Ugrás a fő tartalomhoz

Valószínűségi változó

A klasszikus valószínűség fogalmával számos jelenség valószínűségét vizsgálni tudtuk. Sok eseménynél, azonban nem jellemző az szimmetria, amit a klasszikus valószínűségi mező megkövetel.

Definíció

Egy olyan változót, melynek értéke a véletlentől függ valószínűségi változónak nevezünk.

Sokkal több jelenséget tudnánk leírni, ha rögzítés helyett, az valószínűséget egy függvénnyel adnánk meg, melyet a különböző eloszlásfajtákra más-más módon kell definiálni.

Eloszlások fajtái​

Az eloszlásoknak között megkülönböztetünk diszkrét és folytonos eloszlásokat.

A diszkrét eloszlások esetén a valószínűségi változó értékkészlete megszámlálható (azaz minden eleme, véges vagy végtelen, sorozatba rendezhető pl. N,Z,Q\mathbb{N}, \mathbb{Z}, \mathbb{Q}).

Folytonos eloszlásoknál a valószínűségi változó értékkészlete egy megszámlálhatatlanul végtelen halmaz (azaz nem lehet a halmaz elemeiből olyan sorozatot képezni, mely annak minden elemét tartalmazza, pl. Q∗,R,C\mathbb{Q}^*, \mathbb{R}, \mathbb{C}).

Eloszlások jellemzői​

Minden eloszláshoz kapcsolódnak különböző, statisztikai szempontból fontos, mérőszámok (más néven momentumok).

információ

Gyakran a momentumok hatványait a következő módon jelöljük (E(X))2=E2(X)(\E(X))^2 = \E^2(X).

Várható érték​

A lehetséges értékek valószínűséggel súlyozott átlaga. Ha sok kísérletet hajtunk végre a kapott kk értékek átlaga ehhez az értékhez tart.

Jele: E(X)\mathrm{E}(X), ahol XX egy valószínűségi változó.

Tulajdonságok​

  1. E(X+Y)=E(X)+E(Y)\E(X+Y) = \E(X) + \E(Y)
  2. Ha aa egy tetszőleges konstans E(aX)=aE(X)\E(aX)=a\E(X)
  3. Ha u=E(X)u = \E(X), akkor E(u)=u\E(u) = u.

Szórásnégyzet (variancia)​

A szórás azt mutatja meg, hogy a kísérletet sokszor ismételve a kapott kk értékek átlagosan milyen messze fognak elhelyezkedni a várható értéktől.

A szórásnégyzetet az eloszlás típusától függetlenül a következő módon definiáljuk:

Definíció
D2(X)=E((X−E(X))2)=E(X2)−E2(X)\mathrm{D}^2(X) = \E((X-\E(X))^2) = \E(X^2) - \E^2(X)
Levezetés
D2(X)=E((X−E(X))2)=E(X2−2XE(X)+E2(X))=E(X2)−E(2XE(X))+E(E2(X))=E(X2)−2⋅E(E(X))⋅E(X)+E2(X)=E(X2)−2⋅E2(X)+E2(X)=E(X2)−E2(X)\begin{align*} \mathrm{D}^2(X) &= \E((X-\E(X))^2) \\ &= \E(X^2 -2 X \E(X) + \E^2(X)) \\ &= \E(X^2) - \E( 2 X \E(X)) + \E(\E^2(X)) \\ &= \E(X^2) - 2 \cdot \E(\E(X)) \cdot \E(X) + E^2(X) \\ &= \E(X^2) - 2 \cdot \E^2(X) + \E^2(X) \\ &= \E(X^2) - \E^2(X) \end{align*}