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statistica informazioni, Appunti di Statica

spiegazione sulla storia della statistica

Tipologia: Appunti

2018/2019

Caricato il 27/05/2019

Canicattìguy
Canicattìguy 🇮🇹

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La prima è legata agli storici contribu di R. Fisher, K. Pearson, e rappresenta la posizione
maggioritaria. La seconda, allo stato auale (2005) ancora minoritaria, ma in crescita, è fondata
sull'uso del risultato del teorema di Bayes ai ni dell'inferenza stasca.
Esiste per il vero un terzo approccio, che però è una contestazione del conceo di inferenza,
ovvero il soggevismo stasco propugnato dall'ingegnere e matemaco Bruno De Fine. In
parcolare De Fine contestando la possibilità ontologica che esistano casi ripebili, contesta
l'aendibilità della stasca frequensta. Emblemaco di questa posizione è il seguente passo di
De ne "Vi sono certo delle dierenze fra i diversi casi, ad esempio, per il loo, due palline
diverse dieriscono di certo almeno per il fao che portano due numeri 27 diversi e che, al
momento dell’estrazione, occupano nell’urna due posizioni diverse. Perché queste condizioni
non si prendono in considerazione?" (così a pag.12 in Bruno de Fine Probabilismo. Saggio
crico sulla teoria delle probabilità e sul valore della scienza, Editrice F. Perrella, Napoli 1931)
Inferenza frequensta e bayesiana a confronto
Sia l'approccio frequensta che l'approccio bayesiano hanno in comune anzituo gli assiomi
della probabilità nonché tua la parte stasco-matemaca. Anche il teorema di Bayes ha
validità per entrambi gli approcci così come il fao che in entrambi i casi si parla solitamente di
stasca parametrica. Ciò che cambia è il signicato da dare al conceo di probabilità,
all'aeggiamento nel confronto dell'idea di una probabilità soggeva e di conseguenza l'ulizzo
e l'importanza che si dà al teorema di Bayes.
Nell'ambito dell'inferenza stasca queste dierenze si manifestano, da un lato, sul come e se
ulizzare informazioni note prima di "vedere" i da e di come quan�ficare tali informazioni e,
dall'altro, vi sono approcci dieren sul come interpretare i risulta.
Un esempio sul come lo stesso esperimento venga visto dai due approcci può essere il seguente
problema scolasco.
In un'urna contenente palline idenche tra di loro salvo per il colore, una ignota percentuale π è
di colore nero. Estraendo 100 volte una pallina che viene subito dopo riposta nell'urna succede
ad esempio che per 30 volte la pallina fosse nera.
In entrambi gli approcci si suppone una distribuzione binomiale:
Il pico approccio frequensta basato sull'intervallo di condenza derivante dalle idee di
Neyman porta a stabilire per il valore ignoto di π un intervallo di condenza p.es. al 95%
compreso tra 0,21 e 0,39. La condenza al 95% non sta ad indicare che π è compreso con una
probabilità del 95% tra 0,21 e 0,39 (si traerebbe di una aermazione picamente bayesiana),
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La prima è legata agli storici contribu� di R. Fisher, K. Pearson, e rappresenta la posizione maggioritaria. La seconda, allo stato a�uale (2005) ancora minoritaria, ma in crescita, è fondata sull'uso del risultato del teorema di Bayes ai fini dell'inferenza sta�s�ca.

Esiste per il vero un terzo approccio, che però è una contestazione del conce�o di inferenza, ovvero il sogge�vismo sta�s�co propugnato dall'ingegnere e matema�co Bruno De Fine�. In par�colare De Fine� contestando la possibilità ontologica che esistano casi ripe�bili, contesta l'a�endibilità della sta�s�ca frequen�sta. Emblema�co di questa posizione è il seguente passo di De fine� "Vi sono certo delle differenze fra i diversi casi, ad esempio, per il lo�o, due palline diverse differiscono di certo almeno per il fa�o che portano due numeri 27 diversi e che, al momento dell’estrazione, occupano nell’urna due posizioni diverse. Perché queste condizioni non si prendono in considerazione?" (così a pag.12 in Bruno de Fine� Probabilismo. Saggio cri�co sulla teoria delle probabilità e sul valore della scienza, Editrice F. Perrella, Napoli 1931)

Inferenza frequen�sta e bayesiana a confronto

Sia l'approccio frequen�sta che l'approccio bayesiano hanno in comune anzitu�o gli assiomi della probabilità nonché tu�a la parte sta�s�co-matema�ca. Anche il teorema di Bayes ha validità per entrambi gli approcci così come il fa�o che in entrambi i casi si parla solitamente di sta�s�ca parametrica. Ciò che cambia è il significato da dare al conce�o di probabilità, all'a�eggiamento nel confronto dell'idea di una probabilità sogge�va e di conseguenza l'u�lizzo e l'importanza che si dà al teorema di Bayes.

Nell'ambito dell'inferenza sta�s�ca queste differenze si manifestano, da un lato, sul come e se u�lizzare informazioni note prima di "vedere" i da� e di come quan�ficare tali informazioni e, dall'altro, vi sono approcci differen� sul come interpretare i risulta�.

Un esempio sul come lo stesso esperimento venga visto dai due approcci può essere il seguente problema scolas�co.

In un'urna contenente palline iden�che tra di loro salvo per il colore, una ignota percentuale π è di colore nero. Estraendo 100 volte una pallina che viene subito dopo riposta nell'urna succede ad esempio che per 30 volte la pallina fosse nera.

In entrambi gli approcci si suppone una distribuzione binomiale:

Il �pico approccio frequen�sta basato sull'intervallo di confidenza derivante dalle idee di Neyman porta a stabilire per il valore ignoto di π un intervallo di confidenza p.es. al 95% compreso tra 0,21 e 0,39. La confidenza al 95% non sta ad indicare che π è compreso con una probabilità del 95% tra 0,21 e 0,39 (si tra�erebbe di una affermazione �picamente bayesiana),

ma indica che a par�re dalle ipotesi, il metodo u�lizzato, nel 95% dei casi fa delle affermazioni corre�e, nel senso che il vero valore sarà veramente nell'intervallo calcolato. Questo approccio so�olinea che il valore ignoto π o è compreso nell'intervallo oppure non lo è, ma non dà valori probabilis�ci a questo essere compreso. Una s�ma puntuale sia dei minimi quadra� che della massima verosimiglianza porterebbe a s�mare il valore di π con la s�ma p=30/100=0,3.

L'approccio bayesiano invece formalizza anzitu�o l'idea che si ha su come potrebbe essere forse, probabilmente il vero valore π, supponendo una distribuzione discreta o con�nua sui possibili valori di π. Nel caso par�colare che ci si voglia me�ere in condizione di totale ignoranza, verrebbe considerata una distribuzione discreta uniforme o, vista la numerosità campionaria rela�vamente elevata (100 estrazioni), una distribuzione con�nua uniforme nell'intervallo compreso tra zero e uno. Scegliendo a priori la distribuzione di �po del parametro π si o�ene:

{\displaystyle f(\pi |n=100;k=30)=(n+1){n \choose k}\pi ^{k}(1-\pi )^{n-k}} {\displaystyle f(\pi | n=100;k=30)=(n+1){n \choose k}\pi ^{k}(1-\pi )^{n-k}}

Il valore massimo, e dunque il più probabile, è dato anche in questo caso da k/n=30/100=0,3, valore già visto nell'approccio frequen�sta, con la differenza che questo è a posteriori il valore più probabile, vista le nostre idee a priori e i risulta� dell'esperimento. U�lizzando la distribuzione a posteriori si può affermare che la probabilità che l'ignoto parametro π abbia un valore tra 0,216 e 0,393 è pari a 0.95 vale a dire a 95%, mentre i valori compresi nell'intervallo tra 0,21 e 0.39 hanno la probabilità del 95,3%.

Riassumendo questo esempio: nell'approccio frequen�sta si fanno affermazioni su quante volte si dice il vero usando la tecnica usata, mentre nell'approccio bayesiano si a�ribuisce una probabilità di verità dire�amente ad un intervallo. Questa differenza è a livello pra�co spesso ignorata, ma dal punto di vista teorico è sostanziale. Si aggiunga il fa�o che l'approccio bayesiano è in grado di u�lizzare informazioni già in possesso, modificando la probabilità a priori e o�enendo così delle probabilità a posteriori diverse.