[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Hasonló dokumentumok
[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Biomatematika 2 Orvosi biometria

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

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

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

A valószínűségszámítás elemei

A valószínűségszámítás elemei

Biometria az orvosi gyakorlatban. Számítógépes döntéstámogatás

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

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

Valószínűségszámítás összefoglaló

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

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

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

Közlemény. Biostatisztika és informatika alapjai. Alapsokaság és minta

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

Matematikai statisztika I. témakör: Valószínűségszámítási ismétlés

Elméleti összefoglaló a Valószín ségszámítás kurzushoz

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

Mi az adat? Az adat elemi ismeret. Az adatokból információkat

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

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

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

Gazdasági matematika II. tanmenet

STATISZTIKA ELŐADÁS ÁTTEKINTÉSE. Matematikai statisztika. Mi a modell? Binomiális eloszlás sűrűségfüggvény. Binomiális eloszlás

1. Kombinatorikai bevezetés

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

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

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

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

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

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

Nemparaméteres próbák

Sztochasztikus folyamatok alapfogalmak

Statisztika I. 4. előadás Mintavétel. Kóczy Á. László KGK-VMI. Minta Mintavétel Feladatok.

(Independence, dependence, random variables)

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Normál eloszlás

Elméleti összefoglaló a Sztochasztika alapjai kurzushoz

ORVOSI STATISZTIKA. Az orvosi statisztika helye. Egyéb példák. Példa: test hőmérséklet. Lehet kérdés? Statisztika. Élettan Anatómia Kémia. Kérdések!

Statisztika I. 4. előadás Mintavétel. Kóczy Á. László KGK-VMI. Minta Mintavétel Feladatok.

Bevezetés a biometriába Dr. Dinya Elek egyetemi tanár. PhD kurzus. KOKI,

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

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok II. útmutató

Valószín ségszámítás és statisztika

Készítette: Fegyverneki Sándor

Matematika III. 4. A valószínűségi változó és jellemzői Prof. Dr. Závoti, József

STATISZTIKA ELŐADÁS ÁTTEKINTÉSE. Mi a modell? Matematikai statisztika. 300 dobás. sűrűségfüggvénye. Egyenletes eloszlás

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Valószínőségi eloszlások Binomiális eloszlás

Számítógépes döntéstámogatás. Statisztikai elemzés

GRADUÁLIS BIOSTATISZTIKAI KURZUS február hó 22. Dr. Dinya Elek egyetemi docens

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok 2. útmutató

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

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Prof. Dr. Závoti József. Matematika III. 4. MA3-4 modul. A valószínűségi változó és jellemzői

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

Populációbecslés és monitoring. Eloszlások és alapstatisztikák

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

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

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

Biomatematika 8. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar. Fodor János

NEVEZETES FOLYTONOS ELOSZLÁSOK

Osztályozóvizsga követelményei

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

Valószínűségszámítás

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

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

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

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

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Biostatisztika. Sz cs Gábor. 2018/19 tavaszi félév. Szegedi Tudományegyetem, Bolyai Intézet

egyetemi jegyzet Meskó Balázs

Normális eloszlás tesztje

Feladatok és megoldások a 13. hétre

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

Területi sor Kárpát medence Magyarország Nyugat-Európa

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

Eloszlások jellemzése. Momentumok. Medián és kvantilis. Karakterisztikus függvény

A biostatisztika alapfogalmai, valószínűségszámítási alapok. Dr. Boda Krisztina PhD SZTE ÁOK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

VALÓSZÍNŰSÉGSZÁMÍTÁS. MSc. Órai Feladatok

1. Adatok kiértékelése. 2. A feltételek megvizsgálása. 3. A hipotézis megfogalmazása

Egymintás próbák. Alapkérdés: populáció <paramétere/tulajdonsága> megegyezik-e egy referencia paraméter értékkel/tulajdonsággal?

Baran Ágnes. Gyakorlat MATLAB. Baran Ágnes Gyakorlat 1 / 70

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat, megoldással,

VALÓSZÍNŰSÉG, STATISZTIKA TANÍTÁSA

Véletlenszám generátorok és tesztelésük. Tossenberger Tamás

Példák: tojások száma egy madárfészekben (egy adott madárfaj esetén), egy egyed testhőmérséklete (adott faj és ivar esetén), a következő buszon az uta

Matematika III. Nagy Károly 2011

Z v 1 (t)v 2 (t τ)dt. R 12 (τ) = 1 R 12 (τ) = lim T T. ill. periódikus jelekre:

[Biomatematika 2] Orvosi biometria. Visegrády Balázs

Gyakorló feladatok I.

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

A maximum likelihood becslésről

Gazdasági matematika II. Tantárgyi útmutató

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

Véletlenszám generátorok és tesztelésük HORVÁTH BÁLINT

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

s.s. Bere Anikó Zsuzsanna

Valószínűségszámítás

Bevezetés a biometriába Dr. Dinya Elek egyetemi tanár. PhD kurzus

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

YBL - SGYMMAT2012XA Matematika II.

Átírás:

[Biomatematika 2] Orvosi biometria 2016.02.22. Valószínűségi változó Véletlentől függő számértékeket (értékek sokasága) felvevő változókat valószínűségi változóknak nevezzük(jelölés: ξ, η, x). (pl. x = {1,2,3,4,5,6}) Eloszlási függvényükalapján( = < ) Diszkrét valószínűségi változó A lehetséges értékek száma véges, megszámlálható (pl. kockadobás eredménye, újszülöttek neme) Eloszlási függvényük diszkrét értékeket vehet fel (lépcsős eloszlási függgvény) Binomiális eloszlás, Poisson eloszlás, Hipergeometrikus eloszlás, Polinomiális eloszlás A diszkrét valószínüségi változókat számoljuk Folytonos valószínűségi változó A lehetséges értékek száma végtelen (bármely érték egy intervallumon belül) (pl. testhőmérséklet, vérnyomás) Eloszlási függvényük folytonos Normál eloszlás, Exponenciális eloszlás, Egyenletes eloszlás a folytonos valószínüségi változókat mérjük 1

Binomiális eloszlás nevezetes diszkrét eloszlás a valószínűségi változók egyedi mintázatot követnek Binomiális = két nevű, két részből álló,két tagú két diszkrét kimenetel kapcsolható egy eseményhez: sikerül valami vagy nem? (pl. balra vagy jobbra fordulok egy kereszteződésben, átmegyek a piroson vagy nem, egy gyógyszernek van mellékhatása vagy nincs) A binomiális eloszlás kialakulásának feltételei Az elvégzet vizsgálat (kísérlet) száma (n) rögzített (nemasikervagy akudarcszáma!). Minden kísérlethez két kimenetel társítható: siker vagy kudarc. Minden kísérlet esetén a siker valószínűsége azonos (a siker és a kudarc valószínűsége nem kell, hogy azonos legyen). Az elvégzett kísérletek függetlenek egymástól (egy kísérlet kimenetele nem befolyásolja egy másik alakulását). 2

Binomiális együttható n k = n! k! n k! kombináció ismétlés nélkül: hányféle úton lehet n próbából k-t kiválasztani ( n alatt a k ) Pl. hányféle képpen tudok 4 kártyát kiválasztani az 52 db-os Francia kártyából? 52 4 = 52! 4! 52 4! = 52! 4!48! =52 51 50 49 =270725 4 3 2 1 2 tablettát kell beadnom a betegnek 5-ből. Hányféle kombináció lehetséges? Egy valószínűségi változó kialakulásának valószínűsége binomiális eloszlás esetén = (1 ) =!!! (1 ) P: annak valószínűsége, hogy egy valószínűségi változó (x) értéke n alkalommal elvégzett kísérlet esetén k esetben valósul meg x: valószínűségi változó (pl. a fejek számának alakulása pénzérme többszöri feldobása után) : binomiális együttható n: az elvégzett kísérlet teljes száma k: a sikeres esetek száma n-k: a sikertelen esetek száma p: a siker valószínűsége 1-p: a kudarc (komplementer esemény) valószínűsége 3

Binomiális eloszlás jellemzői Átlag ( várható érték ): = Variancia: =(1 ) Szórás: = (1 ) Példa a binomiális eloszlásra Egy érme 10x feldobva egymás után. Mi a valószínűsége annak, hogy: 3 írástdobunk = P x =!!! (1 ) 10! 3! 10 3! 0.5# 1 0.5 $%# =0.12 4

Példa a binomiális eloszlásra Egy érme 10x feldobva egymás után. Mi a valószínűsége annak, hogy: Kevesebb mint 3 írást dobunk Több mint 3 írást dobunk hogy írást dobunk nem dobunk írást egyáltalán x P(x) kumulatív P(x) 0 0.00097 0.00 1 0.01 0.01 2 0.04 0.05 3 0.12 0.17 4 0.21 0.38 5 0.25 0.62 6 0.21 0.83 7 0.12 0.95 8 0.04 0.99 9 0.01 1.00 10 0.00097 1.00 P(X) 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 Példa a binomiális eloszlásra x valószínűségi változó ELOSZLÁSA x P(x) kumulatív P(x) 0 0.00097 0.00 1 0.01 0.01 2 0.04 0.05 3 0.12 0.17 4 0.21 0.38 5 0.25 0.62 6 0.21 0.83 7 0.12 0.95 8 0.04 0.99 9 0.01 1.00 10 0.00097 1.00 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x 5

Példa a binomiális eloszlásra 1.2 x valószínűségi változó ELOSZLÁSFÜGGVÉNYE 1 0.95 0.99 1.0 1.0 () = (X < x) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.01 0.05 0.17 0.38 0.62 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 x 0.83 x P(x) kumulatív P(x) 0 0.00097 0.00 1 0.01 0.01 2 0.04 0.05 3 0.12 0.17 4 0.21 0.38 5 0.25 0.62 6 0.21 0.83 7 0.12 0.95 8 0.04 0.99 9 0.01 1.00 10 0.00097 1.00 Kísérlet 2 Egy orvosnak 1 év alatt a kezelt 2080 betegből 728-at sikerült meggyógyítania. Mi a valószínűsége annak, hogy a következő héten: Nem gyógyít meg egy beteget sem. Pontosan 4 beteget fog meggyógyítani. Kevesebb mint 4 beteget fog meggyógyítani. Több mint 4 beteget fog meggyógyítani. 6

Poisson eloszlás Simeon Denis Poisson (19 századi ökológus) nevezetes diszkrét eloszlás a valószínűségi változók egyedi mintázatot követnek egy modell arra, hogy megtaláljuk egy diszkrét valószínűségi változó kialakulásának valószínűségét egy perióduson (szakasz, intervallum) belül (időben vagy térben). A Poisson eloszlás feltételei egy esemény előfordulása megszámlálható egy bizonyos időbeli vagy térbeli időszakon belül. x felvehet bármilyen értéket 0 és a (megszámlálhatóan) végtelen között. Az események függetlenek egymástól. Egy időben csak egy esemény valósulhat meg. 7

Egy valószínűségi változó kialakulásának valószínűsége Poisson eloszlás esetén = &λ λ ' P: egy valószínűségi változó kialakulásának valószínűsége x: valószínűségi változó, a kialakuló események száma e: a természetes alapú logaritmus alapszáma (2.718 ) λ: az esemény kialakulásának átlagos gyakorisága! A Poisson eloszlás jellemzői átlag: = λ variancia: =λ szórás: = λ 8

Példa a Poisson eloszlásra Egy gyógyszertárban 5 vásárlót szolgálnak ki óránként (λ) Mi a valószínűsége annak, hogy x személyt szolgálnak ki a következő órában? = &λ λ '! Példa a Poisson eloszlásra Egy gyógyszertárban 5 vásárlót szolgálnak ki óránként (λ) Mi a valószínűsége annak, hogy x személyt szolgálnak ki a következő órában? x P(x) Kumulatív P(x) 0 0.0067 0.0067 1 0.0337 0.0404 2 0.0842 0.1247 3 0.1404 0.2650 4 0.1755 0.4405 5 0.1755 0.6160 6 0.1462 0.7622 7 0.1044 0.8666 8 0.0653 0.9319 9 0.0363 0.9682 10 0.0181 0.9863 11 0.0082 0.9945 12 0.0034 0.9980 13 0.0013 0.9993 14 0.0005 0.9998 15 0.0002 0.9999 16 0.0000 1.0000 9

Példa a Poisson eloszlásra X valószínűségi változó ELOSZLÁSA 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 P(x) 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 x Példa a Poisson eloszlásra X valószínűségi változó ELOSZLÁSFÜGGVÉNYE 1.2 1 0.95 0.99 1.0 1.0 () = (X < x) 0.83 x P(x) Kumulatív P(x) 0.8 0 0.0067 0.0067 1 0.0337 0.0404 0.62 2 0.0842 0.1247 0.6 3 0.1404 0.2650 4 0.1755 0.4405 0.38 5 0.1755 0.6160 0.4 6 0.1462 0.7622 7 0.1044 0.8666 0.2 0.17 8 0.0653 0.9319 9 0.0363 0.9682 0.05 10 0.0181 0.9863 0 0.01 0 11 0.0082 0.9945 0 2 4 6 8 12 0.0034 10 0.998012 x 13 0.0013 0.9993 14 0.0005 0.9998 15 0.0002 0.9999 16 0.0000 1.0000 10

Folytonos valószínűségi változó Az eloszlásfüggvény alapján: A lehetséges értékek száma megszámlálhatatlanul végtelen (bármely érték előfordulhat egy intervallumon belül) (pl. testhőmérséklet, vérnyomás) eloszlásfüggvényük folytonos Normális eloszlás, Exponenciális eloszlás, Egyenletes eloszlás ()=(( <) Ez a függvény minden x értékre megadja annak a valószínűségét, hogy a valószínűségi változó (X) x-nél kisebb értéket vesz fel. A folytonos valószínűségi változó értéke egy bizonyos x pontban 0 (Formálisan minden értéknek végtelenül kicsi a valószínűsége, mely statisztikusan ekvivalens a zéróval.) Sűrűségfüggvény Folytonos valószínűségi változó esetén a sűrűségfüggvény az eloszlásfüggvény deriválásával álítható elő: ) =* Folytonos valószínűségi változó esetén az eloszlásfüggvény a sűrűségfüggvény integrálásával álítható elő: =+ *, ' - 11

A sűrűségfüggvény jellemzői * 0,&0 1&2&3 &453í7. - 8 *, =1 - ; 8 *, =(5 :) < az [a,b]-beli integrál megadja az X valószínűségi változó [a,b]-be esésének valószínűségét. Normális eloszlás (Gauss-eloszlás) Az eloszlási függvénye folytonos. ()=( <) A sűrűség függvénye harang alakú. * = 1 2= & $ '>? @ µ: várható érték, σ: szórás a görbe alatti terület a valószínűségi változó megvalósulásának valószínűségével arányos f(x) nem a valószínűséget jelenti 12

Gauss-eloszlás sűrűségfüggvénye P(X<x) f(x) Gauss-eloszlás eloszlásfüggvénye Normális eloszlás: sűrűségfüggvény 0.25 ϕ(x) 0.2 0.15 0.1 0.05 µ: 0 σ: 3 µ: 0 σ: 2 µ: 3 σ: 2 0-10 -9-8 -7-6 -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x µ: várható érték, σ: szórás 13

Standard normális eloszlás Ha µ=0 és σ=1, akkor a standard normális eloszlás sűrűségfüggvénye: A = 1 2= &'@ Eloszlásfüggvény: ϕ(x) 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 x Φ = 1 2= + &B@,3 ' - A normális eloszlás standardizálása C = normális eloszlás standard normális eloszlás 14

0.9 Standard normális eloszlás 0.8 0.7 0.6 C = µ: 6 σ: 0.5 0.5 0.4 µ: 0 σ: 1 0.3 0.2 0.1 0-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C = 6.5 6 =1 0.5 15

Z-táblázat Normális eloszlás 16

Normális eloszlás P=0.841-(1-0.841)=0.841-1+0.841=0.682 Vége! 17