
КТ Лекція 2
.pdf
2.1. ЗР дискретних ВВ
Біноміальний розподіл (розподіл Бернуллі)
Дискретна випадкова величина х, |
яка може приймати тільки цілі |
|||||||
невід’ємні значення з ймовірностями |
||||||||
P (X k) C |
k |
k |
q |
n k |
, |
k=0,1,...,n, де |
р – ймовірність появи події в |
|
|
p |
|
||||||
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
кожному випробуванні, k – кількість сприятливих подій, n – загальна |
||||||||
кількість випробувань, q=1–p, |
|
C |
k |
|
n! |
, |
називається розподіленою |
за |
біноміальним |
||
|
|||||||||
|
|
|
|||||||
|
n |
|
k!(n k)! |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
законом з математичним сподіванням np, та дисперсією – npq. |
|||||||||
Закон Бернуллі використовується тоді, |
коли |
необхідно знайти |
|||||||
ймовірність появи випадкової події, |
яка реалізується рівно k раз у |
||||||||
серії з n випробувань. |
|
|
|
|
Біноміальному закону розподілу підпорядковуються випадкові події такі, як число викликів швидкої допомоги за певний проміжок часу, черги до лікаря в поліклініці, епідемії тощо

ЗР випадкових величин
•Функція розподілу – це функція F(x), котра задає ймовірність того, що випадкова величина Х приймає у випробовуванні прийме значення менше х:
F(x)=Р(Х<х).
Її називають інтегральною функцією.
•Функція розподілу неперервної випадкової величини F(x) є неспадною неперервною функцією. Для дискретних випадкових величин функція розподілу є розривною ступеневою функцією.
•Щільність розподілу для неперервної випадкової величини – це похідна від функції розподілу
•Параметри розподілу: математичне сподівання, дисперсія.

ЗР дискретних ВВ
Розподіл Пуассона
Дискретна випадкова величина Х, яка може приймати тільки цілі невід’ємні значення з ймовірностями
|
m |
e |
|
P ( X m) |
|
|
|
|
|
|
|
n |
m! |
||
|
,m 0,1,....,
0
,
називається розподіленою
за законом Пуассона |
з |
математичним сподіванням |
|
і |
|||
дисперсією |
|
, де |
np |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Розподіл Пуассона, як граничний біноміальний використовується при вирішенні задач надійності медичного обладнання та апаратури, розповсюдження епідемії, викликів до хворого дільничих лікарів та в інших
задачах масового обслуговування.

2.2. ЗР неперервних ВВ
Нормальний закон розподілу (Гаусса)
Для нормального закону розподілу щільність розподілу задається |
||||||||||||||
рівнянням: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( x m) |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
( |
|
) |
|
|
|
|
|||
|
|
(x) |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
e |
|
|
|
, |
|
|
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
де m – математичне сподівання, |
а |
|
|
– |
|
|
середнє квадратичне |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
відхилення ( |
2 |
– дисперсія). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Стандартним нормальним розподілом називають розподіл |
з |
|||||||||||||
нульовим математичним сподіванням і |
одиничною дисперсією, |
|||||||||||||
щільність розподілу якого має наступний вигляд: |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(x) |
|
e |
2 |
. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормальному закону розподілу підпорядковуються такі випадкові величини як частота дихання, частота серцевих скорочень, динаміка росту популяції тощо.

Розподіл 2
ЗР неперервних ВВ
Нехай незалежні випадкові величини |
х |
, |
х |
,..., |
х |
n |
розподілені за |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нормальним законом з m=0 та |
2 |
=1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
n |
x |
|
|
Закон розподілу випадкової величини |
2 |
|
2 |
, називається “хі- |
|||||
|
|
|
i |
||||||
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
квадрат” розподілом з n ступенями вільності (кількість незалежних |
|||||||||
координат). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Із збільшенням ступенів вільності розподіл |
|
2 |
|
наближається до |
|||||
|
|
||||||||
нормального. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Розподіл Ст’юдента
ЗР неперервних ВВ
Нехай х, у незалежні випадкові величини, причому х розподілено за |
||||||
нормальним законом |
з параметрами (0;1), у – за законом |
|
2 |
з |
n |
|
|
||||||
ступенями вільності. |
Тоді, розподіл |
випадкової величини |
t |
|
|
x |
|
y |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
називається законом Ст’юдента з |
n ступенями вільності |
або |
t- |
|||
розподілом. |
|
|
|
|
|
|
При збільшенні числа ступенів вільності розподіл Ст’юдента |
||||||
наближається до нормального. |
|
|
|
|
|

Сучасна технологія аналізу даних
Оцінка параметрів розподілу та перевірка гіпотез
Статистичні гіпотези – це припущення, |
котрі відносяться до виду |
||||||||||
розподілу випадкової величини або окремих його параметрів. |
|
||||||||||
Задача випробування статистичних гіпотез виникає тоді, |
коли |
||||||||||
обставини вимушують нас робити вибір між двома способами дії. |
|||||||||||
Для оцінювання параметрів по емпіричним законам формулюється |
|||||||||||
нульова гіпотеза (Н0) про |
“відсутність |
розбіжностей”. |
Нульова |
||||||||
гіпотеза є прикладом статистичного висновку: |
якщо нульову |
||||||||||
гіпотезу відкинути, то висновок полягає в тому, що у сукупності, |
|||||||||||
котра розглядається |
є |
розбіжності, |
тобто |
приймається |
|||||||
альтернативна гіпотеза Н1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ймовірність з якою може бути відхилена нульова гіпотеза, |
коли вона |
||||||||||
є вірною, називається рівнем значущості |
(для медико-біологічних |
||||||||||
досліджень |
достатнім |
є |
рівень значущості |
0,05 ). |
Рівень |
||||||
значущості задається заздалегідь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ймовірність прийняття правильності рішення (гіпотеза Н |
0 |
є вірною) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
називається |
довірчою |
ймовірністю |
(для |
медико-біологічних |
|||||||
досліджень |
p 0,95). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Сучасна технологія аналізу даних
Етапи перевірки гіпотез
1.Визначення статистичної моделі, що буде використовуватися.
Висувають деякий набір передумов відносно закону розподілу випадкової величини і її параметрів. Наприклад, закон розподілу нормальний, величини незалежні і т.д.
2.Формулювання Н0 і Н1.
3.Вибір критерію, котрий підходить до висуненої статистичної
моделі.
4.Вибір рівня значущості в залежності від надійності висновків, що вимагаються.
5.Визначення критичної області для перевірки Н0.
Якщо значення критерію попадає в цю область, то Н0 відкидається. При умові, що Н0 правильна, ймовірність попадання в критичну область дорівнює . Вигляд цієї області (одностороння або двостороння) залежить від прийнятої Н0.
6.Розрахунок значення вибраного статистичного критерію для існуючих даних.
7.Порівняння розрахованого значення критерію з критичним,а потім вирішують прийняти чи відкинути Н0.