PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Náhodná proměnná Vybraná spojitá rozdělení

Podobné dokumenty
Téma 22. Ondřej Nývlt

ROZDĚLENÍ SPOJITÝCH NÁHODNÝCH VELIČIN

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Metoda momentů Metoda maximální věrohodnosti

KMA/P506 Pravděpodobnost a statistika KMA/P507 Statistika na PC

VYBRANÁ ROZDĚLENÍ. SPOJITÉ NÁH. VELIČINY Martina Litschmannová

I. D i s k r é t n í r o z d ě l e n í

p(x) = P (X = x), x R,

Charakterizace rozdělení

Přednáška. Další rozdělení SNP. Limitní věty. Speciální typy rozdělení. Další rozdělení SNP Limitní věty Speciální typy rozdělení

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

SPOJITÉ ROZDĚLENÍ PRAVDĚPODOBNOSTI. 7. cvičení

Náhodná veličina. Michal Fusek. 10. přednáška z ESMAT. Ústav matematiky FEKT VUT, Michal Fusek

MATEMATICKÁ STATISTIKA

Pravděpodobnost a statistika I KMA/K413

Definice spojité náhodné veličiny zjednodušená verze

Vybraná rozdělení náhodné veličiny

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

KGG/STG Statistika pro geografy

z Matematické statistiky 1 1 Konvergence posloupnosti náhodných veličin

je jedna z orientací určena jeho parametrizací. Je to ta, pro kterou je počátečním bodem bod ϕ(a). Im k.b.(c ) ( C ) (C ) Obr Obr. 3.5.

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

OBECNÝ URČITÝ INTEGRÁL

A DIRACOVA DISTRIBUCE 1. δ(x) dx = 1, δ(x) = 0 pro x 0. (1) Graficky znázorňujeme Diracovu distribuci šipkou jednotkové velikosti (viz obr. 1).

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

2. Funkční řady Studijní text. V předcházející kapitole jsme uvažovali řady, jejichž členy byla reálná čísla. Nyní se budeme zabývat studiem

Limitní věty teorie pravděpodobnosti. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie, FVL, UO Brno kancelář 69a, tel

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

Minikurz aplikované statistiky. Minikurz aplikované statistiky p.1

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

Definice. Nechť k 0 celé, a < b R. Definujeme. x < 1. ϕ(x) 0 v R. Lemma [Slabá formulace diferenciální rovnice.] x 2 1

26. listopadu a 10.prosince 2016

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

Obecně: K dané funkci f hledáme funkci ϕ z dané množiny funkcí M, pro kterou v daných bodech x 0 < x 1 <... < x n. (δ ij... Kroneckerovo delta) (4)

Integrální počet - II. část (určitý integrál a jeho aplikace)

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

E(X) = np D(X) = np(1 p) 1 2p np(1 p) (n + 1)p 1 ˆx (n + 1)p. A 3 (X) =

KŘIVKOVÉ INTEGRÁLY. Křivka v prostoru je popsána spojitými funkcemi ϕ, ψ, τ : [a, b] R jako množina bodů {(ϕ(t), ψ(t), τ(t)); t

V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

8. Elementární funkce

S1P Příklady 02. Náhodná proměnná (veličina) Mějme krabičku o rozměrech 1 x 2 x 3 cm. Na stranách jsou obrázky: :

4. Determinanty. Výpočet: a11. a22. a21. a12. = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 13 a 22 a 31. a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33

8.1. Definice: Normální (Gaussovo) rozdělení N(µ, σ 2 ) s parametry µ a. ( ) ϕ(x) = 1. označovat písmenem U. Její hustota je pak.

x + F F x F (x, f(x)).

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

17 Křivky v rovině a prostoru

Statistika II. Jiří Neubauer

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Přednáška. Diskrétní náhodná proměnná. Charakteristiky DNP. Základní rozdělení DNP

Náhodná veličina Číselné charakteristiky diskrétních náhodných veličin Spojitá náhodná veličina. Pravděpodobnost

integrovat. Obecně lze ale říct, že pokud existuje určitý integrál funkce podle různých definic, má pro všechny takové definice stejnou hodnotu.

( a) Okolí bodu

Přehled základních vzorců pro Matematiku 2 1

X = x, y = h(x) Y = y. hodnotám x a jedné hodnotě y. Dostaneme tabulku hodnot pravděpodobnostní

P13: Statistické postupy vyhodnocování únavových zkoušek, aplikace normálního, Weibullova rozdělení, apod.

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 7

NEWTONŮV INTEGRÁL. V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

ZÁKLADY. y 1 + y 2 dx a. kde y je hledanou funkcí proměnné x.

LIMITNÍ VĚTY DALŠÍ SPOJITÁ ROZDĚLENÍ PR. 8. cvičení

NÁHODNÉ VELIČINY JAK SE NÁHODNÁ ČÍSLA PŘEVEDOU NA HODNOTY NÁHODNÝCH VELIČIN?

Praktická statistika. Petr Ponížil Eva Kutálková

1 Klasická pravděpodobnost. Bayesův vzorec. Poslední změna (oprava): 11. května 2018 ( 6 4)( 43 2 ) ( 49 6 ) 3. = (a) 1 1 2! + 1 3!

n = 2 Sdružená distribuční funkce (joint d.f.) n. vektoru F (x, y) = P (X x, Y y)

DERIVACE A INTEGRÁLY VE FYZICE

ÚVOD. Rozdělení slouží: K přesnému popisu pravděpodobnostního chování NV Střední hodnota, rozptyl, korelace atd.

Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie, FVL, UO Brno kancelář 69a, tel

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

Někdy lze výsledek pokusu popsat jediným číslem, které označíme X (nebo jiným velkým písmenem). Hodíme dvěma kostkami jaký padl součet?

Statistika a spolehlivost v lékařství Charakteristiky spolehlivosti prvků I

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc.

správně - A, jeden celý příklad správně - B, jinak - C. Pro postup k ústní části zkoušky je potřeba dosáhnout stupně A nebo B.

Náhodná veličina a rozdělení pravděpodobnosti

5. B o d o v é o d h a d y p a r a m e t r ů

Matematika 1A. PetrSalačaJiříHozman Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Technická univerzita v Liberci

množina, na které je zavedena určitá struktura. Zejména, součet každých dvou prvků X = [x 1,..., x n ] R n,

6. Setrvačný kmitový člen 2. řádu

Až dosud jsme se zabývali většinou reálnými posloupnostmi, tedy zobrazeními s definičním

y = 0, ,19716x.

naopak více variant odpovědí, bude otázka hodnocena jako nesprávně zodpovězená.

Mgr. Rudolf Blažek, Ph.D. prof. RNDr. Roman Kotecký Dr.Sc.

Pravděpodobnost a statistika, Biostatistika pro kombinované studium. Jan Kracík

10 Určitý integrál Riemannův integrál. Definice. Konečnou posloupnost {x j } n j=0 nazýváme dělením intervalu [a,b], jestliže platí

Náhodná veličina a její charakteristiky. Před provedením pokusu jeho výsledek a tedy ani sledovanou hodnotu neznáte. Proto je proměnná, která

Řešené příklady k MAI III.

NÁHODNÁ VELIČINA. 3. cvičení

7. Integrální počet Primitivní funkce, Neurčitý integrál

3 NÁHODNÁ VELIČINA. Čas ke studiu kapitoly: 80 minut. Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět

Apriorní rozdělení. Jan Kracík.

Základy teorie matic

4. přednáška 22. října Úplné metrické prostory. Metrický prostor (M, d) je úplný, když každá cauchyovská posloupnost bodů v M konverguje.

Integrální počet - IV. část (aplikace na určitý vlastní integrál, nevlastní integrál)

Matematické metody v kartografii

Aproximace binomického rozdělení normálním

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 4

II. 5. Aplikace integrálního počtu

Transkript:

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA Náhodná proměnná Vybrná spojitá rozdělení

Zákldní soubor u spojité náhodné proměnné je nespočetná množin. Z je tedy podmnožin množiny reálných čísel (R). Distribuční funkce spojité náhodné proměnné je spojitá funkce. Hustot prvděpodobnosti spojité náhodné proměnné je funkce: f :, 0, Pro kterou pltí: f ( x) dx 1 Pomocí hustoty prvděpodobnosti lze vytvořit příslušnou distribuční funkci vzthem: x F ( x) f ( t) dt U všech spojitých rozděleních náhodných proměnných budeme předpokládt, že zákldní soubor je roven reálným číslům (R).

Náhodná veličin X s rovnoměrným rozdělením X~R(,b),,b R, <b, má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: Rovnoměrné rozdělení R(,b) distribuční funkci: jink b x b x f 0, 1 ) ( x b b x b x x x F 1 0 ) ( S1P Náhodná proměnná vybrná rozdělení

Hustot distribuční funkce: Rovnoměrné rozdělení R(,b)

Rovnoměrné rozdělení R(,b) Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: medián: koef. šikmosti: koef. špičtosti: b E( X ) b D( X ) 1 ~ x b A3 ( X ) 0 9 A4 ( X ) 3 5 6 5

Rovnoměrné rozdělení R(,b) Pod rovnoměrné rozdělení lze tké zřdit geometrickou prvděpodobnost (nezměnit s geometrickým rozdělením!). Geometrická prvděpodobnost je obdob klsické prvděpodobnosti, kde místo porovnání počtu prvků porovnáváme obshy, objemy, ( A) P( A) ( ) ( A), ( ) kde, velikosti množiny určuje délkovou, obshovou nebo objemovou míru Normovné rovnoměrné rozdělení: = 0, b = 1

Rovnoměrné rozdělení R(,b) Příkldy: 1) Mezi Brnem Prhou je ntžen telefonní link. Prvděpodobnost poruchy je n celé délce stejná. Spočtěte prvděpodobnost poruchy mezi 10 30 km. ) Házíte jehly o délce cm n soustvu rovnoběžek, které jsou od sebe vzdáleny 8 cm. Spočtete prvděpodobnost, že jehl leží (nebo se dotýká) n nějké rovnoběžce. 3) Máte domluvenou schůzku s jednou dlší osobou mezi 15 16 hodinou. Kždý z vás čeká 10 minut. S jkou prvděpodobností se setkáte?

Exponenciální rozdělení Exp(, λ) Náhodná veličin X s exponenciálním rozdělením X~Exp(, λ),,λ R, λ >0, má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: f ( x) e ( x) 0 x jink distribuční funkci: F( x) 1 e 0 ( x) x jink

Exponenciální rozdělení Exp(, λ) Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: medián: E( X ) D( X ) 1 1 ~ 1 1 x ln koef. šikmosti: A3 ( X ) koef. špičtosti: A4 ( X ) 9 3 6

Exponenciální rozdělení Exp(, λ)

Exponenciální rozdělení Exp(, λ) Normovné Exponenciální rozdělení: Exp(0, 1) Náhodná veličin X udává náhodnou dobu čekání n nějkou událost, která se může dostvit se stejnou šncí kždým okmžikem, bez ohledu n dosud pročeknou dobu. Příkldy plikce: - dob životnosti čekání n poruchu - dob čekání ve frontě - modelování čsu rozpdu částic

λ intenzit poruchy 1/λ střední dob čekání Exponenciální rozdělení je vhodným modelem, kdy nás zjímá rozdělení doby X do poruchy nějkého zřízení, přitom prvděpodobnost poruchy v následujících x hodinách není ovlivněn předcházející historií zřízení. Rozdělení se tké nzývá rozdělením bez pměti. Tedy Exponenciální rozdělení popisuje dobře rozdělení život zřízení, u nichž dochází k poruše z náhodných příčin, nikoliv v důsledku opotřebení nebo únvy mteriálu. S1P Náhodná proměnná vybrná rozdělení Exponenciální rozdělení Exp(, λ) ) ( ) ( ) ( x X P X P x X P ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( x X P X P x X P X P X x X P X x X P

Exponenciální rozdělení Exp(, λ) Příkld: X~Exp(0, 1) A náhodný jev poruch nstne v intervlu <0, ln(3)> B náhodný jev poruch nstne v intervlu <ln(3), *ln(3)> Spočtěte: P(A), P(B), P(B/neg(A)).

Erlngovo rozdělení Er(k, λ) Náhodná veličin X s Erlngovým rozdělením X~Er(k, λ), kn,λr, λ>0, má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: koef. šikmosti: koef. špičtosti: k x f ( x) ( k 1)! 0 E( X ) D( X ) A3 ( X ) k k k e k1 x 6 A4 ( X ) 33 k 6 k x 0 jink

Erlngovo rozdělení Er(k, λ)

Erlngovo rozdělení Er(k, λ) Náhodná veličin X udává náhodnou dobu čekání n k-té opkování nějké události, která se může dostvit se stejnou šncí kždým okmžikem, bez ohledu n dosud pročeknou dobu. Příkldy plikce: - dob životnosti čekání n k-tou poruchu - dob čekání ve frontě - modelování čsu rozpdu částic k částic

Normální rozdělení N(μ, σ ) Náhodná veličin X s normálním rozdělením X~N(μ, σ ), μ, σ R, σ >0, má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: f ( x) 1 ( x) e Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: medián: modus: koef. šikmosti: koef. špičtosti: E(X ) D( X ) x~ xˆ A3 ( X ) 0 A4 ( X ) 33 0

Normální rozdělení N(μ, σ )

Normální rozdělení N(μ, σ ) Vlstnosti: 1) Nechť X ~ N(, ), b R; b 0, pk pltí: Y bx ~ N( b, b ) ) Nechť X ~ N(, ), pk pltí: X U ~ N(0,1) Náhodná proměnná U má normovné normální rozdělení. Hustot se znčí (u) distribuční funkce: (u).

Normovné normální rozdělení N(0, 1) Náhodná veličin X s normovným normálním rozdělením X~N(0, 1), má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: ( u) 1 e u distribuční funkci: u t 1 ( u) e dt

Normovné normální rozdělení N(0, 1) Vlstnosti: 1) Nechť U ~ N(0,1), pk pltí: ( u) ( u) ) Nechť X ~ N(, ), pk pltí:. ( u) 1 ( u) u 1 p u p x F ( x) x p u p

Weibullovo rozdělení Wb(δ, β) Náhodná veličin X s Weibulovým rozdělením X~Wb(δ, β ), δ, β R, δ,β>0, má zákldní prostor Z = R hustotu prvděpodobnosti: f ( x) x 0 1 e x x 0 jink Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: medián: kde E( X ) (1 1 ) D (1 1 ) ( X ) (1 ) ~ x 1 ln k 1 t ( k) t e dt 0

Náhodná veličin X udává náhodnou dobu čekání n nějkou událost, která se může dostvit kždým okmžikem. N rozdíl od náhodné veličiny s exponenciálním rozdělením má dosud pročekná dob vliv n prvděpodobnost nstoupení události. λ = δ, k= β Weibullovo rozdělení Wb(δ, β)

Weibullovo rozdělení Wb(δ, β) Prmetr δ: Tento prmetr mění měřítko n čsové ose, npříkld hodiny, měsíce, cykly, td. Prmetr β: Prmetr tvru typicky nbývá hodnoty mezi 0.5 8.0 ovlivňuje tvr (průběh) funkce hustoty prvděpodobnosti. Weibullovo rozdělení může v závislosti n hodnotě prmetru tvru proximovt i jiná užitečná rozdělení. Npříkld pro(viz. obr. 4): β =1 Weibullovo rozdělení je identické k exponenciálnímu rozdělení, β = Weibullovo rozdělení je identické k Ryleighovu rozdělení, β =.5 Weibullovo rozdělení proximuje lognormální rozdělení, β =3.6 Weibullovo rozdělení proximuje normální rozdělení.

Weibullovo rozdělení Wb(δ, β)

Ryleighovo rozdělení R(δ) Speciální přípd Weibulov rozdělení: X~R(δ)=Wb(δ, ). Hustot prvděpodobnosti: x x f ( x) e x 0 0 jink Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: medián: kde E( X ) (3/ ) D ( X ) () ~ x 1 ln k 1 t ( k) t e dt 0 (3/ )

Lognormální rozdělení LN(ѳ, τ ) Náhodná veličin X je trnsformcí náhodně veličiny Y LN(ѳ, τ ) tk, že X = exp(y). Hustot prvděpodobnosti: f (ln( x) 1 ( x) e x ) Chrkteristiky: střední hodnot: rozptyl: E( X ) e D( X ) e e 1

Lognormální rozdělení LN(ѳ, τ )

Aproximce diskrétních rozdělení Z vhodných podmínek lze Binomického rozdělení nhrdit Normálním rozdělením. K tomu se využívá Moivre-Lplceov vět. Moivre-Lplceov vět: Nechť X1,, X n, je posloupnost vzájemně nezávislých náhodných veličin, pro které pltí: ~ A( p) Pk náhodná proměnná Y normální rozdělení. Tedy: X i n n i1 X i np(1 limy n n np má symptoticky normovné V prxi můžeme Binomické rozdělení Bi(n,p) nhrdit Normálním N(μ, σ ) z těchto podmínek: np(1-p) > 9. Tedy μ =np, σ = np(1-p) p) ~ N(0,1) Bi(n,p) N(np, np(1-p)).

Aproximce diskrétních rozdělení Z vhodných podmínek lze jedno rozdělení nhrdit jiným proximce Binomického rozdělení:pomocí Normálního rozdělení Při výpočtu P( X b) F( b) F( ) lze použít vzorec: b np np(1 np) np np(1 np) U diskrétních náhodných proměnných se čsto počítá prvděpodobnost v jednotlivých bodech. Pk bychom při použití této proximce dostli 0. Proto se zvádí korekce: P( X P( X b) b) F( b 0.5) F( 0.5) b 0.5 np np(1 np) 0.5 np np(1 np) Vhodnost proximce se zlepšuje - čím je p blíže 0,5 - s rostoucím rozptylem (proto podmínk np(1-np) >9)

Aproximce diskrétních rozdělení Příkldy: 1) Hodíte 1000x kostkou. S jkou prvděpodobností počet pdnutí 6 bude mezi 150 180 (včetně)?