osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · korištenje tablica ... studentova - t-distribucija...

107
Osnovni pojmovi vjerojatnosti Predavanje 2

Upload: truongdien

Post on 31-Jul-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Osnovni pojmovi

vjerojatnosti

Predavanje 2

Page 2: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

2

Normalna distribucija – N(m,2)

Karakterizira mnoge empirijske pojave

Koristimo ju u teoriji procjene

S njom su u vezi mnoge druge distribucije: t, c2, F i druge.

Page 3: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

3

Normalna distribucija – N(m,2)

Funkcija gustoće vjerojatnosti:

2

2

1

2

1)(

m

x

exf

x

0

Page 4: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

4

Normalna distribucija – N(m,2)

Može se pokazati da vrijedi:

E(X)=m mjera centralne tendencije

Var(X)=2 mjera disperzije

Simetričnost f(x)=f(-x) → a3 0

Zaobljenost a4 3

Page 5: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

5

Mjere asimetrije

Simetrična Pozitivno

asimetrična

Negativno

asimetrična

MeMx 0xMeM 0 0MMex

Page 6: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

6

standardizirana mjera smjera i veličine asimetrije.

potpuna mjera asimetrije.

)

3

1

3

3

a

N

xxN

ii 22

3a

Koeficijent asimetrije

Page 7: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

7

)

4

1

4

4

a

N

xxN

ii

Mjera zaobljenosti

(koeficijent zaobljenosti)

34 a

Page 8: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

8

Normalna distribucija

0,34 aif

ix

34 a

Zaobljenost modalnoh vrha distribucije

Page 9: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

9

Normalna distribucija

Distribucija s vrhomzaobljenijim od normalne

0,34 a

0,34 a

if

ix

34 a

Zaobljenost modalnoh vrha distribucije

Page 10: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

10

Normalna distribucija

Distribucija s vrhomzaobljenijim od normalne

- Distribucija s vrhomspuštenijim od normalne

0,34 a

0,34 a

0,34 a

if

ix

34 a

Zaobljenost modalnoh vrha distribucije

Page 11: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

11

Normalna distribucija – N(m,2)

Određivanje vjerojatnosti:

b

a

dxxfaFbFbXaP )()()()(

a b

Page 12: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

12

Standardizirana normalna distribucija

Z(0,1)

Standardizacija:

))1,0(N

XXEXZ

m

Page 13: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

13

Standardizirana normalna distribucija

Z(0,1)

Funkcija gustoće vjerojatnosti:

2

2

1

2

1)(

z

ezf

z

0

Page 14: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

14

Korištenje tablica – Z(0,1)

)()0( zpzZP

Page 15: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

15

Normalna distribucija, X – N(m,2)

)

m

m

m

m

m

bZ

aP

bXaPbXaP

Page 16: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

16

Normalna distribucija, X – N(m,2)

) ) 6826,011 ZPXP mm

) ) 9544,02222 ZPXP mm

) ) 9947,03333 ZPXP mm

Page 17: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

17

Normalna distribucija – N(m,2)

Važno svojstvo:

Svaka linearna kombinacija normalno distribuiranih slučajnih varijabli je normalno distribuirana slučajna varijabla.

Page 18: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

18

Normalna distribucija – N(m,2)

Specijalno:

ako su varijable X1~ N(m1,12) i X2~ N(m2,2

2)

tada je

je koeficijent linearne korelacije između varijabli X1 i X2.

a1 i a2 su proizvoljne konstante (realni brojevi).

)2,( 2121

2

2

2

2

2

1

2

122112211 mm aaaaaaNXaXa

Page 19: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

19

Normalna distribucija – N(m,2)

Važnost normalne distribucije proizlazi iz centralnog graničnog teorema

Slučajni uzorak

Neka su X1, X2 ,..., Xn varijable koje tvore slučajni uzorak → X1, X2 ,..., Xn su i.i.d :

Nezavisne

Identično (jednako) distribuirane

Page 20: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

20

Centralni granični teorem

Neka su X1, X2 ,..., Xn varijable koje tvore slučajni uzorak iz beskonačne populacije sa sredinom m i varijancom 2 (za svaki i=1,…,n).

Tada je za n distribucija vjerojatnosti varijable

, pri čemu je

standardizirana normalna distribucija, bez obzira na oblik distribucije populacije iz koje potječu.

n

XZ

/

m

n

XXXX n

21

Page 21: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

21

Centralni granični teorem

.......suma nezavisnih jednako distribuiranih slučajnih varijabli koje imaju konačnu varijancupribližno normalno distribuirana.

Važnost normalne distribucije u empirijskim istraživanjima i primjenama VELIKA –

mnoge realne pojave mogu se opisati distribucijama s konačnim varijancama

Page 22: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

22

Bivarijatna normalna distribucija

Zajednička normalna funkcija gustoće n-dimenzionalnog slučajnog vektora

X=(X1, X2 ,..., Xn)

)(1)(2

1

2/12/)2(

1)(

mm

xx

nexf

) )

)

nnn XE

XE

XE

X

X

X

E

m

m

m

m

2

1

2

1

2

1

2

21

2

2

212

121

2

1

),(),(

),(),(

),(),(

nnn

n

n

XXCovXXCov

XXCovXXCov

XXCovXXCov

Page 23: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

23

Bivarijatna normalna distribucija

je determinanta matrice

određena s n+n(n+1)/2 parametra.

jiijjiijji njiXXCov ,,2,1,,),(

2

21

))((2)()()1(2

1

12),(

2

2

1

12

2

22

1

1

2

m

m

m

m

yxyx

eyxf

,im

,0i

1,1

Page 24: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

24

Bivarijatna normalna distribucija

ovisi o 5 parametara

je koeficijent korelacije

2

21

))((2)()()1(2

1

12),(

2

2

1

12

2

22

1

1

2

m

m

m

m

yxyx

eyxf

1,1

Page 25: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

25

Normalna distribucija – N(m,2)

Važno svojstvo:!!!!

vrijedi samo za normalno distribuirane slučajne varijable.

Ako su X i Y međusobno nekorelirane slučajne varijable (0 ), tada su i nezavisne, jer je

)()(),( yfxfyxf

Page 26: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

26

Svojstva višedimenzionalne normalne distribucije:

1. Ako slučajni vektor (X,Y) ima bivarijatnu normalnu distribuciju, tada su komponente X i Y jednodimenzionalne normalne slučajne varijable, tj.

),( 2

11 mNX ),( 2

22 mNY

Page 27: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

27

Svojstva višedimenzionalne normalne distribucije:

2. uvjetne distribucije vjerojatnosti komponenata X i Y , f(x|y) i f(y|x), također su normalno

distribuirane s parametrima:

)1()( )()(

)1()( )()(

22

21

1

22

22

12

2

11

m

m

m

m

xYVarxxYE

yXVaryyXE

Page 28: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

28

Primjer: Bivarijatna normalna distribucija

Funkcija gustoće bivarijatne normalne distribucije s parametrima

)0,1,1,0,0(),,,,( 2

2

2

121 mm

Page 29: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

29

Distribucije vjerojatnosti povezane s

normalnom distribucijom

Neka su X1, X2 ,..., Xn međusobno nezavisne standardizirane normalne slučajne varijable,

tj. Xi ~ N(0,1) za svaki

Tada:

ima Hi-kvadrat distribuciju s n stupnjeva

slobode i označava se, Z~ c2n)

Hi-kvadrat - c2

)(2

1

2 nXZn

i

i c

Page 30: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

30

Hi-kvadrat - c2 distribucija

Specijalno, za međusobno nezavisne centriranenormalne slučajne varijable X1, X2 ,..., Xn

E(Xi)=0, Xi ~ N(0, 2) za svaki i=1,2,...,n

Varijabla

ima Hi-kvadrat distribuciju s n stupnjeva

slobode, Z~ c2n)

)(2

12

2

nX

Zn

i

i c

Page 31: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

31

Hi-kvadrat - c2 distribucija

poprima samo pozitivne vrijednosti i

pozitivno je asimetrična, a3 0.

Očekivana vrijednost hi-kvadrat distribucije jednaka je broju stupnjeva slobode n (n>0), tj. za

Z~ c2n)

EZ) n Var(Z)=2nn

8 3 a

n

123 4 a

Page 32: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Hi-kvadrat - c2 distribucija

Poprima samo pozitivne vrijednosti i pozitivno je asimetrična, a3 0.

Page 33: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

33

Hi-kvadrat - c2 distribucija

Svojstvo aditivnosti:

Ako su Z1 i Z2 nezavisne i imaju Hi-kvadrat distribuciju, tada :

)(

)( i )(

2

21

2

2

2

1

mnZZ

mZnZ

c

cc

Page 34: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

34

Studentova - t-distribucija

Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n),

te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable, tada slučajna varijabla:

ima t-distribuciju s n stupnjeva slobode i

označava se Z ~ t(n)

)(nt

n

Y

XZ

Page 35: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

35

Studentova - t-distribucija

Svojstva:.... Z ~ t(n)

E(Z)=0 za n>1

za n>2 (u protivnom nije definirano)

a3 0 za n>3 i za n>4

2Var(Z)

n

n

4

63 4

na

Page 36: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

36

Studentova - t-distribucija

simetrična poput normalne distribucije (a3 0 ),

Plosnatija od normalne (a4 3 ) i

ima izdužene “repove”

za n→∞...............................t(n) →N

Page 37: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

37

F - distribucija

Ako su X ~ c2 (n) i Y ~ c2(m) međusobno

nezavisne slučajne varijable, tada slučajna varijabla:

ima F-distribuciju s n stupnjeva slobode u brojniku i m stupnjeva slobode u nazivniku,

tj. Z ~ F(n,m),

),(/

/nmF

mY

nXZ

Page 38: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

F - distribucija

(n>2)

(n>4) 2E(Z)

n

n ) ) )42

22Var(Z)

2

nnm

nmn

Page 39: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Inferencijalna statistika

Page 40: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

40

Inferencijalna statistika

skup statističkih metoda kojima se na osnovi prikupljenih mjerenja ili opažanja donose zaključci o populaciji, tj.

procjenjuju se nepoznati parametripopulacije i

testiraju statističke hipoteze.

Page 41: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

41

Inferencijalna statistika

Pretpostavke:

skup podataka u populaciji, odnosno proces koji generira podatke, opisuje se distribucijom vjerojatnosti,

vjerojatnosna svojstva te distribucije moguće je opisati pomoću nepoznatih parametara

Npr; sredina, varijanca i općenito momenti višeg reda.

Page 42: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

42

Inferencijalna statistika

Uzorak............podskup populacije

Uzorak od n podataka izabranih na slučajan način je slučajan uzorak veličine n.

Slučajni izbor je izbor kod kojeg se:

jedinice biraju neovisno jedna o drugoj, a

svaka jedinica ima unaprijed poznatu vjerojatnost izbora.

Page 43: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

43

Slučajan uzorak

Slučajni uzorak kod kojeg svaka jedinica ima jednaku vjerojatnost izbora zove se jednostavni slučajni uzorak (simple random sample).

Slučajan način izbora jedinica u uzorak

osigurava reprezentativnost uzorka, te

omogućava primjenu teorije vjerojatnosti,

Može se kontrolirati pogreška učinjena procjenom

Page 44: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

44

Slučajan uzorak

Uzorak od n opservacija vrijednosti jedne ili više varijabli, X1, X2,..., Xn, je

slučajni uzorak ako je n opservacija dobiveno nezavisno iz iste populacije.

Page 45: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

45

Slučajan uzorak

Za uzorak se kaže da je nezavisan i jednako distribuiran uzorakopservacija (oznaka i.i.d.)

ako je zajednička funkcija gustoće uzorka (X1, X2,..., Xn):

);();();(...

);();();();,,,(

21

2211

21

n

nn

nxfxfxfdii

xfxfxftnezavisnosxxxf

Page 46: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

46

Procjenjivanje parametara

Procjenjuje li se nepoznati parametar na temelju uzorka veličine n, odnosno na osnovi n podataka (x1, x2,..., xn), tada se slučajna varijabla

kojom se taj parametar procjenjuje zove procjenitelj (estimator) parametra .

),,,(ˆ21 nXXXf

Page 47: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

47

Procjenjivanje parametara

Izborom konkretnog uzorka, varijable iz uzorka X1, X2,..., Xn poprimaju određene numeričke vrijednosti (x1, x2,..., xn),a

varijabla poprima vrijednost

Ta se vrijednost zove procjena parametra jednim brojem (point estimate).

),,,(ˆ21 nxxxf

Page 48: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

48

Primjer 1: Procjena sredine populacije

Ako je m nepoznata sredina populacije, funkcija:

je procjenitelj od m.

Za konkretne vrijednosti iz uzorka, procjena jednim brojem nepoznate sredine osnovnog

skupa m je aritmetička sredina uzorka, .

n

XXXX n

21

x

Page 49: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

49

Procjena sredine populacije - m

Distribucija procjenitelja

zove se sampling distribucija aritmetičkih sredina uzoraka.

X

Page 50: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

50

Primjer:

X ~ N(m,2)

na osnovi jednostavnog slučajnog uzorka veličine n,

procjenjuje se sredina populacije m

tada je sampling distribucija procjenitelja od m također normalna distribucija (zašto?)

),(2

nNX

m

Page 51: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

51

Očekivana vrijednost od

) )

) ) ) μ

XE

m

mmm

nn

XEXEXEn

XXXEnn

XXXE

n

n

n

11

1

21

21

21

Nepristran procjenitelj

Page 52: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

52

Varijanca od

)

) ) )

n

σ

XVar

2

2

2

22

2

2

12

212

21

1

1

1

nn

XVarXVarXVarn

XXXVarn

n

XXXVar

n

nezavisne

n

n

Page 53: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

53

Procjenjivanje parametara

Polazeći od sampling distribucije, moguće je osim procjene jednim brojem odrediti i intervalnu procjenu parametra , tj.

određen s 1 i 2 (granice) unutar kojeg će se uz određenu zadanu vjerojatnost (1-g) nalaziti stvarna vrijednost parametra

(1-g)· 100% - pouzdanost procjene.

) g 121P

Page 54: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

54

Primjer:

Uz pouzdanost procjene(1-g)· 100%

nepoznata sredina m populacije nalaziti unutar intervala:

gdje je aritmetička sredina uzorka veličine n,

standardna devijacija populacije a

koeficijent pouzdanosti

odgovarajući g/2percentil N(0,1) distribucije

nzx

nzx

m

gg 2/2/

x

2/gz

Page 55: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

55

Sampling distribucija

teorijska distribucija vjerojatnosti procjenitelja parametara

Izvire iz koncepta ponovljenih izbora slučajnih uzoraka iz dane populacije.

Različiti uzorci dovode do različitih vrijednosti procjena.

Procjenitelj je funkcija uzorka....procjenitelj je varijabla, koja se naziva sampling varijablom, zato što se mijenja od uzorka do uzorka.

Page 56: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

56

Svojstva procjenitelja

Poželjna određena svojstva procjenitelja

Svojstva malog (konačnog) uzorka

nepristranost i efikasnost

Asimptotska svojstva (velikog uzorka)

asimptotska nepristranost i konzistentnost.

Page 57: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

57

Nepristranost procjenitelja

je nepristran procjenitelj parametra ako je:

......čak i u malim uzorcima, procjene parametara u prosjeku su jednake stvarnim vrijednostima.

)ˆ(E

Page 58: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

58

Nepristranost procjenitelja

ako bi vrijednost parametra θ izračunavali za svaki uzorak i

postupak ponavljali beskonačno mnogo puta

prosječna vrijednost svih tih procjena bila bi jednaka stvarnoj vrijednosti parametra θ.

Page 59: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

59

Nepristranost procjenitelja

je pristran procjenitelj parametra ako je:

pristranost (bias)

)ˆ(E

)ˆ(EB

Page 60: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

60

Procjenitelji parametra (s različitim varijancama)

Page 61: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

61

Nepristranost procjenitelja

Međutim:...nepristranost poželjno svojstvo!!!....Ali ne pod svaku cijenu!

Ponekad bolje

pristrani procjenitelj s malom varijancom

s vrijednostima blizu

u odnnosu na nepristran procjeniteljems velikom varijancom

koji može za neke uzorke biti daleko od

Page 62: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

62

Nepristranost procjenitelja

pored nepristranosti - poželjno svojstvo i mala varijanca.

kriterij pri izboru procjenitelja promatra se srednja kvadratna pogreška MSE (mean squared error)

kompromis između pristranosti i varijance

manja MSE – procjenitelj ''bolji''.

) )ˆ(ˆ)ˆ( 22

VarBEMSE

Page 63: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

63

Primjer:

Procjenjuju se parametri populacije čija je distribucija normalna s parametrima m i 2, N(m,2), na osnovi jednostavnog slučajnog uzorka veličine n.

Dva procjenitelja parametra m su

Međutim, je nepristran procjenitelj (primjer 2), za razliku od procjenitelja koji je pristran. Dokažite!!

n

XXXX n

21

1

1

212

n

XXXX n

1X

2X

Page 64: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

64

Primjer:

Pristranost procjenitelja

B →0 za n →∞

povećanjem uzorka n →∞, uzorak sve više

''približava'' populaciji.

2X

) mm

1

..................................................2n

nXE

) 01

1............................................2

mm

nXEB

Page 65: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

65

Primjer:

Dva procjenitelja parametra 2 su

Povećanjem uzorka, pristranost se smanjuje

) ) )n

XXXXXX n

22

2

2

12

) ) )1

ˆ

22

2

2

12

2

n

XXXXXX n

) ,.....ˆ 22

1 E ) 222

21

..........ˆ

n

nE

) 01

1.............................................ˆ 222

2

n

EB n

Page 66: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

66

Efikasnost procjenitelja

Svojstvo vezano za varijancu procjenitelja.

Nepristran procjenitelj je efikasan ako i samo ako u skupu svih nepristranih procjenitelja ima najmanju varijancu (MVUE - Minimum Variance Unbiased Estimator).

Kao kriterij ''kakvoće'' procjenitelja uzima se vrijednost MSE

Page 67: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

67

Efikasnost procjenitelja

za dva procjenitelja i parametra (ne

nužno nepristrana)

Procjenitelj efikasniji od (u smislu najmanje srednje kvadratne pogreške) ako i samo ako je:

1 2

1 2

)ˆ()ˆ( 21 MSEMSE

Page 68: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

68

Efikasnost procjenitelja

Ako se promatra samo skup linearnih nepristranih procjenitelja, procjenitelj:

je najbolji linearni nepristrani procjenitelj(BLUE), ako su konstante c1,c2,...,cn odabrane tako da je linearni procjenitelj g

nepristran (E(g) = ) i

ima najmanju varijancu (efikasan je).

i

n

i

inn XcXcXcXcg

1

2211

Page 69: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

69

Procjenitelji parametra s različitim varijancama

i nepristrani procjenitelji, jer je

Procjenitelj efikasaniji je u odnosu na jer ima manju varijancu

1 2 ) ) 21ˆˆ EE

1 2

)ˆ()ˆ( 21 VarVar

Page 70: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

70

Asimptotska nepristranost procjenitelja

Procjenitelj je asimptotski nepristran

procjenitelj parametra ako njegova

očekivana vrijednost teži pravoj vrijednosti parametra kad veličina uzorka neograničeno raste, tj.:

- procjenitelj na temelju uzorka veličine n

)ˆ(lim nn

E

n

Page 71: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

71

Konzistentnost procjenitelja

Grubo govoreći, procjenitelj parametra je

konzistentan ako se povećanjem uzorka ''približava'' stvarnoj vrijednosti parametra

Formalno:

Niz procjenitelja je konzistentan niz ako za svaki proizvoljno mali pozitivni broj 0 vrijedi:

n

1ˆlim

nn

P

Page 72: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

72

Konzistentnost procjenitelja

Formula:

vjerojatnost da procjena (izračunata na temelju uzorka veličine n) bude proizvoljno blizu

stvarne vrijednosti parametra teži prema 1

vjerojatnost sigurnog događaja).

po vjerojatnosti teži prema i zapisuje se:

n

1ˆlim

nn

P

n

np ˆlim P

Page 73: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

73

Konzistentnost procjenitelja

Dovoljan uvjet za konzistentnost procjenitelja je

da pristranost i varijanca procjenitelja teže nuli kad veličina uzorka raste

no taj uvjet nije nužan.

Page 74: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

74

Testiranje statističkih hipoteza

Testiranje hipoteza polazi od pretpostavke da je distribucija vjerojatnosti slučajne varijable X poznata

Parametrijski testovi

Testiranje statističkih hipoteza o nepoznatom

parametru

Hipoteze H0 i H1

Page 75: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

75

Testiranje statističkih hipoteza

Dvosmjerni-

H0 - jednostavna (simple, point hypothesis)

određuje samo jedna vrijednost parametra: H0: 0

H1 - složena (composite, interval hypothesis)

specificira se interval vrijednosti od H0: 0

Jednosmjerni

obje hipoteze složene.

Page 76: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

76

Testiranje statističkih hipoteza

Postupak testiranja je pravilo odlučivanja

na osnovi prikupljenih informacija iz uzorka i

utvrđenih granica područja prihvaćanja, odnosno odbacivanja nulte hipoteze

odluka o prihvaćanju/ odbacivanju H0

kritične vrijednosti

odluka - na osnovi uzorka,

moguće dvije vrste pogrešaka: tipa I i tipa II.

Page 77: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

77

) )lažnaHHprihvatitiP

istinitaHHodbacitiP

.............

.............

00

00

a

Testiranje statističkih hipoteza

Page 78: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

78

) )lažnaHHprihvatitiP

istinitaHHodbacitiP

.............

.............

00

00

a

a, planske veličine

…….određuju se nacrtom testa

1- snaga testa

Testiranje statističkih hipoteza

Page 79: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

79

Testiranje statističkih hipoteza

Pri testiranju

nastoji se minimizirati obje pogreške,

to je nemoguće istovremeno

pogreške tipa I, smatra se ''opasnijom''

u praktičnim primjenama, određuje se prije postupka testiranja.

Page 80: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

80

Primjer : Dvosmjerni test o m

Hipoteze:

Ako je XN(m, 2) →

Ako je H0 istinita tj. H0: mm0

sampling distribucija je

za zadanu razinu signifikantnosti a,

01

00

:

:

mm

mm

H

H

),(2

nNX

m

),(2

0n

NX

m

Page 81: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

81

Primjer : Dvosmjerni test o m

Kritične granice:

m0 je pretpostavljena vrijednost sredine osnovnog skupa, je standardna devijacija populacije, a za/2 je a/2-percentil N(0,1).

nzc

m a 201

nzc

m a 202

Page 82: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

82

Primjer : Dvosmjerni test o m

Odluka:

se uspoređuje s kritičnim granicama.

ako je , tj.

H0 se prihvaća kao moguća uz danu razinu signifikantnosti a.

u protivnom, ako je ili

H0 se odbacuje.

x

21 cxc 21,ccx

2cx xc 1

Page 83: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

83

Primjer : Dvosmjerni test o m

Alternativno:

ili

Odluka:

|z| ili |t| se uspoređuje s za/2 (ta/2)

ako je |z| <za/2 → H0 se prihvaća za a.

ako je |z| >za/2 → H0 se odbacuje za a.

)1,0(0 Nx

zx

m)1(0

nt

xt

x

m

Page 84: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

84

Primjer : Dvosmjerni test o m

Empirijska razina značajnosti – p-vrijednost:

Najmanja razina značajnosti u odnosu na koju se H0 odbacuje

Odluka:

ako je p > a→ H0 se prihvaća za a.

ako je p < a → H0 se odbacuje za a.

x

xz

m0 )zZP2 p

Page 85: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

85

Primjer :

Prema standardu, prosječna trajnost električnih žarulja od 75W iznosi 2000 sati s prosječnim odstupanjem 250 sati.

Iz serija žarulja izabran je slučajni uzorak od 64 žarulje. Ispitivanjem je ustanovljeno da je prosječna trajnost žarulja u uzorku 1935 sati.

Može li se prihvatiti pretpostavka da je uzorak izabran iz osnovnog skupa kojemu je aritmetička sredina prema standardu? Testirati na razini značajnosti od 5%.

Page 86: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

86

Primjer:

96,105,0%5

1935250642000

025,02/

0

zz

xn

aa

m

08,2

64

250

2000193500

n

xxz

x

m

m

Page 87: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

87

Primjer:

25,206125,3196,12000

75,193825,3196,12000

2

1

2/02

2/01

c

c

c

c

z

z

x

x

m

m

a

a

021 Hcxc

Page 88: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

88

Primjer :

Page 89: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

89

Primjer:

) )

1

22

H

p

a0,0376

)2,08ZP)zZP

vrijednost-

Page 90: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Model jednostavne

linearne regresije

90

Page 91: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Regresijska analiza

najčešde korištena metodologija u ekonometriji

bavi se opisivanjem ovisnosti jedne varijable o jednoj ili više drugih varijabli

Varijabla od primarnog interesa, čije se varijacije objašnjavaju pomodu varijacija drugih varijabli naziva se zavisnom (regresand) varijablom...Y

varijable kojima se objašnjavaju varijacije zavisne varijable nazivaju se nezavisnim (regresorskim) varijablama....X

91

Page 92: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

),,,( 21 Kxxxfy

),,,( 21 Kxxxfy

92

Regresijska analiza

Page 93: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

93

Regresijska analiza

Varijabla y Varijabla x (x1, x2,...,xk)

Zavisna

Varijabla s lijeve strane

Regresand

Endogena

Output

Nezavisna

Varijabla s desne strane

Regresorska

Egzogena

Input

Page 94: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

)(xfy xxf 10)(

94

Regresijska analiza

Modelom jednostavne linearne regresije izražena je stohastička linearna veza između zavisne varijable y i nezavisne varijable x

Formalni izraz

Page 95: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

iii

iii

iii

xy

xy

xy

cos

ln

10

10

210

95

Linearnost

odnosi na način na koji se parametri i greške relacije pojavljuju u regresijskoj jednadžbi

Ne odnosi se na odnos među varijablama

Primjer linearnih modela

Page 96: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

iexy ii 1

0

iii xy lnlnln 10

96

Linearnost

Primjer nelinearnih modela

Linearizacija

Što je s modelima

exy

a

1 eyx

21a

Page 97: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

nixy iii ,...,2,1 10

nnn

iii

xy

xy

xy

xy

10

10

22102

11101

Xy 97

Model jednostavne linearne regresije

Page 98: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

n

i

y

y

y

y

y

2

1

n

i

x

x

x

x

X

1

1

1

1

2

1

1

0

n

i

2

1

98

Model jednostavne linearne regresije

Page 99: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

99

Model jednostavne linearne regresije

n-opažanja.....uzorak veličine n

jedna realizacija svih mogudih uzoraka veličine n odabranih iz iste populacije

za svako opažanje xi postoji distribucija vjerojatnosti varijable i

pa prema tome postoji i distribucija vjerojatnosti zavisne varijable yi.

nixy iii ,...,2,1 10

Page 100: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

100

Polazne pretpostavke modela jednostavne linearne regresije

1. Veza između y i x je linearna

2. Varijabla x je deterministička varijabla ili se alternativno pretpostavlja da su njene vrijednosti fiksne u ponovljenim mjerenjima (uzorcima).

matrica X jednaka za svaki novi uzorak

u svakom novom uzorku - samo nove vrijednosti od i y.

Pretpostavka uvedena kako bi se zanemario izvor varijacija u x (analiza veze između y i x).

Page 101: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

101

Polazne pretpostavke modela jednostavne linearne regresije

3. Greške relacije u prosjeku ne utječu na zavisnu varijablu, tj.

E(i)=04. Zbog jednostavnosti - pretpostavka da je analizirani

uzorak izabran na slučajan način, te da su stoga bilo koje dvije slučajne varijable i međusobno nezavisne, a time su i nekorelirane, tj.

Cov(i , j )=E(i )=0 za svako i≠j, i,j=1,2,...n

Page 102: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

102

Polazne pretpostavke modela jednostavne linearne regresije

5.Za svako i=1,2,...,n.

nepromjenjivosti ili homoskedastičnosti varijance

varijacije i ne ovise o xi , tj.

ne razlikuju se u različitim područjima vrijednosti nezavisne varijable.

),0(~ 2 Ni2)( iVar

Page 103: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

Pretpostavke (1) – (3), bez pretpostavke o obliku distribucije grešaka relacije, nazivaju se Gauss Markovljevim uvjetima.

103

Pretpostavke – formalan zapis

Page 104: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

104

Polazne pretpostavke modela jednostavne linearne regresije

Varijable yi su:

1. međusobno nekorelirane

2. normalne slučajne varijable

3. s jednakom varijancom i

4. uvjetnim očekivanjima koja za zadane vrijednosti nezavisne varijable (xi) leže na regresijskom pravcu

nixy iii ,...,2,1 10

Page 105: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

105

Statistička povezanost varijabli x i y

Page 106: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

106

Polazne pretpostavke modela jednostavne linearne regresije

Page 107: Osnovni pojmovi vjerojatnosti - poslovni.hr · Korištenje tablica ... Studentova - t-distribucija Ako je X ~ N(0, 1) i Z~ c2 (n), te ako su X i Y međusobno nezavisne slučajne varijable,

107

Matrica varijanci i kovarijanci vektora

kvadratna matrica n-tog reda

nezavisnosti komponenata i→Cov(i, j) = E(ij)=0 za svako i≠j, i,j=1,2,...n

Var(i)= 2, i=1,...,n

2

2

2

00

0

000

)(

Var IVar 2)(