riippumattomia ja noudattavat samaa jakaumaa.

Samankaltaiset tiedostot
/1. MTTTP5, luento Normaalijakauma (jatkuu) Binomijakaumaa voidaan approksimoida normaalijakaumalla

/1. MTTTP5, luento Normaalijakauma (jatkuu) Binomijakaumaa voidaan approksimoida normaalijakaumalla

MTTTP5, luento Otossuureita ja niiden jakaumia (jatkuu)

dx=5&uilang=fi&lang=fi&lvv=2014

Otoskeskiarvo on otossuure, jonka todennäköisyysjakauma tiedetään. Se on normaalijakauma, havainnollistaminen simuloiden

/1. MTTTP1, luento Normaalijakauma (jatkoa) Olkoon Z ~ N(0, 1). Määritellään z siten, että P(Z > z ) =, graafisesti:

Luottamisvälin avulla voidaan arvioida populaation tuntematonta parametria.

/1. MTTTP1, luento Normaalijakauma (kertausta) Olkoon Z ~ N(0, 1). Määritellään z siten, että P(Z > z ) =, graafisesti:

Tutkimusongelmia ja tilastollisia hypoteeseja: Perunalastupussien keskimääräinen paino? Nollahypoteesi Vaihtoehtoinen hypoteesi (yksisuuntainen)

6.1.2 Yhdessä populaatiossa tietyn tyyppisten alkioiden prosentuaalista osuutta koskeva päättely

Estimointi populaation tuntemattoman parametrin arviointia otossuureen avulla Otossuure satunnaisotoksen avulla määritelty funktio

Luottamisvälin avulla voidaan arvioida populaation tuntematonta parametria.

MTTTP5, luento Kahden jakauman sijainnin vertailu (jatkoa) Tutkimustilanteita y = neliöhinta x = sijainti (2 aluetta)

Luottamisvälin avulla voidaan arvioida populaation tuntematonta parametria.

Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu Lang=fi&lang=fi&lvv=2014

7.4 Normaalijakauma (kertausta ja täydennystä) Taulukosta P(Z 1,6449) = 0,05, P(Z -1,6449) = 0,05 P(Z 1,96) = 0,025, P(Z -1,96) = 0,025

Miten voidaan arvioida virheellisten komponenttien osuutta tuotannossa? Miten voidaan arvioida valmistajan kynttilöiden keskimääräistä palamisaikaa?

MTTTP5, luento Luottamusväli, määritelmä

Lisätehtäviä ratkaisuineen luentomonisteen lukuihin 2-4 liittyen

&idx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

x=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2016

&idx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

Lisätehtäviä ratkaisuineen luentomonisteen lukuun 6 liittyen., jos otoskeskiarvo on suurempi kuin 13,96. Mikä on testissä käytetty α:n arvo?

dx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

x=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2017

MTTTA1 Tilastomenetelmien perusteet 5 op Luento Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu

806109P TILASTOTIETEEN PERUSMENETELMÄT I Hanna Heikkinen Esimerkkejä estimoinnista ja merkitsevyystestauksesta, syksy (1 α) = 99 1 α = 0.

Luento KERTAUSTA Kaksiulotteinen jakauma Pisteparvi, Toyota Avensis -farmariautoja

g=fi&lvv=2018&uilang=fi#parents

&idx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

&idx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

/1. MTTTP5, luento Kertausta. Olk. X 1, X 2,..., X n on satunnaisotos N(µ, ):sta, missä tunnettu. Jos H 0 on tosi, niin

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

dx=2&uilang=fi&lang=fi&lvv=2015

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

MTTTA1 Tilastomenetelmien perusteet 5 op Luento , osa 1. 1 Kokonaisuudet johon opintojakso kuuluu

Tilastollinen aineisto Luottamusväli

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

Johdatus tilastotieteeseen Testit suhdeasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

031021P Tilastomatematiikka (5 op) viikko 3

Tilastollisen päättelyn perusteet, MTTTP5. Luentorunko, lukuvuosi

Tilastollisia peruskäsitteitä ja Monte Carlo

VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE Ratkaisut ja arvostelu < X 170

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

MTTTP1, luento KERTAUSTA

Tilastotieteen kertaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Johdatus tilastotieteeseen Testit suhdeasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

30A02000 Tilastotieteen perusteet

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 2: Tilastolliset testit

Johdatus tilastotieteeseen Testit laatueroasteikollisille muuttujille. TKK (c) Ilkka Mellin (2004) 1

4. laskuharjoituskierros, vko 7, ratkaisut

c) A = pariton, B = ainakin 4. Nyt = silmäluku on5 Koska esim. P( P(A) P(B) =, eivät tapahtumat A ja B ole riippumattomia.

Harjoitus 2: Matlab - Statistical Toolbox

2. Jatkoa HT 4.5:teen ja edelliseen tehtavään: Määrää X:n kertymäfunktio F (x) ja laske sen avulla todennäköisyydet

Tutkimustiedonhallinnan peruskurssi

Valitaan testisuure, jonka jakauma tunnetaan H 0 :n ollessa tosi.

805306A Johdatus monimuuttujamenetelmiin, 5 op

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Diskreetin satunnaismuuttujan odotusarvo, keskihajonta ja varianssi

MTTTP1, luento KERTAUSTA

9. laskuharjoituskierros, vko 12-13, ratkaisut

Testejä suhdeasteikollisille muuttujille

10. laskuharjoituskierros, vko 14, ratkaisut

Todennäköisyysjakaumia

MAT Todennäköisyyslaskenta Tentti / Kimmo Vattulainen

Estimointi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Testit laatueroasteikollisille muuttujille

Todennäköisyyslaskun kertaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 10: Johdatus varianssianalyysiin

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Ilkka Mellin Todennäköisyyslaskenta. Osa 2: Satunnaismuuttujat ja todennäköisyysjakaumat. Momenttiemäfunktio ja karakteristinen funktio

6. laskuharjoitusten vastaukset (viikot 10 11)

Luottamusvälit. Normaalijakauma johnkin kohtaan

4.1. Olkoon X mielivaltainen positiivinen satunnaismuuttuja, jonka odotusarvo on

Johdatus tilastotieteeseen Väliestimointi. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Teema 8: Parametrien estimointi ja luottamusvälit

Tilastotieteen kertaus. Kuusinen/Heliövaara 1

Väliestimointi (jatkoa) Heliövaara 1

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

Tilastomatematiikka Kevät 2008

Johdatus todennäköisyyslaskentaan Momenttiemäfunktio ja karakteristinen funktio. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Käytetään satunnaismuuttujaa samoin kuin tilastotieteen puolella:

Ilkka Mellin Tilastolliset menetelmät. Osa 3: Tilastolliset testit. Tilastollinen testaus. TKK (c) Ilkka Mellin (2007) 1

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Jatkuvat satunnaismuuttujat

MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

MS-A0503 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

¼ ¼ joten tulokset ovat muuttuneet ja nimenomaan huontontuneet eivätkä tulleet paremmiksi.

D ( ) E( ) E( ) 2.917

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 1: Lokaatio ja hajonta

ABHELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Otoskoko 107 kpl. a) 27 b) 2654

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

031021P Tilastomatematiikka (5 op) viikko 5

Aalto-yliopisto, Matematiikan ja systeemianalyysin laitos /Malmivuori MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi,

V ar(m n ) = V ar(x i ).

Transkriptio:

12.11.2015/1 MTTTP5, luento 12.11.2015 Luku 4 Satunnaisotos, otossuure ja otosjakauma 4.1. Satunnaisotos X 1, X 2,, X n on satunnaisotos, jos X i :t ovat riippumattomia ja noudattavat samaa jakaumaa. Sanonta X 1, X 2,, X n on satunnaisotos N(µ, σ 2 ):sta tarkoittaa, että jokainen X i ~ N(µ, σ 2 ) ja X i :t ovat riippumattomia.

12.11.2015/2 4.2. Otossuureet ja otosjakaumat Otossuure satunnaisotoksen avulla määritelty funktio Otosjakauma otossuureen todennäköisyysjakauma

12.11.2015/3 Otossuureita ja niiden jakaumia 1) Olkoon X 1, X 2,..., X n on satunnaisotos N(µ, σ 2 ):sta. Tällöin X ~N (μ, σ2 n ). 2) Olkoon X 1, X 2,..., X n on satunnaisotos jakaumasta, jonka odotusarvo µ ja varianssi σ 2. Tällöin X ~N (μ, σ2 n ), likimain.

12.11.2015/4 Esim. Erään tilastotoimiston (The National Center for Health Statistics) mukaan väestössä keski-ikäisten miesten verenpaineen keskiarvo on 128 ja keskihajonta 15. Haluttiin selvittää, poikkeaako keski-ikäisten yritysjohtajien verenpaineen keskiarvo koko väestön vastaavasta keskiarvosta. Mitattiin 72 yritysjohtajan verenpaineet ja saatiin keskiarvoksi 130,5. Onko eroja? Olkoon X = verenpaine. Nyt X ~ N (128, 152 72 ), likimain, jos otos koko väestöstä.

12.11.2015/5 P(X 130,5) = 1 P(X 130,5) 1 Φ ( = 1 Φ(1,41) = 1 0,9207 = 0,0793 130,5 128 ) 15 72 Ei voida ajatella, että yritysjohtajien verenpaineen keskiarvo olisi korkeampi kuin koko väestön, koska ei ole koko väestöstä tehdyssä 72 alkion otoksessa harvinaista saada otoskeskiarvoa, joka on yli yritysjohtajilta mitatun.

12.11.2015/6 3) Olkoon X 1, X 2,..., X n on satunnaisotos populaatiosta, 1, jos viallinen jossa π % viallisia. Määritellään X i ={ 0, muulloin Viallisten kokonaislukumäärä otoksessa X = X 1 + X 2 + + X n ~ Bin(n, π/100) Lisäksi likimain X ~ N ( nπ π π, n( ) (1 )), kun n suuri. 100 100 100

12.11.2015/7 Viallisten prosenttiosuus otoksessa p = 100X/n. Koska X:n jakauma on likimain normaalijakauma, niin likimain p ~ N (π, π(100 π) ), kun n suuri. n

12.11.2015/8 Esim. 4.2.3 Olet todistamassa oikeudessa, jossa väitetään erään pelipaikan ruletin toimivan väärin. Ruletissa on 37 numeroa, joiden kaikkien pitäisi olla yhtä todennäköisiä. Pelipaikka voittaa numerolla nolla. Olet saanut selville, että 3700 kertaa rulettia pyöritettäessä nolla tuli 140 kertaa. Millaisen todistuksen annat oikeudessa? Olkoon X = nollien lukumäärä.

12.11.2015/9 Jos ruletti toimii oikein, niin X ~ Bin(3700, 1/37). E(X) = 3700 (1/37) = 100, Var(X) = 3700 (1/37) (36/37). Tällöin X ~ N(100, 3600/37), likimain. P(X 140) = 1 P(X 139) 1 Φ( 139 100 3600/37 ) = 1 Φ(3,95) 0. Tämä on siis lähes mahdotonta. Todistan, että pelipaikan ruletti toimii väärin.

12.11.2015/10 Esim. Yritys tekee tiettyä komponenttia, jota käytetään auton moottorissa. Tämä komponentti hajoaa joskus heti, kun se on otettu käyttöön. Yritys valvoo tuotantoaan siten, että virheellisten komponenttien osuus ei saisi olla suurempi kuin 4 %. Laaduntarkkailussa tehtiin 500 komponentin otos, joista 28 komponenttia osoittautui virheelliseksi. Onko tuotanto keskeytettävä?

12.11.2015/11 Ratkaisu 1 Olkoon X = virheellisten komponenttien lukumäärä 500 alkion otoksessa. Jos tuotannossa virheellisiä 4 %, niin X ~ Bin(500, 0,04), jolloin E(X) = 500 0,04 = 20, Var(X) = 500 0,04 0,96 = 19,2.

12.11.2015/12 Lisäksi X ~ N(20, 19,2), likimain. P(X 28) = 1 P(X 27) 1 Φ((27 20)/ 19,2) = 1 - Φ(1,60) = 0,0548. Tämä ei harvinaista, tuotantoa voidaan jatkaa. Binomijakaumasta laskettuna P(X 28) = 0,0489, ks. http://homepage.stat.uiowa.edu/~mbognar/applets/bin.html

12.11.2015/13 Ratkaisu 2 Olkoon p = virheellisten komponenttien prosenttiosuus 500 alkion otoksessa Jos tuotannossa virheellisiä 4 %, niin likimain p ~ N (4, P(p 5,6) = 1 P(p 5,6) 4(100 4) ). 500 1 Φ((5,6 4)/ 0,768) = 1 Φ(1,83) = 1 0,9664 = 0,0336

Sama tulos ratkaisusta 1, jos lasketaan 12.11.2015/14 P(X 28) 1 Φ((28 20)/ 19,2) = 1 - Φ(1,83).

12.11.2015/15 4) Olkoot X 1, X 2,..., X n satunnaisotos N(μ 1, σ 1 2 ):sta ja Y 1, Y 2,..., Y m satunnaisotos N(μ 2, σ 2 2 ):sta sekä otokset riippumattomia. Tällöin X Y ~N (μ 1 μ 2, σ 1 2 n + σ 2 2 m )

12.11.2015/16 Esim. Tarkastellaan lapsen syntymäpainoa grammoina. Oletetaan, että tytöillä syntymäpaino X ~ N(3450, 520 2 ) ja pojilla syntymäpaino Y ~ N(3640, 440 2 ). Tarkastellaan tyttöpopulaatiosta 100 alkion ja poikapopulaatiosta 200 alkion satunnaisotoksia. Määritä otoskeskiarvojen jakaumat sekä otoskeskiarvojen erotuksen jakauma. Laske todennäköisyys sille, että tyttöjen otoskeskiarvo on suurempi kuin poikien.

12.11.2015/17 X ~ N (3450, 5202 100 ) Y ~ N (3640, 4402 200 ) X Y ~ N (3450 3640, 1002 100 + 4402 200 ) X Y ~ N( 190, 3672), joten P(X Y > 0) = 1 Φ ( 0 ( 190) ) = 1 Φ(3,14) 60,6 = 0,0008

12.11.2015/18 Esim. 4.2.4 Koneiden A ja B pitäisi valmistaa keskimäärin samanmittaisia tankoja. Molempien koneiden tuottamien tankojen pituuksissa X ja Y (cm) on jonkin verran vaihtelua, jota voidaan luonnehtia normaalijakaumalla, jonka varianssi on 0,20 cm 2. Laadunvalvonnassa seurataan koneiden toimintaa ja valitaan satunnaisesti koneen A tuotannosta 20 ja koneen B tuotannosta 10 tankoa. Koneen A tuotannosta valittujen tankojen keskipituus on 40,0 cm ja koneelta B valittujen 39,5 cm. Tuottavatko koneet keskimäärin samanmittaisia tankoja?

12.11.2015/19 X Y ~ N (0, 0,2 20 + 0,2 ), jos tuottavat samanmittaisia 10 P( X Y > 0,5 = 1 P( 0,5 X Y 0,5) = 1 (Φ ( 0,5 0 0 ) Φ ( 0,5 0,03 0,03 )) = 1 (Φ(2,89) Φ( 2,89)) = 2 2Φ(2,89) = 0,0038 Eivät tuota keskimäärin samanmittaisia tankoja. Jos tuottaisivat, niin olisi harvinaista saada otokset, joiden keskiarvojen erotuksen itseisarvo olisi suurempi kuin 0,5 cm.