Dagens program. Afsnit Diskrete stokastiske variable Sandsynlighedsfunktioner Simultane fordelinger Betingede sandsynligheder

Relaterede dokumenter
Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Dagens program. Afsnit Eksperimenter med usikkerhed Sandsynlighedsmodel - Udfaldsrum - Hændelser - Sandsynligheder Eksempler

Sandsynlighedsregning Stokastisk variabel

Statistik Lektion 2. Uafhængighed Stokastiske Variable Sandsynlighedsfordeling Middelværdi og Varians for Stok. Var.

Statistik Lektion 2. Betinget sandsynlighed Bayes regel Diskrete stokastiske variable Middelværdi og varians for diskret SV Binomialfordelingen

Sandsynlighedsregning

For nemheds skyld: m = 2, dvs. interesseret i fordeling af X 1 og X 2. Nemt at generalisere til vilkårligt m.

Sandsynlighedsregning 10. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 10. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 10. forelæsning Bo Friis Nielsen

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

Definition. Definitioner

{ } { } {( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )}

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

Anvendt Statistik Lektion 2. Sandsynlighedsregning Sandsynlighedsfordelinger Normalfordelingen Stikprøvefordelinger

Landmålingens fejlteori - Sandsynlighedsregning - Lektion 1

Nanostatistik: Stokastisk variabel


Elementær sandsynlighedsregning

Indblik i statistik - for samfundsvidenskab

Hvad skal vi lave i dag?

Elementær sandsynlighedsregning

Nanostatistik: sandsynligheder Kursushjemmeside: kurser/nanostatistik/

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Anvendt Statistik Lektion 2. Sandsynlighedsregning Sandsynlighedsfordelinger Normalfordelingen Stikprøvefordelinger

4 Stokastiske variabler

Sandsynlighedsregning: endeligt udfaldsrum (repetition)

Nanostatistik: Stokastisk variabel

Statistik. Hjemmeside: kkb. Statistik - lektion 1 p.1/22

Sandsynlighedsregning og statistik

Modul 2: Sandsynlighedsmodeller og diskrete stokastiske variable

Sandsynlighedsregning

Statistik Lektion 3. Simultan fordelte stokastiske variable Kontinuerte stokastiske variable Normalfordelingen

Binomialfordelingen. Binomialfordelingen. Binomialfordelingen

Betingede sandsynligheder Aase D. Madsen

Sandsynligheder. Mængder Hændelser Sandsynligheder Regler for sandsynligheder

Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Repetition Stokastisk variabel

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

TØ-opgaver til uge 46

Lad os som eksempel se på samtidigt kast med en terning og en mønt:

Bernoulli og binomial fordelingerne Kontinuerte stokastiske variable Normalfordelingen

Hvad skal vi lave i dag?

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

Statistik II 1. Lektion. Sandsynlighedsregning Analyse af kontingenstabeller

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Statistik Lektion 1. Introduktion Grundlæggende statistiske begreber Deskriptiv statistik Sandsynlighedsregning

Sandsynlighedsregning 3. forelæsning Bo Friis Nielsen

Personlig stemmeafgivning

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

Sandsynlighedsregning 3. forelæsning Bo Friis Nielsen

Opgaver i sandsynlighedsregning

Undervisningsbeskrivelse

4 Oversigt over kapitel 4

Billedbehandling og mønstergenkendelse: Lidt elementær statistik (version 1)

Susanne Ditlevsen Institut for Matematiske Fag susanne

Hvad skal vi lave i dag?

INSTITUT FOR MATEMATISKE FAG c

Rettevejledning til eksamen i Kvantitative metoder 1, 2. årsprøve 2. januar 2007

Normalfordelingen og Stikprøvefordelinger

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Kønsproportion og familiemønstre.

1 Sandsynlighed Sandsynlighedsbegrebet Definitioner Diskret fordeling Betinget sandsynlighed og uafhængighed...

Sandsynligheder. Udfaldsrum Ω = {ω 1,..., ω N } hvor alle udfald er lige sandsynlige, dvs. P (ω i )=1/N for alle i =1,..., N.

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

m = 0,15 22,5 + 0, , , , ,05 90 = 61,9år år år år år 26,67% 40% 26,67% 6,67%

Kapitel 8 Chi-i-anden (χ 2 ) prøven

Matematik 3 SS. Københavns Universitet Naturvidenskabelig kandidateksamen, sommeren Opgaver til besvarelse i 3 timer fredag den 18. juni 1993.

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Forelæsning 2: Kapitel 4, Diskrete fordelinger

Teoretisk Statistik, 16. februar Generel teori,repetition

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

Kvantitative metoder 2

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

Kapitlet indledes med en beskrivelse af - og opgaver med - de tre former for sandsynlighed, som er omtalt i læseplanen for

StatDataN: Middelværdi og varians

Sandsynlighedsregning

Ex µ = 3,σ 2 = 1 og µ = 1,σ 2 = 4. hvor. Vha. R: Vha. tabel:

Kvantitative metoder 2

Vejledende løsninger til opgaver i kapitel 6

Oversigt. Introduktion til Statistik. Forelæsning 2: Stokastisk variabel og diskrete fordelinger

Statistiske modeller

Projektopgave til Mat2SS. Espen Højsgaard (CPR xxxx) Rune Højsgaard (CPR xxxx)

Nanostatistik: Opgaver

Binomial fordeling. n f (x) = p x (1 p) n x. x = 0, 1, 2,...,n = x. x x!(n x)! Eksempler. Middelværdi np og varians np(1 p). 2/

Agenda Sandsynlighedsregning. Regneregler (kap. 3-4) Fordelinger og genkendelse af fordelinger (kap. 3-5) Simultane, marginale og betingede

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

Statistik vejledende læreplan og læringsmål, foråret 2015 SmartLearning

Facitliste opgaver 10

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Sandsynlighedsregning

Sandsynlighedsregning 11. forelæsning Bo Friis Nielsen

Statistik II 1. Lektion. Analyse af kontingenstabeller

Transkript:

Dagens program Afsnit 2.1-2.3 Diskrete stokastiske variable Sandsynlighedsfunktioner Simultane fordelinger Betingede sandsynligheder 1

Stokastiske variable (diskrete) Et eksperiment med usikkerhed beskrives ved en sandsynlighedsmodel. Til ethvert udfald i udfaldsrummet Ω knyttes en "værdi". Denne funktion kaldes en stokastisk variabel. Eksempel 1, Familiemønstre: Familiermed3børn-hvaderbørneneskøn? Udfaldsrum (Køn på 1. barn, Køn på 2. barn, Køn på 3. barn): Ω = {PPP, PPD, PDP, DPP, DDP, DPD, PDD, DDD} 2

Stokastisk variabel X : Antal piger X =0svarer til hændelsen E 0 = {DDD} X =1svarer til hændelsen E 1 = {DDP, DPD, PDD} X =2svarer til hændelsen E 2 = {PPD,PDP,DPP} X =3svarer til hændelsen E 3 = {PPP} (X = x) svarer til hændelsen bestående af alle udfald ω, hvorx (ω) =x Specielt er X (ω) =ω en stokastisk variabel 3

Eksempler på stokastiske variable: Numeriske: Antal piger i familier med 3 børn Afkast af investering i kr Antal gange et spil vindes, hvis der spilles 1000 gange Frekvensen af vundne spil, hvis der spilles 1000 gange Kategoriske: Kønpå1.barnifamilemed3børn Uddannelsesniveau for person i en tilfældig stikprøve 4

Sandsynlighedsfunktion Kvantitative Metoder 1 - Efterår 2006 Definition: Sandsynlighedsfunktionen for den stokastiske variabel X er givet ved: f (x) =P (X = x) =P (X (ω) =x) = X P (ω) Egenskaber: (i) f (x) 0 for alle x (ii) P x f (x) =1 X(ω)=x Fordelingen af en stokastisk variabel kaldes en sandsynlighedsfordeling og den beskrives ved sandsynlighedsfunktionen. 5

Eksempel 2.1c i bogen, Ventetidsfordeling: Vi kaster en mønt, indtil vi får "krone". Hvad er fordelingen af antallet af "plat"? "krone": 1 og "plat": 0 Udfaldsrum Ω = {1, 01, 001, 0001,...} P (1) = 1/2 P (01) = 1/4 P (001) = 1/8 P (0001) = 1/16 osv. X : Antal "plat"inden vi får "krone" X kan antage værdierne 0, 1, 2, 3,... 6

Sandsynlighedsfunktionen for X er givet ved f (x) = 1 2 x+1 for x =0, 1, 2, 3,... 7

Simultane fordelinger Kvantitative Metoder 1 - Efterår 2006 - Vigtigt da man ofte prøver at forstå sammenhænge mellem variable - Vigtigt i den statistiske analyse Fordelingen af to stokastiske variable (X, Y ) To aktiver A og B, der er usikkerhed om en udmelding, der påvirker afkastene på de 2 aktiver. Der er 3 mulige udmeldinger ω 1, ω 2 og ω 3. X (ω i ):Afkast af aktiv A ved udmelding ω i Y (ω i ):Afkast af aktiv B ved udmelding ω i Vi er interesserede i at undersøge, hvordan den simultane fordeling af afkastene på de 2 aktiver ser ud. 8

Definition: Sandsynlighedsfunktionen for (X, Y ) er givet ved: f (x, y) =P (X = x, Y = y) =P (X (ω) =x, Y (ω) =y) Dergældersomførat: f (x, y) 0 for alle (x, y) P P x y f (x, y) =1 9

Eksempel 2: Afkast af 2 aktiver Stokastiske variable: X A : Afkast af aktiv A (i kr) X B : Afkast af aktiv B (i kr) Fordelingen af (X A,X B ) : X A \X B 400 500 600 700 450 0.22 0.22 0.01 0.01 500 0.01 0.01 0.01 0.01 550 0.01 0.01 0.01 0.01 600 0.01 0.01 0.22 0.22 f XA (500) = f (500, 400) + f (500, 500) + f (500, 600) + f (500, 700) = 0.04 f XB (500) = f (450, 500) + f (500, 500) + f (550, 500) + f (600, 500) = 0.25 10

De marginale fordelinger af afkastene: X A \X B 400 500 600 700 450 0.22 0.22 0.01 0.01 0.46 500 0.01 0.01 0.01 0.01 0.04 550 0.01 0.01 0.01 0.01 0.04 600 0.01 0.01 0.22 0.22 0.46 0.25 0.25 0.25 0.25 1 Den marginale fordeling af X A aflæses i sidste søjle Den marginale fordeling af X B aflæses i sidste række 11

Marginale sandsynlighedsfunktioner f X (x) = P (X = x) = X y f Y (y) = P (Y = y) = X x f (x, y) f (x, y) Hvis den stokastiske variabel Y kan antage værdierne y 1,...,y n gælder dette iflg. loven om den totale sandsynlighed idet P (X = x) = P (X = x, Y = y 1 )+P (X = x, Y = y 2 )+... + P (X = x, Y = y n ) = f (x, y 1 )+f (x, y 2 )+... + f (x, y n ) 12

Betingede fordelinger Eksempel 2: Afkast af 2 aktiver, (fortsat) Kvantitative Metoder 1 - Efterår 2006 Hvis vi ved, at afkastet på aktiv B er 500 kroner. Hvilken information giver dette om afkastet på aktiv A? Som udgangspunkt ved vi, at fordelingen af afkastet på aktiv A er følgende: Fordelingen af afkast på aktiv A: X A = x A 450 500 550 600 f XA (x A ) 0.46 0.04 0.04 0.46 Hvis vi ved, at X B =500 Sandsynligheden for X A =450er 22 gange større end sandsynligheden for at X A = 500,X A =550og X A =600 13

Den betingede fordeling af X A givet X B =500er derfor givet ved P (X A =450 X B = 500) = P (X A =450,X B =500) P (X B =500) P (X A =500 X B = 500) = P (X A =500,X B =500) P (X B =500) P (X A =550 X B = 500) = P (X A =550,X B =500) P (X B =500) P (X A =600 X B = 500) = P (X A =600,X B =500) P (X B =500) = 0.22 0.25 =0.88 = 0.01 0.25 =0.04 = 0.01 0.25 =0.04 = 0.01 0.25 =0.04 Den betingede fordeling af X A givet X B =500er en sandsynlighedsfordeling. I dette tilfælde er den betingede fordeling af X A givet X B som den marginale fordeling af X A. =500ikke den samme 14

Den betingede sandsynlighedsfunktion af X givet Y = y er givet ved Bemærk: f (x y) =P (X = x Y = y) = P (X = x, Y = y) P (Y = y) = f (x, y) f Y (y) Den betingede sandsynlighedsfunktion f (x y) og f (x, y) er proportionale f (x y) er en sandsynlighedsfunktion, dvs. P x f (x y) =1 15

Den betingede sandsynlighed af hændelse E givet hændelse F er P (E F )= P (E F ) for P (F ) 6= 0 P (F ) Multiplikationsregler: Lad E og F være hændelser hvor P (F ) > 0, dagælder: P (E F )=P (F ) P (E F ) Lad E 1,..., E k være hændelser hvor P (E 1... E k 1 ) > 0, dagælder: P (E 1... E k )=P (E 1 ) P (E 2 E 1 )...P (E k E 1... E k 1 ) 16

Eksempel 3: I en gruppe bestående af 40 kvinder og 60 mænd er der 30% af kvinderne og 40% af mændene, der er rygere. Jeg vælger en tilfældig person fra denne gruppe. Hvad er sandsynligheden for at vælge en ryger? P ( ryger ) = P ( ryger og kvinde)+p (ryger og mand) = P (ryger kvinde) P (kvinde) +P (ryger mand) P (mand) = 0.30 0.40 + 0.40 0.60 = 0.12 + 0.24 = 0.36 17

Eksempel 4: Overlevelsessandsynligheder En mand er 25 år, hvad er sandsynligheden for, at han bliver mindst 30 år? Vi ved følgende (Danmarks Statistik, Statistikbanken): Dødelighedstavle: 2004:2005 Dødshyppighed pr. 100.000, mænd Dødshyppighed pr. 100.000, kvinder 25 år 74 31 26 år 77 23 27 år 83 21 28 år 81 23 29 år 74 37 30 år 78 38 18

E i : Personen bliver mindst i år for i =0, 1, 2,... Bemærk at E 0 E 1 E 2... E 25 E 26... E 30... Vi har at E 30 = E 30 E 29... E 25 E 29 = E 29... E 25. E 26 = E 26 E 25 19

Vi regner P (E 30 E 25 ) = P (E 30 E 25 ) P (E 25 ) = P (E 30 E 29... E 25 ) P (E 25 ) = P (E 26 E 25 ) P (E 27 E 25 E 26 ) P (E 28 E 25 E 26 E 27 ) P (E 29 E 25 E 26 E 27 E 28 ) P (E 30 E 25 E 26 E 27 E 27 E 29 ) = P (E 26 E 25 ) P (E 27 E 26 ) P (E 28 E 27 ) P (E 29 E 28 ) P (E 30 E 29 ) = (1 74/100000) (1 77/100000) (1 83/100000) (1 81/100000) (1 74/100000) (1 78/100000) 0.9953 20

Opsummering Stokastiske variable og sandsynlighedsfunktioner En sandsynlighedsfunktion giver en beskrivelse af en sandsynlighedsfordeling Simultane fordelinger - Vigtigt at forstå sammenhænge mellem variable - Marginale fordelinger Betingede fordelinger -Hvadbetyderdet - Regneregler Eksempler: -Afkastaftoaktiver - Ventetidsfordeling - Overlevelsessandsynligheder 21

Næste gang Torsdag gennemgåes: Afsnit 2.4-2.5 Bayes regel Uafhængighed 22