Τυχαία Μεταβλητή (Random variable-variable aléatoire)

Σχετικά έγγραφα
Τυχαία μεταβλητή (τ.μ.)

Στοχαστικές Στρατηγικές

Μάθημα 3 ο a. Τυχαία Μεταβλητή-Έννοιες και Ορισμοί

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ασκησεισ

ΤΜΗΜΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΣΦΑΛΙΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ Σ

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ στη Ναυτιλία και τις Μεταφορές

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ. Έννοια Ορισμοί Τρόπος υπολογισμού Kατανομή πιθανότητας Ασκήσεις

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

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

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

5.3 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

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

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ

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

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

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

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

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

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

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ Ι

5.2 ΕΙΓΜΑΤΙΚΟΣ ΧΩΡΟΣ ΕΝ ΕΧΟΜΕΝΑ

Ασκήσεις στις κατανομές και ειδικά στην διωνυμική κατανομή και κανονική κατανομή

17/10/2016. Στατιστική Ι. 3 η Διάλεξη

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ

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

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

Κεφάλαιο 3: Τυχαίες µεταβλητές και κατανοµές πιθανότητας.

ΑΛΓΕΒΡΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ

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

1. Πείραμα τύχης. 2. Δειγματικός Χώρος ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ

Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου

Εισαγωγή Η Θεωρία Πιθανοτήτων παίζει μεγάλο ρόλο στη μοντελοποίηση και μελέτη συστημάτων των οποίων δεν μπορούμε να προβλέψουμε ή να παρατηρήσουμε την

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

ιδιαιτεραμαθηματα.gr ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

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

Θεωρία Πιθανοτήτων, εαρινό εξάμηνο Λύσεις του τέταρτου φυλλαδίου ασκήσεων.

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

Μέρος ΙΙ. Τυχαίες Μεταβλητές

Διάλεξη 5: Τυχαία Μεταβλητή Κατανομές Πιθανότητας

Βιομαθηματικά BIO-156

ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΥΧΑΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ (Συνέχεια)

Διωνυμική Κατανομή. x Αποδεικνύεται ότι για την διωνυμική κατανομή ισχύει: Ε(Χ)=np και V(X)=np(1-p).

Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής. Θεωρία Πιθανοτήτων. Δρ. Αγγελίδης Π. Βασίλειος

3. Κατανομές πιθανότητας

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Παπάνα Αγγελική

Τυχαίες Μεταβλητές Γεώργιος Γαλάνης Κωνσταντίνα Παναγιωτίδου

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

Κεφάλαιο 7 Τυχαίες Μεταβλητές και Διακριτές Κατανομές Πιθανοτήτων

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Μέρος IV. Πολυδιάστατες τυχαίες μεταβλητές. Πιθανότητες & Στατιστική 2017 Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Παν. Ιωαννίνων Δ15 ( 1 )

3.1 ΔΕΙΓΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ ΕΝΔΕΧΟΜΕΝΑ

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

Τυχαίες Μεταβλητές. Ορισμός

ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ και ΕΠΑΓΩΓΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

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

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

1.2 ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

Οι Ασκήσεις της Α Λυκείου

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΤΜΗΜΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΣΦΑΛΙΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ Εξετάσεις στο μάθημα ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ Ι

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

Αν Α και Β είναι δύο ενδεχόμενα ενός δειγματικού χώρου να αποδείξετε ότι: Αν Α Β τότε Ρ(Α) Ρ(Β)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

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

Πιθανότητες. Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd

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

ε. Το μέλος δεν έχει επιλέξει κανένα από τα δύο προγράμματα. Το μέλος έχει επιλέξει αυστηρά ένα μόνο από τα δύο προγράμματα.

1.1 Πείραμα Τύχης - δειγματικός χώρος

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ. β) το ενδεχόμενο Α: ο αριθμός που προκύπτει να είναι άρτιος

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

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

3. Βασική Θεωρία Πιθανοτήτων

Ασκήσεις στην διωνυμική κατανομή

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:

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

Η διακριτή συνάρτηση μάζας πιθανότητας δίνεται από την

1 ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ Εισαγωγή

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Στέλιος Μιταήλογλοσ Δημήτρης Πατσιμάς.

Γιατί πιθανότητες; Γιατί πιθανότητες; Θεωρία πιθανοτήτων. Θεωρία Πιθανοτήτων. ΗΥ118, Διακριτά Μαθηματικά Άνοιξη 2017.

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

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ. Βασικά Εργαλεία και Μέθοδοι για τον Έλεγχο της Ποιότητας [ΔΙΠ 50]

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

Π Ι Θ Α Ν Ο Τ Η Τ Ε Σ

Θεωρία Πιθανοτήτων, εαρινό εξάμηνο Λύσεις του φυλλαδίου ασκήσεων επανάληψης. P (B) P (A B) = 3/4.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 6 η Ημερομηνία Αποστολής στο Φοιτητή: 23 Απριλίου 2012

Πανεπιστήµιο Κρήτης - Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. ΗΥ-217: Πιθανότητες-Χειµερινό Εξάµηνο ιδάσκων : Π. Τσακαλίδης

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

3.2 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ. Σχετική συχνότητα ενδεχοµένου Α : 2. Ιδιότητες της f, λ το πλήθος απλών ενδεχοµένων :

Περίληψη ϐασικών εννοιών στην ϑεωρία πιθανοτήτων

Κεφάλαιο 3: Τυχαίες µεταβλητές και κατανοµές πιθανότητας.

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ I Παντελής Δημήτριος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

5. 3 ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

1 x-μ - 2 σ. e σ 2π. f(x) =

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

Στατιστική Συμπερασματολογία

ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΥΧΑΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ (Συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ

ρ. Ευστρατία Μούρτου

Transcript:

Τυχαία Μεταβλητή (Random varable-varable aléatore) Σε πολλούς τύπους πειραμάτων τα αποτελέσματα είναι από τη φύση τους πραγματικοί αριθμοί. Παραδείγματα τέτοιων πειραμάτων αποτελούν οι μετρήσεις των υψών και των βαρών των ατόμων, η παρακολούθηση των τιμών της αγοράς και της ζήτησης ενός προϊόντος, η μέτρηση του αριθμού των χιλιομέτρων που διανύει ένα αυτοκίνητο με 100 λίτρα βενζίνης, η διαφορά πόντων σε ένα παιχνίδι μπάσκετ κ.λ.π. Οι δειγματικοί χώροι αυτών των πειραμάτων είναι υποσύνολα του συνόλου των πραγματικών αριθμών. Υπάρχουν όμως πειράματα των οποίων τα αποτελέσματα δεν είναι πραγματικοί αριθμοί, με συνέπεια ο δειγματικός τους χώρος να μην είναι υποσύνολο του συνόλου των πραγματικών αριθμών. Παραδείγματα τέτοιων πειραμάτων αποτελούν το στρίψιμο νομίσματος με δυνατά αποτελέσματα κεφάλι ή γράμματα, η διαπίστωση της ποιότητας ενός προϊόντος που επιλέγουμε τυχαία από κάποια γραμμή παραγωγής, η διαδικασία εντόπισης των ελαττωματικών εξαρτημάτων μιας μηχανής, η βλάβη των οποίων προκαλεί βλάβη της μηχανής κ.λ.π. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων δεν είναι πραγματικοί αριθμοί και συνεπώς οι δειγματικοί τους χώροι δεν είναι υποσύνολα του R. Αποδεικνύεται όπως θα δούμε στην πράξη ότι η μετατροπή αυτών των δειγματικών χώρων σε δειγματικούς χώρους με στοιχεία πραγματικούς αριθμούς είναι εξαιρετικά χρήσιμη και επιτυγχάνεται με την αντιστοίχιση ενός πραγματικού αριθμού σε κάθε αποτέλεσμα του αρχικού δειγματικού χώρου. Σε αυτή την περίπτωση η εφαρμογή των κανόνων υπολογισμού πιθανοτήτων είναι ευκολότερη. Η συνάρτηση αυτή λέγεται τυχαία μεταβλητή (τ.μ). Μια λοιπόν τυχαία μεταβλητή είναι ένας κανόνας (μια συνάρτηση) που αναθέτει (αντιστοιχίζει) έναν αριθμό σε κάθε ενδεχόμενο του πειράματος. Ορισμός: Έστω δ.χ Ω. Ορίζουμε ως τυχαία μεταβλητή (τ.μ) X μια συνάρτηση από το Ω στο σύνολο των πραγματικών αριθμών R: Χ: Ω R. Οι τ.μ. συμβολίζονται συνήθως με κεφαλαία γράμματα και οι τιμές τους με τα αντίστοιχα μικρά. 1

Παράδειγμα: Ρίχνουμε ένα νόμισμα φορές. Ορίζουμε την τυχαία μεταβλητή Χ την συνάρτηση η οποία σε κάθε ενδεχόμενο ω αντιστοιχεί το πλήθος των κεφαλών. Έτσι προκύπτει ο παρακάτω πίνακας: Ω Χ(ω) Ρ(ω) ΚΚ 1/4 ΓΓ 0 1/4 ΚΓ 1 1/4 ΓΚ 1 1/4 Πχ: Ρ(ΚΓ)=1/4, ενώ Ρ(Χ=1)=Ρ(ΚΓ ή ΓΚ)= Ρ(ΚΓ)+Ρ(ΓΚ)=1/. Διακριτές και συνεχείς τ.μ. Στη θεωρία, αλλά και στην πράξη, εμφανίζονται συχνά καταστάσεις στις οποίες οι τυχαίες μεταβλητές που πρέπει να χρησιμοποιήσουμε είναι άλλοτε συνεχείς και άλλοτε διακριτές. Στην πρώτη περίπτωση οι τυχαίες μεταβλητές μπορούν να πάρουν οποιαδήποτε τιμή σε ένα δεδομένο διάστημα (η τιμή αυτή εξαρτάται προφανώς από το αποτέλεσμα του τυχαίου πειράματος). Παραδείγματα συνεχών τ.μ.: Α) Έστω T η τυχαία μεταβλητή, που παριστάνει το χρόνο διάσπασης ενός ραδιενεργού σωματιδίου. Β) Υ η τ.μ. που παριστάνει το χρόνο ζωής ενός ηλεκτρικού λαμπτήρα. Γ) W η τυχαία μεταβλητή που παριστάνει το ύψος ενός ατόμου από ένα δεδομένο δείγμα ατόμων. Δ) Τ ο χρόνος (σε δευτερόλεπτα) που απαιτείται για να ανοίξει ο υπολογιστής ένα πρόγραμμα.

Ε) Χ ο χρόνος που χρειάζεται για ένα κοτόπουλο ώστε να φθάνει τα 1.5kg. ΣT) Ρ το ποσό της βροχής που πέφτει σε μια πόλη κάποιο συγκεκριμένο μήνα κ.ο.κ. Στις διακριτές μεταβλητές οι τιμές είναι διακεκριμένες (πεπερασμένες ή αριθμήσιμες). Παραδείγματα διακριτών τ.μ.: Α) Το πλήθος των επιτυχιών σε μια ακολουθία δοκιμών (π.χ. τη ρίψη ενός νομίσματος) με δύο δυνατά αποτελέσματα. Β) Το πλήθος των πελατών ενός καταστήματος μια προσεχή συγκεκριμένη μέρα. Ακολουθεί λεπτομερής μελέτη κάποιων παραδειγμάτων: 1) Ω είναι το σύνολο των περιπτώσεων μιας οικογένειας με τρία παιδιά: Ω={ααα, αακ, ακα, ακκ, καα, κακ, κκα, κκκ} όπου για παράδειγμα ακα σημαίνει ότι η οικογένεια έχει δύο αγόρια και ένα κορίτσι και το κορίτσι γεννήθηκε δεύτερο στη σειρά. Ορίζουμε ως τ.μ. Χ το πλήθος των αγοριών. Άρα Χ(ααα)=3, Χ(αακ)=, Χ(ακα)=, Χ(ακκ)=1, Χ(καα)=, Χ(κακ)=1, Χ(κκα)=1, Χ(κκκ)=0. P Προφανώς Ρ(Χ=0)=Ρ({κκκ})= 1 8, Ρ(Χ=1)= 3 P ακκ, κακ, κκα αακ, ακα, καα 3, Ρ(Χ=3)= 1 8 8. Παρατηρούμε ότι Ρ(Χ=0)+Ρ(Χ=1)+Ρ(Χ=)+Ρ(Χ=3)=1., Ρ(Χ=)= 8 Αν έχουμε το ενδεχόμενο Α={τουλάχιστον ένα αγόρι} τότε Ρ(Α)=Ρ(1Χ3)= 3 3 1 = 7 8 8 8 8. ) Έστω Ω το σύνολο των ενδείξεων κατά τη ρήψη ενός «τίμιου» νομίσματος, δηλ. Ω={Κορώνα (Κ), Γράμματα (Γ)}. Έστω Χ: ΩR :Χ(Κ)=1 και Χ(Γ)=0. Ισχύει Ρ(Χ=0)+Ρ(Χ=1)= 1 1 =1. 3

3) Έστω Ω το σύνολο των ενδείξεων κατά τη ρήψη ενός «τίμιου» ζαριού. Δηλαδή Ω = {1,, 3, 4, 5, 6}. Ορίζουμε την τ.μ. Χ τέτοια ώστε Χ(ω)=ω, όπου ωω. Τότε Ρ(Χ=1) = Ρ(Χ=) = Ρ(Χ=3)= Ρ(Χ=4) = Ρ(Χ=5) = Ρ(Χ=6) = 1 6. 4) Ρίχνουμε ένα «τίμιο» νόμισμα 3 φορές. Τότε Ω = {ΚΚΚ, ΚΚΓ, ΚΓΚ, ΚΓΓ, ΓΓΓ, ΓΚΓ, ΓΓΚ, ΓΚΚ}. Για κάθε εμφάνιση γράμματος σε μία ρίψη κερδίζουμε 1 ενώ για κάθε κεφάλι χάνουμε 1. Έστω η τ.μ. Χ: το συνολικό κέρδος μετά από κάθε ρίψη. Ισχύει ο παρακάτω πίνακας: ω ΓΓΓ ΓΓΚ ΓΚΓ ΓΚΚ ΚΓΓ ΚΓΚ ΚΚΓ ΚΚΚ x 3 1 1-1 1-1 -1-3 P(X=x) 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 Επομένως Ρ(Χ=1)=3/8, Ρ(-1Χ1)=6/8. 5) Ρίχνουμε ένα «τίμιο» νόμισμα δύο φορές. Ορίζουμε τ.μ.: Χ: ο αριθμός των κορωνών που εμφανίζονται, Υ: ο αριθμός των κορωνών μείον τον αριθμό των γραμμάτων. Ισχύουν οι παρακάτω πίνακες: ω ΚΚ ΚΓ ΓΚ ΓΓ ω ΚΚ ΚΓ ΓΚ ΓΓ X 1 1 0 Y 0 0 - P(x) 1/4 1/4 1/4 1/4 P(y) 1/4 1/4 1/4 1/4 6) Παρατηρούμε δύο ειδών βακτήρια και καταγράφουμε τη διάρκεια της ζωής τους. Ο δ.χ. αποτελείται από διατεταγμένα ζεύγη (t1,t) όπου t1,t[0,+) (t1,t σε mn). Έστω Χ συνεχής τ.μ. που δηλώνει τη μικρότερη από τις δύο ζωές, π.χ. Χ(3.1, 7.6)=3.1. Δηλαδή Χ(ω1,ω)=mn{ω1,ω}. Συνοψίζοντας, παρατηρούμε ότι κατά τη μελέτη ενός πειράματος τύχης ενδιαφερόμαστε (συνήθως) για κάποια συνάρτηση του αποτελέσματος και όχι για το αποτέλεσμα αυτό καθ εαυτό. 4

Χαρακτηριστικά Τυχαίων Μεταβλητών Συνάρτηση πιθανότητας και Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας Α) Έστω Χ διακριτή τ.μ. Έχουμε την εξής συνάρτηση: ή σύντομα την συνάρτηση: ω x P(x)=p, Ρ(x)=P(X=x). Η συνάρτηση αυτή λέγεται συνήθως συνάρτηση πιθανότητας της τ.μ Χ ή κατανομή πιθανότητας της τ.μ. Χ (probablty dstrbuton foncton de dstrbuton) Παραδείγματα κατανομής πιθανότητας είναι τα προηγούμενα παραδείγματα 1)-5) Επομένως αν Χ: Ω R με X(Ω)={x1, x,,xν} H κατανομή πιθανότητας δίνεται από τον παρακάτω πίνακα: x x1 x xν p p1 p pν 1 Όπου: 0 p 1 με p=p(x=x) και p =1 1 (Ι). 5

Γενικεύοντας έχουμε τον συμβολισμό Ρα Χ β που παριστάνει την πιθανότητα του ενδεχομένου που αποτελείται από όλα τα στοιχειώδη ενδεχόμενα των οποίων η εικόνα μέσω της Χ είναι μεγαλύτερη ή ίση του α και μικρότερη ή ίση του β. Έτσι για παράδειγμα Ρ(Χ α) = 1-Ρ(Χ>α). Παράδειγμα: Έστω Χ μια τ.μ. ορισμένη από τον παρακάτω πίνακα: x 1 3 4 5 p 0,1 0, 0,4 0,1 0, Τότε: Ρ Ρ =Ρ 4 3 =1-Ρ Χ= ή Χ=3 ή Χ=4 =ΡΧ= +ΡΧ=3 +ΡΧ=4 =0,+0,4+0,1=0,7. Χ>3 =1-Ρ Χ=4 -ΡΧ=5 =1-0,1-0,=0,7. Β) Έστω Χ συνεχής τ.μ. Αντίστοιχα για μια συνεχή τ.μ. Χ ορίζεται η συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας f(x) (probablty densty functon densté de probablté) με ιδιότητες αντίστοιχες της (Ι): f(x)0 και f(x)dx =1. Ορίζεται επίσης η συνάρτηση F(x)=P(Xx) η οποία λέγεται αθροιστική συνάρτηση κατανομής της μεταβλητής Χ (comulatve dstrbuton functon). Ισχύει: x P(Xx)=F(x) = f(u)du και Ρ(axb) = b f(x)dx. a Παράδειγμα: 3 3 Δίνεται τ.μ. Χ με συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας f(x)= x- x 4, x[0,]. Ισχύει 3 3 x- x dx 4 0 = 3 1 3 x - x 4 4 0 =1. Επίσης P(1<x< 3 3/ ) = f(x)dx = 1 3/ 3 3 x- x dx 4 1 = 3 1 3 x - x 4 4 3/ 1 = 11 3. 6

Μέση τιμή, διασπορά τ.μ. Μια συνοπτική περιγραφή της συμπεριφοράς της τ.μ. δίνεται από τη μελέτη συγκεκριμένων ποσοτήτων που προκύπτουν από τη συνάρτηση πιθανότητας και λέγονται παράμετροι της κατανομής. Οι παράμετροι που θα μελετηθούν είναι η μέση τιμή και η διασπορά. Ορισμός: Έστω Χ διακριτή τυχαία μεταβλητή που παίρνει τις τιμές x με αντίστοιχες πιθανότητες p. Μέση τιμή της Χ ή αναμενόμενη τιμή της Χ ή μαθηματική ελπίδα της Χ ονομάζεται το άθροισμα: Ε(Χ) = xp. Αν π.χ οι τιμές της μεταβλητής είναι οι x1, x,...,x9 με αντίστοιχες πιθανότητες p1, p,...,p9 τότε η μέση τιμή Ε(Χ) = 9 1 xp = x1p1+px+...+x9p9. Για Χ συνεχή τυχαία μεταβλητή με συνάρτηση πυκνότητος f(x) η μέση τιμή δίνεται στη μορφή ολοκληρώματος: + Ε(Χ) = xf(x)dx - Η μέση τιμή δίνει μια ένδειξη για τη θέση γύρω από την οποία είναι τοποθετημένες οι τιμές της τ.μ. Χ. Εκτός από το συμβολισμό Ε(Χ) χρησιμοποιείται και το μ. Ορισμός: Έστω Χ διακριτή τυχαία μεταβλητή που παίρνει τις τιμές x με αντίστοιχες πιθανότητες p. Ονομάζουμε διασπορά της τ.μ Χ την ποσότητα: Var(X)= px - px Εκτός από το Var(X) χρησιμοποιείται και το σύμβολο σ. Ονομάζουμε τυπική απόκλιση της διακριτής τ.μ Χ την ποσότητα σ = Var(X). Εφαρμογή:. Για την διακριτή τ.μ. Χ με συνάρτηση πιθανότητας Ρ(Χ=x)= x=1,,3,4 να βρεθούν η μέση τιμή και η τυπική απόκλιση. Λύση: 1 x 30 και 7

Αφού Ρ(Χ=1)= 1 30, Ρ(Χ=)= 4 30, Ρ(Χ=3)= 9 30 παρακάτω πίνακας: και Ρ(Χ=4)= 16 30, ισχύει ο xp x p xp 1 1/30 1/30 1/30 4/30 8/30 16/30 3 9/30 7/30 81/30 4 16/30 64/30 56/30 Σύνολο 1 10/3 354/30 Επομένως Ε(Χ)= 10 3, V(X)= 354 10 30 3 = 31 45, άρα σ= 31 45. Ορισμός: Έστω Χ μία τυχαία συνεχής μεταβλητή με μ=ε(χ). Η ποσότητα Var(X)= (x-μ) f(x)dx λέγεται διασπορά ή διακύμανση της τ.μ. Χ. Η τετραγωνική ρίζα της διασποράς δηλαδή Var(X) λέγεται τυπική απόκλιση της Χ και συμβολίζεται με σx ή απλώς σ. Η σημασία της τυπικής απόκλισης είναι μεγάλη, επειδή μετράει την διασπορά των τιμών της μεταβλητής γύρω από τη μέση τιμή. Χάρη σε αυτή μπορούμε να διακρίνουμε αν οι τιμές της μεταβλητής απέχουν σημαντικά από τον μέσο όρο. Όσο μικρότερη είναι η τιμή της τυπικής απόκλισης, τόσο ο μέσος όρος αποτελεί αντιπροσωπευτικό στατιστικό μέτρο για την κατανομή της μεταβλητής. 8