Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Podobné dokumenty
PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Náhodný výběr 1. Náhodný výběr

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

V. Normální rozdělení

odhady parametrů. Jednostranné a oboustranné odhady. Intervalový odhad střední hodnoty, rozptylu, relativní četnosti.

12. N á h o d n ý v ý b ě r

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Intervalové odhady parametrů některých rozdělení.

ZÁKLADNÍ STATISTICKÉ VÝPOČTY (S VYUŽITÍM EXCELU)

Odhady parametrů základního souboru. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

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

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Bodové a intervalové odhady

Intervalové odhady parametrů

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Odhady parametrů základního. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

Cvičení 6.: Bodové a intervalové odhady střední hodnoty, rozptylu a koeficientu korelace, test hypotézy o střední hodnotě při známém rozptylu

Cvičení 6.: Výpočet střední hodnoty a rozptylu, bodové a intervalové odhady střední hodnoty a rozptylu

Přednáška VI. Intervalové odhady. Motivace Směrodatná odchylka a směrodatná chyba Centrální limitní věta Intervaly spolehlivosti

8. Odhady parametrů rozdělení pravděpodobnosti

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství. Matematika IV. Semestrální práce

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

i 1 n 1 výběrový rozptyl, pro libovolné, ale pevně dané x Roznačme n 1 Téma 6.: Základní pojmy matematické statistiky

STATISTIKA. Statistika se těší pochybnému vyznamenání tím, že je nejvíce nepochopeným vědním oborem. H. Levinson

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

Pravděpodobnostní model doby setrvání ministra školství ve funkci

Úloha II.S... odhadnutelná

Deskriptivní statistika 1

MOŽNOSTI STATISTICKÉHO POSOUZENÍ KVANTITATIVNÍCH VÝSLEDKŮ POŽÁRNÍCH ZKOUŠEK PRO POTŘEBY CERTIFIKACE A POSUZOVÁNÍ SHODY VÝROBKŮ

Intervalový odhad. nazveme levostranným intervalem pro odhad parametru Θ. Statistiku. , kde číslo α je blízké nule, nazveme horním

Kvantily. Problems on statistics.nb 1

P2: Statistické zpracování dat

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

VYSOCE PŘESNÉ METODY OBRÁBĚNÍ

Popisná statistika. Zdeněk Janák 9. prosince 2007

8. Analýza rozptylu.

7. Odhady populačních průměrů a ostatních parametrů populace

UPLATNĚNÍ ZKOUŠEK PŘI PROHLÍDKÁCH MOSTŮ

vají statistické metody v biomedicíně Literatura Statistika v biomedicínsk nském výzkumu a ve zdravotnictví

} kvantitativní znaky. korelace, regrese. Prof. RNDr. Jana Zvárov. Obecné principy

Interval spolehlivosti pro podíl

EKONOMETRIE 9. přednáška Zobecněný lineární regresní model

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

Seriál XXX.II Zpracování dat fyzikálních měření

vají statistické metody v biomedicíně

Pravděpodobnost vs. statistika. Data. Teorie pravděpodobnosti pracuje s jednou nebo více teoretickými náhodnými

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

Národní informační středisko pro podporu jakosti

Mendelova univerzita v Brně Statistika projekt

Popisná statistika - zavedení pojmů. 1 Jednorozměrný statistický soubor s kvantitativním znakem

Náhodný výběr, statistiky a bodový odhad

14. Testování statistických hypotéz Úvod statistické hypotézy Definice 14.1 Statistickou hypotézou parametrickou neparametrickou. nulovou testovanou

3. Lineární diferenciální rovnice úvod do teorie

Teorie odhadů 2 Teorie odhadů... 3 Odhad parametrů... 4

1 POPISNÁ STATISTIKA V PROGRAMU MS EXCEL

TESTOVÁNÍ STATISTICKÝCH HYPOTÉZ

Přednáška VIII. Testování hypotéz o kvantitativních proměnných

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Neparametrické testy hypotéz čast 2

Aplikovaná statistika v průmyslu

Pevnost a životnost - Hru III 1. PEVNOST a ŽIVOTNOST. Hru III. Milan Růžička, Josef Jurenka, Zbyněk Hrubý.

Zhodnocení přesnosti měření

Číselné charakteristiky náhodných veličin

0,063 0,937 0,063 0, P 0,048 0,078 0,95. = funkce CONFIDENCE.NORM(2α; p(1 p)

Úloha III.S... limitní

Odhad parametrů normálního rozdělení a testy hypotéz o těchto parametrech * Věty o výběru z normálního rozdělení

PoznÁmky k přednášce

Nejistoty měření. Aritmetický průměr. Odhad směrodatné odchylky výběrového průměru = nejistota typu A

2. Náhodná veličina. je konečná nebo spočetná množina;

Pravděpodobnostní modely

6. P o p i s n á s t a t i s t i k a

OVMT Přesnost měření a teorie chyb

FITOVÁNÍ ROZDĚLENÍ PRAVDĚPODOBNOSTI PRO APLIKACE

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

Pro statistické šetření si zvolte si statistický soubor např. všichni žáci třídy (několika tříd, školy apod.).

NMSA331 Matematická statistika 1

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

17. Statistické hypotézy parametrické testy

Přednášky část 7 Statistické metody vyhodnocování dat

[ jednotky ] Chyby měření

Dynamická pevnost a životnost Statistika

Iterační metody řešení soustav lineárních rovnic

Odhad parametru p binomického rozdělení a test hypotézy o tomto parametru. Test hypotézy o parametru p binomického rozdělení

,6 32, ,6 29,7 29,2 35,9 32,6 34,7 35,3

Základy statistiky. Zpracování pokusných dat Praktické příklady. Kristina Somerlíková

1 Úvod { }.[ ] A= A A, (1.1)

Závislost slovních znaků

Chyby měření: 1. hrubé chyby - nepozornost, omyl, únava pozorovatele... - významně převyšuje rozptyl náhodné chyby 2. systematické chyby - chybné

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Ilustrativní příklad ke zkoušce z B_PS_A léto 2014.

České vysoké učení technické v Praze. Fakulta dopravní. Semestrální práce. Statistika

Tento odhad má rozptyl ( ) σ 2 /, kde σ 2 je rozptyl souboru, ze kterého výběr pochází. Má-li každý prvek i. σ 2 ( i. ( i

Statistika. Statistické funkce v tabulkových kalkulátorech MSO Excel a OO.o Calc

n-rozměrné normální rozdělení pravděpodobnosti

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

1.1 Rozdělení pravděpodobnosti dvousložkového náhodného vektoru

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

MATICOVÉ HRY MATICOVÝCH HER

Metody zkoumání závislosti numerických proměnných

Transkript:

Odhady parametrů 1 Odhady parametrů Na statistický soubor (x 1,..., x, který dostaeme statistickým šetřeím, se můžeme dívat jako a výběrový soubor získaý realizací áhodého výběru z áhodé veličiy X. Obdobě: Na dvourozměrý statistický soubor ( (x 1, y 1,..., (x, y, který dostaeme statistickým šetřeím, se můžeme dívat jako a výběrový soubor získaý realizací áhodého výběru z áhodého vektoru (X, Y. Nyí se abízí otázka: Nelze pomocí parametru statistického souboru (x 1,..., x, resp. ( (x 1, y 1,..., (x, y přesě určit parametry áhodé veličiy X, resp. áhodého vektoru (X, Y? 1. Pozámka Parametry, které ás ejvíce zajímají jsou číselé charakteristiky áhodé veličiy (áhodého vektoru, apř. středí hodota E(X, rozptyl D(X, koeficiet korelace ϱ (X,Y apod. Odpověď a výše položeou otázku je e, parametry áhodé veličiy X či áhodého vektoru (X, Y elze přesě určit, ale lze je odhadout. 2. Příklad Jestliže zám hmotosti 50 hřídelí stejého typu vyrobeých za stejých podmíek emohu přesě určit středí hodotu áhodé veličiy X, která reprezetuje hmotost všech hřídelí vyrobeých za stejých podmíek. Ale mohu středí hodotu této veličiy odhadout. Bodové odhady V techické praxi se ejčastěji používají bodové odhady parametrů áhodé veličiy. 3. Pojmy Odhadem T parametru ϑ je statistika T (X 1,..., X, která a celém parametrickém prostoru abývá hodot blízkých parametru ϑ. Používáme zejméa tyto odhady: 1. Odhad T parametru ϑ je estraý (evychýleý, jestliže jeho středí hodota E(T = ϑ. Pokud je E(T ϑ, jde o straý (vychýleý odhad. 2. Je-li rozptyl estraého odhadu T ejmeší z rozptylů všech estraých odhadů téhož parametru ϑ, je T ejlepší estraý odhad. 3. Odhad T je kozistetí, jestliže lim P ( T ϑ < ε = 1 pro libovolé reálé číslo ε > 0. 4. Bodové odhady základích číselých charakteristik áhodé veličiy X a základě výběrových charakteristik: a X je estraý kozistetí odhad středí hodoty E(X; b 1 S2 je estraý kozistetí odhad rozptylu D(X. Odhady a a b jsou pro ormálí rozděleí X také ejlepší. 5. Bodové odhady základích číselých charakteristik áhodé veličiy X resp. áhodého vektoru (X,Y a základě empirických charakteristik statistického souboru: a x je bodovým odhadem středí hodotye (X; b 1 s2 je bodovým odhadem rozptylu D (X; c 1s je bodovým odhadem směrodaté odchylkyσ (X; d r je bodovým odhadem korelačího koeficietu ϱ (X, Y ; kde x, s 2, s resp. r jsou empirické charakteristiky získaé ze statistického souboru (x 1,..., x resp. ((x 1, y 1,..., (x, y.

Odhady parametrů 2 Itervalové odhady 6. Pozámka V dalším textu symbol = mezi parametrem áhodé veličiy ϑ a odhadem T ezačí ekvivaleci, ale odhad. Tedy apř. E (X = x, čteme jako, středí hodota E (X je odhaduta aritmetickým průměrem x. Nevýhodou je, že spolehlivost bodových odhadů (pravděpodobost, že určíme parametr áhodé veličiy přesě je ulová. Proto zavádíme itervalové odhady. 7. Pojmy Iterval spolehlivosti (kofidečí iterval pro parametr ϑ se spolehlivostí 1 α, kde α 0; 1, je dvojice takových statistik (T 1 ; T 2, že P (T 1 ϑ T 2 = 1 α pro libovolou hodotu parametru ϑ. Itervalový odhad parametru ϑ se spolehlivostí 1 α je iterval t 1 ; t 2 a píšeme ϑ t 1 ; t 2, kde t 1, t 2 jsou hodoty statistik T 1, T 2 a daém statistickém souboru (x 1,..., x. Spolehlivost 1 α volíme blízkou jedé, podle kovece obvykle 0, 95 ebo 0, 99, a uvádíme ji také v %. Spolehlivost 1 α zameá, že při moha opakovaých výběrech s kostatím rozsahem z daého základího souboru zhruba (1 α100 % všech itervalových odhadů obsahuje skutečou hodotu parametru ϑ a aopak α100 % jich tuto hodotu eobsahuje. Situaci ilustruje počítačově simulovaý příklad a Obrázku 1, kde ϑ = 0 a tučě jsou vyzačey případy odpovídající riziku chybého odhadu α, tj. itervalové odhady, které ezachytily hodotu parametru ϑ. Obrázek 1: 6 itervalových odhadu ze 100 provedeých itervalových odhadů se spolehlivostí 0,95 eobsahují odhadovaou hodotu 0 S rostoucí spolehlivostí roste i rozpětí itervalového odhadu, takže pokud chceme itervalový odhad zúžit je možé sížit spolehlivost tohoto odhadu (viz Obrázek 2. Teto přístup ovšem edoporučujeme, protože chceme udržet relativě vysokou spolehlivost. Podstatě lepší je zvětšit rozsah souboru, ovšem s ohledem a kletbu statistiky, eboť velikost itervalového odhadu se zmeší víceméě úměrě (viz Obrázek 3.

Odhady parametrů 3 Obrázek 2: Itervalové odhady středí hodoty se spolehlivostí 0,99, 0,95, a 0,9 pro stejý statistický soubor Obrázek 3: Itervalové odhady středí hodoty pro áhodé výběry růzého rozsahu

Odhady parametrů 4 Odhady parametrů ormálího rozděleí 8. Předpokládáme, že pozorovaá áhodá veličia X, resp. áhodý vektor (X, Y, má ormálí rozděleí pravděpodobosti s parametry µ, σ 2, resp. ϱ. Bodové odhady jsou µ = x, σ 2 = 1 s2, σ = 1 s, ϱ = r. Itervalový odhad středí hodoty µ se spolehlivostí 1 α, při ezámém rozptylu σ 2 je s s x t 1 α/2 ; x + t 1 α/2, 1 1 kde t 1 α/2 je ( 1 α 2 - kvatil Studetova rozděleí S(k s k = 1 stupi volosti. Kvatily tohoto rozděleí jsou uvedey v tabulce T2 Statistických tabulek, které jsou k dispozici a Matematice Olie. 9. Itervalový odhad rozptylu σ 2 se spolehlivostí 1 α je s 2 s 2 ;, χ 2 1 α/2 kde χ 2 P je P - kvatil Pearsoova rozděleí χ2 (k s k = 1 stupi volosti. Kvatily tohoto rozděleí jsou uvedey v tabulce T3. Z uvedeého itervalového odhadu získáme po odmocěí jeho mezí itervalový odhad směrodaté odchylky σ se spolehlivostí 1 α. 10. Příklad Měřeím délky 10 válečků byl získá statistický soubor s empirickými charakteristikami x = 5, 37mm, s 2 = 0, 0019mm 2 a s = 0, 044mm. Určete bodové odhady středí hodoty, rozptylu a směrodaté odchylky. Za předpokladu, že aměřeá délka X má ormálí rozděleí pravděpodobosti, určete itervalové odhady těchto číselých charakteristik se spolehlivostí 0,95. Řešeí Bodové odhady jsou: středí délka válečku µ = 5, 37mm, rozptyl délky válečku σ 2 = 10 9 0, 0019 = 0, 00211mm2, směrodatá odchylka délky válečku σ = 0, 00211 0, 046mm. Itervalový odhad středí délky válečku µ se spolehlivostí 0,95 je, eboť t 0,975 = 2,262 pro 9 stupňů volosti z tabulky T2, µ 5, 37 2, 262 0,0019 10 1 ; 5, 37 + 2, 262 0,0019 10 1 5, 337; 5, 403 mm. Itervalový odhad rozptylu délky válečku σ 2 se spolehlivostí 0,95 je, eboť χ 2 0,025 = 2, 700 a χ 2 0,975 = 19, 023 pro 9 stupňů volosti z tabulky T3, σ 2 10.0,0019 19,023 ; 10.0,0019 2,700 0, 00100; 0, 00704 mm 2, χ 2 α/2 takže itervalový odhad směrodaté odchylky délky válečku σ je σ 0, 00100; 0, 00704 0, 0316; 0, 0839 mm. Itervalový odhad koeficietu korelace ϱ se spolehlivostí 1 α pro 10 je tgh z 1 ; tgh z 2, kde z 1 = w u 1 α/2 3, z 2 = w + u 1 α/2, w = 1 ( l 1 + r 3 2 1 r + r, tgh z = ez e z 1 e z + e z = e2z 1 e 2z + 1

Odhady parametrů 5 a u 1 α/2 je ( 1 α 2 - kvatil ormovaého ormálího rozděleí N(0;1, jehož hodoty lze získat z tabulky T1 s hodotami distribučí fukce Φ(u. Pro 1 α = 0, 95 je u 0,975 = 1, 960 a pro 1 α = 0, 99 je u 0,995 = 2, 576. Uvedeý odhad je pouze přibližý, avšak jeho přesost je v praktických úlohách postačující (přesý odhad eí zám. 11. Příklad Sledováím ákladů a cey stejého výrobku u 10 výrobců byl získá dvourozměrý statistický soubor s koeficietem korelace r = 0, 82482. Určete bodový odhad a itervalový odhad se spolehlivosti 0,99 koeficietu korelace ϱ základího souboru. Řešeí Bodový odhad koeficietu korelace ákladů a cey je ϱ = 0, 82482. Po dosazeí je w = 1 ( 1 + 0, 82482 0, 82482 l + 1, 21753. 2 1 0, 82482 10 1 Z tabulky T1 je u 0,995 = 2, 576, takže z 1 = 1, 21753 2, 576 2, 576 0, 24397, z 2 = 1, 21753 + 2, 19110 10 3 10 3 a itervalový odhad koeficietu korelace ákladů a cey ϱ se spolehlivostí 0,99 je ϱ tgh 0, 24397; tgh 2, 19110 0, 239242; 0, 975313.