- •2. Теореми додавання та множення ймовірностей.
- •3. Формула повної ймовірності. Формула Байєса.
- •4. Послідовності випробувань. Повторюванні експерименти. Схема Бернуллі. Локальна і інтегральна теореми Муавра-Лапласа. Поліноміальна схема.
- •5. Випадкові величини (вв). Дискретні та неперервні вв.
- •6. Функція розподілу ймовірностей. Непереривні випадкові величини.
- •7. Числові характеристики вв. Математичне сподівання та дисперсія.
- •8. Нормальний, рівномірний та показниковий (експоненціальний) закони
- •9. Генеральна сукупність, вибірка, основні способи організації вибірки. Емпірична функція розподілу. Полігони і гістограми.
- •10. Статистичне оцінювання параметрів. Ґрунтовна, незміщена, ефективна
- •11. Критерії узгодження: Пірсона та Колмогорова. Методи моментів,
- •12. Перевірка статистичних гіпотез.
- •13. Кореляційний аналіз даних.
- •14. Регрессионный анализ данных.
- •15. Часові ряди.
13. Кореляційний аналіз даних.
Распишем 2-мерную дискретную случайную величину.
Если результат СЭ описывается двумя случайными величинами X и Y, то принято говорить о 2-мерной СВ или о системе СВ (Х0Y). Ее интерпретируют как случайную точку с координатами (X; Y) по плоскости хОу или как случайный радиус-вектор такой точки.
Совместной функцией распределения системы (Х, Y) называют функцию F(x; y) двух переменных, определяемую равенством: F(x; y) = P{(X < x)*(Y < y)}.
Геометрически
F(x;
y)
представляет собой вероятность попадания
случайной точки (х; у) в бесконечный
квадрат с вершиной (х; у), лежащий левее
и ниже ее. Пусть ДСВ Х и Y
принимают значения х1,
х2,
… и у1,
у2,
… соответственно. Тогда совместный
закон распределения можно задавать
матрицей (Рij),
элементы которой рij=P{(X
= xi)(Y
= yj)},
удовлетворяют очевидному условию:
.
Суммируя вероятности рij по строкам, получим ряд распределения СВ Х, а суммируя их по столбцам – СВ Y.
Пусть т1 и т2 – математические ожидания, 1 и 2 – средние квадратичные отклонения случайных величин Х и Y соответственно.
Коэффициентом
корреляции системы
(X;
Y)называют
число:
Свойства коэффициента корреляции:
–1 r 1;
если X и Y – независимы, то r = 0;
если Y = aX + b, где a и b - неслучайны, то r = 1 (знак “+” соответствует а > 0, знак “–” соответствует а < 0).
Распишем 2- мерную непрерывную случайную величину.
Совместная функция распределения F(x, y) =P{(X < x)(Y < y)} 2-мерной СВ (X, Y), обладает следующими свойствами:
F(-, -) = F(-, y)=F(x, -)=0; F(+, +)=1;
F(x, +) = F1(x) – функция распределения СВ Х;
F(+, y) = F2(y) – функция распределения СВ Y.
F(x, y) – неубывающая функция по каждому из аргументов.
В случае, если Х
и Y
непрерывные СВ, совместный закон
распределения можно задавать совместной
плотностью f(x,y)
системы (Х, Y):
Две СВ Х и Y называются независимыми если f1(x/y) = f1(x) или f2(y/х) = f2(y).
Если Х и Y независимы, то совместная плотность системы (X, Y) равна произведению плотностей Х и Y: f(x,y) = f1(x)* f2(y).
Корреляционным моментом двух СВ Х и Y называют величину: K=M(XY) – M(X)M(Y).
Если Х и Y
– непрерывны и f(x,y)
– их совместная плотность, то:
Коэффициентом корреляции двух СВ Х и Y называют безразмерную величину r:
14. Регрессионный анализ данных.
Условное
среднее
- среднее арифметическое наблюдавшихся
значений величины Y,
соответствующих X=x.
Функция изменения условного среднего
от
независимой переменной X
называется уравнением
регрессии.
Уравнения регрессии строятся для
зависимых переменных. Эти переменные
входят в левую часть уравнения.
Независимые переменные входят в правую
часть уравнения и позволяют предсказывать
зависимую переменную.
Предсказанные
значения зависимой переменной
– значения
,
вычисленные по уравнению регрессии с
оцененными коэффициентами регрессии.
Остатки
– разности между наблюдаемыми и
предсказанными значениями зависимой
переменной:
. Сумма
квадратов остатков
- сумма вида
Сумма
квадратов зависимой переменной,
скорректированная на среднее
Сумма
квадратов предсказанной зависимой
переменной,
скорректированная на среднее
Известно, что для суммы квадратов
указанных величин, выполняется равенство:
.
Коэффициент детерминации и скорректированный коэффициент детерминации
,
,
где
- число наблюдений,
- число параметров модели (число
независимых переменных плюс 1, так как
обычно в модель включается свободный
член).
Наибольшее применение получили уравнения регрессии, отражающие взаимосвязь одной зависимой переменной с одной (парная регрессия) или несколькими (множественная регрессия) независимыми переменными.
Чаще всего используют следующие парные и множественные зависимости:
;
(парная и множественная линейная
регрессия);
;
(парная
и множественная параболич. р.);
;
(парная и множественная гиперболич.
регрессия);
;
(парная и множественная степенная
регрессия)
;
;
(парная
и множествен. показательн р.)
Обычно стараются использовать линейные зависимости или зависимости приводимые к линейным путем преобразования переменных. Параметры уравнения регрессии подбираются методом наименьших квадратов, который обеспечивает минимальную сумму квадратов отклонений фактических величин Y от вычисленных по уравнению регрессии для заданных значений независимых переменных.
Для
линейной регрессии парного типа
коэффициенты
и
находятся из решения системы уравнений:
=>
В
общем виде функция множественной
регрессии имеет вид
,
где
- функция остатков с нулевым средним
и неизвестной дисперсией, определяющая
случайное отклонение зависимой
переменной от уравнения регрессии.
Предполагается, что величины
не коррелированы в разных опытах. Часто
считают, что остатки нормально
распределены.
Регрессионный
анализ данных предполагает, что
выбирается наиболее оптимальный вид
функции регрессии
из набора (1)-(5), оцениваются коэффициенты
функции регрессии
и строятся для них доверительные
интервалы, проверяется гипотеза о
значимости регрессии, оценивается
степень адекватности модели и т.д.
