自考-数量方法讲义、公式.pdf
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1、-1)计算每组的上、下限(分组界限)、组中值及数据落入各组的频数 vi(个数)和频率if(mimiivyv11频数的和组中值)的和(频数平均数),形成频率分布表;2 平均数:容易理解,易于计算;不偏不倚地对待每一个数据;是数据集地“重心”;缺点是它对极端值十分敏感。平均数数据的个数全体数据的总和nixnx111 3 中位数:将数据按从小到大顺序排列,处在中间位置的一个数或最中间的两个数的平均数。它的优点是它对极端值不像平均数那么敏感,因此,如果包含极端值的数据集来说,用中位数来描述集中趋势比用平均数更为恰当。4 众数:数据中出现次数最多的数。缺点是一个数据集可能没有众数,也可能众数不唯一;优点
2、在于它反映了数据集中最常见的数值,而且它不仅对数量型数据(数据都是数值)有意义,它对分类型数据集也有意义;并且能够告诉我们最普遍、最流行的款式、尺寸、色彩等产品特征。5 分组数据的平均数(加权平均):mimiivyv11频数的和组中值)的和(频数平均数m为组数,vi为第 i 组频数,yi为第 i 组组中值。二、数据离散趋势的度量:1 极差 R最大值 max最小值 min 2 四分位点:第二四分位点 Q2就是整个数据集的中位数;第一四分位点 Q1是所有小于(或等于)Q2的数据所组成的数据集的中位数;第三四分位点 Q3是所有大于(或等于)Q2的数据所组成的数据集的中位数。四分位极差Q3Q1,它不像
3、极差 R 那么容易受极端值的影响,但是仍然存在着没有充分地利用数据所有信息地缺点。3 方差:离平均数地集中位置地远近;nynyvvyvvyvnxnxxxniiiiiiiiniii222212222)(1)(1 iv是频数,iy是组中值,ivn即数据的个数,iiivyvy即用分组数据计算的平均数。4 标准差:2。变异系数:表示数据相对于其平均数的分散程度。100 xV 第一章 随机事件及其概率 一、随机试验与随机事件:1 随机试验:a)可以在相同的条件下重复进行;b)每次试验的可能结果可能不止一个,但是试验的所有可能的结果在试验之前是确切知道的;c)试验结束之前,不能确定该次试验的确切结果。2
4、样本空间:a)所有基本事件的全体所组成的集合称为样本空间,是必然时间;b)样本空间中每一个基本事件称为一个样本点;c)每一个随机事件就是若干样本点组成的集合,即随机事件是样本空间的子集;d)不包含任何样本点的随机事件就是不可能事件。3 样本空间的表示方法:a)列举法:b)描述法:二、事件的关系和运算 1.事件的关系:a)包含关系:事件 A 的每一个样本点都包含在事件 B 中,或者事件 A 的发生必然导致事件 B 的发生,成为事件 B 包含事件 A,记做ABBA或者。若ABBA且则称事件 A 与事件 B 相等,记做 AB。b)事件的并:事件 A 和事件 B 至少有一个发生的事件称为事件 A 与事
5、件 B 的并,记做BABA或者。c)事件的交:事件 A 与事件 B 同时发生的事件称为事件 A 与事件 B 的交,记做ABBA或者。d)互斥事件:事件 A 与事件 B 中,若有一个发生,另一个必定不发生,则称事件 A 与事件 B 是互斥的,否则称这两个事件是相容的。BA。e)对立事件:一个事件 B 若与事件 A 互斥,且它与事件 A 的并是整个样本空间,则称事件 B 是事件 A 的对立事件,或逆事件。事件 A 的对立事件是A,AAAA,。f)事件的差:事件 A 发生,但事件 B 不发生的事件,称为事件 A 与事件 B 的差,记做 AB。2运算律:a)交换律:;ABBAABBA,b)结合律:;)
6、()()()(CABBCACBACBA,c)分配律:)()()()()()(CABACBACABACBA,:d)对偶律:BABABABA,。三、事件的概率与古典概型:1.事件 A 发生的频率的稳定值p称为事件 A 发生的概率,记做:pAP)(,10 p。2.概率的性质:-a)非负性:0)(AP;b)规范性:10 p;c)完全可加性:11)()(iiiiAPAP;d)0)(P;e)设 A,B 为两个事件,若BA,则有)()()(APBPABP,且)()(APBP;3.古典概型试验与古典概率计算:a)古典概型试验是满足以下条件地随机试验:它的样本空间只包含有限个样本点;每个样本点的发生是等可能的。
7、b)古典概率的计算:NNAPA)(;c)两个基本原理:加法原理:假如做一件事情有两类办法,在第一类办法中有 m 种不同方法,而在第二类办法中有 n 种不同方法,那么完成这件事情就有 m+n 种不同方法。加法原理可以推广到有多类办法的情况;乘法原理:假设做一件事情可以分成两步来做,做第一步有 m 种不同方法,做第二步有 n 种不同方法,那么完成这件事情有 mn 种不同方法。乘法原理也可以推广到多个步骤的情形。4.条件概率:在事件 B 发生的条件下(假定 P(B)0),事件 A 发生的概率称为事件 A 在给定事件 B 下的条件概率,简称 A 对 B 的条件概率,记做:)()()|(BPABPBAP
8、;5.概率公式:a)互逆:对于任意的事件 A,1)()(APAP;b)广义加法公式:对于任意的两个事件 A 和 B,)()()()(ABPBPAPBAP,广义加法公式可以推广到任意有限个事件的并的情形,特别地:)()()()()()()()(ABCPBCPACPABPCPBPAPCBAP c)减法公式:)()()(ABPAPBAP)()()(BPAPBAPBA,则;d)乘法公式:P(AB)P(A)P(B|A),P(A)0;e)全概率公式:设事件 A1,A2,,An两两互斥,A1+A2+An(完备事件组),且 P(Ai)0,i1,2,n 则对于任意事件 B,有:niiiABPAPBP1)|()(
9、)(;f)贝叶斯公式:条件同上,则对于任意事件 B,如果 P(B)0,有:niiiiiiABPAPABPAPBAP1)|()()|()()|(;第二章 随机变量及其分布 取值带有随机性,但取值具有概率规律的变量称为随机变量。一、离散型随机变量:取值可以逐个列出 1.数学期望:1)定义:iiipxEx,以概率为权数的加权平均数;2)性质:Ec=c(常数期望是本身)E(ax)=aEx(常数因子提出来)E(ax+b)=aEx+b(一项一项分开算)2.方差:1)定义:iiipExxExxEDx22)()(;2)性质:Dc=0(常数方差等于 0)D(ax)=a2Dx(常数因子平方提)D(ax+b)=a2
10、Dx 3)公式:22)()(ExxEDx(方差平方的期望期望的平方);3.常用随机变量:1)0-1 分布:随机变量 X 只能取 0,1 这两个值;XB(1,p);Exp Dxp(1-p)2)二项分布:a)分布律:nkppCkXPknkkn,210)1()(;b)XB(n,p)c)Ex=np d)Dx=np(1-p)e)适用:随机试验具有两个可能的结果 A 或者A,且 P(A)=p,P(A)1p,将次贝努里试验重复 n 次。-3)泊松分布:a)分布律:2,1,0!)(kkekXPk,0 b)XP()c)Ex d)Dx e)适用:指定时间内某事件发生的次数。二、连续型随机变量:1.设 X 是一个连
11、续型随机变量:1)X 的均值,记做,就是 X 的数学期望,即 EX;2)X 的方差,记做 DX 或2,是2)(X的数学期望,即:222)()(XEXEDX 3)X 的标准差,记做,是 X 的方差2的算术平方根,即2;2.常用连续型随机变量:名称 分布律或密度 记法 EX 期望 DX 方差 均匀分布,其他,(0)1)(bxaabxf,baUX 2ba 12)(2ab 指数分布 000)(xxxfx,0)(EX 1 21 正态分布 021)(222)(2,xxp),2(NX 2 标准正态分布 221xxx)(XN(0,1)0 1 3.正态分布的密度曲线 y=P(x)是一条关于直线 x=的对称的钟形
12、曲线,在 x=处最高,两侧迅速下降,无限接近 X 轴;越小大,曲线越高扁。4.标准正态分布的密度曲线 y(x),是关于 Y 轴对称的钟形曲线。5.随机变量的标准化DXEXXX(减去期望除标差)。6.标准化定理:设)1,0(Z(2NXNX),则,。三、二维随机变量:1.用两个随机变量合在一起(X,Y)描述一个随机试验,(X,Y)的取值带有随意性,但具有概率规律,则称(X,Y)为二维随机变量。2.X,Y 的协方差:cov(X,Y)E(XEX)(YEY)=E(XY)-EXEY,cov(X,Y)0 说明 X 与 Y 之间存在一定程度的正相关关系,cov(X,Y)0 称 X 与 Y 不相关,cov(X,
13、Y)0 说明 X 与 Y 存在一定程度的负相关关系;3.X,Y 的相关系数:DYDXYXryx),cov(,,取值范围是11,YXr,越接近 1,表明 X 与 Y 之间的正线性相关程度越强,越接近于1,表明 X与 Y 之间的负线性相关程度越弱,当等于 0 时,X 与 Y 不相关。4.随机变量的线性组合:1)E(aX+bY)=aEX+bEy;2)(),(2)()(22YDbYXabCovXDabYaXD 四、决策准则与决策树:1.对不确定的因素进行估计,从几个方案中选择一个,这个过程称为决策;2.决策三准则:1)极大极小原则:将各种方案的最坏结果(极小收益)进行比较,从中选择极小收益最大的方案;
14、2)最小期望损失原则:选择期望损失最小的方案;3)最大期望收益原则:选择期望收益最大的方案。3.决策树:使我们把不确定因素的过程以图解的形式表示出来,有简单、直观的优点。第三章 抽样方法与抽样分布 一、抽样基本概念:1.总体:研究对象的全体;2.个体:组成总体的每一个个体;3.抽样:从总体中抽取一部分个体的过程;4.样本:从总体中抽出的一部分个体构成的集合;5.样本值:在一次试验或观察以后得到一组确定的值;6.随机样本:1)个体被抽到的可能性相同;2)相互独立;3)同分布。二、抽样方法:1.简单随机抽样:总体中有 n 个单元,从中抽取 r 个单元作为样本,使得所有可能的样本都有同样的机会被抽中
15、。有放回抽样的样本个数为rn;无放回抽样的样本个数为rnC。2.系统抽样(等距抽样):将总体单元按照某种顺序排列,按照规则确定一个起点,然后每隔一定的间距抽取样本单元。-3.分层抽样:在抽样之前将总体划分为互不交叉重叠的若干层,然后从各个层中独立地抽取一定数量的单元作为样本。4.整群抽样:在总体中由若干个总体单元自然或人为地组成的群体称为群,抽样时以群体为抽样单位,对抽中的各群的所有总体单元进行观察。三、抽样中经常遇到的三个问题:1.抽样选取不当;2.无回答:处理无回答常用的方法:1)注意调查问卷的设计和加强调查员的培训;2)进行多次访问;3)替换无回答的样本单元;4)对存在无回答的结果进行调
16、整。3.抽样本身的误差。四、抽样分布与中心极限定理:1.不包含任何未知参数的样本函数称作统计量;2.常用的统计量:1)样本均值:ninxx11;2)样本方差:ninxxS12112)(;3)样本标差:2SS。3.统计量的分布叫做抽样分布,当样本容量 n 增大时,不论原来的总体是否服从正态分布,其样本均值都将趋向于正态分布,当 n30 时,样本均值就可以近似的服从正态分布。4.中心极限定理:设随机变量 X1,X2,Xn独立同分布,且 EXi,DXi2,i1,2,n,ninXX11;)(11ninXEXEninEX11;ninninninninnDXXDXDXD121111112222)()(1)
17、设随机变量 X1,X2,Xn独立同分布,且 EXi,DXi2,i1,2,n,ninXX11,则),(近似230NXn;)1,0(30NnXn近似;2)设随机变量 X1,X2,Xn独立同(0,1)分布,则nipnBX1),(,且nnipnpnpNX130)1(,(近似。五、常用的抽样分布 1.样本均值的抽样分布:总体均值、方差 抽样方式 样本的期望 样本方差 有限总体 重复抽样 n2 有限总体 不重复抽样 12NnNn 无限总体 任意 n2 若有限总体不重复抽样Nn5%时,其修正系数1NnN近似为 1,样本均值的方差可以简化为n2。2.样本比例的抽样分布:总体比例 抽样方法 EP DP 无限总体
18、 任意 p npp)1(有限总体 有放回抽样 p npp)1(有限总体 无放回抽样 p 1)1(NnNnpp 若有限总体无放回抽样Nn5%时,其修正系数1NnN近似为 1,样本比例的方差可以简化为npp)1(。六、三种小样本的抽样分布:名称 统计量 记法 上分位点 2分布 1,2n分布 222221n 22(n)(22nP t分布 XN(0,1),Y2(n)X,Y 相互独立)(ntt)(nttP F 分布)(12nU,)(22nV U,V 相互独立,21/nVnUF )(21nnFF,)(21nnFFP,),(12112)(nnFnnF,七、几种重要统计量的分布:设 XN(,2),X1,X2,
19、Xn是 X 的样本,样本均值ninXX11,样本方差ninxxS12112)(:1.t分布:)1()10()(2ntNNXnSnXsXn,代替以样本标差标准化;2.2分布:)1(2)1()(22212nSnXXnI;-3.设 X1,X2,Xn是),(211N的样本,Y1,Y2,Yn是),(222N的样本,并且都相互独立,则:)10()(22212121222121)(21,标准化NNYXnnYXnn)2(21)(211121nntnnSYXS合合代替以 11121121)(ninXXS;22121122)(ninYYS;2)1()1(21222211nnSnSnS合 第四章 参数估计 一、参数
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