Περιεχόμενα της Ενότητας. Συνεχείς Τυχαίες Μεταβλητές. Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας. Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας.

Σχετικά έγγραφα
Περιεχόμενα της Ενότητας. Δειγματοληψία. Δειγματοληψίας. Δειγματοληψία. Τυχαία Δειγματοληψία. Χ. Εμμανουηλίδης, 1.

Στατιστική Ι. Ενότητα 7: Κανονική Κατανομή. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

Ορισμός και Ιδιότητες

1 x-μ - 2 σ. e σ 2π. f(x) =

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

3. Κατανομές πιθανότητας

Η Κανονική Κατανομή κανονική κατανομή (normal distribution) Κεντρικό Οριακό Θεώρημα (Central Limit Theorem) συνδέει οποιαδήποτε άλλη κατανομή

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

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ. Επικ. Καθ. Στέλιος Ζήμερας. Τμήμα Μαθηματικών Κατεύθυνση Στατιστικής και Αναλογιστικά Χρηματοοικονομικά Μαθηματικά

Κεφάλαιο 8 Συνεχείς Κατανομές Πιθανοτήτων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ. Κεφάλαιο 8. Συνεχείς Κατανομές Πιθανοτήτων Η Κανονική Κατανομή

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

Η Κανονική Κατανομή. Εργαστήριο Μαθηματικών & Στατιστικής/ Γ. Παπαδόπουλος ( 81

Η Κανονική Κατανομή. Κανονικές Κατανομές με την ίδια διασπορά και διαφορετικές μέσες τιμές.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος... 13

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

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

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ. Για την Γ Τάξη Γενικού Λυκείου Μάθημα Επιλογής ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΒΙΒΛΙΩΝ ΑΘΗΝΑ

Είδη Μεταβλητών Κλίμακα Μέτρησης Οι τεχνικές της Περιγραφικής στατιστικής ανάλογα με την κλίμακα μέτρησης Οι τελεστές Π και Σ

ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

Διαστήματα εμπιστοσύνης. Δρ. Αθανάσιος Δαγούμας, Επ. Καθηγητής Οικονομικής της Ενέργειας & των Φυσικών Πόρων, Πανεπιστήμιο Πειραιώς

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ TECHNOLOGICAL EDUCATIONAL INSTITUTE OF WESTERN GREECE

Το Κεντρικό Οριακό Θεώρημα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΓΝΩΣΕΩΝ: ΕΚΤΙΜΗΤΕΣ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ και ΕΠΑΓΩΓΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

pdf: X U(a, b) 0, x < a 1 b a, a x b 0, x > b

Τυχαία μεταβλητή (τ.μ.)

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

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

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

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ Ι Συμπληρωματικές Σημειώσεις Δημήτριος Παντελής

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

ιωνυµική Κατανοµή(Binomial)

Είδη Μεταβλητών. κλίµακα µέτρησης

3. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΑΤΑΝΟΜΩΝ

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

Το Κεντρικό Οριακό Θεώρημα

X = = 81 9 = 9

Στατιστική Επιχειρήσεων Ι. Βασικές συνεχείς κατανομές

ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ. αλλού

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

03 _ Παράμετροι θέσης και διασποράς. Γούργουλης Βασίλειος Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σ.Ε.Φ.Α.Α. Δ.Π.Θ.

14/11/2016. Στατιστική Ι. 7 η Διάλεξη (Βασικές συνεχείς κατανομές)

2.5.1 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΠΟΣΟΣΤΙΑΙΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ ΜΙΑΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ

Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου

& 4/12/09 Α ΣΕΙΡΑ ΘΕΜΑΤΩΝ

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

Το Κεντρικό Οριακό Θεώρημα

27-Ιαν-2009 ΗΜΥ (ι) Βασική στατιστική (ιι) Μετατροπές: αναλογικό-σεψηφιακό και ψηφιακό-σε-αναλογικό

Βιομαθηματικά BIO-156

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ I Παντελής Δημήτριος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΕΠΑ.Λ. Δ. Ε. ΚΟΝΤΟΚΩΣΤΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΟΜΑΔΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ

Χ. Εμμανουηλίδης, 1

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ στη Ναυτιλία και τις Μεταφορές

Εφαρμοσμένη Στατιστική Δημήτριος Μπάγκαβος Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Πανεπισ τήμιο Κρήτης 2 Μαΐου /23

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ

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

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

Σκοπός του κεφαλαίου είναι η κατανόηση των βασικών στοιχείων μιας στατιστικής έρευνας.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ. ΓΕΝΙΚΟΙ (περιέχουν όλες τις πληροφορίες που προκύπτουν από μια στατιστική έρευνα) ΕΙΔΙΚΟΙ ( είναι συνοπτικοί και σαφείς )

Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης Χειμερινό Διδάσκων: Καθηγητής Παντελής Ν. Μπότσαρης Εργαστήρια/Ασκήσεις: Δρ.

Δειγματοληψία. Πρέπει να γνωρίζουμε πως πήραμε το δείγμα Το πλήθος n ij των παρατηρήσεων σε κάθε κελί είναι τ.μ. με μ ij συμβολίζουμε την μέση τιμή:

Μεθοδολογία των Επιστημών του Ανθρώπου: Στατιστική

Άσκηση 1: Λύση: Για το άθροισμα ισχύει: κι επειδή οι μέσες τιμές των Χ και Υ είναι 0: Έτσι η διασπορά της Ζ=Χ+Υ είναι:

Οι θεµελιώδεις έννοιες που απαιτούνται στη Επαγωγική Στατιστική (Εκτιµητική, ιαστήµατα Εµπιστοσύνης και Έλεγχοι Υποθέσεων) είναι:

Σ ΤΑΤ Ι Σ Τ Ι Κ Η ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Στατιστική Επιχειρήσεων ΙΙ

Κατανομή συνάρτησης τυχαίας μεταβλητής Y=g(X) Πιθανότητες & Στατιστική 2017 Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Παν. Ιωαννίνων Δ13 ( 1 )

Εφαρμοσμένη Στατιστική Δημήτριος Μπάγκαβος Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Πανεπισ τήμιο Κρήτης 14 Μαρτίου /34

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΡΘΩΣΕΩΝ

Μέρος ΙΙ. Τυχαίες Μεταβλητές

Στατιστική Ι. Ενότητα 9: Κατανομή t-έλεγχος Υποθέσεων. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Στατιστική είναι το σύνολο των μεθόδων και θεωριών που εφαρμόζονται σε αριθμητικά δεδομένα προκειμένου να ληφθεί κάποια απόφαση σε συνθήκες

Δειγματικές Κατανομές

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΙΙ. Ενότητα 3: ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΙΙ (3/4) Επίκ. Καθηγητής Κοντέος Γεώργιος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Ενότητα 3: Περιγραφική Στατιστική (Πίνακες & Αριθμητικά μέτρα)

Εργαστήριο Μαθηµατικών & Στατιστικής. 1 η Πρόοδος στο Μάθηµα Στατιστική 5/12/08 Α ΣΕΙΡΑ ΘΕΜΑΤΩΝ. 3 ο Θέµα

Η παρουσίαση που ακολουθεί, αφορά την κανονική κατανομή και σκοπό έχει τη διευκόλυνση των φοιτητών του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών

3 ο Μέρος Χαρακτηριστικά τυχαίων μεταβλητών

Έλεγχος Υποθέσεων. Δρ. Αθανάσιος Δαγούμας, Επ. Καθηγητής Οικονομικής της Ενέργειας & των Φυσικών Πόρων, Πανεπιστήμιο Πειραιώς

Κεφάλαιο 4 Κανονική Κατανομή. Πέτρος Ε. Μαραβελάκης, Επίκουρος Καθηγητής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς

Σ ΤΑΤ Ι Σ Τ Ι Κ Η ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Η ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9

Διαστήματα εμπιστοσύνης, εκτίμηση ακρίβειας μέσης τιμής

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ

Στατιστική Ι-Θεωρητικές Κατανομές ΙΙ

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Παπάνα Αγγελική

ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΤΑΞΙΝΟΜΗΜΕΝΑ Ε ΟΜΕΝΑ

Διάλεξη 1: Στατιστική Συμπερασματολογία - Εκτίμηση Σημείου

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

Εισαγωγή στη Στατιστική

Συνεχείς Τυχαίες Μεταβλητές

Α Ν Ω Τ Α Τ Ο Σ Υ Μ Β Ο Υ Λ Ι Ο Ε Π Ι Λ Ο Γ Η Σ Π Ρ Ο Σ Ω Π Ι Κ Ο Υ Ε Ρ Ω Τ Η Μ Α Τ Ο Λ Ο Γ Ι Ο

Κεφάλαιο 4 Εισαγωγή στη στατιστική ανάλυση μετρήσεων

P(200 X 232) = =

Τάση συγκέντρωσης. Μέτρα Κεντρικής Τάσης και Θέσης. Μέτρα Διασποράς. Τάση διασποράς. Σχήμα της κατανομής

Transcript:

Περιεχόμενα της Ενότητας Στατιστική Ι Ενότητα 5: Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Δρ. Χρήστος Εμμανουηλίδης Επίκουρος Καθηγητής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Συνεχείς Τυχαίες Μεταβλητές. Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας 3. Μέτρα Θέσης και Διασποράς Κατανομών Μέση Τιμή Διακύμανση και Τυπική Απόκλιση 4. Κανονική Κατανομή 5. Κεντρικό Οριακό Θεώρημα 6. Προσέγγιση της Δυωνυμικής Κατανομής με την Κανονική Κατανομή Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr Συνεχείς Τυχαίες Μεταβλητές Μια συνεχής τυχαία μεταβλητή μπορεί να λάβει οποιαδήποτε τιμή σε ένα ή περισσότερα διαστήματα πραγματικών αριθμών. Δεν έχει νόημα να αναφερόμαστε στην πιθανότητα η τυχαία μεταβλητή να λάβει συγκεκριμένη τιμή: αυτή είναι πρακτικά μηδενική (αμελητέα). Έχει όμως νόημα να αναφερόμαστε στην πιθανότητα η τυχαία μεταβλητή να λάβει τιμή σε συγκεκριμένο διάστημα. Η πιθανότητα η τυχαία μεταβλητή να λάβει τιμή σε διάστημα από έως ορίζεται ως το εμβαδόν της περιοχής κάτω από την καμπύλη της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας μεταξύ των και. Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Έστω συνεχής τυχαία μεταβλητή Χ με πεδίο τιμών R. Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας της Χ ή απλά συνάρτηση πυκνότητας είναι η συνάρτηση f που ικανοποιεί τις συνθήκες: α) f() 0για κάθε τιμή R, β) f ( ) d= R Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας Δίνεται από έναν μαθηματικό τύπο και το γράφημά της είναι μια καμπύλη: f() α Πυκνότητα πιθανότητας τιμή β Χ Η σχέση f ( ) d= R δηλώνει απλά ότι το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη είναι μονάδα Η f() δεν είναι η πιθανότητα της τιμής, αλλά η πυκνότητα πιθανότητας της τιμής : η f()d είναι η πιθανότητα η τ.μ. Χ να λάβει τιμή στο διάστημα (,+d), δηλαδή η P( +d) με d πολύ μικρό (d 0). Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr PDF processed with CutePDF evaluation edition www.cutepdf.com

Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Πιθανότηταδιαστήματος: Για κάθε, του R ορίζεται P( ) = δηλαδή η πιθανότητα η τ.μ. να λάβει τιμή στο διάστημα [, ] είναι το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη της συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας και μεταξύ των σημείων και. f() f ( ) d P( ) f() Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Αθροιστική συνάρτηση πιθανότητας ή απλά συνάρτηση κατανομής της τ.μ. Χ ονομάζεται η συνάρτηση F() για την οποία ισχύει F ( ) = P( ) = f ( u) du P( ).0 0.8 0.6 F() 0.4 Χ Χ 0. 0.0-9 -5-3 7 Συνεχείς Κατανομές Πιθανότητας Ιδιότητες συνάρτησης κατανομής Από τον ορισμό προκύπτουν οι παρακάτω ιδιότητες για τη συνάρτηση κατανομής τ.μ. Χ με R = [α,β] R: Ι. lim F( ) = 0 και α lim F( ) = β Ι. για κάθε <, F( ) F( ) και P( ) = P( ) P( ) = F( ) F( ) f ( u) du= f ( u) du f ( u) du f() P( ) Χ Μέτρα Θέσης και Διασποράς Συνεχών Κατανομών Κύριο μέτρο θέσης είναι η αναμενόμενη ή μέση τιμή και κύριο μέτρο διασποράς είναι η διακύμανση. Αναμενόμενη τιμή συνεχούς τ.μ. Χ : = E ( ) = µ f ( ) d Διακύμανση συνεχούς τ.μ. Χ : = σ = R H τυπική απόκλιση, σ Χ,ορίζεται ως R [ ] ( E( )) f ( ) d= E( E( )) Var( ) σ = Var( ) Μέτρα Θέσης και Διασποράς Συνεχών Κατανομών Για την εκτίμηση της μέσης τιμής και της διακύμανσης ισχύουν όσα αναφέρθηκαν για τις διακριτές τ.μ. Το ίδιο ισχύει και για τις ιδιότητές τους. Κανονική Κατανομή Πιθανότητας Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr

Χρησιμότητα της κανονικής κατανομής α) περιγράφει καλά την μεταβλητότητα των μετρήσεων πολλών τυχαίων μεταβλητών που εμφανίζονται σε πρακτικά προβλήματα ή φαινόμενα Παραδείγματα προσεγγιστικά κανονικών εμπειρικών κατανομών β) είναι καλή προσέγγιση άλλων θεωρητικών κατανομών πιθανοτήτων κάτω από ορισμένες συνθήκες γ) είναι βασικό εργαλείο της επαγωγικής στατιστικής για τον έλεγχο υποθέσεων Χαρακτηριστικά της Κανονικής Κατανομής Το σχήμα της είναι συμμετρική καμπανοειδής καμπύλη. Η θέση και το σχήμα της κατανομής καθορίζονται από δύο παραμέτρους, τις µ (μέση τιμή) και σ (διακύμανση). Το μέγιστο της κανονικής καμπύλης αντιστοιχεί στη μέση τιμή, η οποία ταυτίζεται με την διάμεσο και τον τύπο. Η τυχαία μεταβλητή έχει άπειρο f() εύρος Ο μέσος μπορεί να λάβει οποιαδήποτε πραγματική τιμή. Χαρακτηριστικά της Κανονικής Κατανομής Η διακύμανση καθορίζει το εύρος της καμπύλης: μεγάλες τιμές της αντιστοιχούν σε πιο απλωμένες κατανομές μικρότερου ύψους. Το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη είναι (0.5 αριστερά της μέσης τιμής και 0.5 δεξιά). Οι πιθανότητες για την κανονικά f() κατανεμημένη τυχαία μεταβλητή δίνονται από εμβαδά κάτω από την καμπύλη. µ µ Συνάρτηση Πυκνότητας Πιθανότητας Σχήμα και θέση της κατανομής(καθορίζεται από τα μκαι σ) όπου: f ( ) = e σ π ( µ ) σ, για - + µ = μέση τιμή σ = τυπική απόκλιση π = 3.459 e =.788 (βάση νεπέρειων λογαρίθμων) Όταν η τ.μ. Χ κατανέμεται σύμφωνα με την κανονική κατανομή μεπαραμέτρουςμκαισ γράφουμε συμπαγώς Χ ~ Ν(μ,σ ) Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 3

Αθροιστική κανονική κατανομή ή κανονική συνάρτηση κατανομής: ( u µ ) σ F( ) = P( ) = e du σ π Σχήμα της αθροιστικής κατανομής(καθορίζεται από τα μ και σ) Έχει τις γνωστές ιδιότητες κάθε συνάρτησης κατανομής: Σιγμοειδής καμπύλη με κάτω ασύμπτωτη στο F(- ) = 0 και άνω ασύμπτωτη στο F( ) = Για κάθε <, F( ) < F( ) και P( ) = P( ) P( ) = F( ) F( ) Η πιθανότητα είναι το εμβαδόν κάτω από την κανονική καμπύλη: f() P( ) = f ( ) d= F( ) F( ) Υπολογισμός πιθανότητας : Γίνεται με τη χρήση της αθροιστικής κανονικής κατανομής και πινάκων που την καταγράφουν. Για κάθε δυνατό ζεύγος (μ,σ ) έχουμε μια διαφορετική κανονική κατανομή που θα απαιτούσε τον δικό της πίνακα (δηλ. υπολογισμούς του ολοκληρώματος που δίνει τις τιμές της F() ) f() Υπολογισμός πιθανότητας : Η λύση είναι να τυποποιήσουμε την κανονική κατανομή, χρησιμοποιώντας την τυποποιημένη τυχαία μεταβλητή Ζ: Αν μ = σ ~ N( µ, σ ) ~ N( 0, ) Χ ΚανονικήΚατανομή f() 0.00 0.0 0.0 0.03 0.04 ~N(μ,σ^), μ=00, σ=0 60 80 00 0 40 60 µ = σ Τυποποιημένη ή τυπική Κανονική Κατανομή f(z) 0.0 0. 0. 0.3 0.4 ~N(0,) -4-0 4 Ένας πίνακας αρκεί. Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 4

Υπολογισμός πιθανότητας : Όταν Χ ~ Ν(μ,σ ), τότε µ F( ) = F z= σ δηλαδή η τιμή της αθροιστικής συνάρτησης κατανομής της Χ για Χ= ισούται με την τιμή της αθροιστικής συνάρτησης κατανομής της Ζ για Ζ = z = (-μ)/σ. Η τιμή z που αντιστοιχεί στην τιμή ονομάζεται z-τιμή της Υπολογισμός πιθανότητας : Επειδή για κάθε συνεχή τ.μ. Χ ισχύει τότε P( ) = F ( ) F ( ) P( ) = P( z z) = F( z) F( z) όπου z = ( -μ)/σ και z = ( -μ)/σ Άρα, αν Χ ~ Ν(μ,σ ), ο υπολογισμός των πιθανοτήτων μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τις αθροιστικές πιθανότητες της τυπικής κανονικής κατανομής. Παράδειγμα Τυποποίησης Παράδειγμα Τυποποίησης Κανονική Κατανομή σ= 0 µ= 5 µ 6. 5 z= = = 0. σ 0 6. µ= 0 σ= 0. Πίνακας Αθροιστικής Τυπικής Κανονικής Κατανομής.00.0.0 0.0.5000.5040.5080 0..5398.5438.5478 0..5793.583.587 0.3.679.67.655 µ= 0 Πιθανότητες σ= 0.5478 0. Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση Υπολογισμός πιθανότητας : Εξαιτίας της συμμετρίας της τυπικής κανονικής κατανομής, ισχύει για οποιαδήποτε τιμή z της Ζ η σχέση F( z) = P( z) = P( z) = P( z) = F( z) Παράδειγμα για z= Μερικές χρήσιμες πιθανότητες : Οι παρακάτω πιθανότητες για μια τ.μ. ~Ν(μ,σ ) χρησιμοποιούνται συχνά στη δειγματοληψία και στη στατιστική συμπερασματολογία. P ( µ σ <Χ< µ + σ ) = 0. 683 P ( µ. 645σ <Χ< µ +. 645σ ) = 0. 90 P ( µ. 96σ < Χ< µ +. 96σ ) = 0. 95 P ( µ. 58σ <Χ< µ +. 58σ ) = 0. 99 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 5

Μερικές χρήσιμες πιθανότητες: Κανονική Κατανομή Παράδειγμα - P(3.8 5) µ 3.8 5 µ 5 5 z = = = 0. z = = = 0 σ 0 σ 0 σ = 0 σ =.0478 3.8 µ = 5 -. Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση Παράδειγμα - P(3.8 5) P(3.8 5)=P( 5)- P( 3.8) Για =5, z = (5-5)/0 = 0, Για =3.8, z = (3.8-5)/0 = -0. P(3.8 5)= P( 0) - P( -0.) = 0.5 P( 0.) = 0.5 ( - P( 0.)) = -0.5 + P( 0.)) = -0.5 + 0.5478 = 0.0478 Παράδειγμα - P(.9 7.).9 5 7. 5 z = = = 0. z = = = 0. σ 0 σ 0 Κανονική Κατανομή σ = 0 µ µ.9 5 7. Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση 0.583 σ = 0.664 -. 0. Παράδειγμα - P(.9 7.) P(.9 7.)=P( 7.)- P(.9) Για =.9, z = -0., Για =7., z = 0. P(.9 7.) = P( 0.) - P( - 0.) = P( 0.) P( 0.) = P( 0.) ( - P( 0.)) = P( 0.) = 0.583 - = 0.664 Κανονική Κατανομή σ = 0 µ = 5 Παράδειγμα - P( 8) µ 8 5 z= = = 0.30 σ 0 8 Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση 0.679 σ =.30 0.38 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 6

Παράδειγμα - P( 8) P( 8)= - P( 8) Για =8, z = 0.30, P( 8) = - P( 0.30) = 0.679 = 0.38 Παράδειγμα* Εργάζεστε στον Έλεγχο Ποιότητας εταιρίας κατασκευής λαμπτήρων. Ο χρόνος ζωής τους ακολουθεί κανονική κατανομή με 00 ημέρες και σ = 00 ημέρες. Ποια είναι η πιθανότητα ένας λαμπτήρας να λειτουργήσει α) από000 έως400 ημέρες; β) λιγότερο από 470 ημέρες; Παράδειγμα* - P(000 400) µ 000 000 µ 400 000 z = = = 0.0 z = = =.0 σ 00 σ 00 Παράδειγμα* - P(000 400) P(000 400)=P( 400)- P( 000) Κανονική Κατανομή σ = 00 00 400 σ = 0.477.0 Για = 000, z = 0.00, Για = 400, z =.00 P(000 400) = P( ) - P( 0) = 0.977-0.5 = 0.477 σ = 0.477.0 Κανονική Κατανομή σ = 00 470 Παράδειγμα* - P( 470) µ 470 000 z= = =.65 σ 00 00 0.0040 -.65 0.9960 960 σ =.65 0.0040 Παράδειγμα* - P( 470) P( 470) Για = 470, z = -.65, P( 470) = P( -.65) = P(.65) = - P(.65) = - 0.9960 = 0.0040 0.0040 -.65 0.9960 960 σ =.65 0.0040 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 7

Εύρεση τιμών της Ζ από Γνωστές Πιθανότητες Εύρεση τιμών της Ζ από Γνωστές Πιθανότητες Ποιο είναι τοz δεδομένου ότι F(z) = 0.67; Πίνακας Αθρ.Τυπικής Κανονικής Κατανομής Ποιο είναι τοz δεδομένου ότι F(z) = 0.67; Πίνακας Αθρ.Τυπικής Κανονικής Κατανομής 0.67 σ=.00.0 0. 0.0.5000.5040.5080 0.67 σ=.00.0 0. 0.0.5000.5040.5080 0..5398.5438.5478 0..5398.5438.5478 µ= 0 Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση z 0..5793.583.587 0.3.679.67.655 µ= 0 0.3 Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση 0..5793.583.587 0.3.679.67.655 Εύρεση τιμών της Ζ από Γνωστές Πιθανότητες Aν η τιμή πιθανότητας δεν υπάρχει στον Πίνακα; F(z) = 0.63 0.3 z 0.3 (από τον Πίνακα), Επειδή η τιμή 0.63 είναι κοντύτερα στην τιμή 0.67 (για z = 0.3) απ ότι στην 0.655 (για z = 0.3) μπορούμε να θέσουμε προσεγγιστικά z 0.3 Εναλλακτικά: z 0.35 Ακριβέστερη είναι η μέθοδος της γραμμικής παρεμβολής Εύρεση τιμών της Χ από Γνωστές Πιθανότητες Ποιο είναι το δεδομένου ότι F() = 0.67; 0.67 µ= 5 Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση σ= 0 0.67 µ= 0 σ= 0.3 Εύρεση τιμών της Χ από Γνωστές Πιθανότητες Ποιο είναι το δεδομένου ότι F() = 0.67; 0.67 σ= 0 0.67 σ= Εύρεση τιμών της Χ από Γνωστές Πιθανότητες F()=P( ) = 0.67 F(z) = 0.67 z = 0.3 (από τον Πίνακα), z = (-μ)/σ = μ+σ z = 5 + (0.3)(0) = 8. µ= 5 µ= 0 0.3 Η σκιασμένη περιοχή είναι σε μεγέθυνση ( 0 3)( 0) = µ + z σ = 5+. = 8. Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 8

Κεντρικό Οριακό Θεώρημα Κεντρικό Οριακό Θεώρημα (Central Limit Theorem) Κ.Ο.Θ.: Αν οιχ,χ,,χ n είναι ανεξάρτητες και ισόνομες τυχαίες μεταβλητές με μέση τιμή μ και πεπερασμένη διακύμανση σ, και S n = i= είναι το άθροισμά τους και S = ο αριθμητικός τους μέσος, n τότε όσο αυξάνει ο αριθμός n των τ.μ. Χ ( nµ, n ) S ~ N σ i σ ~ N µ, n Κεντρικό Οριακό Θεώρημα Παρατηρείστε ότι η κατανομή του μέσου προσεγγίζει την κανονική κατανομή όσο το πλήθος n των ανεξάρτητων και ισόνομων μεταβλητών Χ αυξάνει, ανεξάρτητα από την κατανομή της Χ. Κεντρικό Οριακό Θεώρημα Σημασία του Κ.Ο.Θ. Ανεξάρτητα από την κατανομή των ανεξάρτητων και ισόνομων τ.μ.χ i, το άθροισμα και ο αριθμητικός τους μέσος ακολουθούν την κανονική κατανομή ασυμπτωτικά, δηλαδή όσο αυξάνει το πλήθος τους. Το ΚΟΘ εξηγεί: το ότι πολλές τυχαίες μεταβλητές ακολουθούν στην πράξη την κανονική κατανομή το ότι σημαντικές κατανομές μπορούν να προσεγγιστούν από την κανονική κατανομή την ευρύτατη χρήση της κανονικής κατανομής στη δειγματοληψία την ευρύτατη χρήση της κανονικής κατανομής στην στατιστική συμπερασματολογία. Κανονική Προσέγγιση της Δυωνυμικής Κατανομής Κανονική Προσέγγιση της Δυωνυμικής Κατανομής. Πώς υπολογίζουμε δυωνυμικές πιθανότητες όταν το μέγεθος δείγματος n είναι μεγάλο;. Όταν το n είναι μεγάλο η δυωνυμική κατανομή τείνει να γίνει συμμετρική ακόμη και για μικρά p, και προσεγγίζεται με την κανονική κατανομή. 3. Οι τιμές των πιθανοτήτων είναι προσεγγιστικές. 4. Απαιτείται Διόρθωση Συνέχειας..3...0 P() Παράδειγμα συμμετρίας n= 0 p= 0.50 0 4 6 8 0 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 9

Η Πιθανότητα είναι Προσεγγιστική P().3...0 Δυωνυμική Πιθανότητα: Ύψος Παραλληλογράμμου = Εμβαδόν Παρ/μου 0 4 6 8 0 Κανονική Πιθανότητα: Εμβαδόν κάτω από την καμπύλη από το 3.5 έως το 4.5 Η Πιθανότητα είναι Προσεγγιστική P().3...0 Δυωνυμική Πιθανότητα: Ύψος Παραλληλογράμμου = Εμβαδόν Παρ/μου Πιθανότητα που προστίθεται από την Κανονική Καμπύλη 0 4 6 8 0 Πιθανότητα που χάνεται από την Κανονική Καμπύλη Κανονική Πιθανότητα: Εμβαδόν κάτω από την καμπύλη από το 3.5 έως το 4.5. Ρύθμιση / μονάδας στη Διακριτή Τιμή. Χρησιμοποιείται όταν προσεγγίζουμε μια Διακριτή Κατανομή με μια Συνεχή Κατανομή Διόρθωση Συνέχειας Περίπου ίσα εμβαδά 3. Εξασφαλίζει καλύτερη ακρίβεια. 3.5 4.5 4 (4-0.5) (4 + 0.5) Κανονική Προσέγγιση Διαδικασία. Υπολογίστε την μικρότερη από τις δύο ποσότητες: np, n p ( ) Αν η τιμή της είναι μεγαλύτερη ή ίση του 5, η Κανονική Προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το διάστημα είναι μεταξύ 0 και n και η δυωνυμική κατανομή είναι περίπου συμμετρική Άρα, αν Χ~Β(n,p), τότε προσεγγιστικά ισχύει Χ~Ν( np,np(-p) ) ( ) µ ± 3σ = np± 3 np p Κανονική Προσέγγιση Διαδικασία Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα. Εκφράστε τη Δυωνυμική Πιθανότητα με Μορφή Αθροιστικών Πιθανοτήτων: P( ) ή P( ) P( ) Ποια είναι η Κανονική Προσέγγιση της P( = 4) όταν n = 0, και p = 0.5; P() 3. Για κάθε τιμή που μας ενδιαφέρει, = ή/και =, χρησιμοποιείστε:.3. ( + 0.5) np z=. np( p).0 0 4 6 8 0 3.5 4.5 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 0

Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα. Υπολογίστε την ελάχιστη από τις np, n(-p) : Είναι μεγαλύτερη ή ίση του 5, άρα η Κανονική Προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί Το διάστημα ( ) np= n( p) = 0 0.5 = 5 ( ) ( ) ( )( ) = 5± 3.35= (.64, 8.35) np± 3 np p = 0 0.5 ± 3 0 0.5 0.5 όντως βρίσκεται ανάμεσα στο 0 και το 0 Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα. Εκφράστε τη δυωνυμική πιθανότητα στη μορφή: P = 4 = P 4 P 3 ( ) ( ) ( ) 3. Υπολογίστε τις z τιμές της τυπικής κανονικής κατανομής: z ( + 0.5) np (3+ 0.5) 5 = = = z np( p) 5(0.5) ( + 0.5) np (4+ 0.5) 5 = = = np( p) 5(0.5) 0.95 0.3 Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα 4. Σχεδιάστε την Προσεγγιστική Τυπική Κανονική Κατανομή :.3745 -.7.034.3745.7 -.95 σ = -.3 Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα 5. Η Ακριβής Πιθανότητα από την Δυωνυμική Κατανομή είναι 0.05 (Προσεγγιστική = 0.034) P().3...0 0 4 6 8 0 Κανονική Προσέγγιση Παράδειγμα Για τα δεδομένα του παραδείγματός μας υπολογίστε τις πιθανότητες : P( 4) P( > 4) P( 4) P( < 4) P( 4) P( < 4) Τέλος Ενότητας Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr

Τέλος Ενότητας Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr 67 Χ. Εμμανουηλίδης, cemman@econ.auth.gr