MM501/MM503 forelæsningsslides

Relaterede dokumenter
MM501 forelæsningsslides

4 Oversigt over kapitel 4

Elementær sandsynlighedsregning

Forelæsning 3: Kapitel 5: Kontinuerte fordelinger

Landmålingens fejlteori Lektion 1 Det matematiske fundament Kontinuerte stokastiske variable

Program. Statistik og Sandsynlighedsregning. Eksempler. Sandsynlighedstæthed og sandsynlighedsmål

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

Landmålingens fejlteori - Lektion 2 - Transformation af stokastiske variable

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

Elementær sandsynlighedsregning

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

Definition. Definitioner

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

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

Landmålingens fejlteori - Repetition - Kontinuerte stokastiske variable - Lektion 3

Forelæsning 2: Kapitel 4, Diskrete fordelinger

Repetition. Diskrete stokastiske variable. Kontinuerte stokastiske variable

enote 2: Kontinuerte fordelinger Introduktion til Statistik Forelæsning 3: Kontinuerte fordelinger Peder Bacher enote 2: Continuous Distributions

Program. Statistik og Sandsynlighedsregning 2 Middelværdi og varians. Eksempler fra sidst. Sandsynlighedstæthed og sandsynlighedsmål

Statistik og Sandsynlighedsregning 2

Introduktion til Statistik. Forelæsning 3: Kontinuerte fordelinger. Peder Bacher

Reeksamen 2014/2015 Mål- og integralteori

Statistik og Sandsynlighedsregning 2

MM501 forelæsningsslides

Teoretisk Statistik, 16. februar Generel teori,repetition

Statistik og Sandsynlighedsregning 2

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

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

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

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

Statistik ved Bachelor-uddannelsen i folkesundhedsvidenskab. Statistisk Model

Forelæsning 5: Kapitel 7: Inferens for gennemsnit (One-sample setup)

Statistik og Sandsynlighedsregning 2

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

Kombinatorik. Eksempel 2: En mand har 7 par bukser og 10 skjorter. Skal han både vælge en skjorte og et par bukser, så har han 10. 7=70 mulige valg.

02402 Vejledende løsninger til hjemmeopgaver og øvelser, Uge 4

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/

Sandsynlighedsregning Oversigt over begreber og fordelinger

Supplement til kapitel 4 Om sandsynlighedsmodeller for flere stokastiske variable

Sandsynlighedsregning 5. forelæsning Bo Friis Nielsen

Fejlforplantning. Landmålingens fejlteori - Lektion 5 - Fejlforplantning. Repetition: Varians af linear kombination. Eksempel: Vinkelberegning

Statistiske modeller

MM501 forelæsningsslides

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

INSTITUT FOR MATEMATISKE FAG c

Billedbehandling og mønstergenkendelse: Lidt elementær statistik (version 1)

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

Bernoulli og binomial fordelingerne Kontinuerte stokastiske variable Normalfordelingen

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

Oversigt. Course 02402/02323 Introducerende Statistik. Forelæsning 2: Stokastisk variabel og diskrete fordelinger

Sandsynlighedsregning 7. forelæsning Bo Friis Nielsen

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

Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder

Eksamen 2014/2015 Mål- og integralteori

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

Lidt om fordelinger, afledt af normalfordelingen

Hvorfor er det lige at vi skal lære det her?

Løsninger til kapitel 6

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Landmålingens fejlteori - Lektion 5 - Fejlforplantning

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Opgaver i sandsynlighedsregning

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

Karakteristiske funktioner og Den Centrale Grænseværdisætning

Naturvidenskabelig Bacheloruddannelse Forår 2006 Matematisk Modellering 1 Side 1

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

Landmålingens fejlteori - Lektion 3. Estimation af σ Dobbeltmålinger Geometrisk nivellement Linearisering

Note om Monte Carlo metoden

Undervisningsbeskrivelse

Et firma tuner biler. Antallet af en bils cylindere er givet ved den stokastiske variabel X med massetæthedsfunktionen

StatDataN: Middelværdi og varians

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

Overheads til forelæsninger, mandag 5. uge På E har vi en mængde af mulige sandsynlighedsfordelinger for X, (P θ ) θ Θ.

Lineære normale modeller (1) udkast. 1 Flerdimensionale stokastiske variable

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

Matematisk modellering og numeriske metoder

Institut for Matematiske Fag Aalborg Universitet Specielt: Var(aX) = a 2 VarX 1/40. Lad X α, X β og X γ være stokastiske variable (vinkelmålinger) med

Normalfordelingen og Stikprøvefordelinger

hvor a og b er konstanter. Ved middelværdidannelse fås videre

Oversigt. Kursus Introduktion til Statistik. Forelæsning 4: Kapitel 5: Kontinuerte fordelinger

Sandsynlighedsregning: endeligt udfaldsrum (repetition)

3 Stokastiske variable 3.1 Diskrete variable

Regneregler for middelværdier M(X+Y) = M X +M Y. Spredning varians og standardafvigelse. 1 n VAR(X) Y = a + bx VAR(Y) = VAR(a+bX) = b²var(x)

Statistik og Sandsynlighedsregning 2

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET Side 1 af 17 sider. Skriftlig prøve, den: 20. december 2017 Kursus nr : (navn) (underskrift) (bord nr)

Kiosk-modellen (News vendor s model) og EOQ modellen

Uge 10 Teoretisk Statistik 1. marts 2004

Kvantitative Metoder 1 - Forår 2007

CIVILINGENIØREKSAMEN Side 1 af 16 sider. Skriftlig prøve, den: 28. maj 2010 Kursus nr : (navn) (underskrift) (bord nr)

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET Side 1 af 16 sider. Skriftlig prøve, den: 27. maj 2019 Kursus nr : (navn) (underskrift) (bord nr)

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

MATEMATIK 11 Eksamensopgaver Juni 1995 Juni 2001, 3. fjerdedel

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

Repetition Stokastisk variabel

Betingede sandsynligheder Aase D. Madsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

Sandsynlighedsregning 4. forelæsning Bo Friis Nielsen

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

Skriftlig eksamen BioMatI (MM503)

Transkript:

MM501/MM503 forelæsningsslides uge 50, 2009 Produceret af Hans J. Munkholm 1

Separabel 1. ordens differentialligning En generel 1. ordens differentialligning har formen dx Eksempler = et udtryk, der indeholder y og/eller x, og/eller forskellige konstanter (1) dx = 3ax2 y b 2 sin(x + y), dx = x + 4y 2 + A, dx = 3x + π Differentialligningen (1) hedder separabel, hvis udtrykket på højre side kan skrives som et produkt af en faktor, der kun afhænger af x (og måske diverse konstanter), og en anden faktor, der kun afhnger af y (og måske diverse konstanter). s.445-8 En separabel 1. ordens differentialligning har altså formen dx = f(x) g(y), (2) hvor funktionen f(x) ikke involverer den variable y, og funktionen g(y) ikke involverer den variable x. Standard løsningsforsøg for (2) Divider med g(y) og gang med dx på begge sider. Herved fås: g(y) = f(x)dx Integrerer man nu (ubestemt integral) på begge sider, fås: g(y) = f(x)dx (3) Dette giver en ligning mellem funktionsværdien y og værdien af den uafhængige variabel x. Kan man løse denne ligning mht y, lander man med en eksplicit forskrift for y som funktion af x. Men tit kan det ikke lade sig gøre. Jeg tavleregner for at løse de to differentialligninger dx = x2 y 2, dx = x2 y Om tiden vil, regner jeg også eksamensopgave 4, marts 2007, som går ud på at løse problemet dx = 1 + x cos(x2 + 1), y(0) = 1. cosh(y) Studer selv (nogle af) eksemplerne 1, 2, 4, 5, 6, side 446-8, med blyant i hånden og hjernen slået til. 2

Første ordens lineære differentialligning s. 449-51 En sådan differentialligning har formen + p(x) y(x) = q(x), dx hvor p(x) og q(x) er to givne funktioner af x. Løsningsalgoritme: Man beregner det ubestemte integral µ(x) = p(x)dx Når det er gjort, kan den fuldstændige løsning skrives på formen y(x) = e µ(x) e µ(x) q(x)dx + Ce µ(x), hvor C er en vilkårlig konstant. Der er altså to ubestemte integraler, der skal bestemmes for at bruge formlen. Jeg tavleforklarer hvordan formlen kommer til verden (Metode I, side 449), og hvorfor jeg skriver leddet Ce µ(x) med, selv om Adams udelader det (side 449). Jeg tavleregner to eksamensopgaver (hvis tiden tillader det) Januar 2009, nr. 4 Løs systemet + y(x) = x, y(1) = 1 dx 23. marts 2006, nr. 2(a) Løs systemet dx + cosh(x)y(x) = cosh(x), y (0) = 1 Studer selv (mindst to af) eksemplerne 7, 8, 9, side 449-51, med blyant i hånden og hjernen slået til. 3

Et endeligt sandsynlighedsfelt s. 433-4 er et par (U, P ), hvor U er endelig mængde, og P er en funktion, som til hvert x U knytter et tal P (x). Det forlanges, at Hvert P (x) 0 og Σ x U P (x) = 1 Terminologi/interpretation/regneregler U kaldes udfaldsrummet (engelsk: sample space). Hvert x fra U kaldes et udfald (engelsk: outcome) Tallet P (x) kaldes sandsynligheden for udfaldet x (probability of the outcome x). Hver delmængde A af U kaldes en hændelse. (engelsk: event) Den umulige hændelse er den tomme mængde (engelsk: the impossible event) Den sikre hændelse er hele mængden U. (engelsk: the certain event Sandsynligheden for en hændelse A er pr. definition Simple konsekvenser af denne definition P (A) = Σ x A P (x) P ( ) = 0 P (A) 1 = P (U) P (A) P (B), hvis A B P (A B) = P (A) + P (B) P (A B) P (A B) = P (A) + P (B), hvis A B = 4

Diskret stokastisk variabel (s.v.) s. 434-5 En diskret s.v. er en funktion X : U R, hvor (U, P ) er et endeligt sandsynlighedsfelt. Hvis t og s er tal, har man en stribe hændelser knyttet til den s.v. X (X = t) = {u U X(u) = t} (s X < t) = {u U s X(u) < t} (X > t) = {u U X(u) > t} Flere kombinationer af uligheder - tænk selv De tilsvarende sandsynligheder (ss) omtales fx som P (X = t) er ss for at X antager værdien t P (s X < t) er ss for at X antager værdier i intervallet [s, t) P (X > t) er ss for at X antager værdier i intervallet (t, ) Middelværdi, varians og spredning af en diskret s.v. X s. 435-7 Middelværdien (engelsk mean eller expectation) har to betegnelser: µ(x) og E(X) Variansen (engelsk variance) hedder Var(X), men også σ 2 (X). Spredningen (kaldes også standardafvigeleen; engelsk standard deviation) hedder σ(x). µ(x) = E(X) = Σ u U X(u) P (u) Lad µ = µ(x) Var(X) = E((X µ) 2 ) = E(X 2 ) E(X) 2 σ(x) = Var(X) 5

Et kontinuert sandsynlighedsfelt Vi vil ikke formalisere dette begreb, men skride direkte til Kontinuert stokastisk variabel (s.v.) s. 437-8 En kontinuert s.v. er en størrelse X, som kan antage værdier i et interval I af formen [A, B], [A, B), (A, B] eller (A, B) på den reelle akse. Det er en betingelse, at der for hvert delinterval [a, b] foreligger information om (eller antagelser om) sandsynligheden for at en måling af X giver et tal i delintervallet. Denne sandsynlighed omtales som P (a X b) = ss for at X antager værdier i intervallet [a, b] Vi skal kun behandle kontinuerte s.v. som har en tæthedsfunktion 1 f(x). Dette betyder at sandsynligheder er givet som integraler Krav til en tæthedsfunktion P (a X b) = b a f(x)dx f(x) 0 for alle x I P (I) = B A f(x)dx = 1 Jeg tavleregner denne opgave: Bestem konstanten C, når det oplyses, at funktionen f(x) = C(4 x 2 ), 0 x 2 er tæthedsfunktion for en kontinuert s.v. X med værdier i intervallet [0, 2]. Bestem dernæst P (0 < X < 1). Facit: C = 3 11, P (0 < X < 1) =. 16 16 1 På engelsk density function. På dansk kaldes f(x) undertiden en frekvensfunktion. 6

Fordelingsfunktionen F for en s.v. X I stedet for at specificere tæthedsfunktionen f(x) for en kontinuert s.v. X kan man specificere en passende stamfunktion til f(x). Den kaldes fordelingsfunktionen for X og er givet ved F (t) = P (X < t) = P (X t) = t f(x)dx for alle t R A Hvis t A, er F (t) = 0 Hvis t B, er F (t) = 1 Hvis A =, er lim t F (t) = 0 Hvis B =, er lim t F (t) = 1 F (t) er svagt voksende, dvs. F (t) F (s) når t > s P (a X b) = F (b) F (a) Middelværdi, varians og spredning af en kontinuert s.v. X s. 439 Middelværdien (engelsk mean eller expectation) har to betegnelser: µ(x) og E(X) Variansen (engelsk variance) hedder Var(X), men også σ 2 (X). Spredningen (kaldes også standardafvigeleen; engelsk standard deviation) hedder σ(x). µ(x) = E(X) = B A x f(x)dx Lad µ = µ(x) Var(X) = E((X µ) 2 ) = E(X 2 ) E(X) 2 σ(x) = Var(X) Jeg tavleregner denne opgave: Bestem middelværdi, varians og spredning for den s.v. X, som optræder i opgaven på foregående side. Facit: µ(x) = 3 19, Var(X) =, σ(x) = 4 80 19 80 7

Nogle vigtige eksempler fra Adams bog Eksempel 7, side 439-40, omhendler en s.v. X, som er uniformt fordelt på et interval [a, b] Eksempel 5, side 438, og eksempel 8, side 440, omhandler en s.v., som er eksponentielt fordelt på halvaksen [0, ) Standardnormalfordelingen er omtalt side 441-2. Se også eksempoel 9, side 443. Den generelle normalfordeling er omtalt side 442-3. se også eksempel 10, side 443-4. 8