Probabilità e Statistica: Concetti di Esperimento Casuale e Evento Casuale, Slides of Social Statistics and Data Analysis

I concetti di esperimento casuale e evento casuale nella probabilità e nella statistica. Come definire eventi elementari e non-elementari, come applicare la definizione classica di probabilità e come leganli alla statistica. Vengono inoltre presentate le proprietà assiomatiche della probabilità e l'algebra di boole.

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Probabilità
Lancio un dado
Qual è la probabilità di ottenere il numero 5?
Ho una prova ossia un esperimento = lancio dado
Ho il risultato di tale prova = faccia contrassegnata
dal numero 5
Il risultato della prova non è certo ma incerto
grado di incertezza = probabilità
Allora devo aggiungere ai termini precedenti di
esperimento e risultato dell’esperimento il
termine
casuale
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pfe
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Probabilità

Lancio un dado Qual è la probabilità di ottenere il numero 5?

  • (^) Ho una prova ossia un esperimento = lancio dado
  • (^) Ho il risultato di tale prova = faccia contrassegnata dal numero 5
  • (^) Il risultato della prova non è certo ma incerto grado di incertezza = probabilità Allora devo aggiungere ai termini precedenti di esperimento e risultato dell’esperimento il termine casuale

L’esperiment o Lancio del dado La prova è un esperimento che ha due o più possibili Per evento si intende risultati uno dei possibili risultati della prova La probabilità è un numero compreso tra 0 ed 1 che misura il grado di incertezza sul verificarsi di un evento

L’evento

(E)

Faccia contrassegnata dal numero 5

La

probabilità

P(E) Numero

Lo spazio degli

eventi (Ω)

tutte le facce del dado L’insieme dei possibili risultati dell’esperimento casuale

State applicando la

Definizione classica di probabilità

La probabilità è data dal rapporto tra il numero dei casi favorevoli all’evento e il numero dei casi possibili purché essi siano tutti ugualmente possibili.

n.casi favorevoli

n.casi possibili

P(E)=

P(E=5) = 1/

  • Evento elementare = uno dei possibili risultati dell’esperimento casuale - Es. lancio dado uscita della faccia contrassegnata dal numero 5 E 5 =
  • Evento non-elementare = un evento composto da più eventi elementari - Es. lancio dado uscita di una faccia contrassegnata da un numero pari E 2 =2; E 4 =4; E 6 =

Ci sono anche tante altre problematiche affrontate con la metodologia statistica in cui intervengono i concetti di esperimento casuale ed evento casuale e dunque alla base di queste metodologie c’è il concetto di

probabilità

Il concetto di probabilità è un concetto primitivo dobbiamo renderlo operativo tramite dei postulati Algebra di Eventi Poiché formano un’algebra di Boole si possono definire le seguenti operazioni:

**1. La negazione di un evento A, ossia A

  1. L’intersezione tra due eventi A e B,** ossia A  **B
  2. L’unione tra due eventi A e B, ossia A**  B Postulato 1 Gli eventi formano una algebra di Boole

Algebra di Boole sull’esempio

del lancio del dado

  • (^) Definisco l’evento A come l’uscita di una delle prime tre facce
    • (^) A = (E 1 , E 2 , E 3 ) L’evento B come l’uscita di una delle facce pari
    • (^) B = (E 2 , E 4 , E 6 ) E 2 E 1 E 3 E 4 E 6 AB

A

B

  • (^) La negazione di B è definita come l’evento “faccia contrassegnata da un numero dispari”
  • (^) Intersezione AB è costituita dall’evento “faccia contrassegnata da uno dei primi tre numeri e contemporaneamente da un numero pari ossia dalla faccia contrassegnata dal numero 2”
  • (^) Evento AB è costituito dagli eventi “faccia contrassegnata da uno dei primi tre numeri o da un numero pari”

Dobbiamo definire

la probabilità di A  B (A e B)

la probabilità di A  B (A o B)

Probabilità condizionate e indipendenza P(AB)= n. dei casi favorevoli ad (A  B) n. dei casi favorevoli a B ossia P(AB)=

P(A  B)

P(B)

Si definisce probabilità condizionata di A dato B il rapporto tra la probabilità dell’evento (A  B) e la probabilità dell’evento B

Principio delle probabilità composte Dati 2 eventi A e B tali che P(A)>0 e P(B)>0 : P (A  B) =P(A) P(B|A)= P(B)P(A|B) Due eventi si dicono indipendenti se il verificarsi di B non influenza la probabilità di A e il verificarsi di A non influenza la probabilità di B P (A|B) =P(A) P(B|A) = P(B) da cui si ricava P (A  B) = P(A) P(B)

Concezioni della probabilità Frequentista Basata sul Postulato empirico del caso: In un gruppo di prove, ripetute più volte nelle stesse condizioni, ciascuno degli eventi possibili compare con una frequenza quasi eguale alla sua probabilità; generalmente l’approssimazione migliora quando il numero delle prove cresce. Soggettivista La probabilità di un evento è la misura del grado di fiducia che un individuo (il soggetto) coerente attribuisce al verificarsi dell’evento, in base alle informazioni in suo possesso n A n fr(A)

sesso Anno di iscrizione maschi femmin e totale matricola 10 11 21 2° anno 7 10 17 3° anno 15 14 29 4° anno 20 13 33 totale 52 48 100 Sulla base della seguente tabella

La Statistica descrittiva esamina i risultati di esperimenti reali, già avvenuti e definitivi, di cui studia a posteriori la distribuzione del carattere X tra le singole modalità Il Calcolo delle probabilità elenca i risultati di esperimenti ipotetici, che non necessariamente si realizzano, di cui esamina a priori le differenti probabilità dei singoli eventi

Rispetto a 5 anni fa i reati sono…. Genere Aumentat i Rimasti invariati Diminuiti Non so Totale Maschio 125 135 26 14 300 Femmin a 159 104 13 25 301 Totale 284 239 39 39 601

  1. Qual è la prob. che un soggetto scelto a caso abbia affermato che i reati sono aumentati?
  2. Qual è la prob. che un soggetto scelto a caso sia donna e abbia risposto che i reati sono diminuiti?
  3. Qual è la prob. che un soggetto scelto a caso abbia risposto che i reati sono rimasti invariati o che sono diminuiti
  4. Qual è la prob. che un soggetto scelto a caso sia uomo o che abbia risposto che i reati sono aumentati?