Valószínűségszámítás és statisztika a fizikában március 12.

Hasonló dokumentumok
Eloszlások jellemzése. Momentumok. Medián és kvantilis. Karakterisztikus függvény

Empirikus szórásnégyzet

Matematikai statisztika I. témakör: Valószínűségszámítási ismétlés

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

e (t µ) 2 f (t) = 1 F (t) = 1 Normális eloszlás negyedik centrális momentuma:

A valószínűségszámítás elemei

Készítette: Fegyverneki Sándor

egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

(Independence, dependence, random variables)

A valószínűségszámítás elemei

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Együ ttes e s vetü leti eloszlá s, sü rü se gfü ggve ny, eloszlá sfü ggve ny

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Elemi statisztika. >> =weiszd= << december 20. Szerintem nincs sok szükségünk erre... [visszajelzés esetén azt is belerakom] x x = n

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

x, x R, x rögzített esetén esemény. : ( ) x Valószínűségi Változó: Feltételes valószínűség: Teljes valószínűség Tétele: Bayes Tétel:

Valószínűségelmélet. Pap Gyula. Szegedi Tudományegyetem. Szeged, 2016/2017 tanév, I. félév

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

Matematika A3 Valószínűségszámítás, 5. gyakorlat 2013/14. tavaszi félév

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Gyakorló feladatok I.

Megoldások MATEMATIKA II. VIZSGA (VK) NBT. NG. NMH. SZAKOS HALLGATÓK RÉSZÉRE (Kérjük, hogy a megfelelő szakot jelölje be!

A következő feladat célja az, hogy egyszerű módon konstruáljunk Poisson folyamatokat.

Eseményalgebra. Esemény: minden amirl a kísérlet elvégzése során eldönthet egyértelmen hogy a kísérlet során bekövetkezett-e vagy sem.

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Valószínűségszámítás összefoglaló

Elméleti összefoglaló a Valószín ségszámítás kurzushoz

Villamosmérnök A4 11. hét Kétdimenziós normális eloszlás, cht - Megoldások

Szélsőérték-számítás

3. Egy szabályos dobókockával háromszor dobunk egymás után. Legyen A az az esemény, hogy

Matematika A3 Valószínűségszámítás, 6. gyakorlat 2013/14. tavaszi félév

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok 2. útmutató

Matematika III előadás

4. Az A és B események egymást kizáró eseményeknek vagy idegen (diszjunkt)eseményeknek nevezzük, ha AB=O

Számítógépes döntéstámogatás. Statisztikai elemzés

Általánosan, bármilyen mérés annyit jelent, mint meghatározni, hányszor van meg

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Középértékek és szóródási mutatók

3. Lineáris differenciálegyenletek

Bevezetés. Valószínűségszámítás 2 előadás III. alk. matematikus szak. Irodalom. Egyéb info., számonkérés. Cél. Alapfogalmak (ismétlés)

Nagy számok törvényei Statisztikai mintavétel Várható érték becslése. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

Elméleti összefoglaló a Sztochasztika alapjai kurzushoz

Való szí nű sé gi va ltózó, sű rű sé gfű ggvé ny, élószla sfű ggvé ny

Sztochasztikus folyamatok alapfogalmak

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

1. Oldja meg a z 3 (5 + 3j) (8 + 2j) 2. Adottak az A(1,4,3), B(3,1, 1), C( 5,2,4) pontok a térben.

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok II. útmutató

Véletlen bolyongás. Márkus László március 17. Márkus László Véletlen bolyongás március / 31

Gyakorló feladatok valószínűségszámításból végeredményekkel. a megoldásra ajánlott feladatokat jelöli, a nehezebb feladatokat jelöli

Bevezetés. 1. előadás, február 11. Módszerek. Tematika

Véletlen jelenség: okok rendszere hozza létre - nem ismerhetjük mind, ezért sztochasztikus.

A maximum likelihood becslésről

Backhausz Ágnes 1. Bevezetés A valószínűség elemi tulajdonságai... 5

Matematikai geodéziai számítások 6.

2014. szeptember 24. és 26. Dr. Vincze Szilvia

Loss Distribution Approach

Matematika III előadás

λx f 1 (x) e λx f 2 (x) λe λx f 2 (x) + e λx f 2(x) e λx f 2 (x) Hasonlóan általában is elérhető sorműveletekkel, hogy csak f (j)

Biomatematika 2 Orvosi biometria

Biometria az orvosi gyakorlatban. Számítógépes döntéstámogatás

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Gazdasági matematika II. tanmenet

Gazdasági matematika II. Tantárgyi útmutató

Matematikai geodéziai számítások 6.

Matematika III. 5. Nevezetes valószínűség-eloszlások Prof. Dr. Závoti, József

6. Előadás. Vereb György, DE OEC BSI, október 12.

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

Adatok statisztikai értékelésének főbb lehetőségei

A legjobb közeĺıtés itt most azt jelentette, hogy a lineáris

Van-e kapcsolat a változók között? (példák: fizetés-távolság; felvételi pontszám - görgetett átlag)

Dr. Karácsony Zsolt. Miskolci Egyetem november

Valószín ségszámítás és statisztika

A Statisztika alapjai

Csima Judit BME, SZIT február 18.

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

STATISZTIKA. András hármas. Éva ötös. Nóri négyes. 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 ANNA BÉLA CILI 0,5 MAGY. MAT. TÖRT. KÉM.

Biometria, haladó biostatisztika EA+GY biometub17vm Szerda 8:00-9:00, 9:00-11:00 Déli Tömb 0-804, Lóczy Lajos terem

1. A polinom fogalma. Számolás formális kifejezésekkel. Feladat Oldjuk meg az x2 + x + 1 x + 1. = x egyenletet.

matematikai statisztika október 24.

Biomatematika 12. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar. Fodor János

Matematikai statisztika szorgalmi feladatok

Kockázati folyamatok. Sz cs Gábor. Szeged, szi félév. Szegedi Tudományegyetem, Bolyai Intézet

Matematika 10 Másodfokú egyenletek. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

1. Generátorrendszer. Házi feladat (fizikából tudjuk) Ha v és w nem párhuzamos síkvektorok, akkor generátorrendszert alkotnak a sík vektorainak

Matematika (mesterképzés)

Differenciálegyenletek

Nevezetes diszkre t eloszlá sok

matematikai statisztika gyakorlatok feladatok és megoldások

Megjegyzés: jelenti. akkor létezik az. ekkor

Valószínűségszámítás

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

Bevezető Adatok rendezése Adatok jellemzése Időbeli elemzés

Data Security: Public key

Miért fontos számunkra az előző gyakorlaton tárgyalt lineáris algebrai ismeretek

i p i p 0 p 1 p 2... i p i

Átírás:

Valószínűségszámítás és statisztika a fizikában 2019. március 12.

MOMENTUMOK, GENERÁTORFÜGGVÉNY, KARAKTERISZTIKUS FÜGGVÉNY

általános definíciója Definíció: A X valószínűségi változó k-adik momentuma: X k = x k = x k ρ X(x)dx. A X valószínűségi változó k-adik centrális momentuma: µ k = (X X ) k = (x x ) k = (x x ) k ρ X(x)dx. Mi X első momentuma? Mi X második centrális momentuma?

általános definíciója Definíció: A X valószínűségi változó k-adik momentuma: X k = x k = x k ρ X(x)dx. A X valószínűségi változó k-adik centrális momentuma: µ k = (X X ) k = (x x ) k = (x x ) k ρ X(x)dx. Mi X első momentuma? Mi X második centrális momentuma?

általános definíciója Definíció: A X valószínűségi változó k-adik momentuma: X k = x k = x k ρ X(x)dx. A X valószínűségi változó k-adik centrális momentuma: µ k = (X X ) k = (x x ) k = (x x ) k ρ X(x)dx. Mi X első momentuma? A várható érték! Mi X második centrális momentuma?

általános definíciója Definíció: A X valószínűségi változó k-adik momentuma: X k = x k = x k ρ X(x)dx. A X valószínűségi változó k-adik centrális momentuma: µ k = (X X ) k = (x x ) k = (x x ) k ρ X(x)dx. Mi X első momentuma? A várható érték! Mi X második centrális momentuma?

általános definíciója Definíció: A X valószínűségi változó k-adik momentuma: X k = x k = x k ρ X(x)dx. A X valószínűségi változó k-adik centrális momentuma: µ k = (X X ) k = (x x ) k = (x x ) k ρ X(x)dx. Mi X első momentuma? A várható érték! Mi X második centrális momentuma? A szórásnégyzet!

Definíció: Ha X diszkrét valószínűségi változó, mely nem negatív egész számokat vehet fel a P(X = 0) = p 0, P(X = 1) = p 1, P(X = k) = p k, eloszlással, akkor a hozzá tartozó generátor: azaz formálisan G X(z) = z X. G X(z) = p kz k, k=0

és momentumok Ha G(z) = p kz k, akkor k=0 Mi lesz G(1)? Hogyan lehet p k-t a G(z) segítségével kifejezni? Hogyan lehet a X = k várható értéket G(z) segítségével kifejezni?

és momentumok Ha G(z) = p kz k, akkor k=0 Mi lesz G(1)? Hogyan lehet p k-t a G(z) segítségével kifejezni? Hogyan lehet a X = k várható értéket G(z) segítségével kifejezni? és momentumok G(1) = 1, p k = 1 k! X = k = d k G(z), dz k z=0 k=0 X n = k n = k=0 kp k = dg(z) = G (1), dz z=1 k n p k = [z z ] n G(z) z=1

és momentumok és momentumok A várható érték és szórás kifejezése a generátor segítségével: X = k = kp k = dg(z) = G (1), dz z=1 k=0 σ 2 (X) = X 2 X 2 = [z z ] 2 G(z) z=1 G (1) 2 = [z z ] zg (1) G (1) 2 = G (1) + G (1) G (1) 2. z=1

és momentumok eloszlás a a momentumok generátor Az összes momentum ismerete egyenlő az eloszlás ismeretével!

Példák Példa Korábban láttuk, hogy a binomiális eloszlás számos fontos problémánál felbukkan, (pl. valszám vizsgát sikeresen lerakó hallgatók száma, véletlen gráf fokszámeloszlása, stb.). Mi lesz a binomiális eloszlás generátore? Bernoulli problémája Binomiális eloszlás I. Várható érték Szórás Binomiális eloszlás II.

Példák Példa Korábban láttuk, hogy a binomiális eloszlás számos fontos problémánál felbukkan, (pl. valszám vizsgát sikeresen lerakó hallgatók száma, véletlen gráf fokszámeloszlása, stb.). Mi lesz a binomiális eloszlás generátore? P(X = k) = p k = ( N k )pk (1 p) N k, G X(z) = N k=0 N ( N k )pk (1 p) N k z k = ( N k )(pz)k (1 p) N k = k=0 (pz + 1 p) N = (1 p(1 z)) N. Bernoulli problémája Binomiális eloszlás I. Várható érték Szórás Binomiális eloszlás II.

Példák Példa Korábban láttuk, hogy a binomális eloszlást nagy N-ek esetén Poisson eloszlással szoktuk közelíteni. Mi lesz a Poisson eloszlás generátore? Poisson eloszlás I. Poisson eloszlás II.

Példák Példa Korábban láttuk, hogy a binomális eloszlást nagy N-ek esetén Poisson eloszlással szoktuk közelíteni. Mi lesz a Poisson eloszlás generátore? P(X = k) = p k = λk e λ G X(z) = k=0 = e λ(z 1). k! λ k e λ z k (λz) k e λ = k! k! k=0 = e λ e λz (λz) k e λz k=0 k! 1 Poisson eloszlás I. Poisson eloszlás II.

Összeg generátore Ha X és Y független, akkor miként lehet a Z = X + Y változó generátorét kifejezni a X és Y generátoreivel? Összeg eloszlása

Összeg generátore Ha X és Y független, akkor miként lehet a Z = X + Y változó generátorét kifejezni a X és Y generátoreivel? p (Z) k = i G Z(z) = k G Z(z) = i p (X) i p (Y) k i, p (Z) k p (X) i z k = k z i j i p (X) i p (Y) k i zk = p (Y) j z j = G X(z)G Y(z). k i p (X) i p (Y) k i zi z k i = Összeg eloszlása

Összeg generátore Ha X és Y független, akkor miként lehet a Z = X + Y változó generátorét kifejezni a X és Y generátoreivel? p (Z) k = i G Z(z) = k G Z(z) = i p (X) i p (Y) k i, p (Z) k p (X) i z k = k z i j i p (X) i p (Y) k i zk = p (Y) j z j = G X(z)G Y(z). k i p (X) i p (Y) k i zi z k i = Összeg generátore Ha X 1, X 2,..., X n független valószínűségi változók és Y = X 1 + X 2 + + X n, akkor Y generátore: G Y(z) = G X1 +X 2 + +X n (z) = z X 1+X 2 + +X n = z X 1 z X 2 z Xn = z X 1 z X 2 z Xn = G X1 (z)g X2 (z) G Xn (z). Összeg eloszlása

Több dimenziós eset több dimenzióban Definíció: Ha a X valószínűségi változó komponensei nem negatív egész számokat vehetnek fel, a P( X = k) = P(X 1 = k 1, X 2 = k 2,..., X n = k n) = p k1,k 2,...,k n eloszlással, akkor a hozzá tartozó generátor: G X( z) = G X(z 1, z 2,..., z n) = k 1 =0 k 2 =0 k n=0 p k1,k 2,...,k n z k 1 1 zk 2 2 zkn n.

Több dimenziós eset és G( z) Az i-edik komponens várható értéke: X i = k 1 =0 k 2 =0 k n=0 A magasabb momentumok és a szórás: (X i) r = k 1 =0 k 2 =0 k n=0 k ip k1,k 2,...,k n = G( z). z i z=1 k r i p k1,k 2,...,k n = [z i ] z i r G( z), z=1 σ 2 (X i) = X 2 i X i 2 2 = [z i ] G( z) [ G( z) z i z=1 2 G( z) + G( z) [ G( z) 2 ] z 2 i z z=1 i z=1 z i z=1 z i z=1 2 ] =

Ez az alfejezet semmilyen formában nem kerül számonkérésre... De egy érdekes példát mutat generátorek alkalmazására.

Ez az alfejezet semmilyen formában nem kerül számonkérésre... De egy érdekes példát mutat generátorek alkalmazására.

Összefüggő komponens egy : olyan rész hálózat, melyben a kapcsolatokon (éleken) keresztül eljuthatunk akármelyik csomópontból (csúcsból) akármelyik másik csomópontba. Óriás komponens: aminek s 1 mérete a teljes rendszerméret, N mellett sem elhanyagolható, s 1 > 0 akkor is, ha N. N Óriás komponens jelenléte vagy hiánya drasztikusan megváltoztatja a hálózat viselkedését. Mikor jelenik meg/tűnik el az óriás komponens? PERKOLÁCIÓ

Összefüggő komponens egy : olyan rész hálózat, melyben a kapcsolatokon (éleken) keresztül eljuthatunk akármelyik csomópontból (csúcsból) akármelyik másik csomópontba. Óriás komponens: aminek s 1 mérete a teljes rendszerméret, N mellett sem elhanyagolható, s 1 > 0 akkor is, ha N. N Óriás komponens jelenléte vagy hiánya drasztikusan megváltoztatja a hálózat viselkedését. Mikor jelenik meg/tűnik el az óriás komponens? PERKOLÁCIÓ

Összefüggő komponens egy : olyan rész hálózat, melyben a kapcsolatokon (éleken) keresztül eljuthatunk akármelyik csomópontból (csúcsból) akármelyik másik csomópontba. Óriás komponens: aminek s 1 mérete a teljes rendszerméret, N mellett sem elhanyagolható, s 1 > 0 akkor is, ha N. N Óriás komponens jelenléte vagy hiánya drasztikusan megváltoztatja a hálózat viselkedését. Mikor jelenik meg/tűnik el az óriás komponens? PERKOLÁCIÓ

Összefüggő komponens egy : olyan rész hálózat, melyben a kapcsolatokon (éleken) keresztül eljuthatunk akármelyik csomópontból (csúcsból) akármelyik másik csomópontba. Óriás komponens: aminek s 1 mérete a teljes rendszerméret, N mellett sem elhanyagolható, s 1 > 0 akkor is, ha N. N Óriás komponens jelenléte vagy hiánya drasztikusan megváltoztatja a hálózat viselkedését. Mikor jelenik meg/tűnik el az óriás komponens? PERKOLÁCIÓ

Perkoláció szabályos rácson Perkoláció szabályos rácson egy rácspont (vagy él) betöltött p valószínűséggel, a kritikus p c-nél megjelenik a perkoláló klaszter. s S= 1 N (Barabási A.-L. fóliáiról)

Pl. a véletlen csúcs (vagy él) meghibásodások felfoghatók úgy, mint egy inverz perkolációs folyamat. (Barabási A.-L. fóliáiról)

Célkitűzés Hol van a perkoláció kritikus pontja egy véletlen? Feltevéseink: ismerjük a fokszámeloszlást: p(k) = P( egy v.v. csúcsnak k kapcsolata van ), a kritikus pontot a széttöredezett fázis felől közelítjük: a hálózat még elég ritka és elég véletlen ahhoz, hogy lokálisan fa szerű legyen.

Perkoláció és generátorek Bevezetünk néhány diszkrét eloszlást: p(k) k p(k) = P(v.v csúcsnak k éle van ). (Ezt hívják fokszámeloszlásnak). I(k) S=k I(k) = P(v.v. csúcs egy k méretű komponensben van). H(k) S=k Σ S=k H(k) = P(v.v. él egyik végén egy k méretű komponens van). H (k) m m H m(k) = P(v.v. m darab élek egyik végein található komponensek összmérete k).

Perkoláció és generátorek Alapötlet: I(k) = p(0)h 0 (k 1) + p(1)h 1 (k 1) + p(2)h 2 (k 1) +... +p(m)h m(k 1) +... = p(m)h m(k 1) m=0 Vesszük mindkét oldal generátorét: G I (x) = = p(m)h m(k 1)x k = k=0 m=0 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k

Perkoláció és generátorek Alapötlet: I(k) = p(0)h 0 (k 1) + p(1)h 1 (k 1) + p(2)h 2 (k 1) +... +p(m)h m(k 1) +... = p(m)h m(k 1) m=0 Vesszük mindkét oldal generátorét: G I (x) = = p(m)h m(k 1)x k = k=0 m=0 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k

Perkoláció és generátorek Alapötlet: I(k) = p(0)h 0 (k 1) + p(1)h 1 (k 1) + p(2)h 2 (k 1) +... +p(m)h m(k 1) +... = p(m)h m(k 1) m=0 Vesszük mindkét oldal generátorét: G I (x) = = p(m)h m(k 1)x k = k=0 m=0 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k

Perkoláció és generátorek A G H,m(x) kifejezhető G H(x)-el: S=k Σ S=k G H,m (x) = [G H (x)] m H(k) m H (k) m G I (x) = = 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 [G H(x)] m x x=0 k p(m) [G H (x)] m x = xg(g H (x)), m=0 ahol G(x) a p(k) fokszámeloszlás generátore.

Perkoláció és generátorek A G H,m(x) kifejezhető G H(x)-el: S=k Σ S=k G H,m (x) = [G H (x)] m H(k) m H (k) m G I (x) = = 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k 1 d k 1 p(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 [G H(x)] m x x=0 k p(m) [G H (x)] m x = xg(g H (x)), m=0 ahol G(x) a p(k) fokszámeloszlás generátore.

Perkoláció és generátorek I(k) = P(v.v csúcs egy k méretű komponensben van). Egy v.v csúcs komponensének várható mérete: S = G I(1) = [xg(g H (x)] x=1 = G(G I (1)) + G (1)G H(1) = = 1 + k G H(1), ahol G (1) = k a fokszám várható értéke. Hogyan lehetne G H(1)-et meghatározni?

Perkoláció és generátorek I(k) = P(v.v csúcs egy k méretű komponensben van). Egy v.v csúcs komponensének várható mérete: S = G I(1) = [xg(g H (x)] x=1 = G(G I (1)) + G (1)G H(1) = = 1 + k G H(1), ahol G (1) = k a fokszám várható értéke. Hogyan lehetne G H(1)-et meghatározni?

Perkoláció és generátorek I(k) = P(v.v csúcs egy k méretű komponensben van). Egy v.v csúcs komponensének várható mérete: S = G I(1) = [xg(g H (x)] x=1 = G(G I (1)) + G (1)G H(1) = = 1 + k G H(1), ahol G (1) = k a fokszám várható értéke. Hogyan lehetne G H(1)-et meghatározni?

Perkoláció és generátorek G H(1) meghatározásához egy újabb eloszlást kell bevezetnünk: q(k) Ötlet: } k q(k) = P(v.v él egyik végén k további élekre lehet tovább menni). H(k) = q(0)h 0 (k 1) + q(1)h 1 (k 1) + q(2)h 2 (k 1) +... +q(m)h m(k 1) +... = q(m)h m(k 1) m=0 Megint vesszük mindkét oldal generátorét.

Perkoláció és generátorek G H(1) meghatározásához egy újabb eloszlást kell bevezetnünk: q(k) Ötlet: } k q(k) = P(v.v él egyik végén k további élekre lehet tovább menni). H(k) = q(0)h 0 (k 1) + q(1)h 1 (k 1) + q(2)h 2 (k 1) +... +q(m)h m(k 1) +... = q(m)h m(k 1) m=0 Megint vesszük mindkét oldal generátorét.

Perkoláció és generátorek G H(1) meghatározásához egy újabb eloszlást kell bevezetnünk: q(k) Ötlet: } k q(k) = P(v.v él egyik végén k további élekre lehet tovább menni). H(k) = q(0)h 0 (k 1) + q(1)h 1 (k 1) + q(2)h 2 (k 1) +... +q(m)h m(k 1) +... = q(m)h m(k 1) m=0 Megint vesszük mindkét oldal generátorét.

Perkoláció és generátorek G H(1) meghatározásához egy újabb eloszlást kell bevezetnünk: q(k) Ötlet: } k q(k) = P(v.v él egyik végén k további élekre lehet tovább menni). H(k) = q(0)h 0 (k 1) + q(1)h 1 (k 1) + q(2)h 2 (k 1) +... +q(m)h m(k 1) +... = q(m)h m(k 1) m=0 Megint vesszük mindkét oldal generátorét.

Perkoláció és generátorek G H (x) = = = = q(m)h m(k 1)x k = k=0 m=0 1 d k 1 q(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 G x H,m(x) x=0 k 1 d k 1 q(m) k=0 m=0 (k 1)! dx k 1 [G H(x)] m x x=0 k q(m) [G H (x)] m x = xg q(g H (x)) m=0 G H(1) = G q(g H (1)) + G q(1)g H(1) = 1 + G q(1)g H(1) G H(1) = 1 1 G q(1)

Perkoláció és generátorek Visszahelyettesítve: A kritikus pont: S = 1 + k G H(1) = 1 + G q(1) = 1 k 1 G q(1) A G q(x)-t ki tudjuk fejezni a fokszámeloszlás segítségével: q(k) = P(v.v él egyik végén k + 1 fokszámú csúcs), kn k kp(k) P(él végén k fokszámú csúcs) = k k = N k k k p(k ) = q(k) = k + 1 p(k + 1) k = kp(k) k G q(x) = 1 (k + 1)p(k + 1)x k = 1 lp(l)x l 1 = G (x) k k=0 k l=1 k

Perkoláció és generátorek Visszahelyettesítve: A kritikus pont: S = 1 + k G H(1) = 1 + G q(1) = 1 k 1 G q(1) A G q(x)-t ki tudjuk fejezni a fokszámeloszlás segítségével: q(k) = P(v.v él egyik végén k + 1 fokszámú csúcs), kn k kp(k) P(él végén k fokszámú csúcs) = k k = N k k k p(k ) = q(k) = k + 1 p(k + 1) k = kp(k) k G q(x) = 1 (k + 1)p(k + 1)x k = 1 lp(l)x l 1 = G (x) k k=0 k l=1 k

Perkoláció és generátorek Visszahelyettesítve: A kritikus pont: S = 1 + k G H(1) = 1 + G q(1) = 1 k 1 G q(1) A G q(x)-t ki tudjuk fejezni a fokszámeloszlás segítségével: q(k) = P(v.v él egyik végén k + 1 fokszámú csúcs), kn k kp(k) P(él végén k fokszámú csúcs) = k k = N k k k p(k ) = q(k) = k + 1 p(k + 1) k = kp(k) k G q(x) = 1 (k + 1)p(k + 1)x k = 1 lp(l)x l 1 = G (x) k k=0 k l=1 k

Perkoláció és generátorek Visszahelyettesítve: A kritikus pont: S = 1 + k G H(1) = 1 + G q(1) = 1 k 1 G q(1) A G q(x)-t ki tudjuk fejezni a fokszámeloszlás segítségével: q(k) = P(v.v él egyik végén k + 1 fokszámú csúcs), kn k kp(k) P(él végén k fokszámú csúcs) = k k = N k k k p(k ) = q(k) = k + 1 p(k + 1) k = kp(k) k G q(x) = 1 (k + 1)p(k + 1)x k = 1 lp(l)x l 1 = G (x) k k=0 k l=1 k

Perkoláció és generátorek A G q(1) a másodszomszédok számának várható értékével áll nagyon szoros kapcsolatban. Bevezetjük: q m(k) m k q m(k) = P(m darab v.v. élek egyik végein összesen k további élekre lehet továbbmenni). n 2(k) = P(egy v.v. csúcs másodszomszédainak száma k). n 2(k) = p(0)q 0(k) + p(1)q 1(k) + p(2)q 2(k) +... +p(m)q m(k) +... = p(m)q m(k) m=0 (Megint vesszük mindkét oldal generátorét).

Perkoláció és generátorek A G q(1) a másodszomszédok számának várható értékével áll nagyon szoros kapcsolatban. Bevezetjük: q m(k) m k q m(k) = P(m darab v.v. élek egyik végein összesen k további élekre lehet továbbmenni). n 2(k) = P(egy v.v. csúcs másodszomszédainak száma k). n 2(k) = p(0)q 0(k) + p(1)q 1(k) + p(2)q 2(k) +... +p(m)q m(k) +... = p(m)q m(k) m=0 (Megint vesszük mindkét oldal generátorét).

Perkoláció és generátorek A G q(1) a másodszomszédok számának várható értékével áll nagyon szoros kapcsolatban. Bevezetjük: q m(k) m k q m(k) = P(m darab v.v. élek egyik végein összesen k további élekre lehet továbbmenni). n 2(k) = P(egy v.v. csúcs másodszomszédainak száma k). n 2(k) = p(0)q 0(k) + p(1)q 1(k) + p(2)q 2(k) +... +p(m)q m(k) +... = p(m)q m(k) m=0 (Megint vesszük mindkét oldal generátorét).

Perkoláció és generátorek A G q(1) a másodszomszédok számának várható értékével áll nagyon szoros kapcsolatban. Bevezetjük: q m(k) m k q m(k) = P(m darab v.v. élek egyik végein összesen k további élekre lehet továbbmenni). n 2(k) = P(egy v.v. csúcs másodszomszédainak száma k). n 2(k) = p(0)q 0(k) + p(1)q 1(k) + p(2)q 2(k) +... +p(m)q m(k) +... = p(m)q m(k) m=0 (Megint vesszük mindkét oldal generátorét).

Perkoláció és generátorek G n,2 (x) = = = = p(m)q m(k)x k = k=0 m=0 p(m) 1 d k k=0 m=0 k! dx k Gm,q(x) x k = x=0 p(m) 1 d k k=0 m=0 k! dx k [Gq(x)]m x x=0 k = p(m) [G q(x)] m = G(G q(x)) m=0 z 2 = n 2 = G n,2 (1) = G (1)G q(1) = k G q(1) G q(1) = z 2 k = z 2 z 1

Perkoláció és generátorek A perkoláció kritikus pontja Ez alapján a komponensméret várható értéke S = 1 + k 1 G q(1) = 1 + k 1 z 2 / k = = 1 + k 2 k z 2 = 1 + z 2 1 z 1 z 2 Ez a következőket jelenti: z 1 > z 2 pici, izolált klaszterek z 1 = z 2 KRITIKUS PONT! z 1 < z 2 óriás komponens

Perkoláció és generátorek A perkoláció kritikus pontja Ez alapján a komponensméret várható értéke S = 1 + k 1 G q(1) = 1 + k 1 z 2 / k = = 1 + k 2 k z 2 = 1 + z 2 1 z 1 z 2 Ez a következőket jelenti: z 1 > z 2 pici, izolált klaszterek z 1 = z 2 KRITIKUS PONT! z 1 < z 2 óriás komponens

Perkoláció és generátorek Perkoláció az Erdős Rényi modellben Mit kapunk pl. Erdős Rényi féle véletlen gráfra? A fokszámeloszlás binomiális, ami jól közelíthető Poisson-eloszlással: p(k) = ( N k )pk (1 p) N k k k k! e k, G(x) = e k (z 1) G q(x) = G (x) k = e k (z 1) = G(x), azaz a kritikus pontra, azt kapjuk, hogy G q(1) = G (1) = k = 1. (Ez egy híres eredmény, ami teljes precizitással, az általunk használt közelítő feltevések nélkül is bebizonyítható).

Perkoláció és generátorek Perkoláció az Erdős Rényi modellben Mit kapunk pl. Erdős Rényi féle véletlen gráfra? A fokszámeloszlás binomiális, ami jól közelíthető Poisson-eloszlással: p(k) = ( N k )pk (1 p) N k k k k! e k, G(x) = e k (z 1) G q(x) = G (x) k = e k (z 1) = G(x), azaz a kritikus pontra, azt kapjuk, hogy G q(1) = G (1) = k = 1. (Ez egy híres eredmény, ami teljes precizitással, az általunk használt közelítő feltevések nélkül is bebizonyítható).

Perkoláció és generátorek Perkoláció az Erdős Rényi modellben Mit kapunk pl. Erdős Rényi féle véletlen gráfra? A fokszámeloszlás binomiális, ami jól közelíthető Poisson-eloszlással: p(k) = ( N k )pk (1 p) N k k k k! e k, G(x) = e k (z 1) G q(x) = G (x) k = e k (z 1) = G(x), azaz a kritikus pontra, azt kapjuk, hogy G q(1) = G (1) = k = 1. (Ez egy híres eredmény, ami teljes precizitással, az általunk használt közelítő feltevések nélkül is bebizonyítható).

Perkoláció és generátorek

Hogyan lehetne általánosítani a generátort folytonos eloszlásokra?

Definíció: egy X folytonos valószínűségi változó karakterisztikus e: ϕ(t) = e itx = e itx = e itx ρ(x)dx. A generátor általánosításának felel meg: Ha X diszkrét és nem negatív egészeken fut végig, akkor ρ(x) = ϕ(t) = k=0 P(X = k)δ(x k) = p kδ(x k), k=0 e itx p kδ(x k)dx = k=0 p ke itk = G(z = e it ). k=0

Definíció: egy X folytonos valószínűségi változó karakterisztikus e: ϕ(t) = e itx = e itx = e itx ρ(x)dx. A generátor általánosításának felel meg: Ha X diszkrét és nem negatív egészeken fut végig, akkor ρ(x) = ϕ(t) = k=0 P(X = k)δ(x k) = p kδ(x k), k=0 e itx p kδ(x k)dx = k=0 p ke itk = G(z = e it ). k=0

és momentumok és momentumok A ρ(x) sűrűség és az összes momentum meghatározható a karakterisztikus segítségével: ρ(x) = 1 2π e itx ϕ(t)dt, X n = x n = 1 n ϕ i n t = [ 1 n n t=0 i t ] ϕ(t). t=0 A ρ(x) egyenleténél kihasználtuk, hogy 1 2π e itx ϕ(t)dt = 1 2π e itx 1 2π e itx ρ(x )dx dt = e it(x x) dt ρ(x )dx = ρ(x). δ(x x)

és momentumok eloszlás a a momentumok karakterisztikus Az összes momentum ismerete egyenlő az eloszlás ismeretével!

Összeg karakterisztikus e Ha X és Y függetlenek, akkor mi lesz a Z = X + Y változó karakterisztikus e? Összeg eloszlása

Összeg karakterisztikus e Ha X és Y függetlenek, akkor mi lesz a Z = X + Y változó karakterisztikus e? ρ Z(x) = ρ X(x y)ρ Y(y)dy ϕ Z(t) = dx dyρ X(x y)ρ Y(y)e itx = ϕ Z(t) = dx dyρ X(x y)ρ Y(y)e it(x y) e ity = ϕ Z(t) = dzρ X(z)e itz dyρ Y(y)e ity = ϕ X(t)ϕ Y(t). Összeg eloszlása

Összeg karakterisztikus e Összeg karakterisztikus e Összeg karakterisztikus e a karakterisztikus ek szorzata: Ha X 1, X 2,..., X n független valószínűségi változók és Y = X 1 + X 2 + + X n, akkor Y karakterisztikus e: ϕ Y(t) = Z X1 +X 2 + +X n (t) = e it(x 1+X 2 + +X n) = e itx 1 e itx 2 e itxn = e itx 1 e itx 2 e itxn = ϕ X1 (t)ϕ X2 (t) ϕ Xn (t). χ 2 -eloszlás

Összeg karakterisztikus e Összeg karakterisztikus e Összeg karakterisztikus e a karakterisztikus ek szorzata: Ha X 1, X 2,..., X n független valószínűségi változók és Y = X 1 + X 2 + + X n, akkor Y karakterisztikus e: ϕ Y(t) = Z X1 +X 2 + +X n (t) = e it(x 1+X 2 + +X n) = e itx 1 e itx 2 e itxn = e itx 1 e itx 2 e itxn = ϕ X1 (t)ϕ X2 (t) ϕ Xn (t). χ 2 -eloszlás

MEDIÁN ÉS KVANTILIS

Hol van egy eloszlás közepe? Általában a várható értéket szoktuk az eloszlás közepének gondolni... Ez a x -re szimmetrikus ρ(x) esetén teljesen OK, pl. normális eloszlás: ρ( x) 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 µ =2, σ =1 µ =7, σ =2 0.15 0.1 0.05 0 2 0 2 4 6 x 8 10 12 14

Hol van egy eloszlás közepe? Előfordulnak azonban olyan eloszlások is, ahol ρ(x) erősen aszimmetrikus. Pl. Tegyük fel, hogy egy előadó 200 csokit oszt ki 50 hallgató közt különböző módokon: mindenkinek 4-et, teljesen véletlenszerűen, (minden egyes csokinál véletlenszerűen kiválaszt egy hallgatót, függetlenül az előző választásoktól), a ZH pontszám alapján elért helyezés szerint -az első 5 hallgató 20 csokit kap fejenként, -a 6. helyezéstől a 10.-ig 10-et fejenként, -a 11. helyezéstől a 20.-ig 4-et fejenként, -a 21. helyezéstől a 31.-ig 1-et fejenként. A 4 legstréberebb hallgatónak ad 50-50 csokit (Az egy hallgatónak adott csokik számának várható értéke minden esetben 200/50=4).

Hol van egy eloszlás közepe? Az első két esetben az eloszlás (közel) szimmetrikus és a várható érték tényleg az eloszlás közepén van : 1 ρ( x) 0.8 0.6 0.4 <x> 0.2 0 0 10 20 30 40 50 x

Hol van egy eloszlás közepe? A másik két esetben viszont egy tipikus hallgató kevesebb csokival rendelkezik mint az átlag: 1 ρ( x) 0.8 0.6 0.4 <x> 0.2 0 0 10 20 30 40 50 x

Az erősen aszimmetrikus eloszlások esetén ahol nagy kiugró értékek fordulnak elő, a várható érték helyett sokszor szemléletesebb az eloszlás mediánja. Definíció: egy eloszlás mediánja az az m érték, ahol az eloszlás F(x = m) = 1 2. Szemléletes jelentése: - az eloszlás közepén van abból a szempontból, hogy annak valószínűsége, hogy X < m illetve, hogy X > m egyaránt 1 2. - ha elég nagy számú mintát veszünk az eloszlásból, akkor nagyjából ugyanannyi lesz alatta mint felette.

Előfordulhatnak olyan esetek, amikor pontosítani kell a definíción: Ha F(x) = 1 teljesül egy egész [x1, x2] szakaszon keresztül, akkor 2 m = (x 1 + x 2)/2 a szakasz közepén van. F(x) 1 0.5 m x

Előfordulhatnak olyan esetek, amikor pontosítani kell a definíción: Ha F(x) átugorja az 1 értéket, azaz F(x) = 1 -nek nincs 2 2 megoldása, akkor van egy x 0, melyre P(X < x 0) < 1 és 2 P(X > x 0) < 1. Ilyenkor m = x0. 2 F(x) 1 0.5 m x

Példák Példa A csokoládé osztogatós példánál a medián: ρ( x) 1 0.8 0.6 0.4 <x> 0.2 0 0 10 20 30 40 50 x

Példák Példa Mi az exponenciális eloszlás mediánja? F(x) = 1 e λx, ρ(x) = λe λx

Példák Példa Mi az exponenciális eloszlás mediánja? F(x) = 1 e λx, Sűrűség alapján: ρ(x) = λe λx m m ρ(x)dx = ρ(x)dx = λe λx dx = 0 m 0 m λe λx dx = 1 2 [ e λx ] m 0 = [ e λx ] m = 1 e λm = e λm = 1 2 m = 1 λ ln 2 Eloszlás alapján: F(x = m) = 1 e λm = 1 2 e λm = 1 2 m = 1 λ ln 2

Példák Példa A lognormális eloszlásnál: 1.4 ρ( x) 1.2 1 0.8 0.6 m µ=0, σ=0.3 µ=0, σ=1.5 0.4 <x> 0.2 m <x> 0 0 1 2 3 4 5 x

várható érték Ha a sűrűség szimmetrikus X -re, akkor m = X. Miért?

várható érték Ha a sűrűség szimmetrikus X -re, akkor m = X. Ilyenkor a szimmetria miatt x ρ(x)dx = x ρ(x)dx = 1 2.

A medián definícióját általánosíthatjuk úgy, hogy az eloszlás, F(x) értékkészletét két nem egyforma nagyságú tartományra osztjuk szét: Definíció: egy eloszlás p-ed rendű e az az Q p érték, melyre F(x = Q p) = p. Fontos ek: - a Q 1 2 a medián, - a Q 1 4 az alsó kvartilis, a Q 3 4 a felső kvartilis. A Q 3 Q 1 az interkvartilis terjedelem ami pl. a szóráshoz hasonlóan 4 4 azt jellemzi, hogy milyen széles egy eloszlás.

A medián definícióját általánosíthatjuk úgy, hogy az eloszlás, F(x) értékkészletét két nem egyforma nagyságú tartományra osztjuk szét: Definíció: egy eloszlás p-ed rendű e az az Q p érték, melyre F(x = Q p) = p. Fontos ek: - a Q 1 2 a medián, - a Q 1 4 az alsó kvartilis, a Q 3 4 a felső kvartilis. A Q 3 Q 1 az interkvartilis terjedelem ami pl. a szóráshoz hasonlóan 4 4 azt jellemzi, hogy milyen széles egy eloszlás.

A medián definícióját általánosíthatjuk úgy, hogy az eloszlás, F(x) értékkészletét két nem egyforma nagyságú tartományra osztjuk szét: Definíció: egy eloszlás p-ed rendű e az az Q p érték, melyre F(x = Q p) = p. Fontos ek: - a Q 1 2 a medián, - a Q 1 4 az alsó kvartilis, a Q 3 4 a felső kvartilis. A Q 3 Q 1 az interkvartilis terjedelem ami pl. a szóráshoz hasonlóan 4 4 azt jellemzi, hogy milyen széles egy eloszlás.

A medián definícióját általánosíthatjuk úgy, hogy az eloszlás, F(x) értékkészletét két nem egyforma nagyságú tartományra osztjuk szét: Definíció: egy eloszlás p-ed rendű e az az Q p érték, melyre F(x = Q p) = p. Fontos ek: - a Q 1 2 a medián, - a Q 1 4 az alsó kvartilis, a Q 3 4 a felső kvartilis. A Q 3 Q 1 az interkvartilis terjedelem ami pl. a szóráshoz hasonlóan 4 4 azt jellemzi, hogy milyen széles egy eloszlás.

Definíció: az eloszlás egy módusza a sűrűség, ρ(x), egy lokális maximumhelyének felel meg. Unimodális eloszlás: ρ(x)-nek csak egy maximumhelye van. (Pl. normális-eloszlás). Bimodális, trimodális, stb. eloszlás: ρ(x)-nek két, három, stb. lokális maximumhelye van.

Definíció: az eloszlás egy módusza a sűrűség, ρ(x), egy lokális maximumhelyének felel meg. Unimodális eloszlás: ρ(x)-nek csak egy maximumhelye van. (Pl. normális-eloszlás). Bimodális, trimodális, stb. eloszlás: ρ(x)-nek két, három, stb. lokális maximumhelye van.

Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható KORRELÁCIÓ

Korreláció Bevezetés Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Mit jelenthet két valószínűségi változó közti korreláció? Pl. X mint a valszám ZH-ra készülés intenzitása, Y meg a kapott pontszám.

Korreláció Bevezetés Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Mit jelenthet két valószínűségi változó közti korreláció? Pl. X mint a valszám ZH-ra készülés intenzitása, Y meg a kapott pontszám.

Korreláció Bevezetés Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Mit jelenthet két valószínűségi változó közti korreláció? Pl. X mint a valszám ZH-ra készülés intenzitása, Y meg a kapott pontszám. Ha a kettő független, akkor nincs korreláció és a tanulás mennyisége semmilyen hatással nincs a kapott pontszámra. Ha nem függetlenek és van némi korreláció akkor több pontra számítunk sok tanulás esetén, kevesebbre kevés tanulás esetén, legalábbis az átlagos esethez viszonyítva. Jó ötletnek tűnik a (X X )(Y Y ) szorzatot vizsgálni, hiszen ha X és Y egyforma irányban térnek el az átlaghoz képest, akkor ez a szorzat mindig pozitív lesz.

Korreláció Bevezetés Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Mit jelenthet két valószínűségi változó közti korreláció? Pl. X mint a valszám ZH-ra készülés intenzitása, Y meg a kapott pontszám. Ha a kettő független, akkor nincs korreláció és a tanulás mennyisége semmilyen hatással nincs a kapott pontszámra. Ha nem függetlenek és van némi korreláció akkor több pontra számítunk sok tanulás esetén, kevesebbre kevés tanulás esetén, legalábbis az átlagos esethez viszonyítva. Jó ötletnek tűnik a (X X )(Y Y ) szorzatot vizsgálni, hiszen ha X és Y egyforma irányban térnek el az átlaghoz képest, akkor ez a szorzat mindig pozitív lesz.

Korreláció Bevezetés Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Mit jelenthet két valószínűségi változó közti korreláció? Pl. X mint a valszám ZH-ra készülés intenzitása, Y meg a kapott pontszám. Ha a kettő független, akkor nincs korreláció és a tanulás mennyisége semmilyen hatással nincs a kapott pontszámra. Ha nem függetlenek és van némi korreláció akkor több pontra számítunk sok tanulás esetén, kevesebbre kevés tanulás esetén, legalábbis az átlagos esethez viszonyítva. Jó ötletnek tűnik a (X X )(Y Y ) szorzatot vizsgálni, hiszen ha X és Y egyforma irányban térnek el az átlaghoz képest, akkor ez a szorzat mindig pozitív lesz.

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korreláció és kovariancia Definíció: A X és Y valószínűségi változók kovarianciája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = (x x ) (y y ) ρ(x, y)dxdy, ahol ρ(x, y) a X és Y együttes sűrűsége. Alternatív ekvivalens formulája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = XY X Y Y X + X Y = Tulajdonságai: XY X Y Y X + X Y = XY X Y. Ha X és Y független, akkor XY = X Y, emiatt Cov(X, Y) = 0. A X saját magával vett kovarianciája a variancia, más néven a szórásnégyzet: Cov(X, X) =Var(X) = σ 2 (X). Szorzat várható értéke

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korreláció és kovariancia Definíció: A X és Y valószínűségi változók kovarianciája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = (x x ) (y y ) ρ(x, y)dxdy, ahol ρ(x, y) a X és Y együttes sűrűsége. Alternatív ekvivalens formulája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = XY X Y Y X + X Y = Tulajdonságai: XY X Y Y X + X Y = XY X Y. Ha X és Y független, akkor XY = X Y, emiatt Cov(X, Y) = 0. A X saját magával vett kovarianciája a variancia, más néven a szórásnégyzet: Cov(X, X) =Var(X) = σ 2 (X). Szorzat várható értéke

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korreláció és kovariancia Definíció: A X és Y valószínűségi változók kovarianciája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = (x x ) (y y ) ρ(x, y)dxdy, ahol ρ(x, y) a X és Y együttes sűrűsége. Alternatív ekvivalens formulája: Cov(X, Y) = (X X )(Y Y ) = XY X Y Y X + X Y = Tulajdonságai: XY X Y Y X + X Y = XY X Y. Ha X és Y független, akkor XY = X Y, emiatt Cov(X, Y) = 0. A X saját magával vett kovarianciája a variancia, más néven a szórásnégyzet: Cov(X, X) =Var(X) = σ 2 (X). Szorzat várható értéke

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Max. mekkora lehet a kovariancia abszolút értéke? Bizonyítás: Először azt látjuk be, hogy Cov(X, Y) σ(x)σ(y). XY X 2 Y 2. Tetszőleges a számra (Y ax) 2 0, ezért 0 (Y ax) 2 = Y 2 2aYX + a 2 X 2 = Y 2 2a YX + a 2 X 2. Helyettesítsünk be a = XY X 2 értéket: 0 Y 2 XY 2 X 2 0 Y 2 X 2 XY 2

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Max. mekkora lehet a kovariancia abszolút értéke? Bizonyítás: Először azt látjuk be, hogy Cov(X, Y) σ(x)σ(y). XY X 2 Y 2. Tetszőleges a számra (Y ax) 2 0, ezért 0 (Y ax) 2 = Y 2 2aYX + a 2 X 2 = Y 2 2a YX + a 2 X 2. Helyettesítsünk be a = XY X 2 értéket: 0 Y 2 XY 2 X 2 0 Y 2 X 2 XY 2

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Max. mekkora lehet a kovariancia abszolút értéke? Bizonyítás: Először azt látjuk be, hogy Cov(X, Y) σ(x)σ(y). XY X 2 Y 2. Tetszőleges a számra (Y ax) 2 0, ezért 0 (Y ax) 2 = Y 2 2aYX + a 2 X 2 = Y 2 2a YX + a 2 X 2. Helyettesítsünk be a = XY X 2 értéket: 0 Y 2 XY 2 X 2 0 Y 2 X 2 XY 2

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Max. mekkora lehet a kovariancia abszolút értéke? Bizonyítás: Először azt látjuk be, hogy Cov(X, Y) σ(x)σ(y). XY X 2 Y 2. Tetszőleges a számra (Y ax) 2 0, ezért 0 (Y ax) 2 = Y 2 2aYX + a 2 X 2 = Y 2 2a YX + a 2 X 2. Helyettesítsünk be a = XY X 2 értéket: 0 Y 2 XY 2 X 2 0 Y 2 X 2 XY 2

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható A XY X 2 Y 2 tételt használjuk a X X és Y Y változókra: (X X ) (Y Y ) = Cov(X, Y) (X X ) 2 (Y Y ) 2 = σ(x)σ(y). Ha a kovarianciát leosztjuk a szorások szorzatával, egy 1 és 1 közé eső számot kapunk!

Kovariancia Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható A XY X 2 Y 2 tételt használjuk a X X és Y Y változókra: (X X ) (Y Y ) = Cov(X, Y) (X X ) 2 (Y Y ) 2 = σ(x)σ(y). Ha a kovarianciát leosztjuk a szorások szorzatával, egy 1 és 1 közé eső számot kapunk!

Korrelációs együttható Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korrelációs együttható Definíció: A X és Y korrelációs együtthatója: C(X, Y) = Cov(X, Y) (X X )(Y Y ) σ(x)σ(y) = = σ(x)σ(y) (Ezt szokták Pearson-korrelációnak hívni). Tulajdonságai: Legfeljebb 1 abszolútértékű: 1 C(X, Y) 1 Ha X és Y független, akkor C(X, Y) = 0. XY X Y. σ(x)σ(y) Egy X valószínűségi változó önmagával vett korrelációs együtthatója C(X, X) = Cov(X,X) σ 2 (X) = 1.

Korrelációs együttható Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korrelációs együttható Definíció: A X és Y korrelációs együtthatója: C(X, Y) = Cov(X, Y) (X X )(Y Y ) σ(x)σ(y) = = σ(x)σ(y) (Ezt szokták Pearson-korrelációnak hívni). Tulajdonságai: Legfeljebb 1 abszolútértékű: 1 C(X, Y) 1 Ha X és Y független, akkor C(X, Y) = 0. XY X Y. σ(x)σ(y) Egy X valószínűségi változó önmagával vett korrelációs együtthatója C(X, X) = Cov(X,X) σ 2 (X) = 1.

Korrelációs együttható Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korrelációs együttható Definíció: A X és Y korrelációs együtthatója: C(X, Y) = Cov(X, Y) (X X )(Y Y ) σ(x)σ(y) = = σ(x)σ(y) (Ezt szokták Pearson-korrelációnak hívni). Tulajdonságai: Legfeljebb 1 abszolútértékű: 1 C(X, Y) 1 Ha X és Y független, akkor C(X, Y) = 0. XY X Y. σ(x)σ(y) Egy X valószínűségi változó önmagával vett korrelációs együtthatója C(X, X) = Cov(X,X) σ 2 (X) = 1.

Korrelációs együttható Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korrelációs együttható Definíció: A X és Y korrelációs együtthatója: C(X, Y) = Cov(X, Y) (X X )(Y Y ) σ(x)σ(y) = = σ(x)σ(y) (Ezt szokták Pearson-korrelációnak hívni). Tulajdonságai: Legfeljebb 1 abszolútértékű: 1 C(X, Y) 1 Ha X és Y független, akkor C(X, Y) = 0. XY X Y. σ(x)σ(y) Egy X valószínűségi változó önmagával vett korrelációs együtthatója C(X, X) = Cov(X,X) σ 2 (X) = 1.

Korrelációs együttható Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Korrelációs együttható Definíció: A X és Y korrelációs együtthatója: C(X, Y) = Cov(X, Y) (X X )(Y Y ) σ(x)σ(y) = = σ(x)σ(y) (Ezt szokták Pearson-korrelációnak hívni). Tulajdonságai: Legfeljebb 1 abszolútértékű: 1 C(X, Y) 1 Ha X és Y független, akkor C(X, Y) = 0. XY X Y. σ(x)σ(y) Egy X valószínűségi változó önmagával vett korrelációs együtthatója C(X, X) = Cov(X,X) σ 2 (X) = 1.

Korrelációs együttható Példák Korreláció Bevezetés Kovariancia Korrelációs együttható Példák Nézzük meg a korrelációs együttható értékét különböző pontfelhők esetén, ahol X és Y a pontok vízszintes és függőleges koordinátáinak felelnek meg: