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Inferenza Statistica: Introduzione al Campionamento e alla Probabilità, Slide di Statistica

slides inferenza statistica, informazioni base

Tipologia: Slide

2018/2019

Caricato il 05/12/2019

Giorgia987
Giorgia987 🇮🇹

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Inferenza statistica
Introduzione
Il Campione rappresenta l’intera popolazione.
n: numerosit`
a del campione, dove nN.
Per ottenere un buon campione occorre:
evitare gli errori non campionari (o sistematici): errori commessi nella
modalit`
a della raccolta delle informazioni;
controllare gli errori campionari: errori dovuti al meccanismo di selezione
delle unit`
a a partire dalla popolazione.
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Inferenza statistica

Introduzione

Il Campione rappresenta l’intera popolazione. n: numerosit`a del campione, dove n  N. Per ottenere un buon campione occorre:

  • evitare gli errori non campionari (o sistematici): errori commessi nella modalit`a della raccolta delle informazioni;
  • controllare gli errori campionari: errori dovuti al meccanismo di selezione delle unit`a a partire dalla popolazione.

Inferenza statistica

Introduzione

Campione probabilistico: il meccanismo di selezione di una parte del collet- tivo `e casuale. Il campione deriva da diverse possibili tecniche di campionamento −→ teo-

ria dei campioni. Concetto di probabilit`a che diventa fondamentale per rendere l’errore cam-

pionario gestibile in termini di:

  • probabilit`a che una singola u.s. entri a far parte del campione;
  • probabilit`a che un certo campione diventi quello realmente osservato rispetto a tutti quelli possibili;
  • probabilit`a di osservare una certa statistica campionaria.

Rappresentazione degli eventi

Diagrammi di Venn

Insieme-evento A e spazio degli eventi possibili Ω.

Evento A e evento complementare A.

Operazioni fondamentali sugli insiemi

Evento unione A ∪ B, insieme costituito da tutti i punti che appartengono ad A o a B o a entrambi.

Evento intersezione A ∩ B, insieme costituito da tutti i punti che appartengono sia ad A che a B.

Eventi incompatibili o disgiunti, eventi che non hanno punti in comune: A ∩ B = ∅, dove ∅ e l’` insieme vuoto.

Probabilit`a di un evento intersezione

Frequenze relative congiunte

P (A ∩ B) = fi∗j+

Nell’esempio: P (A ∩ B) = f 11 = 1000125 = 0. 125 , probabilita che estraendo casualmente un impiegato questo sia femmina e abbia superato il test. P (A ∩ B) = f 12 = 1000420 = 0. 42 , probabilita che estraendo casualmente un impiegato questo sia femmina e non abbia superato il test. P (A ∩ B) = f 21 = 100075 = 0. 075 , probabilita che estraendo casualmente un impiegato questo sia maschio e abbia superato il test. P (A ∩ B) = f 22 = 1000380 = 0. 38 , probabilita che estraendo casualmente un impiegato questo sia maschio e non abbia superato il test.

Se due eventi A e B sono incompatibili, allora la probabilita della loro intersezionee la probabilita dell’evento impossibile, percio pari a 0: P (A ∩ B) = P (∅) = 0.

=⇒ Gli eventi complementari sono anche incompatibili.

Probabilit`a di un evento unione

Legge della somma

P (A ∪ B) = P (A) + P (B) − P (A ∩ B)

Nell’esempio: P (A ∪ B) = 0.545 + 0. 2 − 0 .125 = 125+420+75 1000 = 0. 62 , probabilit`a che estraendo casualmente un impiegato questo sia femmina oppure abbia superato il test.

Se due eventi A e B sono incompatibili, allora la probabilita della loro unionee la somma delle probabilita dei due eventi elementari: P (A ∪ B) = P (A) + P (B). Se due eventi A e B sono complementari, allora la probabilita della loro unione `e pari a 1 (evento certo): P (A ∪ A) = P (A) + P (A) = P (Ω) = 1 ⇒ P (A) = 1 − P (A).

Eventi indipendenti

−→ Due eventi A e B sono indipendenti se il verificarsi di uno non influenza il verificarsi dell’altro: A ⊥ B. =⇒ P (A) = P (A|B) ⇔ P (B) = P (B|A)

=⇒ P (A) = P^ P(A (∩BB) )⇔ P (B) = P^ P(A (∩AB)) =⇒ P (A ∩ B) = P (A)P (B), ovvero fij = fi• · f•j

che coincide con la condizione di indipendenza statistica: nij = ni• N·n•j

Se due eventi A e B sono indipendenti, allora la probabilita della loro intersezione sara data da: P (A ∩ B) = P (A)P (B). Se due eventi A e B sono indipendenti, allora la probabilita della loro unione sara data da: P (A ∪ B) = P (A) + P (B) − P (A)P (B).

Distribuzione di probabilit`a

−→ Tabella che associa a ciascun evento dello spazio degli eventi Ω la corrispon-

dente probabilit`a di accadimento.

Distribuzione campionaria

−→ Tabella che associa a ciascuna statistica campionaria s osservabile nei possibili campioni estraibili la corrispondente probabilit`a di accadimento.

s P (s) s 1 P (s 1 ) s 2 P (s 2 ) ... ... sSn P (sSn )

−→ Dalla distribuzione campionaria cerco di ricavare le propriet`a della statistica campionaria s rispetto al parametro corrispondente di popolazione θ (incognito).

Distribuzione della media campionaria

−→ Come individuare la distribuzione della media campionaria quando n e N sono molto elevati?

μ̂ ∼ D

μ, σ^2 n

Si legge: “La media campionaria (μ̂ ) si distribuisce secondo la funzione D con media pari alla media di popolazione (μ) e varianza pari alla varianza della popolazione (σ^2 ) divisa per la numerosit`a campionaria (n)”.

−→ D e una distribuzione di probabilit`` a (una funzione) nota? Se s`ı, sotto quali condizioni?

−→ Riparto dalla variabile (carattere) X e mi chiedo come si distribuisce:

X ∼ E

μ, σ^2

−→ E e una distribuzione di probabilit`` a (una funzione) nota? E=?

Distribuzione normale o gaussiana

X ∼ N (μ, σ^2 )^ f (x; μ, σ^2 ) = √ 21 πσ 2 e−^21 σ^2 (x−μ)^2

Caratteristiche:

  • dipende solo dai due parametri μ e σ^2 ,
  • assume una forma campanulare simmetrica attorno al valor medio μ, che corrisponde anche al massimo (moda),
  • l’area sottesa alla curva rappresenta un valore di probabilit`a e risulta complessivamente pari a 1 ,
  • l’area compresa tra [μ − σ; μ + σ] rappresenta circa il 68%,
  • l’area compresa tra [μ − 2 σ; μ + 2σ] rappresenta circa il 95%.