statisztikai alapfogalmak, becsl eselm eletcs.bme.hu/~pricsi/stat/lec1_0903.pdf · statisztikai...

Post on 25-Oct-2019

6 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

1/53

Statisztikai alapfogalmak, becsleselmelet

Matematikai statisztikaGazdasaginformatikus MSc

1. eloadas2018. szeptember 3.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

2/53

Bevezeto a felevrol - Eloado, hely, ido etc.

• Eloado: Vizer Mate (email: mmvizer@gmail.com)

• Eloadasok ideje/helye: H 10.15-13 (10.15-11.45 & 12.00-12.45),QBF11

• Fogadoora: eloadas utan (elozetes emaillel)

• Gyak. vez.: Palincza Richard (email: pricsi@cs.bme.hu)

• Gyakorlatok ideje/helye: CS 10.15-12, QBF10

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

2/53

Bevezeto a felevrol - Eloado, hely, ido etc.

• Eloado: Vizer Mate (email: mmvizer@gmail.com)

• Eloadasok ideje/helye: H 10.15-13 (10.15-11.45 & 12.00-12.45),QBF11

• Fogadoora: eloadas utan (elozetes emaillel)

• Gyak. vez.: Palincza Richard (email: pricsi@cs.bme.hu)

• Gyakorlatok ideje/helye: CS 10.15-12, QBF10

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

3/53

Bevezeto a felevrol - Targykovetelmenyek

A targybol szobeli vizsga lesz a vizsgaidoszakban. A vizsgazasfeltetele a gyakorlati alaıras megszerzese, melyet 1 db hazifeladatbeadasaval lehet megszerezni a felev folyaman.

• A hazifeladatokat (elore lathatoan) a november 12-i heten osztjukki es a szorgalmi idoszak utolso napjaig (december 7.) lehet beadni.A hazifeladat egy ”komplex elemzes” vegrehajtasa egy adatsoron.

• A vizsgan az eloadason elhangzottakat kell tudni.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

3/53

Bevezeto a felevrol - Targykovetelmenyek

A targybol szobeli vizsga lesz a vizsgaidoszakban. A vizsgazasfeltetele a gyakorlati alaıras megszerzese, melyet 1 db hazifeladatbeadasaval lehet megszerezni a felev folyaman.

• A hazifeladatokat (elore lathatoan) a november 12-i heten osztjukki es a szorgalmi idoszak utolso napjaig (december 7.) lehet beadni.A hazifeladat egy ”komplex elemzes” vegrehajtasa egy adatsoron.

• A vizsgan az eloadason elhangzottakat kell tudni.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

4/53

Bevezeto a felevrol - Adminisztratıv ugyek

• a targy honlapja: http://www.cs.bme.hu/~pricsi/stat.html,ide felkerulnek az eloadas slidejai (+ utemterv, tablazatok etc.)

• ajanlott irodalom:

1. Ketskemety - Pinter: Matematikai statisztika jegyzet(http://www.szit.bme.hu/~kela/stat.pdf)

2. Ketskemety - Izso - Konyves Toth: Bevezetes az IBM SPSSStatistics programrendszerbe

3. Bolla - Kramli: Statisztikai kovetkeztetesek elmelete

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

4/53

Bevezeto a felevrol - Adminisztratıv ugyek

• a targy honlapja: http://www.cs.bme.hu/~pricsi/stat.html,ide felkerulnek az eloadas slidejai (+ utemterv, tablazatok etc.)

• ajanlott irodalom:

1. Ketskemety - Pinter: Matematikai statisztika jegyzet(http://www.szit.bme.hu/~kela/stat.pdf)

2. Ketskemety - Izso - Konyves Toth: Bevezetes az IBM SPSSStatistics programrendszerbe

3. Bolla - Kramli: Statisztikai kovetkeztetesek elmelete

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

5/53

Bevezeto a felevrol - Valoszınusegszamıtasatismetlese

• Elso gyakorlaton a fobb fogalmak atismetlese (valoszınusegi mezo,valoszınusegi valtozo, suruseg- es eloszlasfuggveny, varhato ertek(momentumok), fuggetlenseg, nevezetes (diszkret es folytonos)eloszlasok)

• Vetier Andras jegyzete http://math.bme.hu/~vetier/051360_

Vetier_Valoszinusegszamitas.pdf

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

5/53

Bevezeto a felevrol - Valoszınusegszamıtasatismetlese

• Elso gyakorlaton a fobb fogalmak atismetlese (valoszınusegi mezo,valoszınusegi valtozo, suruseg- es eloszlasfuggveny, varhato ertek(momentumok), fuggetlenseg, nevezetes (diszkret es folytonos)eloszlasok)

• Vetier Andras jegyzete http://math.bme.hu/~vetier/051360_

Vetier_Valoszinusegszamitas.pdf

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

6/53

(Elozetes) attekintes a felevrol - cımszavakban

• Statisztikai alapfogalmak, becsleselmelet

• Hipotezisvizsgalat (parameteres/ nem parameteres)

• Varianciaanalızis

• Regresszioanalızis

• Faktor- es fokomponensanalızis

• Adatredukcio

• Idosorok

• Mintavetelezes, kerdoıvek keszıtese

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

7/53

Statisztikai alapfogalmak - Mi a statisztika?

• ”A statisztika a matematika azon aga, melynek alapfeladata az,hogy a politikus kezebe olyan eszkozt adjon, mellyel tetszolegesallıtas es annak ellentete is tudomanyos alapon igazolhato.”(ismeretlen forras)

• A vilag szamszerusıtheto tenyeinek szisztematikus osszegyujtese esazok elemzese.

Feladat, cel: a tapasztalati adatokbol az informaciok kinyerese,statisztikai torvenyszerusegek feltarasa, kovetkeztetesek levonasa esfelhasznalasa. Modellepıtes, parameterbecsles, kovetkeztetesek,hipotezisek vizsgalata.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

7/53

Statisztikai alapfogalmak - Mi a statisztika?

• ”A statisztika a matematika azon aga, melynek alapfeladata az,hogy a politikus kezebe olyan eszkozt adjon, mellyel tetszolegesallıtas es annak ellentete is tudomanyos alapon igazolhato.”(ismeretlen forras)

• A vilag szamszerusıtheto tenyeinek szisztematikus osszegyujtese esazok elemzese.

Feladat, cel: a tapasztalati adatokbol az informaciok kinyerese,statisztikai torvenyszerusegek feltarasa, kovetkeztetesek levonasa esfelhasznalasa. Modellepıtes, parameterbecsles, kovetkeztetesek,hipotezisek vizsgalata.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

7/53

Statisztikai alapfogalmak - Mi a statisztika?

• ”A statisztika a matematika azon aga, melynek alapfeladata az,hogy a politikus kezebe olyan eszkozt adjon, mellyel tetszolegesallıtas es annak ellentete is tudomanyos alapon igazolhato.”(ismeretlen forras)

• A vilag szamszerusıtheto tenyeinek szisztematikus osszegyujtese esazok elemzese.

Feladat, cel: a tapasztalati adatokbol az informaciok kinyerese,statisztikai torvenyszerusegek feltarasa, kovetkeztetesek levonasa esfelhasznalasa. Modellepıtes, parameterbecsles, kovetkeztetesek,hipotezisek vizsgalata.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

8/53

Statisztikai alapfogalmak - Pelda

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

9/53

Statisztikai alapfogalmak - Sokasag, populacio

Sokasag, populacio: A vizsgalat targyat kepezo (altalabannagyszamu) egyedek halmaza, amit le szeretnenk ırni bizonyostulajdonsagaik alapjan.

Pelda sokasagokra:

• Magyarorszag osszes lakasa

• Magyaroszag TV nezoinek halmaza

• Europa osszes ervenyes forgalmival rendelkezo autojanak halmaza

• Egy egyetemi kar hallgatoinak halmaza

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

9/53

Statisztikai alapfogalmak - Sokasag, populacio

Sokasag, populacio: A vizsgalat targyat kepezo (altalabannagyszamu) egyedek halmaza, amit le szeretnenk ırni bizonyostulajdonsagaik alapjan.

Pelda sokasagokra:

• Magyarorszag osszes lakasa

• Magyaroszag TV nezoinek halmaza

• Europa osszes ervenyes forgalmival rendelkezo autojanak halmaza

• Egy egyetemi kar hallgatoinak halmaza

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

10/53

Statisztikai alapfogalmak - minta 1.

Minta realizaltja: A populacio (altalaban kis elemszamu)reszhalmazara vonatkozo adataink osszessege. (ismerv)

Eset: 1 elemre vonatkozo adatok.

Mintaelemszam: A minta realizaltja hany elemre vonatkozo adatottartalmaz.

Valtozo: A populacio egy (merheto) jellemzoje.

Adatmatrix: n × p-es matrix, amiben az n darab elemre vonatkozoadataink osszesseget taroljuk. (sorai= esetek, oszlopai= valtozok)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

10/53

Statisztikai alapfogalmak - minta 1.

Minta realizaltja: A populacio (altalaban kis elemszamu)reszhalmazara vonatkozo adataink osszessege. (ismerv)

Eset: 1 elemre vonatkozo adatok.

Mintaelemszam: A minta realizaltja hany elemre vonatkozo adatottartalmaz.

Valtozo: A populacio egy (merheto) jellemzoje.

Adatmatrix: n × p-es matrix, amiben az n darab elemre vonatkozoadataink osszesseget taroljuk. (sorai= esetek, oszlopai= valtozok)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

10/53

Statisztikai alapfogalmak - minta 1.

Minta realizaltja: A populacio (altalaban kis elemszamu)reszhalmazara vonatkozo adataink osszessege. (ismerv)

Eset: 1 elemre vonatkozo adatok.

Mintaelemszam: A minta realizaltja hany elemre vonatkozo adatottartalmaz.

Valtozo: A populacio egy (merheto) jellemzoje.

Adatmatrix: n × p-es matrix, amiben az n darab elemre vonatkozoadataink osszesseget taroljuk. (sorai= esetek, oszlopai= valtozok)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

10/53

Statisztikai alapfogalmak - minta 1.

Minta realizaltja: A populacio (altalaban kis elemszamu)reszhalmazara vonatkozo adataink osszessege. (ismerv)

Eset: 1 elemre vonatkozo adatok.

Mintaelemszam: A minta realizaltja hany elemre vonatkozo adatottartalmaz.

Valtozo: A populacio egy (merheto) jellemzoje.

Adatmatrix: n × p-es matrix, amiben az n darab elemre vonatkozoadataink osszesseget taroljuk. (sorai= esetek, oszlopai= valtozok)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

10/53

Statisztikai alapfogalmak - minta 1.

Minta realizaltja: A populacio (altalaban kis elemszamu)reszhalmazara vonatkozo adataink osszessege. (ismerv)

Eset: 1 elemre vonatkozo adatok.

Mintaelemszam: A minta realizaltja hany elemre vonatkozo adatottartalmaz.

Valtozo: A populacio egy (merheto) jellemzoje.

Adatmatrix: n × p-es matrix, amiben az n darab elemre vonatkozoadataink osszesseget taroljuk. (sorai= esetek, oszlopai= valtozok)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

11/53

Statisztikai alapfogalmak - Adatmatrix

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

12/53

Statisztikai alapfogalmak - valtozok

• Peldak valtozokra:

1. Magyarorszag osszes lakasa: negyzetmeter, ar, tegla/panel,komfortfokozat

2. Magyaroszag TV nezoinek halmaza: kor, nem, fizetes, tevezesseltoltott idoetc.

Valtozok lehetnek:• mennyisegi = szamszeruen merheto mennyiseg• minosegi = szamszeruen nem merheto (nem, foglalkozas etc.)

1 nevleges = szamok kotetlen hozzarendelese (pl ferfi=1, no=2)2 sorrendi/ordinalis = rangsor (pl filmek/fagylaltok etc. kozottmelyik mennyire tetszik)3 kulonbsegi = onkenyes nullpont (pl homerseklet etc.)4 aranyskala = valodi nullpont, azaz arany stb szamolhato (plhosszusag, jovedelem etc.)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

12/53

Statisztikai alapfogalmak - valtozok

• Peldak valtozokra:

1. Magyarorszag osszes lakasa: negyzetmeter, ar, tegla/panel,komfortfokozat

2. Magyaroszag TV nezoinek halmaza: kor, nem, fizetes, tevezesseltoltott idoetc.

Valtozok lehetnek:• mennyisegi = szamszeruen merheto mennyiseg• minosegi = szamszeruen nem merheto (nem, foglalkozas etc.)

1 nevleges = szamok kotetlen hozzarendelese (pl ferfi=1, no=2)2 sorrendi/ordinalis = rangsor (pl filmek/fagylaltok etc. kozottmelyik mennyire tetszik)3 kulonbsegi = onkenyes nullpont (pl homerseklet etc.)4 aranyskala = valodi nullpont, azaz arany stb szamolhato (plhosszusag, jovedelem etc.)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

12/53

Statisztikai alapfogalmak - valtozok

• Peldak valtozokra:

1. Magyarorszag osszes lakasa: negyzetmeter, ar, tegla/panel,komfortfokozat

2. Magyaroszag TV nezoinek halmaza: kor, nem, fizetes, tevezesseltoltott idoetc.

Valtozok lehetnek:• mennyisegi = szamszeruen merheto mennyiseg• minosegi = szamszeruen nem merheto (nem, foglalkozas etc.)

1 nevleges = szamok kotetlen hozzarendelese (pl ferfi=1, no=2)2 sorrendi/ordinalis = rangsor (pl filmek/fagylaltok etc. kozottmelyik mennyire tetszik)3 kulonbsegi = onkenyes nullpont (pl homerseklet etc.)4 aranyskala = valodi nullpont, azaz arany stb szamolhato (plhosszusag, jovedelem etc.)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

13/53

Statisztikai alapfogalmak - adatok abrazolasa

Pont-, es vonaldiagram

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

14/53

Statisztikai alapfogalmak - mintavetelezes

Mi varnank el? A ”reprezentatıv” legyen. ”Mint a cseppben atenger.”

• A populacio minden egyes elemenek ugyanakkora eselyt kellbiztosıtani a mintaba keruleshez.• A minta elemszamanak eleg nagynak kell lennie ahhoz, hogy akovetkezteteseink atvihetok lehessenek a populaciora is.

Mintavetelezesi eljarasok:

• cenzus (nincs eroforras)• retegzett mintavetelezes: vannak informacioink, hogy az egeszpopulacioban adott tulajdonsag hogy alakul es ezt a mintaban ismegtartjuk.• veletlen kıserlet

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

14/53

Statisztikai alapfogalmak - mintavetelezes

Mi varnank el? A ”reprezentatıv” legyen. ”Mint a cseppben atenger.”

• A populacio minden egyes elemenek ugyanakkora eselyt kellbiztosıtani a mintaba keruleshez.• A minta elemszamanak eleg nagynak kell lennie ahhoz, hogy akovetkezteteseink atvihetok lehessenek a populaciora is.

Mintavetelezesi eljarasok:

• cenzus (nincs eroforras)• retegzett mintavetelezes: vannak informacioink, hogy az egeszpopulacioban adott tulajdonsag hogy alakul es ezt a mintaban ismegtartjuk.• veletlen kıserlet

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

14/53

Statisztikai alapfogalmak - mintavetelezes

Mi varnank el? A ”reprezentatıv” legyen. ”Mint a cseppben atenger.”

• A populacio minden egyes elemenek ugyanakkora eselyt kellbiztosıtani a mintaba keruleshez.• A minta elemszamanak eleg nagynak kell lennie ahhoz, hogy akovetkezteteseink atvihetok lehessenek a populaciora is.

Mintavetelezesi eljarasok:

• cenzus (nincs eroforras)• retegzett mintavetelezes: vannak informacioink, hogy az egeszpopulacioban adott tulajdonsag hogy alakul es ezt a mintaban ismegtartjuk.• veletlen kıserlet

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

15/53

Statisztikai alapfogalmak - matematikai modell 1.

• populacio = Ω

• tulajdonsag = valoszınusegi valtozo X : Ω→ Rp

• statisztikai minta = X1,X2,...,Xn teljesen fuggetlen, X -szel azonoseloszlasu valoszınusegi valtozo.

!gyakorlati alkalmazasokban n darab szam (p-es), a matematikaimodellben n teljesen fuggetlen valvaltozo!

Lehetseges cel: peldaul adott lehetseges eloszlascsaladbol eldonteni,hogy melyik all legkozelebb a valodi eloszlashoz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

15/53

Statisztikai alapfogalmak - matematikai modell 1.

• populacio = Ω

• tulajdonsag = valoszınusegi valtozo X : Ω→ Rp

• statisztikai minta = X1,X2,...,Xn teljesen fuggetlen, X -szel azonoseloszlasu valoszınusegi valtozo.

!gyakorlati alkalmazasokban n darab szam (p-es), a matematikaimodellben n teljesen fuggetlen valvaltozo!

Lehetseges cel: peldaul adott lehetseges eloszlascsaladbol eldonteni,hogy melyik all legkozelebb a valodi eloszlashoz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

16/53

Statisztikai alapfogalmak - matematikai modell 2.

Legyen (X ,F) egy merheto ter es legyen P valoszınusegi mertekekegy halmaza, ahol ∀P ∈ P-re (X ,F ,P) egy Kolmogorov-felevaloszınusegi mezo.

Az X = (X1, . . . ,Xn)T statisztikai megfigyeleststatisztikai mintanak nevezzuk, ha Xi -k teljesen fuggetlen azonoseloszlasu valoszınusegi valtozok ∀P ∈ P-n (X ,F ,P)-n. Azaz∀P ∈ P-re

P(Xi < x) = FP(x) (i = 1, 2, . . . , n),

FP(Xi1 < x1, . . . ,Xik < xk) = Πki=1FP(xi ).

n=minta elemszama, FP(x)=minta eloszlasfuggvenye, Xi az i-edikmintaelem, µP(A) = P(Xi ∈ A) A ∈ F a minta eloszlasa. ω ∈ Ω-ra(X1(ω), . . . ,Xn(ω)) a minta realizaltja.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

16/53

Statisztikai alapfogalmak - matematikai modell 2.

Legyen (X ,F) egy merheto ter es legyen P valoszınusegi mertekekegy halmaza, ahol ∀P ∈ P-re (X ,F ,P) egy Kolmogorov-felevaloszınusegi mezo. Az X = (X1, . . . ,Xn)T statisztikai megfigyeleststatisztikai mintanak nevezzuk, ha Xi -k teljesen fuggetlen azonoseloszlasu valoszınusegi valtozok ∀P ∈ P-n (X ,F ,P)-n. Azaz∀P ∈ P-re

P(Xi < x) = FP(x) (i = 1, 2, . . . , n),

FP(Xi1 < x1, . . . ,Xik < xk) = Πki=1FP(xi ).

n=minta elemszama, FP(x)=minta eloszlasfuggvenye, Xi az i-edikmintaelem, µP(A) = P(Xi ∈ A) A ∈ F a minta eloszlasa. ω ∈ Ω-ra(X1(ω), . . . ,Xn(ω)) a minta realizaltja.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

16/53

Statisztikai alapfogalmak - matematikai modell 2.

Legyen (X ,F) egy merheto ter es legyen P valoszınusegi mertekekegy halmaza, ahol ∀P ∈ P-re (X ,F ,P) egy Kolmogorov-felevaloszınusegi mezo. Az X = (X1, . . . ,Xn)T statisztikai megfigyeleststatisztikai mintanak nevezzuk, ha Xi -k teljesen fuggetlen azonoseloszlasu valoszınusegi valtozok ∀P ∈ P-n (X ,F ,P)-n. Azaz∀P ∈ P-re

P(Xi < x) = FP(x) (i = 1, 2, . . . , n),

FP(Xi1 < x1, . . . ,Xik < xk) = Πki=1FP(xi ).

n=minta elemszama, FP(x)=minta eloszlasfuggvenye, Xi az i-edikmintaelem, µP(A) = P(Xi ∈ A) A ∈ F a minta eloszlasa. ω ∈ Ω-ra(X1(ω), . . . ,Xn(ω)) a minta realizaltja.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

17/53

Statisztikak - adatcentrum statisztikai

Tegyuk fel hogy X : Ω→ R egy val. valtozo es X1,X2, . . . ,Xn egyebbol vett statisztikai minta. Ekkor

• X =∑n

i=1 Xi

n a minta atlaga

• X ∗k = ordkX1,X2, . . . ,Xn a k-adik legkisebb

• tehat X ∗1 = minX1,X2, . . . ,Xn es X ∗n = maxX1,X2, . . . ,Xn

• median = X ∗n+12

, ha n paratlan es X ∗n2

+ X ∗n2 +1, ha n paros

• modusz = mintaban leggyakrabban elofordulo elem.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

17/53

Statisztikak - adatcentrum statisztikai

Tegyuk fel hogy X : Ω→ R egy val. valtozo es X1,X2, . . . ,Xn egyebbol vett statisztikai minta. Ekkor

• X =∑n

i=1 Xi

n a minta atlaga

• X ∗k = ordkX1,X2, . . . ,Xn a k-adik legkisebb

• tehat X ∗1 = minX1,X2, . . . ,Xn es X ∗n = maxX1,X2, . . . ,Xn

• median = X ∗n+12

, ha n paratlan es X ∗n2

+ X ∗n2 +1, ha n paros

• modusz = mintaban leggyakrabban elofordulo elem.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

17/53

Statisztikak - adatcentrum statisztikai

Tegyuk fel hogy X : Ω→ R egy val. valtozo es X1,X2, . . . ,Xn egyebbol vett statisztikai minta. Ekkor

• X =∑n

i=1 Xi

n a minta atlaga

• X ∗k = ordkX1,X2, . . . ,Xn a k-adik legkisebb

• tehat X ∗1 = minX1,X2, . . . ,Xn es X ∗n = maxX1,X2, . . . ,Xn

• median = X ∗n+12

, ha n paratlan es X ∗n2

+ X ∗n2 +1, ha n paros

• modusz = mintaban leggyakrabban elofordulo elem.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

17/53

Statisztikak - adatcentrum statisztikai

Tegyuk fel hogy X : Ω→ R egy val. valtozo es X1,X2, . . . ,Xn egyebbol vett statisztikai minta. Ekkor

• X =∑n

i=1 Xi

n a minta atlaga

• X ∗k = ordkX1,X2, . . . ,Xn a k-adik legkisebb

• tehat X ∗1 = minX1,X2, . . . ,Xn es X ∗n = maxX1,X2, . . . ,Xn

• median = X ∗n+12

, ha n paratlan es X ∗n2

+ X ∗n2 +1, ha n paros

• modusz = mintaban leggyakrabban elofordulo elem.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

17/53

Statisztikak - adatcentrum statisztikai

Tegyuk fel hogy X : Ω→ R egy val. valtozo es X1,X2, . . . ,Xn egyebbol vett statisztikai minta. Ekkor

• X =∑n

i=1 Xi

n a minta atlaga

• X ∗k = ordkX1,X2, . . . ,Xn a k-adik legkisebb

• tehat X ∗1 = minX1,X2, . . . ,Xn es X ∗n = maxX1,X2, . . . ,Xn

• median = X ∗n+12

, ha n paratlan es X ∗n2

+ X ∗n2 +1, ha n paros

• modusz = mintaban leggyakrabban elofordulo elem.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

18/53

Statisztikak - szoras statisztikai

• standard szoras/korrigalt empirikus szoras√√√√ 1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• standard variacio

1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• terjedelemX ∗n − X ∗1

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

18/53

Statisztikak - szoras statisztikai

• standard szoras/korrigalt empirikus szoras√√√√ 1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• standard variacio

1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• terjedelemX ∗n − X ∗1

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

18/53

Statisztikak - szoras statisztikai

• standard szoras/korrigalt empirikus szoras√√√√ 1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• standard variacio

1

n − 1

n∑i=1

(Xi − X )2

• terjedelemX ∗n − X ∗1

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

19/53

Statisztikak - egyeb statisztikak 1.

• ferdeseg/skewness

s =1n

∑ni=1(Xi − X )3

(√

1n

∑ni=1(Xi − X )2)3

• Mit mer? Mennyire szimmetrikus az eloszlas. Ha az ertek 0(-hozkozeli), akkor (nagyjabol) szimmetrikus. Ha pozitıv, akkor jobbra, hanegatıv, akkor balra tolodik el az eloszlas.

(a) s < 0 (b) s > 0

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

19/53

Statisztikak - egyeb statisztikak 1.

• ferdeseg/skewness

s =1n

∑ni=1(Xi − X )3

(√

1n

∑ni=1(Xi − X )2)3

• Mit mer? Mennyire szimmetrikus az eloszlas. Ha az ertek 0(-hozkozeli), akkor (nagyjabol) szimmetrikus. Ha pozitıv, akkor jobbra, hanegatıv, akkor balra tolodik el az eloszlas.

(a) s < 0 (b) s > 0

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

20/53

Statisztikak - egyeb statisztikak 2.

• lapultsag/curtosis

c =1n

∑ni=1(Xi − X )4

(√

1n

∑ni=1(Xi − X )2)4

− 3

• Mit mer? ”Csucsossaga” hogy viszonyul a normalis eloszlasehoz.Ha pozitıv, akkor csucsosabb.

(a) c < 0 (b) c > 0

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

20/53

Statisztikak - egyeb statisztikak 2.

• lapultsag/curtosis

c =1n

∑ni=1(Xi − X )4

(√

1n

∑ni=1(Xi − X )2)4

− 3

• Mit mer? ”Csucsossaga” hogy viszonyul a normalis eloszlasehoz.Ha pozitıv, akkor csucsosabb.

(a) c < 0 (b) c > 0

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

21/53

Statisztikak - matematikai fogalom 1.

Legyen tn egy n-valtozos valos fuggveny. Akkor a statisztikai mintaTn = tn(X1,X2, . . . ,Xn) fuggvenyet nevezzuk statisztikanak.

A statisztika egy valoszınusegi valtozo, aminek eloszlasfuggvenyet aminta eloszlasfuggvenyebol lehet kiszamolni.

A Tn(ω) = tn(X1(ω),X2(ω), . . . ,Xn(ω)) szam (amikor azargumentumba a mintarealizacio ertekeit helyettesıtjuk), a statisztikaszamolt erteke.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

21/53

Statisztikak - matematikai fogalom 1.

Legyen tn egy n-valtozos valos fuggveny. Akkor a statisztikai mintaTn = tn(X1,X2, . . . ,Xn) fuggvenyet nevezzuk statisztikanak.

A statisztika egy valoszınusegi valtozo, aminek eloszlasfuggvenyet aminta eloszlasfuggvenyebol lehet kiszamolni.

A Tn(ω) = tn(X1(ω),X2(ω), . . . ,Xn(ω)) szam (amikor azargumentumba a mintarealizacio ertekeit helyettesıtjuk), a statisztikaszamolt erteke.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

21/53

Statisztikak - matematikai fogalom 1.

Legyen tn egy n-valtozos valos fuggveny. Akkor a statisztikai mintaTn = tn(X1,X2, . . . ,Xn) fuggvenyet nevezzuk statisztikanak.

A statisztika egy valoszınusegi valtozo, aminek eloszlasfuggvenyet aminta eloszlasfuggvenyebol lehet kiszamolni.

A Tn(ω) = tn(X1(ω),X2(ω), . . . ,Xn(ω)) szam (amikor azargumentumba a mintarealizacio ertekeit helyettesıtjuk), a statisztikaszamolt erteke.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

22/53

Rendezett minta statisztikai 1.

Empirikus eloszlasfuggveny:

Fn(x) :=

0 ha x ≤ X ∗1 ,kn ha X ∗k < x ≤ X ∗k+1 (k = 1, 2, ..., n − 1),

1 ha X ∗n < x .

Fn(x) =1

n

n∑i=1

IXi<x , ahol

IXi<x :=

0 ha x < Xi ,

1 ha Xi ≤ x .

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

22/53

Rendezett minta statisztikai 1.

Empirikus eloszlasfuggveny:

Fn(x) :=

0 ha x ≤ X ∗1 ,kn ha X ∗k < x ≤ X ∗k+1 (k = 1, 2, ..., n − 1),

1 ha X ∗n < x .

Fn(x) =1

n

n∑i=1

IXi<x , ahol

IXi<x :=

0 ha x < Xi ,

1 ha Xi ≤ x .

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

23/53

Rendezett minta statisztikai 2.

Tetel (Glivenko Cantelli)

P( limn→∞

supx∈R|Fn(x)− F (x)|= 0) = 1

Azaz az empirikus eloszlasfuggveny 1 valoszınuseggel, egyenletesenkonvergal az eloszlasfuggvenyhez.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

23/53

Rendezett minta statisztikai 2.

Tetel (Glivenko Cantelli)

P( limn→∞

supx∈R|Fn(x)− F (x)|= 0) = 1

Azaz az empirikus eloszlasfuggveny 1 valoszınuseggel, egyenletesenkonvergal az eloszlasfuggvenyhez.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

24/53

Parameter

Tegyuk fel, hogy a minta eloszlasfuggvenye kepletet egy θ parameterkonkretizalja. Ha ismerjuk az erteket, meg tudjuk pontosan adni azeloszlasfuggvenyt:

F = F (x , θ) : θ ∈ Θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

25/53

Parameter - pelda

Pelda

Egy joghurt zsırtartalmat ellenorzik. A laborban σ pontossaggal megtudjak merni a zsırtartalmat. A meres a pontos ertek korul a normaliseloszlas szerint ingadozik. Ha vesznek egy mintat, akkor a mintaeloszlasa N(θ, σ)!

Pelda

Egy brokerirodaban m ugyfel kotvenyeit kezelik. Egy ugyfel θvaloszınuseggel ker eladast/vetelt az irodatol. A napi tranzakciokszama Bin(m, θ) eloszlast kovet.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

25/53

Parameter - pelda

Pelda

Egy joghurt zsırtartalmat ellenorzik. A laborban σ pontossaggal megtudjak merni a zsırtartalmat. A meres a pontos ertek korul a normaliseloszlas szerint ingadozik. Ha vesznek egy mintat, akkor a mintaeloszlasa N(θ, σ)!

Pelda

Egy brokerirodaban m ugyfel kotvenyeit kezelik. Egy ugyfel θvaloszınuseggel ker eladast/vetelt az irodatol. A napi tranzakciokszama Bin(m, θ) eloszlast kovet.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

26/53

Parameter

A θ parametert egy statisztikaval becsuljuk.

De mit ertunk azon, hogy egy parametert ”jol” becslunk?

1. Torzıtatlansag2. Aszimptotikus torzıtatlansag3. Konzisztencia4. Eros konzisztencia5. Hatasossag

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

26/53

Parameter

A θ parametert egy statisztikaval becsuljuk.De mit ertunk azon, hogy egy parametert ”jol” becslunk?

1. Torzıtatlansag2. Aszimptotikus torzıtatlansag3. Konzisztencia4. Eros konzisztencia5. Hatasossag

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

26/53

Parameter

A θ parametert egy statisztikaval becsuljuk.De mit ertunk azon, hogy egy parametert ”jol” becslunk?

1. Torzıtatlansag2. Aszimptotikus torzıtatlansag3. Konzisztencia4. Eros konzisztencia5. Hatasossag

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

27/53

A parameter becslese - torzıtatlansag 1.

Torzıtatlansag

A Tn statisztika a θ parameter torzıtatlan becslese, ha E (Tn) = θ.

A torzıtatlansag azt jelenti, hogy a becslo statisztika eppen abecsulendo parameterertek korul fogja felvenni az ertekeit.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

27/53

A parameter becslese - torzıtatlansag 1.

Torzıtatlansag

A Tn statisztika a θ parameter torzıtatlan becslese, ha E (Tn) = θ.

A torzıtatlansag azt jelenti, hogy a becslo statisztika eppen abecsulendo parameterertek korul fogja felvenni az ertekeit.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

28/53

A parameter becslese - torzıtatlansag 2.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

29/53

A parameter becslese - aszimptotikus torzıtatlansag

Torzıtatlansag

A Tn statisztika a θ parameter aszimptotikusan torzıtatlanbecslese, ha limn→∞ E (Tn) = θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

29/53

A parameter becslese - aszimptotikus torzıtatlansag

Torzıtatlansag

A Tn statisztika a θ parameter aszimptotikusan torzıtatlanbecslese, ha limn→∞ E (Tn) = θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

30/53

A parameter becslese - konzisztencia

Ha garancia van arra, hogy a minta elemszam novekedtevel novekszika becsles pontossaganak valoszınusege, konzisztens becslesrolbeszelunk.

Konzisztencia

A Tn statisztika a θ parameter konzisztens becslese, ha minden ε > 0teljesul, hogy

limn→∞

P(|Tn − θ|> ε) = 0.

A statisztika, mint valoszınusegi valtozo sztochasztikusan konvergal akonstans θ-hoz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

30/53

A parameter becslese - konzisztencia

Ha garancia van arra, hogy a minta elemszam novekedtevel novekszika becsles pontossaganak valoszınusege, konzisztens becslesrolbeszelunk.

Konzisztencia

A Tn statisztika a θ parameter konzisztens becslese, ha minden ε > 0teljesul, hogy

limn→∞

P(|Tn − θ|> ε) = 0.

A statisztika, mint valoszınusegi valtozo sztochasztikusan konvergal akonstans θ-hoz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

30/53

A parameter becslese - konzisztencia

Ha garancia van arra, hogy a minta elemszam novekedtevel novekszika becsles pontossaganak valoszınusege, konzisztens becslesrolbeszelunk.

Konzisztencia

A Tn statisztika a θ parameter konzisztens becslese, ha minden ε > 0teljesul, hogy

limn→∞

P(|Tn − θ|> ε) = 0.

A statisztika, mint valoszınusegi valtozo sztochasztikusan konvergal akonstans θ-hoz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

31/53

A parameter becslese - eros konzisztencia

Eros konzisztencia

A Tn statisztika a θ parameter erosen konzisztens becslese, haETn = θ es limn→∞ σ2Tn = 0.

Erosen konzisztens becsles konzisztens, de visszafele nem feltetlenigaz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

31/53

A parameter becslese - eros konzisztencia

Eros konzisztencia

A Tn statisztika a θ parameter erosen konzisztens becslese, haETn = θ es limn→∞ σ2Tn = 0.

Erosen konzisztens becsles konzisztens, de visszafele nem feltetlenigaz.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

32/53

A parameter becslese - (eros) konzisztencia

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

33/53

A parameter becslese - hatasossag

A θ parametert becslo ket torzıtatlan becsles kozul nyilvan a kisebbvarianciaju a jobb, hiszen kisebb mertekben ingadozik a parameterkorul.

Hatasossag

Azaz, a Vn statisztika hatasosabb Wn-nel, ha

1. EVn = EWn = θ

2. σ2Vn ≤ σ2Wn

Egy torzıtatlan becsles hatasos, ha a varianciaja minden mastorzıtatlan becslesnel nem nagyobb.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

33/53

A parameter becslese - hatasossag

A θ parametert becslo ket torzıtatlan becsles kozul nyilvan a kisebbvarianciaju a jobb, hiszen kisebb mertekben ingadozik a parameterkorul.

Hatasossag

Azaz, a Vn statisztika hatasosabb Wn-nel, ha

1. EVn = EWn = θ

2. σ2Vn ≤ σ2Wn

Egy torzıtatlan becsles hatasos, ha a varianciaja minden mastorzıtatlan becslesnel nem nagyobb.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

34/53

A parameter becslese - hatasossag

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

35/53

A parameter becslese - peldak 1.

Legyen a becsulendo parameter a varhato ertek, azaz

θ = EX .

Atlagstatisztika ( 1n

∑ni=1 Xi ) torzıtatlan becslese, hiszen

E (1

n

n∑i=1

Xi ) =1

n

n∑i=1

E (Xi ) =1

n

n∑i=1

θ = θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

35/53

A parameter becslese - peldak 1.

Legyen a becsulendo parameter a varhato ertek, azaz

θ = EX .

Atlagstatisztika ( 1n

∑ni=1 Xi ) torzıtatlan becslese, hiszen

E (1

n

n∑i=1

Xi ) =1

n

n∑i=1

E (Xi ) =1

n

n∑i=1

θ = θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

35/53

A parameter becslese - peldak 1.

Legyen a becsulendo parameter a varhato ertek, azaz

θ = EX .

Atlagstatisztika ( 1n

∑ni=1 Xi ) torzıtatlan becslese, hiszen

E (1

n

n∑i=1

Xi ) =1

n

n∑i=1

E (Xi ) =1

n

n∑i=1

θ = θ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

36/53

A parameter becslese - peldak 2.

Ha meg azt is tudjuk, hogy σ2X <∞, akkor az atlagstatisztikaerosen konzisztens is, hiszen

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) =

∑ni=1 σ

2Xi

n2=σ2X

n→ 0

Linearis becslesnek hıvunk egy becslest, ha∑n

i=1 wiXi alaku, ahol∑ni=1 wi = 1.

Linearis becslesek kozott az atlagstatisztika a hatasos, azaz

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) ≤ σ2(n∑

i=1

wiXi )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

36/53

A parameter becslese - peldak 2.

Ha meg azt is tudjuk, hogy σ2X <∞, akkor az atlagstatisztikaerosen konzisztens is, hiszen

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) =

∑ni=1 σ

2Xi

n2=σ2X

n→ 0

Linearis becslesnek hıvunk egy becslest, ha∑n

i=1 wiXi alaku, ahol∑ni=1 wi = 1.

Linearis becslesek kozott az atlagstatisztika a hatasos, azaz

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) ≤ σ2(n∑

i=1

wiXi )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

36/53

A parameter becslese - peldak 2.

Ha meg azt is tudjuk, hogy σ2X <∞, akkor az atlagstatisztikaerosen konzisztens is, hiszen

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) =

∑ni=1 σ

2Xi

n2=σ2X

n→ 0

Linearis becslesnek hıvunk egy becslest, ha∑n

i=1 wiXi alaku, ahol∑ni=1 wi = 1.

Linearis becslesek kozott az atlagstatisztika a hatasos, azaz

σ2(1

n

n∑i=1

Xi ) ≤ σ2(n∑

i=1

wiXi )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

37/53

A parameter becslese - peldak 3.

Legyen a becsulendo parameter X varianciaja!

Az empirikus szorasnegyzet sn = 1n

∑ni=1(Xi − X )2 aszimptotikusan

torzıtatlan, a korrigalt empirikus szorasnegyzet pedig torzıtatlanbecsles, hiszen

Es2n = E (

1

n

n∑i=1

(Xi − X )2) =1

n

n∑i=1

EX 2i − EX

2

=1

n

n∑i=1

(θ + m2)− (θ

n+ m2) =

n − 1

nθ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

37/53

A parameter becslese - peldak 3.

Legyen a becsulendo parameter X varianciaja!

Az empirikus szorasnegyzet sn = 1n

∑ni=1(Xi − X )2 aszimptotikusan

torzıtatlan, a korrigalt empirikus szorasnegyzet pedig torzıtatlanbecsles, hiszen

Es2n = E (

1

n

n∑i=1

(Xi − X )2) =1

n

n∑i=1

EX 2i − EX

2

=1

n

n∑i=1

(θ + m2)− (θ

n+ m2) =

n − 1

nθ.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

38/53

A parameter becslese - peldak osszefoglalasa

• Az atlagstatisztika a minta varhato ertekenek –mint parameternek-torzıtatlan becslese. Ha a mintanak letezik szorasa, akkor ez abecsles erosen konzisztens is.

• A minta empirikus szorasnegyzete a minta varianciajanak –mintparameternek- aszimptotikusan torzıtatlan becslese. (Ha a mintanakletezik negyedik momentuma, akkor a becsles konzisztens is.)

• A minta korrigalt empirikus szorasnegyzet statisztika a mintavarianciajanak torzıtatlan becslese. (Ha a minta negyedikmomentuma letezik, akkor erosen konzisztens becslese.)

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

39/53

Maximum likelihood becsles matematikai alapok -alapgondolat

A modszer alapgondolatai a kovetkezok:

1. A mintank eloszlasfuggvenye a θ parametertol fugg.

2. Ha egy kıserletnel tobb esemeny is bekovetkezhet, legtobbszor alegnagyobb valoszınusegu esemenyt fogjuk megfigyelni.

3. A sokasagra vett mintavetelezes soran kaptunk egy realizaciot.Feltetelezzuk, hogy azert eppen ezt a realizaciot kaptuk, es nemmast, mert az osszes realizaciok kozul ennek volt a legnagyobb abekovetkezesi valoszınusege.

4. Vegyuk tehat, az osszes lehetseges θ parameter kozul azt,amelynel eppen kapott realizacio bekovetkezese a maximalis.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

39/53

Maximum likelihood becsles matematikai alapok -alapgondolat

A modszer alapgondolatai a kovetkezok:

1. A mintank eloszlasfuggvenye a θ parametertol fugg.

2. Ha egy kıserletnel tobb esemeny is bekovetkezhet, legtobbszor alegnagyobb valoszınusegu esemenyt fogjuk megfigyelni.

3. A sokasagra vett mintavetelezes soran kaptunk egy realizaciot.Feltetelezzuk, hogy azert eppen ezt a realizaciot kaptuk, es nemmast, mert az osszes realizaciok kozul ennek volt a legnagyobb abekovetkezesi valoszınusege.

4. Vegyuk tehat, az osszes lehetseges θ parameter kozul azt,amelynel eppen kapott realizacio bekovetkezese a maximalis.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

39/53

Maximum likelihood becsles matematikai alapok -alapgondolat

A modszer alapgondolatai a kovetkezok:

1. A mintank eloszlasfuggvenye a θ parametertol fugg.

2. Ha egy kıserletnel tobb esemeny is bekovetkezhet, legtobbszor alegnagyobb valoszınusegu esemenyt fogjuk megfigyelni.

3. A sokasagra vett mintavetelezes soran kaptunk egy realizaciot.Feltetelezzuk, hogy azert eppen ezt a realizaciot kaptuk, es nemmast, mert az osszes realizaciok kozul ennek volt a legnagyobb abekovetkezesi valoszınusege.

4. Vegyuk tehat, az osszes lehetseges θ parameter kozul azt,amelynel eppen kapott realizacio bekovetkezese a maximalis.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

40/53

ML matematikai alapok - diszkret eset.

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

diszkret eloszlasu statisztikai minta E ⊂ R ertekkeszlettel mindenPθ ∈ P-re.

Jelolje

L(θ, x) = Pθ(X1 = x1, . . . ,Xn = xn) = Πni=1Pθ(Xi = xi )

minta egyuttes eloszlasat. Az eloszlas maximum likelihoodbecslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amire igaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ).

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

40/53

ML matematikai alapok - diszkret eset.

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

diszkret eloszlasu statisztikai minta E ⊂ R ertekkeszlettel mindenPθ ∈ P-re.Jelolje

L(θ, x) = Pθ(X1 = x1, . . . ,Xn = xn) = Πni=1Pθ(Xi = xi )

minta egyuttes eloszlasat. Az eloszlas maximum likelihoodbecslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amire igaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ).

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

40/53

ML matematikai alapok - diszkret eset.

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

diszkret eloszlasu statisztikai minta E ⊂ R ertekkeszlettel mindenPθ ∈ P-re.Jelolje

L(θ, x) = Pθ(X1 = x1, . . . ,Xn = xn) = Πni=1Pθ(Xi = xi )

minta egyuttes eloszlasat. Az eloszlas maximum likelihoodbecslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amire igaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ).

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

41/53

ML peldak 1. - Poisson eloszlas 1.

pθ,i =θi

i !e−θ i = 0, 1, 2, ...

A likelihood fuggveny (x = (x1, . . . , xn)):

L(x, θ) = Πni=1

θxi

xi !e−θ =

θ∑n

i=1 xi

Πni=1xi !

e−nθ

A loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = ln θn∑

i=1

xi − nθ − ln(Πni=1xi ! )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

41/53

ML peldak 1. - Poisson eloszlas 1.

pθ,i =θi

i !e−θ i = 0, 1, 2, ...

A likelihood fuggveny (x = (x1, . . . , xn)):

L(x, θ) = Πni=1

θxi

xi !e−θ =

θ∑n

i=1 xi

Πni=1xi !

e−nθ

A loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = ln θn∑

i=1

xi − nθ − ln(Πni=1xi ! )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

41/53

ML peldak 1. - Poisson eloszlas 1.

pθ,i =θi

i !e−θ i = 0, 1, 2, ...

A likelihood fuggveny (x = (x1, . . . , xn)):

L(x, θ) = Πni=1

θxi

xi !e−θ =

θ∑n

i=1 xi

Πni=1xi !

e−nθ

A loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = ln θn∑

i=1

xi − nθ − ln(Πni=1xi ! )

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

42/53

ML peldak 1. - Poisson eloszlas 2.

A maximumhelyek megkeresese derivalassal:

dl(x, θ)

dθ=

1

θ

n∑i=1

xi − n = 0→ θ =1

n

n∑i=1

xi = X

Mivel

d2l(x, θ)

d2θ= − 1

θ2

n∑i=1

xi < 0,

ezert maximumhely.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

42/53

ML peldak 1. - Poisson eloszlas 2.

A maximumhelyek megkeresese derivalassal:

dl(x, θ)

dθ=

1

θ

n∑i=1

xi − n = 0→ θ =1

n

n∑i=1

xi = X

Mivel

d2l(x, θ)

d2θ= − 1

θ2

n∑i=1

xi < 0,

ezert maximumhely.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

43/53

ML - folytonos eset

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

statisztikai minta, amelyek eloszlasfuggvenye abszolut folytonosminden Pθ ∈ P-re. Jelolje

L(θ, x) = Πni=1fθ(xi )

minta egyuttes surusegfuggvenyet.

A θ parameter maximumlikelihood becslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amireigaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ)

teljesul ∀x ∈ Rn.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

43/53

ML - folytonos eset

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

statisztikai minta, amelyek eloszlasfuggvenye abszolut folytonosminden Pθ ∈ P-re. Jelolje

L(θ, x) = Πni=1fθ(xi )

minta egyuttes surusegfuggvenyet.A θ parameter maximumlikelihood becslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amireigaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ)

teljesul ∀x ∈ Rn.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

43/53

ML - folytonos eset

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

statisztikai minta, amelyek eloszlasfuggvenye abszolut folytonosminden Pθ ∈ P-re. Jelolje

L(θ, x) = Πni=1fθ(xi )

minta egyuttes surusegfuggvenyet.A θ parameter maximumlikelihood becslesen azt a τn(X1, . . . ,Xn) statisztikat ertjuk, amireigaz, hogy

L(x, τn(x)) = maxθ∈R+L(x, θ)

teljesul ∀x ∈ Rn.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

44/53

ML becsles - normalis eloszlas, ismert szoras eseten

Surusegfuggvenye:

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Maximum likelihood fuggvenye:

L(x, θ) = (1√

2πσ0

)ne− 1

2σ20

∑ni=1(xi−θ)2

Loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = n ln(1√

2πσ0

)− 1

2σ20

n∑i=1

(xi − θ)2

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

44/53

ML becsles - normalis eloszlas, ismert szoras eseten

Surusegfuggvenye:

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Maximum likelihood fuggvenye:

L(x, θ) = (1√

2πσ0

)ne− 1

2σ20

∑ni=1(xi−θ)2

Loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = n ln(1√

2πσ0

)− 1

2σ20

n∑i=1

(xi − θ)2

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

44/53

ML becsles - normalis eloszlas, ismert szoras eseten

Surusegfuggvenye:

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Maximum likelihood fuggvenye:

L(x, θ) = (1√

2πσ0

)ne− 1

2σ20

∑ni=1(xi−θ)2

Loglikelihood fuggvenye:

l(x, θ) = n ln(1√

2πσ0

)− 1

2σ20

n∑i=1

(xi − θ)2

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

45/53

ML becsles - normalis eloszlas, ismert szoras eseten

dl(x, θ)

dθ=

1

σ20

n∑i=1

(xi − θ) = 0→ θ = X

Mivel

d2l(x, θ)

d2θ= − n

σ20

< 0,

ezert maximumhely.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

45/53

ML becsles - normalis eloszlas, ismert szoras eseten

dl(x, θ)

dθ=

1

σ20

n∑i=1

(xi − θ) = 0→ θ = X

Mivel

d2l(x, θ)

d2θ= − n

σ20

< 0,

ezert maximumhely.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

46/53

Momentumok modszere 1.

Tegyuk fel, hogy az eloszlasuk k darab parametertol (θ1, . . . , θk) fugges legyen

mj = EX j

Tegyuk fel, hogy letezik gj(m1, . . . ,mk) = θj

Ekkor tekintsuk az

mj =1

n

n∑i=1

X ji

empirikus momentum statisztikakat. Ekkor a

θj = gj(m1, . . . ,mk)

a parameterek momentumos becslesei.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

46/53

Momentumok modszere 1.

Tegyuk fel, hogy az eloszlasuk k darab parametertol (θ1, . . . , θk) fugges legyen

mj = EX j

Tegyuk fel, hogy letezik gj(m1, . . . ,mk) = θj

Ekkor tekintsuk az

mj =1

n

n∑i=1

X ji

empirikus momentum statisztikakat. Ekkor a

θj = gj(m1, . . . ,mk)

a parameterek momentumos becslesei.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

46/53

Momentumok modszere 1.

Tegyuk fel, hogy az eloszlasuk k darab parametertol (θ1, . . . , θk) fugges legyen

mj = EX j

Tegyuk fel, hogy letezik gj(m1, . . . ,mk) = θj

Ekkor tekintsuk az

mj =1

n

n∑i=1

X ji

empirikus momentum statisztikakat. Ekkor a

θj = gj(m1, . . . ,mk)

a parameterek momentumos becslesei.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

47/53

Momentumok modszere 2. - normalis eloszlasbecslese

m = g1(m1,m2) = m1, σ2 = g2(m1,m2) = m2 −m2

1

m1 =1

n

n∑i=1

Xi es m2 =1

n

n∑i=1

X 2i

σ2 = g2(m1,m2) =1

n

n∑i=1

X 2i − (

1

n

n∑i=1

Xi )2 = s2

n

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

47/53

Momentumok modszere 2. - normalis eloszlasbecslese

m = g1(m1,m2) = m1, σ2 = g2(m1,m2) = m2 −m2

1

m1 =1

n

n∑i=1

Xi es m2 =1

n

n∑i=1

X 2i

σ2 = g2(m1,m2) =1

n

n∑i=1

X 2i − (

1

n

n∑i=1

Xi )2 = s2

n

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

47/53

Momentumok modszere 2. - normalis eloszlasbecslese

m = g1(m1,m2) = m1, σ2 = g2(m1,m2) = m2 −m2

1

m1 =1

n

n∑i=1

Xi es m2 =1

n

n∑i=1

X 2i

σ2 = g2(m1,m2) =1

n

n∑i=1

X 2i − (

1

n

n∑i=1

Xi )2 = s2

n

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

48/53

Intervallumbecslesek 1.

A korabbi szakaszokban az ismeretlen parametervektort a minta egyfuggvenyevel, azaz egyetlen statisztikaval probaltuk meg kozelıteni.Konkret realizacional tehat, a parameterter egy pontjat egy masikponttal becsuljuk. Ezert beszelunk pontbecslesrol.

De tudjuk azt is, hogy folytonos eloszlasoknal, annak valoszınusege,hogy a valoszınusegi valtozo az ertekkeszletenek eppen egytetszolegesen kivalasztott pontjat fogja felvenni, nulla. Tehatfolytonos esetben nulla annak valoszınusege, hogy eppen aparametert talaltuk el a becslessel. Az intervallumbecsleseknel amintabol keszıtett tartomanyokat definialunk, amely tartomanyoknagy valoszınuseggel lefedik a kerdeses parameterpontot

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

48/53

Intervallumbecslesek 1.

A korabbi szakaszokban az ismeretlen parametervektort a minta egyfuggvenyevel, azaz egyetlen statisztikaval probaltuk meg kozelıteni.Konkret realizacional tehat, a parameterter egy pontjat egy masikponttal becsuljuk. Ezert beszelunk pontbecslesrol.De tudjuk azt is, hogy folytonos eloszlasoknal, annak valoszınusege,hogy a valoszınusegi valtozo az ertekkeszletenek eppen egytetszolegesen kivalasztott pontjat fogja felvenni, nulla. Tehatfolytonos esetben nulla annak valoszınusege, hogy eppen aparametert talaltuk el a becslessel. Az intervallumbecsleseknel amintabol keszıtett tartomanyokat definialunk, amely tartomanyoknagy valoszınuseggel lefedik a kerdeses parameterpontot

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

49/53

Intervallumbecslesek 1.

(a) Pontbecsles (b) Intervallumbecsles

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

50/53

Intervallumbecslesek 1.

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

statisztikai minta es ε rogzıtett. Azt mondjuk, hogy a θ parameterbecslesehez megadtunk egy 1− ε szignifikanciaszintukonfidenciaintervallumot,

ha t1(X1, . . . ,Xn) es t2(X1, . . . ,Xn) olyanstatisztikak, hogy minden Pθ ∈ P-re fennall, hogy

P(t1(X1, . . . ,Xn) ≤ θ ≤ t2(X1, . . . ,Xn)) ≥ 1− ε

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

50/53

Intervallumbecslesek 1.

Legyen adott P valoszınusegi mertekek egy tere es az X1, . . . ,Xn

statisztikai minta es ε rogzıtett. Azt mondjuk, hogy a θ parameterbecslesehez megadtunk egy 1− ε szignifikanciaszintukonfidenciaintervallumot,ha t1(X1, . . . ,Xn) es t2(X1, . . . ,Xn) olyanstatisztikak, hogy minden Pθ ∈ P-re fennall, hogy

P(t1(X1, . . . ,Xn) ≤ θ ≤ t2(X1, . . . ,Xn)) ≥ 1− ε

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

51/53

Intervallumbecslesek - normalis eloszlas varhatoertekre, ismert szoras eseten

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Tudjuk, hogy u = X n−θσ0

√n ∈ N(0, 1), tehat a surusegfuggvenye

φ(t) =1√2π

e−x2

2

Legyen uε olyan, hogy ∫ uε

−uεφ(t) ≥ 1− ε

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

51/53

Intervallumbecslesek - normalis eloszlas varhatoertekre, ismert szoras eseten

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Tudjuk, hogy u = X n−θσ0

√n ∈ N(0, 1), tehat a surusegfuggvenye

φ(t) =1√2π

e−x2

2

Legyen uε olyan, hogy ∫ uε

−uεφ(t) ≥ 1− ε

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

51/53

Intervallumbecslesek - normalis eloszlas varhatoertekre, ismert szoras eseten

fθ(x) =1√

2πσ0

e− 1

2σ20

(x−θ)2

Tudjuk, hogy u = X n−θσ0

√n ∈ N(0, 1), tehat a surusegfuggvenye

φ(t) =1√2π

e−x2

2

Legyen uε olyan, hogy ∫ uε

−uεφ(t) ≥ 1− ε

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

52/53

Intervallumbecslesek - normalis eloszlas varhatoertekre, ismert szoras eseten

Atrendezve kapjuk, hogy

P(X − uεσ0√n≤ m ≤ X +

uεσ0√n

) ≥ 1− ε

TehatT1 = X − uεσ0√

nes

T2 = Xn +uεσ0√

n.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

52/53

Intervallumbecslesek - normalis eloszlas varhatoertekre, ismert szoras eseten

Atrendezve kapjuk, hogy

P(X − uεσ0√n≤ m ≤ X +

uεσ0√n

) ≥ 1− ε

TehatT1 = X − uεσ0√

nes

T2 = Xn +uεσ0√

n.

Statisztikaialapfogalmak,becsleselmelet

Bevezeto afelevrol

Statisztikaialapfogalmak

Statisztikak

Alapstatisztikak

Rendezett mintastatisztikai

Parameter

Becslesek

Peldak

Maximum likelihoodbecsles

Momentumokmodszere

Intervallumbecslesek

53/53

Folyt. kov.

top related