Pravděpodobnost Podmíněná p. Úplná p. III. Pravděpodobnost. III. Pravděpodobnost Statistika A (ZS 2015)

Podobné dokumenty
III. Úplná pravděpodobnost. Nezávislé pokusy se dvěma výsledky. Úplná pravděpodobnost Nezávislé pokusy se dvěma výsledky Náhodná veličina

Pravděpodobnost a statistika

Pravděpodobnost je. Martina Litschmannová Katedra aplikované matematiky, FEI, VŠB-TU Ostrava

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

2. přednáška - PRAVDĚPODOBNOST

Intuitivní pojem pravděpodobnosti

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

pravděpodobnosti a Bayesova věta

Náhodný pokus Náhodným pokusem (stručněji pokusem) rozumíme každé uskutečnění určitého systému podmínek resp. pravidel.

5 Pravděpodobnost. Sestavíme pravděpodobnostní prostor, který modeluje vytažení dvou ponožek ze šuplíku. Elementární jevy

Řešené příklady z pravděpodobnosti:

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2018/2019

Náhodné jevy. Teorie pravděpodobnosti. Náhodné jevy. Operace s náhodnými jevy

TEORIE PRAVDĚPODOBNOSTI. 2. cvičení

Matematika III. 27. září Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava. Matematika III

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2016/2017

a) 7! 5! b) 12! b) 6! 2! d) 3! Kombinatorika

Motivace. 1. Náhodné jevy. Poznámky k předmětu Aplikovaná statistika, 1. téma

PRAVDĚPODOBNOST A JEJÍ UŽITÍ

Úvod do teorie pravděpodobnosti

pravděpodobnosti Pravděpodobnost je teorií statistiky a statistika je praxí teorie pravděpodobnosti.

Náhodný jev a definice pravděpodobnosti

Matematika III. 4. října Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava. Matematika III

Pravděpodobnost a její vlastnosti

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 2

PRAVDĚPODOBNOST Náhodné pokusy. Náhodný jev

Základy teorie pravděpodobnosti

Jevy A a B jsou nezávislé, jestliže uskutečnění jednoho jevu nemá vliv na uskutečnění nebo neuskutečnění jevu druhého

Tomáš Karel LS 2012/2013

Poznámky k předmětu Aplikovaná statistika, 1. téma

Pravděpodobnost a statistika

2. Definice pravděpodobnosti

Inženýrská statistika pak představuje soubor postupů a aplikací teoretických principů v oblasti inženýrské činnosti.

Pravděpodobnost, náhoda, kostky

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, 4. ročník, okruh Základy počtu pravděpodobnosti

Lékařská biofyzika, výpočetní technika I. Biostatistika Josef Tvrdík (doc. Ing. CSc.)

IB112 Základy matematiky

5. Náhodná veličina. 2. Házíme hrací kostkou dokud nepadne šestka. Náhodná veličina nabývá hodnot z posloupnosti {1, 2, 3,...}.

5.1. Klasická pravděpodobnst

Pravděpodobnost (pracovní verze)

S1P Příklady 01. Náhodné jevy

Statistika (KMI/PSTAT)

4. cvičení 4ST201. Pravděpodobnost. Obsah: Pravděpodobnost Náhodná veličina. Co je třeba znát z přednášek

Pravděpodobnost a statistika, Biostatistika pro kombinované studium. Jan Kracík

PRAVDĚPODOBNOST JE. Martina Litschmannová

Pravděpodobnost, náhoda, kostky

Motivace. Náhodný pokus, náhodný n jev. Pravděpodobnostn. podobnostní charakteristiky diagnostických testů, Bayesův vzorec

22. Pravděpodobnost a statistika

Obsah. Základy teorie pravděpodobnosti Náhodný jev Pravděpodobnost náhodného jevu Pravděpodobnost. Pravděpodobnost. Děj pokus jev

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

KOMBINATORIKA. 1. cvičení

Cvičení ze statistiky - 4. Filip Děchtěrenko

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Informační a znalostní systémy

Matematika I 2a Konečná pravděpodobnost

Klasická pravděpodobnost a geometrická pravděpodobnost

Teorie pravěpodobnosti 1

Pravděpodobnost kolem nás

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 1

Určete zákon rozložení náhodné veličiny, která značí součet ok při hodu a) jednou kostkou, b) dvěma kostkami, c) třemi kostkami.

Podmíněná pravděpodobnost

Cvičení ze statistiky - 5. Filip Děchtěrenko

Diskrétní pravděpodobnost

1. Klasická pravděpodobnost

3. Podmíněná pravděpodobnost a Bayesův vzorec

1. Házíme hrací kostkou. Určete pravděpodobností těchto jevů: a) A při jednom hodu padne šestka;

náhodný jev je podmnožinou

Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

Náhodný pokus každá opakovatelná činnost, prováděná za stejných nebo přibližně stejných podmínek, jejíž výsledek je nejistý a závisí na náhodě.

(motto: Jestliže má jednotlivec rád čísla, pokládá se to za neurózu. Celá společnost se ale sklání před statistickými čísly. Alfred Paul Schmidt)

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

letní semestr Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy Matematická statistika

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN

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

Populace vs. data. popisná (deskriptivní) popis konkrétních dat. letní semestr

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA MATEMATICKÉ ANALÝZY A APLIKACÍ MATEMATIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

KGG/STG Statistika pro geografy

CZ.1.07/1.5.00/ CZ.1.07/1.5.00/ Zvyšování vzdělanosti pomocí e-prostoru OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Jevy, které za daných podmínek mohou, ale nemusí nastat, nazýváme náhodnými jevy. Příklad: při hodu hrací kostkou padne trojka

1. Klasická pravděpodobnost

Příklad 1: Házíme dvěma kostkami. Stanovte pravděpodobnost jevu, že na kostkách padne součet menší než 5.

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

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

Komplexní čísla, Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

Tomáš Karel LS 2012/2013

( ) ( ) Nezávislé jevy I. Předpoklady: 9204

(bridžové karty : 52 karet celkem, z toho 4 esa) [= 0, 0194] = 7, = 4, = 1, = 9, = 1, 77 10

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od jara 2014

Teorie pravděpodobnosti

a způsoby jejího popisu Ing. Michael Rost, Ph.D.

1. Pravděpodobnost a statistika (MP leden 2010)

Pravděpodobnost je Martina Litschmannová MODAM 2014

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Podmíněná pravděpodobnost, nezávislost

5) Ve třídě 1.A se vyučuje 11 různých předmětů. Kolika způsoby lze sestavit rozvrh na 1 den, vyučuje-li se tento den 6 různých předmětů?

1 Pravděpodobnostní prostor

Drsná matematika IV 7. přednáška Jak na statistiku?

1. Statistická analýza dat Jak vznikají informace Rozložení dat

Transkript:

III Pravděpodobnost Pravděpodobnost Podmíněná p. Úplná p.

Odkud se bere pravděpodobnost? 1. Pravděpodobnost, že z balíčku zamíchaných karet vytáhmene dvě esa je přibližně 0:012. Modely a teorie. 2. Pravděpodobnost, že zítra bude pršet je přibližně 1:2 %. Osobní zkušenost. 3. Je pravděpodobné, že v následujících 5 letech utrpí úraz při autonehodě jeden člověk z 83. Data. Čísla jsou stejná, jiný je jejich původ.

Relativní četnost výskytu jevu Klasická definice pravděpodobnosti Základní prostor obsahuje n elementárních jevů, se stejnou pravděpodobností výskytu P(E i ) = 1 n. Jev A je sjednocením právě k elementárních jevů. Pravděpodobnost výskytu jevu A je P(A) = k n :

Úlohy Příklad Házíme spravedlivou hrací kostkou. Jaká je pravděpodobnost, že ze tří hodů padne alespoň jedna šestka? 1. Celkový počet možností (variace s opakováním) n = 6 3 = 216 : 2. Počet příznivých možností (odčítáme případy, kdy šestka nepadne) k = 216 ` 5 3 = 91 : 3. Pravděpodobnost, že padne alespoň jedna šestka P(A) = k n = 91 216 : = 0;421 :

Pravděpodobnost jako míra Axiomatická definice Pravděpodobnosti jevu A 2 F je reálné číslo P(A) takové, že 1. 0» P(A), 2. P(I ) = 1, 3. pro navzájem neslučitelné jevy A 1 ; A 2 ; : : : ; A n platí P(A 1 + A 2 + + A n ) = P(A 1 ) + P(A 2 ) + + P(A n ) : 1. P(O) = 0 2. P(A 0 ) = 1 ` P(A), 3. A B, potom P(A)» P(B), 4. 0» P(A)» 1.

Pravděpodobnost jako míra oblasti Geometrická definice Mějme geometrickou míru na oblasti. Pokud A je její měřitelnou podoblastí, pak pravděpodobnost, že náhodně zvolený bod leží v oblasti A je rovna P(A) = jaj j j :

Délka úsečky Příklad Tramvaje přijíždějí na zastávku v intervalu 10 minut jaká je pravděpodobnost, že po náhodném příchodu na zastávku nebudete čekat déle než 3 minuty? 10 3 1. Celková délka oblasti j j = 10 : 2. Délka příznivé oblasti jaj = 3 : 3. Pravděpodobnost, že příchod náleží příznivé oblasti P(A) = jaj j j = 3 10 = 0;3 :

Plocha kruhu Příklad Spravedlivě obodujte zásah do jednotlivých polí terče. Černé pole má průměr 1 cm, modré pole má průměr 2,5 cm a celý terč má poloměr 2 cm. 1. Plocha terče jdj = ı 2 2 : = 12;566 cm 2, C B C B A B C B C 2. jaj = ı 0;5 2 : = 0;785 cm 2, P(A) = jaj : = 0;063 (6 %) jdj 3. jbj = ı 1;25 2 ` A = : 4;123 cm 2, P(B) = jbj : = 0;328 (33 %) jdj 4. jcj = ı 2 2 ` A ` B = : 6;872 cm 2, P(C) = jcj : = 0;609 (61 %) jdj Body A 10b., B 2b., C 1b.

Pravděpodobnost určená na základě pozorování Statistická definice Nechť f n je počet výskytů hromadného jevu A v n pozorováních, potom Rozdíl s klasickou definicí? f n P(A) = lim n!1 n : Klasická definice pravděpodobnosti elementárních jevů známe. Statistická definice pravděpodobnosti elementárních jevů určujeme pokusem.

Pravděpodobnost součtu jevů Součet slučitelných jevů P(A + B) = P(A) + P(B) ` P(A B) P(A + B + C) = P(A) + P(B) + P(C) ` P(A B) ` P(A C) ` P(B C) + P(A B C) Obecně princip zapojení a vypojení. Pro neslučitelné jevy platí P(A + B) = P(A) + P(B).

Součet jevů úloha Příklad Určete pravděpodobnost, že ve dvou hodech kostky padne alespoň jedna šestka. 1. Jev A na první kostce padne šest, jev B na druhé kostce padne šest, A B na obou kostkách padla šestka, A + B šestka padla alespoň na jedné kostce. 2. P(A) = 1 6, P(B) = 1 1, P(A B) = 6 36. 3. P(A + B) = 1 6 + 1 6 ` 1 36 = 11 : = 0;306. 36

Jev s podmínkou Podmíněné jevy Jev A se uskutečnil za podmínky, že se uskutečnil také jev B. Značíme AjB. Příklad Určete pravděpodobnost, že na kostce padla šestka, pokud víte, že padlo sudé číslo.

Příklad V jedné ze tří krabiček je ukryta výhra, v prvním kole vybere hráč jednu krabičku. Krupiér otevře ze zbývajích krabiček tu, ve které výhra určitě není. Která strategie je pro hráče ve druhém kole výhodnější? 1. Neměnit volbu, 2. změnit volbu na druhou neotevřenou krabici, 3. obě předcházející možnosti jsou stejně výhodné. Příklad (Varianta jasná) V jedné z tisíce krabiček je ukryta výhra, v prvním kole vybere hráč jednu krabičku. Krupiér otevře ze zbývajích krabiček 998 těch, ve kterých výhra určitě není. Která strategie je pro hráče ve druhém kole výhodnější?

Jev s podmínkou Příklad 1. v rodině jsou tři děti. 2. A v rodině jsou právě dvě děti stejného pohlaví. 3. B v rodině se narodili dva chlapci po sobě. 4. C nejmladší z dětí v rodině je děvče. 5. AjB v rodině jsou právě dvě děti stejného pohlaví, pokud víme, že se narodili dva chlapci po sobě 6. AjC v rodině jsou právě dvě děti stejného pohlaví, pokud víme, že nejmladší z dětí je děvče.

Pravděpodobnost podmíněných jevů D 1 D 2 D 3 A B C AjB AjC H H H ˆ D H H H D H D D H H H D D H D H D D D D D ˆ P(A) = 6 8 = 3 4 ; P(AjB) = 2 3 ; P(AjC) = 3 4

Pravděpodobnost podmíněných jevů Podmíněná pravděpodobnost P(AjB) = P(A B) P(B) Jev nezávislý na druhém Jev A je nezávislý na jevu B, jestliže Jevy nezávislé P(A) = P(AjB) Jevy A a B jsou nezávislé, jestliže ; P(B) 6= 0 P(A) = P(AjB) a P(B) = P(BjA)

Pravděpodobnost součinu, nezávislé jevy Věta 1. Pokud jsou jevy A a B nezávislé, pak jsou nezávislé také A 0 ; B ; A 0 ; B a A 0 ; B. 2. Jevy A a B jsou nezávislé právě, když P(A B) = P(A) P(B) : P(A B) = P(AjB) P(B) P(A B) = P(BjA) P(A)

Pravděpodobnost průniku Příklad Jaká je pravděpodobnost, že ze zamíchaného balíčku 32 karet vytáhnete po sobě dvě esa? B první karta je eso, A druhá karta je eso, A \ B obě (první i druhá karta) jsou esa, AjB druhá karta je eso, za podmínky, že již bylo eso vytaženo. P(B) = 4=32 ; P(AjB) = 3=31 ; P(A \ B) = P(AjB) P(B) = 3=31 4=32 : = 0;0121

Pravděpodobnost při existenci neslučitelných hypotéz Věta Mějme jev A. Pokud H 1 ; H 2 ; : : : ; H n tvoří úplnou skupinu vzájemně neslučitelných hypotéz, pak P(A) = nx i=1 P(H i ) P(AjH i ) : Mějme A a tři alternativní hypotézy, H 1 ; H 2 ; H 3 ; pak H 1 A H 3 A H 1 A H2 A H 3 H 2 P(A) = P(A H 1 ) + P(A H 2 ) + P(A H 3 ) P(A H i ) = P(H i )P(AjH i ); i = 1; 2; 3 P(A) = P(H 1 )P(AjH 1 )+ + P(H 2 )P(AjH 2 )+ + P(H 3 )P(AjH 3 )

Příklad

Bayesova formule (dvě alternativní hypotézy) Máme jevy A a H. Jevy H a H 0 tvoří úplnou skupinu alternativních hypotéz. P(A) = P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 ), P(A H) = P(H) P(AjH) = P(A) P(HjA), P(A H) P(HjA) = ; P(A) Bayesova věta pro dvě alternativní hypotézy Mějme jev A a alternativní hypotézy H a H 0, pak P(HjA) = P(H) P(AjH) P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 )

Použití úplné pravděpodobnosti a Bayesovy formule Příklad Preventivní test označí správně 99 % nemocných (senzitivita) a správně označí 98 % zdravých (specificita). V populaci jsou 3 % nemocných. Zvažte, zda je účelné test provozovat. 1. Jak velkou část populace test označí pozitivně? 2. Jak velkou část nemocné populace označí test pozitivně? 3. Jak velkou část zdravé populace označí test pozitivně?

Použití úplné pravděpodobnosti a Bayesovy formule H jedinec je nemocný, P(H) = 0;03, H 0 jedinec je zdravý, P(H 0 ) = 0;97, AjH nemocný má pozitivní test, P(AjH) = 0;99, AjH 0 zdravý má pozitivní test, P(AjH 0 ) = 0;02, A jedinec má pozitivní test...? H A jedinec má pozit. test a je nemocný...? H A jedinec má pozit. test a je zdravý...? P(A) = P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 ) = 0;049 P(HjA) = P(H) P(AjH) P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 ) = 0;61 P(H 0 ja) = 1 ` P(HjA) = 0;39

Změna zadání H jedinec je nemocný, P(H) = 0;01, H 0 jedinec je zdravý, P(H 0 ) = 0;97, AjH nemocný má pozitivní test, P(AjH) = 0;99, AjH 0 zdravý má pozitivní test, P(AjH 0 ) = 0;02, A jedinec má pozitivní test...? H A jedinec má pozit. test a je nemocný...? H A jedinec má pozit. test a je zdravý...? P(A) = P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 ) = 0;029 P(HjA) = P(H) P(AjH) P(H) P(AjH) + P(H 0 ) P(AjH 0 ) = 0;33 P(H 0 ja) = 1 ` P(HjA) = 0;67

Bayesova formule, obecně Věta (Bayesova) Mějme jev A. Pokud H 1 ; H 2 ; : : : ; H n tvoří úplnou skupinu vzájemně neslučitelných hypotéz, pak P(H k ja) = P(A H k) P(A) = P(H k) P(AjH k ) nx P(H i ) P(AjH i ) i=1 P(H i ) pravděpodobnost hypotézy H i a priori P(H i ja) pravděpodobnost H i a posteriori