Μάθημα 3 ο a. Τυχαία Μεταβλητή-Έννοιες και Ορισμοί

Σχετικά έγγραφα
Τυχαία Μεταβλητή (Random variable-variable aléatoire)

Μάθηµα 3 ο b. Από Κοινού Κατανοµή Τυχαίων Μεταβλητών

Τυχαία μεταβλητή (τ.μ.)

Μάθηµα 1 ο. Πιθανότητα-Έννοιες και Ορισµοί. Στο µάθηµα αυτό θα αναφερθούµε σε βασικές έννοιες και συµβολισµούς της θεωρίας πιθανοτήτων.

Μέρος ΙΙ. Τυχαίες Μεταβλητές

17/10/2016. Στατιστική Ι. 3 η Διάλεξη

Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Κατεύθυνση Αγροτικής Οικονομίας Εφαρμοσμένη Στατιστική Μάθημα 4 ο :Τυχαίες μεταβλητές Διδάσκουσα: Κοντογιάννη Αριστούλα

ΤΜΗΜΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΣΦΑΛΙΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ Σ

Στοχαστικές Στρατηγικές

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ασκησεισ

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Παπάνα Αγγελική

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ. Κεφάλαιο 7. Τυχαίες Μεταβλητές και Διακριτές Κατανομές Πιθανοτήτων

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ στη Ναυτιλία και τις Μεταφορές

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

3. Κατανομές πιθανότητας

Στατιστική Ι. Ενότητα 5: Θεωρητικές Κατανομές Πιθανότητας. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ

ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

ΚΑΤΑΝΟΜΈΣ. 8.1 Εισαγωγή. 8.2 Κατανομές Συχνοτήτων (Frequency Distributions) ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ. Έννοια Ορισμοί Τρόπος υπολογισμού Kατανομή πιθανότητας Ασκήσεις

P (A B) = P (AB) P (B) P (A B) = P (A) P (A B) = P (A) P (B)

Τυχαίες Μεταβλητές Γεώργιος Γαλάνης Κωνσταντίνα Παναγιωτίδου

Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής. Πιθανότητες. Δρ. Αγγελίδης Π. Βασίλειος

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

X i = Y = X 1 + X X N.

Βιομαθηματικά BIO-156. Τυχαίες μεταβλητές Κατανομές Πιθανοτήτων. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2017

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ I Παντελής Δημήτριος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

X:S X(S) Έστω ότι στρίβουµε ένα αµερόληπτο νόµισµα δύο φορές και ενδιαφερόµαστε για τον αριθµό των Κ που θα εµφανιστούν.

Λύσεις των θεμάτων ΔΕΥΤΕΡΑ 19 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Κεφάλαιο 3 Κατανομές. Πέτρος Ε. Μαραβελάκης, Επίκουρος Καθηγητής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών. Χρόνου (Ι)

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ Δειγματικός Χώρος. Ενδεχόμενα {,,..., }.

ΑΛΓΕΒΡΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ

Στατιστική Ι. Ενότητα 3: Πιθανότητες. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

Θέμα 1 ο (ΜΑΪΟΣ 2004, ΜΑΪΟΣ 2008) Να δείξετε ότι η παράγωγος της σταθερής συνάρτησης f (x) = c είναι (c) = 0. Απόδειξη

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ. Κεφάλαιο 7. Τυχαίες Μεταβλητές και Διακριτές Κατανομές Πιθανοτήτων

Τυχαία μεταβλητή είναι μία συνάρτηση ή ένας κανόνας που αντιστοιχίζει ένα αριθμό σε κάθε αποτέλεσμα ενός πειράματος.

Ποσοτικές Μέθοδοι., Εισηγητής: Ν.Κυρίτσης, MBA, Ph.D. Candidate,,

ΘΕΩΡΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ. Κεφάλαιο 2 : Πληροφορία και Εντροπία Διάλεξη: Κώστας Μαλιάτσος Χρήστος Ξενάκης, Κώστας Μαλιάτσος

Τυχαίες Μεταβλητές. Ορισμός

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 25 ΜΑΪΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Διμεταβλητές κατανομές πιθανοτήτων

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ Ι

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

3 ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ. ο δειγματικός χώρος του πειράματος θα είναι το σύνολο: Ω = ω, ω,..., ω }.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ. Κεφάλαιο 8. Συνεχείς Κατανομές Πιθανοτήτων

ΗΥ-217-ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ-ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2016 ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΤΣΑΚΑΛΙΔΗΣ

ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΥΧΑΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ (Συνέχεια)

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2016 (version ) είναι: ( ) f =

ΑΣΥΜΜΕΤΡΙΑ Ας υποθέσουμε, ότι κατά την μελέτη της κατανομής δύο μεταβλητών, καταλήγουμε στα παρακάτω ιστογράμματα.

ιδιαιτεραμαθηματα.gr ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 7 Τυχαίες Μεταβλητές και Διακριτές Κατανομές Πιθανοτήτων

ΘΕΜΑ 3 Το ύψος κύματος (σε μέτρα) σε μία συγκεκριμένη θαλάσσια περιοχή είναι τυχαία μεταβλητή X με συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας

ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 1o Τμήμα (Α - Κ): Αμφιθέατρο 4, Νέα Κτίρια ΣΗΜΜΥ Θεωρία Πιθανοτήτων & Στοχαστικές Ανελίξεις - 2

pdf: X = 0, 1 - p = q E(X) = 1 p + 0 (1 p) = p V ar(x) = E[(X µ) 2 ] = (1 p) 2 p + (0 p) 2 (1 p) = p (1 p) [1 p + p] = p (1 p) = p q

xp X (x) = k 3 10 = k 3 10 = 8 3

Βιομαθηματικά BIO-156

ΜΕΤΡΑ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΛΙΣΗΣ

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Θεωρία Πιθανοτήτων, εαρινό εξάμηνο Λύσεις του τέταρτου φυλλαδίου ασκήσεων.

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ

Δρ. Χάϊδω Δριτσάκη. MSc Τραπεζική & Χρηματοοικονομική

Ορισμός και Ιδιότητες

Δειγματικές Κατανομές

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ. για τα οποία ισχύει y f (x) , δηλαδή το σύνολο, x A, λέγεται γραφική παράσταση της f και συμβολίζεται συνήθως με C

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Μέση τιμή, διασπορά, τυπική απόκλιση. 1) Για την τυχαία διακριτή μεταβλητή Χ ισχύει Ρ(Χ=x i)=

pdf: X = 0, 1 - p = q E(X) = 1 p + 0 (1 p) = p V ar(x) = E[(X µ) 2 ] = (1 p) 2 p + (0 p) 2 (1 p) = p (1 p) [1 p + p] = p (1 p) = p q

Στατιστική. Ενότητα 3 η : Χαρακτηριστικά Τυχαίων Μεταβλητών Θεωρητικές Κατανομές Πιθανότητας για Διακριτή Τυχαία Μεταβλητή

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. ΘΕΜΑ 1 ο Δίνεται η συνάρτηση f x. Ι. Το πεδίο ορισμού της f είναι:., 1 υ -1, B. 1, Γ. -1,., 1.

Pr(10 X 15) = Pr(15 X 20) = 1/2, (10.2)

Α. α) ίνεται η συνάρτηση F(x)=f(x)+g(x). Αν οι συναρτήσεις f, g είναι παραγωγίσιµες, να αποδείξετε ότι: F (x)=f (x)+g (x).

Τ Ε Ι Ιονίων Νήσων Τμήμα Εφαρμογών Πληροφορικής στη Διοίκηση και την Οικονομία. Υπεύθυνος: Δρ. Κολιός Σταύρος

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Περίληψη ϐασικών εννοιών στην ϑεωρία πιθανοτήτων

Λύσεις 4ης Ομάδας Ασκήσεων

3.1 ΔΕΙΓΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ ΕΝΔΕΧΟΜΕΝΑ

Στατιστική. Ενότητα 2 η : Τυχαίες μεταβλητές, Συναρτήσεις Κατανομής Πιθανότητας. Γεώργιος Ζιούτας Τμήμα Χημικών Μηχανικών Α.Π.Θ.

5. 3 ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

200, δηλαδή : 1 p Y (y) = 0, αλλού

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

Ελλιπή δεδομένα. Εδώ έχουμε Στον πίνακα που ακολουθεί δίνεται η κατά ηλικία κατανομή 1275 ατόμων

ΘΕΜΑ Α Α1. Αν και είναι δύο συμπληρωματικά ενδεχόμενα ενός δειγματικού χώρου να αποδείξετε ότι για τις πιθανότητές τους ισχύει: ( ) 1 ( ).

Λύσεις των θεμάτων ΔΕΥΤΕΡΑ 19 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΜΕΤΡΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

B A B A A 1 A 2 A N = A i, i=1. i=1

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙΔΕΣ

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων. Διάλεξη 2

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Στατιστική Ι (ΨΥΧ-1202) ιάλεξη 4

Στατιστική Ι. Ενότητα 2: Στατιστικά Μέτρα Διασποράς Ασυμμετρίας - Κυρτώσεως. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά) Μάθημα: Στατιστική II Διάλεξη 1 η : Εισαγωγή-Επανάληψη βασικών εννοιών Εβδομάδα 1 η : ,

Σ ΤΑΤ Ι Σ Τ Ι Κ Η. Statisticum collegium Iii

Transcript:

Μάθημα 3 ο a Τυχαία Μεταβλητή-Έννοιες και Ορισμοί Στο μάθημα αυτό θα ορίσουμε την έννοια της τυχαίας μεταβλητής και θα αναφερθούμε σε σχετικές βασικές έννοιες και συμβολισμούς. Ross, σσ 135-151 Μπερτσεκάς-Τσιτσικλής, Κεφ, σσ 8-104 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 1

Τυχαία Μεταβλητή Εισαγωγικά Συχνά, τα αποτελέσματα πειραμάτων τύχης συνδέονται με αριθμητικές τιμές που μας ενδιαφέρουν περισσότερο από τα ίδια τα αποτελέσματά τους. Αυτό μας οδηγεί στη διατύπωση της έννοιας της τυχαίας μεταβλητής. http://compus.uom.gr/inf67/index.php

Εισαγωγικά Παράδειγμα 1 : Ρίχνουμε ένα ιδανικό νόμισμα. Κερδίζουμε ένα ευρώ, +1, όταν φέρνουμε κορώνα. Χάνουμε ένα ευρώ, 1, όταν φέρνουμε γράμματα. Η (συνηθισμένη αιτιοκρατική) μεταβλητή Χ παριστάνει την απόδοση του παιχνιδιού ως Χ=απόδοση: +1 1 Η προηγούμενη μεταβλητή Χ δεν αρκεί να περιγράψει επαρκώς το παιχνίδι. Ο επόμενος πίνακας συνοψίζει πληρέστερα το παιχνίδι, και είναι παράδειγμα τυχαίας μεταβλητής. Χ=απόδοση: +1 1 αντίστοιχη πιθανότητα: 1 1 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 3

Εισαγωγικά Παράδειγμα : Ρίχνουμε ένα μεροληπτικό νόμισμα τρείς φορές. Η πιθανότητα να φέρουμε κορώνα είναι 3. Χ είναι η μεταβλητή που μετρά τον αριθμό των επιτυχιών σε τρείς ανεξάρτητες προσπάθειες. Υπολογίστε την πιθανότητα για όλα τα δυνατά αποτελέσματα. Ο επόμενος Πίνακας 1 συνοψίζει τα αποτελέσματα και η Εικόνα 1 δίνει το δενδροδιάγραμμα του δειγματικού χώρου και τις αντίστοιχες πιθανότητες. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 4

Εισαγωγικά Πίνακας 1: Η κατανομή των επιτυχιών σε τρείς ανεξάρτητες προσπάθειες Χ 0 1 3 σύνολο p x 17 67 1 7 87 7 7 1 Κ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΚΚΚ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ 8/7 Κ Γ ΚΚΓ 4/7 Κ Γ Κ Γ ΚΓΚ 4/7 ΚΓΓ /7 Γ Κ Κ Γ ΓΚΚ 4/7 Γ Κ ΓΚΓ ΓΓΚ /7 /7 Γ Εικόνα 1: Δενδροδιάγραμμα της τυχαίας μεταβλητής X που μετρά τον αριθμό των επιτυχιών σε τρείς ανεξάρτητες προσπάθειες ΓΓΓ 1/7 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 5

Εισαγωγικά Παράδειγμα 3 : Στο προηγούμενο παιχνίδι κερδίζουμε 10 όταν φέρουμε 3 κορώνες, δεν κερδίζουμε ούτε χάνουμε όταν φέρουμε κορώνες, και χάνουμε 1 για τα υπόλοιπα αποτελέσματα. Η τυχαία μεταβλητή Υ παριστά το παιχνίδι. Υ 1 0 10 p y 77 1 7 87 Μας συμφέρει ένα τέτοιο παιχνίδι; http://compus.uom.gr/inf67/index.php 6

Εισαγωγικά Σύμφωνα με τον συχνοτικό ορισμό, οι πιθανότητες δείχνουν πόσο συχνά συμβαίνει ένα ενδεχόμενο, όταν επαναλάβουμε το πείραμα πάρα πολλές φορές. Σταθμίζουμε τις αποδόσεις με τις πιθανότητες. 4 1 7 7 0 1 7 10 8 7 7 Παρατηρούμε ότι το αποτέλεσμα είναι αρνητικό. Αργότερα αυτό θα το ονομάσουμε μέση τιμή της Υ. Δείχνει την απόδοση που ελπίζουμε να έχουμε μακροπρόθεσμα. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 7

Ορισμός Τυχαίας μεταβλητής Ορισμός τμ Ορισμός : Τυχαία μεταβλητή, (random variable), είναι μια συνάρτηση που απεικονίζει τον δειγματικό χώρο στο X: Όταν εκτελέσουμε το πείραμα και παρατηρήσουμε ένα συγκεκριμένο, τότε έχουμε μια συγκεκριμένη τιμή της X, την x X( ). Συνοπτικά γράφουμε X x. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 8

Ορισμός τμ Ω ω P(ω) Χ(ω) p 0 1 P(Χ=x) x 0 R P : 0,1, P p X :, X x Διαγραμματική παράσταση μιας τυχαίας μεταβλητής http://compus.uom.gr/inf67/index.php 9

Ορισμός τμ Συνοψίζοντας: Με κεφαλαίο X συμβολίζουμε την τυχαία μεταβλητή. Με το αντίστοιχο πεζό γράμμα συμβολίζουμε μια συγκεκριμένη αριθμητική τιμή της X, την X x. Η μεταβλητή Χ λέγεται τυχαία επειδή το πεδίο ορισμού της είναι ο δειγματικός χώρος ενός πειράματος τύχης. Οι πιθανότητες μετρούν τη μάζα σε κάθε στοιχείο-ενδεχόμενο του δειγματικού χώρου. Κάθε στοιχείο του Ω απεικονίζεται σ ένα και μόνο ένα στοιχείο του. Άρα έχουμε ένα διαμερισμό του. Επομένως, για μια τυχαία μεταβλητή, το άθροισμα των πιθανοτήτων για όλες τις τιμές της είναι 1. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 10

Ορισμός τμ Ορισμός-Εμπειρικός για τις Ασκήσεις Στα ενδεχόμενα του πειράματος τύχης αντιστοιχούμε κάποιο πραγματικό αριθμό Χ. Κάθε τιμή εμφανίζεται μόνο μια φορά. Σε κάθε τιμή επισυνάπτουμε τις αντίστοιχες πιθανότητες. Τα συνοψίζουμε σ ένα πίνακα δύο γραμμών, στη πρώτη φαίνονται οι τιμές της Χ και από κάτω οι αντίστοιχες πιθανότητες, βλ παραπάνω Παράδειγμα και 3. Λέμε ότι η Χ είναι τυχαία μεταβλητή. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 11

Διακριτές Τυχαίες Μεταβλητές Διακριτές τμ Για λόγους ευκολίας διακρίνουμε τις τυχαίες μεταβλητές σε διακριτές, όταν παίρνουν ένα πεπερασμένο ή αριθμήσιμο αριθμό τιμών, και συνεχείς όταν παίρνουν τιμές στο ή κάποιο διάστημά του. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 1

Διακριτές τμ Γενικεύοντας, για μια διακριτή τυχαία μεταβλητή, γράφουμε X x 1 x i x k px x pxx1 pxx i pxxk όπου p X x=px=x είναι η συνάρτηση κατανομής πιθανότητας, σκπ, (probability distribution function), ή συνάρτηση μάζας πιθανότητας, της διακριτής τυχαίας μεταβλητής Χ. Αν x A, το σύνολο των τιμών που απαρτίζουν το ενδεχόμενο A, τότε PA p x xa X http://compus.uom.gr/inf67/index.php 13

Διακριτές τμ Ορισμός : Η Fx=PX x px k, k i1 i x x, λέγεται αθροιστική συνάρτηση κατανομής, ασκ, (cumulative distribution function), ή απλά συνάρτηση κατανομής (distribution function). H Fx είναι μια μη-φθίνουσα συνάρτηση και συνεχής από δεξιά. Αν A ένα διάστημα τιμών, A x/ax b, τότε P A P a x b F b F a http://compus.uom.gr/inf67/index.php 14

Διακριτές τμ Παράδειγμα 4 : (συνέχεια από Παράδειγμα 1): Για την τμ Χ η σκπ και η ασκ Fx=PX x είναι p x 1, 0.5 1, 0.5 0, x 1 Fx=1, 1x1 1, 1 x, σ.κ.π. της τ.μ. Χ α.σ.κ. της τ.μ. Χ κ.π. 0.0 0. 0.4 0.6 0.8 1.0 πιθανότητα 0.0 0. 0.4 0.6 0.8 1.0 - -1 0 1 X -1.0-0.5 0.0 0.5 1.0 X Εικόνα : σκπ και ασκ για τη τμ Χ, βλ Παράδειγμα 1 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 15

Διακριτές τμ Αναμενόμενη ή Μέση Τιμή Τυχαίας Μεταβλητής Έχουμε τη διακριτή τυχαία μεταβλητή X, με τιμές x i, i1,,k, και σκπ px x. Ορισμός : Ονομάζουμε αναμενόμενη τιμή, (expected value ή expectation ή mean), της διακριτής τυχαίας μεταβλητής X την k E X x p x i1 i X i Η EX ονομάζεται και μέσος της τυχαίας μεταβλητής X. Συχνά χρησιμοποιούμε τον συμβολισμό EX ή EX. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 16

Διακριτές τμ Παράδειγμα 5 : (συνέχεια από Παράδειγμα 1): Να υπολογισθεί η αναμενόμενη τιμή της Χ. Έχουμε Χ 1 1 px 1 1 Άρα 1 1 EX1 1 0 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 17

Διακριτές τμ Παράδειγμα 6 : Ένα πρόγραμμα αποτελείται από δύο τμήματα. Η τυχαία μεταβλητή X 1 δίνει τον αριθμό των λαθών στο πρώτο τμήμα, η X στο δεύτερο. Το ένα μέρος είναι ανεξάρτητο από το άλλο. X p x p x 1, 1 0 0.5 0.7 1 0.3 0. 0.1 0.1 3 0.1 0.0 a. Κάντε τις γραφικές παραστάσεις των p 1, p και F, 1 F. b. Υπολογίστε την πιθανότητα του ενδεχομένου η X 1 να έχει 1 ή λάθη. c. Υπολογίστε την πιθανότητα του ενδεχομένου η X 1 να έχει και πάνω λάθη. d. Υπολογίστε τη σκπ και ασκ της τυχαίας μεταβλητής Y X1 X http://compus.uom.gr/inf67/index.php 18

Διακριτές τμ b. P X 1X P X 1 P X 1 1 1 1 0.3 0.1 0.4 c. P X P X P X 3 1 1 1 0.10.1 0. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 19

d. Διακριτές τμ Y 0 1 3 4 5 py 0.35 0.31 0.18 0.1 0.03 0.01 1.0 Υπολογισμοί: 1 PX 0PX 0 P Y 0 P X 0 X 0 1 0.50.7 0.35 1 1 PX1 1X 0PX1 1X 0 PX 1PX 0PX 0PX 1 P Y 1 P X 1 X 0 X 0 X 1 κλπ 1 1 0.30.7 0.50. 0.31 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 0

Συναρτήσεις τμ Συνάρτηση Τυχαίας Μεταβλητής Στο Παράδειγμα 3 και 6 είδαμε πως γνωρίζοντας μια τυχαία μεταβλητή X, μπορούμε να ορίσουμε άλλες τυχαίες μεταβλητές, μετασχηματίζοντας την X. Εδώ, γενικεύουμε. Έστω X τυχαία μεταβλητή και Y g(x), όπου g( ) μια πραγματική συνάρτηση. Τότε η Y είναι τυχαία μεταβλητή που παίρνει τις αντίστοιχες τιμές της X, όπως ορίζονται από την g( ) και με τις πιθανότητες που αντιστοιχούν στις τιμές της X. Για μια διακριτή τυχαία μεταβλητή, η σκπ py υπολογίζεται εύκολα, τακτοποιώντας τις τιμές της Y (κάθε τιμή εμφανίζεται μία μόνο φορά) και υπολογίζοντας τις αντίστοιχες πιθανότητες. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 1

Συναρτήσεις τμ Αναμενόμενη Τιμή Συνάρτησης Τυχαίας Μεταβλητής Έστω η τυχαία μεταβλητή X με σκπ της. X p x και Y g(x) μια συνάρτησή Για την Y μπορούμε να βρούμε την σκπ και να υπολογίσουμε τον μέσο, τη διακύμανση της, κλπ, όπως είπαμε παραπάνω. Εναλλακτικά, για ευκολία, μπορούμε να γράψουμε k E Y g x p x i1 i X i http://compus.uom.gr/inf67/index.php

Συναρτήσεις τμ Ορισμός : Ονομάζουμε διακύμανση, (variance), της τυχαίας μεταβλητής X την αναμενόμενη τιμή var X E X E X Ορισμός : Ονομάζουμε τυπική απόκλιση, (standard deviation), της τυχαίας μεταβλητής X την http://compus.uom.gr/inf67/index.php 3

Συναρτήσεις τμ Σχόλια: Ο μέσος προσδιορίζει τη θέση των τιμών της τμ. Η διακύμανση και η τυπική απόκλιση μετρούν τη διασπορά της τμ γύρω από τον μέσο της. Η τυπική απόκλιση μετράται στις ίδιες μονάδες μέτρησης με την τμ, όπως και ο μέσος της, και διαισθητικά είναι πιο κατανοητή από την διακύμανση. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 4

Συναρτήσεις τμ Παράδειγμα 7 : (συνέχεια στο Παράδειγμα 1και 5) Στο Παράδειγμα 1 για τη ρίψη του νομίσματος, να υπολογίσετε την τυπική απόκλιση της απόδοσης Χ. Έχουμε και E X 0. Άρα Χ 1 1 px 1 1 1 1 var X 1 0 10 1 και 1. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 5

Συναρτήσεις τμ Χρήσιμοι Υπολογισμοί για Αναμενόμενες Τιμές Έστω η τυχαία μεταβλητή X με σκπ σταθερές. p x, EX X και a, b, Αν X a, Ea EaX b aex b a, var a 0 var X E X E X var ax b a var X http://compus.uom.gr/inf67/index.php 6

Παράδειγμα 8 : Έστω η τμ Χ με σκπ px Συναρτήσεις τμ - -1 1 3 4 px 110 10 310 10 110 110 Ορίζουμε τις τυχαίες μεταβλητές Y 1 και Z 1. Να υπολογισθούν οι σκπ των Υ και Ζ Να παρασταθούν γραφικά οι σκπ των Χ, Υ και Ζ. Να υπολογισθούν οι μέσοι και οι τυπικές αποκλίσεις των Χ, Υ και Ζ. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 7

Συναρτήσεις τμ Y 1: γραμμικός μετασχηματισμός, αλλάζει θέση και διασπορά Y -3-1 3 5 7 9 py 110 10 310 10 110 110 Z 1: μη-γραμμικός μετασχηματισμός, αλλάζει όλο το σχήμα Z 5 10 17 pz 510 310 110 110 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 8

Η τ.μ. Χ και μετασχηματισμοί της σ.κ.π. της τ.μ. Χ Συναρτήσεις τμ κ.π. 0.0 0.4 0.8 0 5 10 15 τιμές X σ.κ.π. της τ.μ. Υ=*X+1 κ.π. 0.0 0.4 0.8 0 5 10 15 τιμές Υ σ.κ.π. της τ.μ. Ζ=X^+1 κ.π. 0.0 0.4 0.8 0 5 10 15 τιμές Ζ Εικόνα 3: σκπ της τμ Χ και των Y, Z στο Παράδειγμα 8. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 9

Συναρτήσεις τμ Μέσοι και οι τυπικές αποκλίσεις των Χ, Υ και Ζ 1 3 1 1 EX 1 1 3 4 1 10 10 10 10 10 10 EX var X (1) X X 1 3 1 1 EX 1 1 3 4 4. () 10 10 10 10 10 10 Από (1) και () και X 4. 1 3. X 3. http://compus.uom.gr/inf67/index.php 30

EY EX1EX 111 3 Συναρτήσεις τμ Y var Y var X 1 4 var X 4 3. 1.8 Y 1.8 EZ var Z (1) Z Z E Z E X 1 E X 14.1 5. () 5 3 1 1 10 10 10 10 Από (1) και () E Z 5 10 17 48.4 Z 48.4 5. 1.36 και Z 1.36 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 31

Συναρτήσεις τμ Ορισμός : Αντίστοιχα, η k-ροπή γύρω από το μηδέν, (k th -moment about zero), και η k-ροπή γύρω από τον μέσο, (k th -moment about mean),ορίζονται ως k 1,, Πιο ειδικά, συμβολίζουμε k k EX και k E X, 1. k Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι συντελεστές ασυμμετρίας (λοξότητας), (skewness), και διορθωμένης (υπερβάλλουσας) κύρτωσης, (excess kurtosis), του Pearson, που ορίζονται, αντίστοιχα, ως, 3 1 3/ 4 3 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 3

Συναρτήσεις τμ Παράδειγμα 9 : (συνέχεια Παράδειγμα 8) Να υπολογισθεί ο συντελεστής ασυμμετρίας και κύρτωσης για τις μεταβλητές Χ, Υ και Ζ στο Παράδειγμα 8. Να σχολιασθούν, (βλ CoMPUS> > LECTURE_3_CalcRVs) -0.1048157, -0.996875-0.1048157, -0.996875 1.610385, 1.48064 Οι Χ και Υ έχουν τους ίδιους συντελεστές ασυμμετρίας και κύρτωσης. Έχουν ουρά αριστερά και είναι πλατύκυρτες. Η Ζ, ως μη γραμμικός μετασχηματισμός, διαφέρει. Έχει ουρά δεξιά και είναι λεπτόκυρτη (παχειά άκρα), βλ. Εικόνα 3 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 33

Βιβλιογραφία Πρόσθετη Βιβλιογραφία Μαθήματος [1] Baron, M., Probability and Statistics for Computer Scientists, Chapman & Hall/CRC, 007 [] Grimmett, G. R. and D. R. Stirzaker, Probability and Random Processes, Oxford University Press, 1985 http://compus.uom.gr/inf67/index.php 34