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STATISTICA INFERENZIALE - MEDIA, Schemi e mappe concettuali di Statistica

SCHEMA SU ARGOMENTO: MEDIA E MEDIANA

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2021/2022

Caricato il 18/04/2023

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5 Lezione Statistica Inferenziale
In inferenza la Popolazione statistica è una variabile casuale continua che è caratterizzata da una
distribuzione di probabilità
f(X , θ )
invece considerando n variabili casuali continue
X1, , X n
indipendenti e identicamente distribuite con distribuzione congiunta
f
(
X1 Xn
)
=f
(
X1
)
f(Xn)
definiamo
X1, , X n
campione casuale (con reintroduzione) di ampiezza n estratto da una
popolazione X.
Le caratteristiche di campioni che vengono estratti da una popolazione sono sintetizzati attraverso
una funzione detta statistica cioè una funzione del campione
X1, , X n
che non dipende da
nessun parametro incognito.
Se da una popolazione X estraiamo tutti i possibili campioni di ampiezza n e per ogni campione
calcoliamo la statistica di interesse, otteniamo un insieme di valori dove ogni valore è candidato ad
essere una stima del parametro incognito della popolazione; ovviamente la statistica siccome varia
da campione a campione avremo la DISTRIBUZIONE CAMPIONARIA DELLA STATISTICA.
Cominciamo ora a studiare una prima statistica Campionaria che prende in considerazione la
Media Campionaria. Considerando una popolazione X con una certa distribuzione di probabilità
F(X , θ )
con media
μ
finita e varianza
σ2
finita e siano
n osservazioni campionarie
indipendenti e identicamente distribuite, estratte da una popolazione X, definiamo Media
Campionaria la somma delle n variabili casuali fratto N
X=
i=1
nXi
n
Andiamo a vedere ora qual è la media della statistica Media Campionaria:
E
(
X
)
=E
(
i=1
nXi
n
)
=1
n
i=1
n
E(Xi)=1
n
i=1
n
μ=1
n=μ
Dalla formula sopra scritta possiamo vedere che=
E
(
X
)
=μ
cioè il valore atteso della Media Campionaria è uguale proprio alla media della
popolazione dalla quale il campione è estratto, invece la Varianza è uguale a:
VAR
(
X
)
=σ2
n2
VAR(X)= σ
2
n
DISTRIBUZIONE DELLA MEDIA
Adesso vediamo il primo teorema sulla Distribuzione Media Campionaria. Tale teorema dice che
considerato
X1, , X n
un campione casuale estratto da una popolazione X, che si distribuisce come
una Normale, con media
μ
e varianza
σ2
, abbiamo che la Media Campionaria si distribuisce
anche’essa come una Normale quindi con valore atteso uguale a
μ
e varianza uguale a
σ2
n
. Adesso
andiamo a vedere come il valore atteso si distribuisce come una Norma se la popolazione di cui
viene estratto un campione
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Scarica STATISTICA INFERENZIALE - MEDIA e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Statistica solo su Docsity!

In inferenza la Popolazione statistica è una variabile casuale continua che è caratterizzata da una

distribuzione di probabilità f ( X , θ) invece considerando n variabili casuali continue

X

1

, … , X

n

indipendenti e identicamente distribuite con distribuzione congiunta

f

X

1

… X

n

=f

X

1

∗…∗f ( X

n

definiamo

X

1

, … , X

n

campione casuale (con reintroduzione) di ampiezza n estratto da una

popolazione X.

Le caratteristiche di campioni che vengono estratti da una popolazione sono sintetizzati attraverso

una funzione detta statistica cioè una funzione del campione

X

1

, … , X

n

che non dipende da

nessun parametro incognito.

Se da una popolazione X estraiamo tutti i possibili campioni di ampiezza n e per ogni campione

calcoliamo la statistica di interesse, otteniamo un insieme di valori dove ogni valore è candidato ad

essere una stima del parametro incognito della popolazione; ovviamente la statistica siccome varia

da campione a campione avremo la DISTRIBUZIONE CAMPIONARIA DELLA STATISTICA.

Cominciamo ora a studiare una prima statistica Campionaria che prende in considerazione la

Media Campionaria. Considerando una popolazione X con una certa distribuzione di probabilità

F ( X , θ) con media

μ finita e varianza σ

2

finita e siano

X

1

, … , X

n

n osservazioni campionarie

indipendenti e identicamente distribuite, estratte da una popolazione X, definiamo Media

Campionaria la somma delle n variabili casuali fratto N

X =

i= 1

n

X

i

n

Andiamo a vedere ora qual è la media della statistica Media Campionaria:

E ( X ) =E

i= 1

n

X

i

n

n

i= 1

n

E( X

i

n

i= 1

n

μ=

n

nμ=μ

Dalla formula sopra scritta possiamo vedere che=

E ( X ) =μ cioè il valore atteso della Media Campionaria è uguale proprio alla media della

popolazione dalla quale il campione è estratto, invece la Varianza è uguale a:

VAR

X

σ

2

n

2

√VAR ( X)=

σ

2

√ n

DISTRIBUZIONE DELLA MEDIA

Adesso vediamo il primo teorema sulla Distribuzione Media Campionaria. Tale teorema dice che

considerato

X

1

, … , X

n

un campione casuale estratto da una popolazione X, che si distribuisce come

una Normale, con media μ e varianza σ

2

, abbiamo che la Media Campionaria si distribuisce

anche’essa come una Normale quindi con valore atteso uguale a μ e varianza uguale a

σ

2

n

. Adesso

andiamo a vedere come il valore atteso si distribuisce come una Norma se la popolazione di cui

viene estratto un campione

Se noi andiamo a standardizzare la media la media campionaria, quindi andiamo a costruire la

variabile Z essa è uguale a:

Z=

X−μ

σ /

2

n

≈ N (0,1)

MEDIA CAMPIONARIA: CAMPIONAMENTO SENZA

REINTRODUZIONE

Ora vediamo cosa succede alla Media Campionaria se effettuiamo un campionamento senza

reintroduzione. Se effettuiamo un campionamento senza reintroduzione le variabili

X

1

, … , X

n

non

saranno indipendenti perché nel caso in cui estraggo unità statistiche dalla popolazione e se non le

rimetto nella popolazione, alla estrazione successiva la Probabilità dipende da ciò che è successo

precedentemente.

In questo caso possiamo dimostrare che il valore atteso della media campionaria è sempre uguale

a μ, invece quella che cambia è la Varianza, che sarà uguale a:

E ( X ) =μ VAR ¿

Dove:

N = numerosità della popolazione

n = numerosità del campione

Se osserviamo il fattore di correzione, possiamo vedere che in questo caso il numeratore è più

piccolo del denominatore, questo significa che la varianza è più piccola rispetto alla varianza che si

ottiene da un campionamento con reintroduzione. Un’altra cosa che possiamo notare è che se la

popolazione N di riferimento è infinta, i due schemi di Campionamento coincidono.

TEOREMA DEL LIMITE CENTRALE

Tale teorema dice che date n variabili casuali

X

1

, … , X

n

indipendenti e identicamnte distribuite

con media μ e varianza σ

2

e supponiamo di avere una variabile Z uguale a:

FATTORE DI

CORREZZIONE

  1. Poiché la binomiale è discreta e la gaussiana è continua, ai fini del calcolo approssimato si

consideri ogni valore intero x come centro dell’intervallo (x-0,5;x+0,5)