning 5 5 0 4 6 8 0 0 4 6 8 0 0405 forelæsning 5 6 Antgelser p. 9) Antgelse : Ikke multiple forekomster, hvert punkt eller forekomst hr særskilt plcering Antgelse : Tilfældighed. Alle disjunkte delområder med smme rel bliver rmt med smme sndsynlighed og ufhænigt f hinnden. oisson Sctter Theorem p. 30): unktprocessen hr en intensitet tæthed) λ så: Antllet f forekomster i et område B er oisλ B ) Overlejring Hvis to oisson-punktprocesser overlejres, er resulttet en ny oisson punktprocess. Intensiteten i den nye process er summen f intensiteterne i de to komponenter. Udtynding Hvis hvert punkt fjernes fr en oisson-punktproces med sndsynlighed p bibeholdes med sndsynlighed p), er resulttet en ny oisson-punktproces med intensitet p λ. Antllet f forekomster i disjunkte områder er ufhængige. 0405 forelæsning 5 7 0405 forelæsning 5 8

Middelværdi for oissonfordeling EX) = f) = Lidt mnipultion med summen giver =0 VrX) = µ µ! e µ = = = µe µ X = ) = µ )! e µ = µe µ y=0 =0 = µ y y! = µe µ e µ = µ µ! e µ µ )! Ligefordelingen uniform) side 64-65 olitiet ønsker t udspørge en bestemt personge ngående en sg om nogle forsvundne høns. I den forbindelse spekuleres der over, hvor mn kn finde hm. Mn ntger, t hn befinder sig på lndevejen mellem Københvn og Klundborg. olitimesteren i Slgelse spekulerer over hvd sndsynligheden er for t finde Knud Erik Omstrejfer i Vestsjællnds mt? Hvordn kunne vi gribe det n? 0405 forelæsning 5 9 0405 forelæsning 5 0 φ) Tætheden f) f en kontinuert S.V. 0.0 0. 0.4 0.6 0.8.0 En funktion ft) er en tæthed hvis. ft) 0 for lle t. f er normeret, d.v.s. < X < + ) = Sndsynligheder findes som relet under kurven s. 60) < X < b) = b f)d NB! Smmenftning s. 6-63 ft) dt = Tætheder fortolket som sndsynligheder For en kontinuert stokstisk vribel er lle punktsndsynligheder 0. Sndsynligheden for t observere en observtion i en omegn h f findes som hf). φ) 0.0 0. 0.4 0.6 0.8.0 0405 forelæsning 5 X +h)=f)h

Middelværdi og vrins side 6) Generelt erstttes beregninger f summer for diskrete vrible) med integrler for kontinuerte vrible) Eksempelvis EX) = f)d EX ) = Vi hr stdig den meget vigtige beregningsformel VrX) = EX ) EX)) f)d Ligefordelingen Hvd er så c? = = c = b f)d f)d+ f) = b c hvis < < b 0 ellers f)d+ b f)d = 0+b ) c+0 0405 forelæsning 5 3 0405 forelæsning 5 4 Beregning i ligefordelingen Spm: For < < y < b find < X < y) Svr: < X < y) = y fu)du = cy ) = y b. Sndsynligheden er ltså den del f intervllet fr til b, der udgøres f intervllet fr til y. 0405 forelæsning 5 5 Antg t X er en stokstisk vribel med tæthed c hvis < < b f) =. 0 ellers Spørgsmål Ld U = X )/b ). Værdimængden for U er 0;) 0;b/b )) 3 ; ) 4 /b );b/b )) 5 Oplysningerne i teksten er ikke tilstrækkelige 6 Ved ikke 0405 forelæsning 5 6

Normlisering/stndrdisering Alterntivt U = X b X = +b )U EX) = = [ f)d = b ] b b = +b f)d Vrinsberegning VrX) = Vr+b )U) = b ) VrU) VrX) = b ) E U ) EU)) ) E U ) = VrX) = b ) 3 0 u du = 3 ) ) = b ) EX) = E+b )U) = E)+b )EU) = +b ) 0405 forelæsning 5 7 0405 forelæsning 5 8 Antg t X er en stokstisk vribel med tæthed f) = c+) for < < 0, og 0 ellers. Spørgsmål Værdien f c er -6 3 4 6 5 f) kn ikke være en tæthed 6 Ved ikke 0405 forelæsning 5 9 Opgve 4..3 modificeret) Ld X være en stokstisk vribel med tæthed f) = c+) for < < 0, og 0 ellers. Spm: Find værdien f c. Svr: Vi kræver +... og finder 0 f) d = c+) d = c 6 ltså c = 6. φ).0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0 0405 forelæsning 5 0

Spm: Bestem værdien f X Svr: D fordelingen er symmetrisk om får vi X ) = ) Spm: Bestem værdien f X 3 ) φ) φ).0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0.0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0 0405 forelæsning 5 0405 forelæsning 5 Svr: Vi benytter smmenhængen mellem tæthed og sndsynlighed side 60 eller side 63 X ) [ 3 = c+)d = c 3 + ] = 3 3 3 = Med c = 6 får vi X ) = 7 3 7 Spm: Hvd er 3 X Svr: ) ) 3 X = 7 7 = 3 54 φ).0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0 0405 forelæsning 5 3 0405 forelæsning 5 4

Spm: Hvd er middelværdi og vrins f X? Svr: Middelværdien er ud fr symmetrien. Vi finder EX ) EX ) = 6...og dermed 0 +)d = 6 0 En række generiske modeller Forskellige ingeniørtekniske problemstillinger: Hvor mnge ulykker sker der i et vejkryds Tidsfstnden mellem to pkker i et kommuniktionsnetværk Vægt/mængde ngivelse f et kemisk produkt Antl positive respondenter i en mrkedsnlyse og vrinter herf VrX) = 6 0 4 = 0 0405 forelæsning 5 5 0405 forelæsning 5 6 Den centrle grænseværdisætning side 68, 96) I nturen/teknikken observeres ofte en klokkeformet fordeling Dette understøttes teoretisk netop f CGS En sum f mnge bidrg er tilnærmelsesvist) norml fordelt når intet enkeltbidrg dominerer summen Formen formlen!) for normlfordelingen fremkommer netop gennem udledningen - beviset - for CGS Normlfordeling - udtryk og egenskber side 66-67, 477, 484-485 Hvis X Nµ, ), så: X hr tætheden φ) = π e µ ) Middelværdi EX) = µ Vrins VrX) = Spredning SDX) = φ) 0.0 0. 0. 0.3 0.4 5.8 % Norml p.d.f. 3 0 3 Vendetnge 0405 forelæsning 5 7 0405 forelæsning 5 8

Den stndrdiserede normlfordeling X Nµ, ) : < X < b) = b π e µ ) d De normlfordelte vrible bevres under ffine trnsformtioner: Vi kn stndrdisere X: c X +c Nc µ+c,c ) Z z) = Z = X µ z N0,) π e t dt = Φz) Vi betrgter en stokstisk vribel X, der er stndrd norml fordelt. Spørgsmål 3 Sndsynligheden 0 < X < 0.00) findes eventuelt pproksimtivt) til 0.00 Φ0.0) 3 π e 0.00 4 Φ0) 5 0.00 π 6 Ved ikke Hvor Φ som sædvnlig betegner fordelingsfunktionen for en stndrdiseret normlfordelt vribel. Opgve 4..8 Vægtmålinger f en metlklump formodes t være ufhængige og identisk fordelte I.I.D.), med middelværdien f grm og stndrdfvigelse. grm. Spørgsmål: Hvd er sndsynligheden for t en enkelt måling er mellem.8 og. grm under ntgelse f, t de enkelte målinger kn beskrives ved en normlfordeling? Svr: Ld W betegne vægten på en måling. W norml,. ) Spørgsmålet kn nu formuleres: Bestem.8 < W <.). Trnsformér til stndrdiseret normlfordeling:.8 < W <.) =.8 < W <. ).8 = < W <. )... = Φ0.88) Φ 0.88) = 0.074 = 0.48 0405 forelæsning 5 3 0405 forelæsning 5 3

Spørgsmål: Beregn sndsynligheden for t gennemsnittet f 00 målinger ligger i intervllet [.8 grm;. grm] er normlfordelingsntgelsen nødvendig her?) Svr: Ld W i betegne resulttet f den i te måling. Ld W være gennemsnittet W = Spørgsmålet er ltså: 00 i= W i 00.8 < W <.) Ifølge C.G.S. s. 96) er W pproksimtivt normlfordelt Sum S = n i= W i: Gennemsnit W = S/n: S Nnµ,n ) W N µ, ) n 0405 forelæsning 5 33 0405 forelæsning 5 34 Stndrdisér: Indfør Z = W µ = n W µ N0,) n Omformulér spørgsmålet til t gælde Z: < W < b ) n µ = < n W µ n µ = Vi finder < Z < n b µ ) = Φ < n b µ ) ) ) n b µ n µ Φ Afsnit 3.5 og 4. oissonfordelingen X = ) = µ! e µ Kontinuerte stokstiske vrible Tæthed density): f) 0, f)d =, X d) = f)d Middelværdi, vrins momenter): EX) = f)d EgX)) = g)f)d, E X k) = k f)d Normlfordelingen: f) = π e µ ) Z = X µ Den centrle grænseværdisætning.8 < W <.) =.88 < Z <.88) = 0.93 0405 forelæsning 5 35