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

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

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

Gyakorló feladatok a 2. dolgozathoz

36 0,3. Mo.: 36 0,19. Mo.: 36 0,14. Mo.: 32 = 0, = 0, = 0, Mo.: 32 = 0,25

Feladatok 2. zh-ra. 1. Eseményalgebra április Feladat. Az A és B eseményekr l tudjuk, hogy P (A) = 0, 6, P (B) = 0, 7 és

Biomatematika 2 Orvosi biometria

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Klasszikus valószínűségszámítás

Valószín ségszámítás és statisztika

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

Gyakorló feladatok. Az alábbi feladatokon kívül a félév szemináriumi anyagát is nézzék át. Jó munkát! Gaál László

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Geometriai valo szí nű se g

Készítette: Fegyverneki Sándor

2. A ξ valószín ségi változó eloszlásfüggvénye a következ : x 4 81 F (x) = x 4 ha 3 < x 0 különben

Valószínűség számítás

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

Nevezetes diszkre t eloszlá sok

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

Feladatok és megoldások a 13. hétre

(6/1) Valószínűségszámítás

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Figyelem, próbálja önállóan megoldani, csak ellenőrzésre használja a következő oldalak megoldásait!

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat, megoldással,

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

a megoldásra ajánlott feladatokat jelöli, a nehezebb feladatokat jelöli

Valószín ségszámítás és statisztika

1. A kísérlet naiv fogalma. melyek közül a kísérlet minden végrehajtásakor pontosan egy következik be.

AGRÁRMÉRNÖK SZAK Alkalmazott matematika, II. félév Összefoglaló feladatok A síkban 16 db általános helyzetű pont hány egyenest határoz meg?

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

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.

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

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

Az egyenes egyenlete: 2 pont. Az összevont alak: 1 pont. Melyik ábrán látható e függvény grafikonjának egy részlete?

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

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

2. Egy mértani sorozat második tagja 6, harmadik tagja 18. Adja meg a sorozat ötödik tagját!

2. Házi feladat és megoldása (DE, KTK, 2014/2015 tanév első félév)

Elméleti összefoglaló a Valószín ségszámítás kurzushoz

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

törtet, ha a 1. Az egyszerűsített alak: 2 pont

A II. fejezet feladatai

Matematika A1. 9. feladatsor. A derivált alkalmazásai. Függvény széls értékei

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

Matematika B4 VIII. gyakorlat megoldása

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Normális eloszlás tesztje

1. tétel. 1. Egy derékszögű háromszög egyik szöge 50, a szög melletti befogója 7 cm. Mekkora a háromszög átfogója? (4 pont)

1. Hányféle sorrendben vonulhat ki a pályára egy focimeccsen a tizenegy kezdő játékos?

Bodó Beáta - MATEMATIKA II 1

Matematikai statisztika I. témakör: Valószínűségszámítási ismétlés

Mérhetőség, σ-algebrák, Lebesgue Stieltjes-integrál, véletlen változók és eloszlásfüggvényeik

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

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Felte teles való szí nű se g

Valószínűségszámítás összefoglaló

NEVEZETES FOLYTONOS ELOSZLÁSOK

biometria II. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Matematikai-statisztikai adatfeldolgozás

2. A ξ valószín ségi változó s r ségfüggvénye a következ : c f(x) =

Valószínűségszámítás feladatok

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA. IDŐPONT: június 8.

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

Függvények Megoldások

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

Biometria az orvosi gyakorlatban. Számítógépes döntéstámogatás

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

MATEMATIKA HETI 3 ÓRA. IDŐPONT : 2009 június 8.

Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

(Independence, dependence, random variables)

1. Monotonitas, konvexitas

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Statisztikai becslés Statisztikák eloszlása

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

4.4. Egy úton hetente átlag 3 baleset történik. Mi a valószínűsége, hogy egy adott héten 2?

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

1. Kombinatorikai bevezetés

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

Valószínűségszámítás

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

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

Függvények vizsgálata

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA. IDŐPONT: Június 4.

3. Egy fiókban 10 egyforma pár kesztyű van. Találomra kiveszünk négy darabot.

7. 17 éves 2 pont Összesen: 2 pont

1. Tekintsük a következő két halmazt: G = {1; 2; 3; 4; 6; 12} és H = {1; 2; 4; 8; 16}. Elemeik felsorolásával adja meg a G H és a H \ G halmazokat!

Házi feladatok. Valószín ségszámítás és statisztika programtervez informatikusoknak, 2015 sz

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

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

Régebbi Matek B1 és A1 zh-k. deriválás alapjaival kapcsolatos feladatai. n )

függvény grafikonja milyen transzformációkkal származtatható az f0 : R R, f0(

Függvény differenciálás összefoglalás

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

1. tétel. Valószínűségszámítás vizsga Frissült: január 19. Valószínűségi mező, véletlen tömegjelenség.

VALÓSZÍNŰSÉGSZÁMÍTÁS. MSc. Órai Feladatok

Gyakorlat. Szokol Patricia. September 24, 2018

b) Ábrázolja ugyanabban a koordinátarendszerben a g függvényt! (2 pont) c) Oldja meg az ( x ) 2

A valószínűségszámítás elemei

Átírás:

Való szí nű sé gi va ltózó, sű rű sé gfű ggvé ny, élószla sfű ggvé ny Szűk elméleti összefoglaló Valószínűségi változó: egy függvény, ami az eseményteret a valós számok halmazára tudja vetíteni. A val. változó diszkrét, ha az értékkészlete megszámlálható, egyébként folytonos. Pl.: dobjunk föl egy pénzérmét -szer. Jelölje X a fej dobások számát. Ekkor X a valós számok halmazán veszi föl az értékkészletét, illetve az összes eseményt át is vetíti. Az X valószínűségi változó sűrűségfüggvénye f X () = P(X = k), azaz a sűrűségfüggvény azt mutatja meg, hogy a valószínűségi változó egy bizonyos értéket mekkora valószínűséggel vesz föl (folytonos esetben pontosan egy adott érték felvételének a valószínűsége, így itt úgy szoktuk értelmezni, hogy az adott érték nagyon kicsi, közvetlen környezetébe esne egy pont ekkora valószínűséggel). Az eddigi X-nél maradva f X (), =,,, : f X () = ( ) f X () = ( ) 9 f X () = ( ),58,5 f X () = ( ),5,5

f() Probability Density Function,4,,,8,6,4,,,8,6,4, 4 5 6 7 8 9 Binomial (;,5) Sűrűségfüggvény alapvető tulajdonságai: a) f X () b) f X ()d = Az eloszlásfüggvény azt mutatja meg, hogy mekkora annak a valószínűsége, hogy a valószínűségi változó egy adott értéknél kisebbet vesz föl, azaz F X () = P(X < ) Diszkrét esetben ez nyilván az -nél kisebb értékekhez tartozó valószínűségek összege, folytonos esetben azok integrálja adja meg. a) Diszkrét eset: F X () = k< f X (k) b) Folytonos eset: F X () = f X (k)d = k< f X () d c) Megfordítva: a sűrűségfüggvény az eloszlásfüggvény deriváltja Sűrűségfüggvényről diszkrét esetben nem igazán szoktunk beszélni, ott eloszlásnak hívjuk, de a koncepció alapvetően ugyanaz. Korábbi kockadobós probléma eloszlásfüggvénye:

F() Cumulative Distribution Function,9,8,7,6,5,4,,, 4 5 6 7 8 9 Binomial (;,5) Fontosabb szabályok: a) P( X < y) = F X (y) F X () b) P( < X < y) = F X (y) F X ( + ) c) P( X y) = F X (y + ) F X () d) P( < X y) = F X (y + ) F X ( + ) Eloszlásfüggvény alapvető tulajdonságai: a) monoton nemcsökkenő b) balról folytonos c) lim F() = d) lim F() = A valószínűségi változó minden lehetséges értékének valószínűségeit összeadva -et kell kapnunk: P(X = i ) = i= f X ()d = Azaz egy sűrűségfüggvényt a teljes értékkészleten integrálva -et kell kapnunk.

Feladatok Bevezető feladatok. Példa Egy játszóházba -7 éves korig lehet gyerekeket vinni. A következő eloszlásfüggvény megadja az adott időpontban ott tartózkodó, különböző korcsoportú gyerekek kumulált arányát. Számítsa ki a következő valószínűségeket: a) P(X = 4) b) P(X < 5,5) c) P(,5 X 6,),,, < 4 F() =,4, 4 < 5,5, 5 < 6,7, 6 < 7 {, > 7 P(X = 4) = F(5) F(4) =,4, =, P(X < 5,5) = F(5,5) =,5 P(,5 X 6,) = P(X 6,) P(X,5) =,7, =,5. Példa Egy kockával dobunk. Jelölje X a dobott szám értékét. Adja meg az Y = X valószínűségi változó eloszlásfüggvényét! Y értékkészlete {,,,} P(Y = ) = P(X = ) + P(X = 5) = 6 P(Y = ) = P(X = ) + P(X = 4) = 6 P(Y = ) = P(X = ) = 6 Ezekből pedig P(Y = ) = P(X = 6) = 6

F Y (y) =, y 6, < y 6 + 6, < y 6 + 6, < y 5 { 6 + 6, y >. Példa Adjuk meg a 9/5-ös lottón kihúzott öt szám közül a legkisebb eloszlásfüggvényét a π helyen! Jelölje X a legkisebb kihúzott lottószámot. P(X < π) = P(X ), mivel csak egész számokkal tudunk ebben a diszkrét esetben dolgozni. Az, hogy a legkisebb szám kisebb, mint azzal ekvivalens, hogy az összes esetből kivonjuk azokat, amikor mind az 5 szám a [,9] tartományból származik. 9 ( ) P(X ) = 5 ( 9 5 ) 4. Példa Kiválasztunk 5 kártyát visszatevés nélkül véletlenszerűen egy csomag magyar kártyából. Az X valószínűségi változó jelentse a kiválasztott ászok számát: a) Adja meg X valószínűség-eloszlásának táblázatát! X értékkészlete: X {,,,,4} Ebből a valószínűségek: P(),488,467,976,75 4, P(X = ) = ( 4 5 ) (4 ) ( 5 ) b) Írja föl az X valószínűségi változó eloszlásfüggvényét!

,,488, < F() =,8948, <,994, <,9999, < 4 {, > 4 c) Mennyi a valószínűsége, hogy legfeljebb kétszer választunk ászt? P(X ) = P(X < ) = F() =,994 d) Mennyi a valószínűsége, hogy a kiválasztott ászok számra páratlan? P(X páratlan) = P(X = ) + P(X = ) =,467 +,75 5. Példa Egy elromlott személygépkocsi javításához szükséges időtartam egy X valószínűségi változónak tekinthető, amelynek sűrűségfüggvénye az alábbi: f() = { 4 e 4, >, ahol a javítás befejezéséig szükséges időtartam hosszát jelöli órákban kifejezve. a) Ábrázolja a sűrűségfüggvényt! b) Adja meg X eloszlásfüggvényét! esetben: F() = dt = > esetben:

F() = f(t)dt = dt + t e 4 4 = (e 4 ) = e 4 dt = + ( ) t e 4dt = [e t 4 4] F() = { e 4, >, c) Ábrázolja az eloszlásfüggvényt! d) Számítsa ki a következő valószínűségeket! P(X 8), P(X 4), P(4 < X 48) Folytonos val. vált. esetén mindegy, hogy az intervallum végpontját hozzávesszük-e az intervallumhoz (mivel egy adott pont valószínűsége ) P(X 8) = P(X < 8) = F(8) = e 8 4 =,8 P(X 4) = P(X < 4) = F(4) = ( e 4 4) =,5488 P(4 < X 48) = P(X < 48) P(X < 4) = F(48) F(4) =,476 6. Példa Adott egy X valószínűségi változó eloszlásfüggvénye: a) Írja föl X sűrűségfüggvényét!, F() = {( ), <, >, < f() = F () = { ( ), <, > b) Mekkora annak a valószínűsége, hogy X nagyobb mint -,5 és kisebb mint,5? P(,5 < X <,5) = P(X <,5) P(X <,5) = F(,5) F(,5) = (,5 )

7. Példa, Lehet-e az F() = {, < függvény egy valószínűségi változó eloszlásfüggvénye? 4 4+4, > Ellenőrizzük, hogy az eloszlásfüggvények alapvető tulajdonságai teljesülnek-e! a) monoton nemcsökkenő? Ez láthatóan teljesül és < <,5 tartományokon. >,5 esetén ( 4 4+4 ) = 4(4 4) (4 )4 = (4+4) (4+4), tehát nem csökken itt sem. Azonban a töréspontok két oldalát is meg kell majd vizsgálni, mivel itt előfordulhat szakadás. b) lim F() =? c) lim F() =? d) balról folytonos? lim F() = lim = 4 lim F() = lim 4 + 4 = Két töréspont van, = és =/. Ennek a két pontnak a bal és jobboldali határértékét kell összehasonlítanunk. =: =,5: lim F() = lim = lim F() = lim = + + lim F() = lim = 4 lim F() = lim + + 4 + 4 = 6 Látható, hogy a függvény balról folytonos, azonban =,5-nél a szakadás csökkenő, márpedig az eloszlásfüggvények esetén csak nemcsökkenő tendencia engedhető meg, tehát ez a függvény nem eloszlásfüggvény! 8. Példa Állapítsa meg, hogy az alábbi függvény lehet-e sűrűségfüggvény:

ln, < f() = {, < <, > Ellenőrizzük, hogy a sűrűségfüggvények alapvető tulajdonságai teljesülnek-e rá! a) f X ()? Ez láthatóan teljesül, semelyik tartományban nem tudunk negatív értéket kapni. b) f X ()d =? f X ()d = ln d + d + d = lim [ ] b + [ ] = b Így ez nem lehet sűrűségfüggvény. = lim b ( b) + ( ( )) = +,5 = 9. Példa Az a paraméter mely értéke mellett lehet az alábbi függvény sűrűségfüggvény? Az f() integrálja -et kell adjon, így tehát: f()d = d +, < f() = { a ( ), > a ( ) d = a lim ( b b ) = a b = a lim ( ) d b = a lim b [( ) ] b Tehát a = esetén lehet sűrűségfüggvény (persze ez önmagában még nem elég ahhoz, hogy valóban sűrűségfüggvény is legyen, de a kérdés az volt mikor lehet, nem pedig hogy mikor lesz biztosan az).

ZH és vizsga feladatok. Példa Adjuk meg a 9/5-ös lottón kihúzott öt szám közül a második legkisebb eloszlásfüggvényének az értékét a π helyen. Jelölje X a második legkisebb kihúzott számot. F X (π) = P(X < π) Mivel X csak egész szám lehet, így P(X < π) = P(X ) X legalább kell hogy legyen, különben nem lehetne a második legkisebb. Tfh. X =, az első számjegy így kötött, a maradék pedig a [,9] tartományból kerül ki visszatevés nélküli húzással, azaz P(X = ) = ( 9 ) ( 9 5 ) Tfh. X =, ekkor az első szám lehet kétféle, a maradék pedig a [4,9] tartományból kerül ki, azaz Általánosan megfogalmazva tehát P(X = i) = P(X = ) = ( 9 ) ( 9 5 ) 9 i (i ) ( ) Ez tkp. az eloszlás, ebből fölírhatjuk az eloszlásfüggvényt: A megfelelő helyen kiértékelve: k ( 9 5 ), i =,, 87 P(X k) = P(X = i), k =,4, 88 i= F X (π) = P(X <.4) = P(X < ) = P(X ). Példa Egy dobozban piros, 4 fehér és zöld golyó van. Háromszor végrehajtjuk ugyanazt a kiválasztást: kiveszünk egyszerre golyót és feljegyezzük a pirosak számát, majd visszahelyezzük a golyókat a következő húzás előtt. Jelölje X i az i. kiválasztáskor kapott piros golyók számát. Adja meg Y = ma{x, X, X } eloszlását!

Y értékkészletét vizsgálva azt látjuk, hogy Y {,,,}. Tehát meg kell határoznunk a P(Y = ), P(Y = ), P(Y = ) és P(Y = ) valószínűségeket először, de ehhez kellenek az egyes X i valószínűségek: P(X i = ) = (6 ) ( 9 ), P(X i = ) = ( )(6 ) ( 9 ), P(X i = ) = ( )(6 ) ( 9 ), P(X i = ) = ( Y= akkor lehetséges, ha egyik húzásban sem volt piros. Mivel az egyes húzások függetlenek, így ennek a valószínűsége az egyes húzások valószínűségeinek a szorzata: ) ( 9 ) P(Y = ) = P(X = ) P(X = ) P(X = ) P(Y = ) = ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) P(X =, X =, X = ) P(Y = ) = ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) ( ) P(X =, X =, X = ) + ( ) P(X =, X =, X = ). Példa P(Y = 4) = (P(Y = ) + P(Y = ) + P(Y = )) Az A paraméter mely értékénél lesz az f() = Ae (+), R függvény sűrűségfüggvény? Egy függvény akkor sűrűségfüggvény, ha a teljes tartományon kiintegrálva -et ad. A e (+) d = π A = A = π = π Ehhez viszont magic integrálási skillek kellenek. Ha azunk nincs, de ismerjük a normál eloszlást, akkor észrevehetjük, hogy f() = Ae (+) = ( μ) πσ e σ Ebből leolvashatjuk, hogy μ = és = σ σ = 6 Ae (+) = π 6 e (+) ( 6 )

A ( π 6 ) e (+) = e (+) A ( π 6 ) = A ( π 6 ) = A ( π ) = A = π. Példa Egy benzinkút hetente kap üzemanyagot. A heti fogyasztást X jelöli ezer literben, melynek sűrűségfüggvénye f() = { 5( )4, < <, egyébként Mekkora legyen a tartály K kapacitása, hogy annak a valószínűsége, hogy a hét során kifogy a benzin kisebb legyen,-nél? Keressük azt a K-t, amire P(X > K) <,. P(X > K) = f()d <, K 5( ) 4 d = [ ( ) 5 ] K = ( [ K] 5 ) = ( K) 5 ( K) 5 5 <, K >, K 4. Példa Adjuk meg a 9/5 lottón kihúzott 5 szám közül a legkisebb eloszlásfüggvényének az értékét a 5 helyen! 4 P(X < 5) = P(X = i) = i= 4 i= 9 i ( 4 ) ( 9 5 )