Bài giảng Xác suất thống kê: Chương 4 Thống kê mô tả, cung cấp cho người học những kiến thức như: Mẫu và phương pháp chọn mẫu; Các đặc trưng của mẫu ngẫu nhiên: kỳ vọng, phương sai, độ lệch chuẩn; Phân phối xác suất của các đặc trưng mẫu; Kỳ vọng và phương sai của các đặc trưng mẫu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1uu 1
Probability and Statistics
Chương 4: THỐNG KÊ MÔ TẢ
Số tiết: 3
www.hoasen.edu.vn
1 Mẫu và phương pháp chọn mẫu
2 Các đặc trưng của mẫu ngẫu nhiên: kỳ
vọng, phương sai, độ lệch chuẩn
3 Phân phối xác suất của các đặc trưng
mẫu
4 Kỳ vọng và phương sai của các đặc
trưng mẫu
Trang 2uu 3
Probability and Statistics
www.hoasen.edu.vn
Trang 3uu 5
Probability and Statistics
1 Mẫu
Nếu X1, X2,…, Xn là các biến ngẫu nhiên độc lập có cùng phân
phối F thì chúng tạo thành một mẫu hay mẫu ngẫu nhiên
(sample/random sample) từ phân phối F
Mẫu ngẫu nhiên X1, X2,…, Xn (cỡ mẫu là n) là một vector có
n thành phần, mỗi thành phần là một biến ngẫu nhiên, các biến
ngẫu nhiên này độc lập, cùng phân phối
Mẫu cụ thể (x1, x2,…, xn) (cỡ mẫu là n) là một vector có n
thành phần, mỗi thành phần là một giá trị cụ thể
Một mẫu ngẫu nhiên có tương ứng nhiều mẫu cụ thể (là kết quả
khác nhau của các phép thử ngẫu nhiên)
Quy ước: mẫu được lấy từ dân số (population) theo cách có
hoàn lại
www.hoasen.edu.vn
1 Mẫu
Giả sử có mẫu cụ thể: (x1, x2,…, xn)
Bảng phân phối tần số (thực nghiệm) là bảng có dạng:
Trong đó:
Bảng phân phối tần suất (thực nghiệm) là bảng có dạng:
Trong đó: và
Bảng phân phối tần suất =>
Trang 4uu 7
Probability and Statistics
1 Mẫu
Ví dụ 1 1 Để điều tra điểm môn X của các sinh viên trong
một trường, người ta chọn ngẫu nhiên 10 sinh viên
Kết quả thu được như sau: 5,9,2,6,7,8,5,4,4,7
Bảng phân phối tần số:
Bảng phân phối tần suất:
www.hoasen.edu.vn
1 Mẫu
Ví dụ 1.2 Cân trọng lượng của các chip điện tử, người ta có
bảng sau:
Trọng
lượng
(g)
10-‐20 20-‐30 30-‐40 40-‐50 50-‐60 60-‐70 70-‐80
Số chip 10 20 12 15 8 5 2
Tìm bảng phân phối tần suất?
Trọng
lượng
(g)
Tần suất 10/72 20/72 12/72 15/72 8/72 5/72 2/72
Trọng
lượng
(g)
Tần suất
Trang 5uu 9
Probability and Statistics
2 Các đặc trưng mẫu
Xu hướng trung tâm
Trung
bình Trung vị
Số xh nhiều nhất
Tứ phân
Trung bình nhân
Tóm tắt
Biến thiên
Phương sai
Độ lệch chuẩn
Hệ số biến thiên Khoảng
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu
n 2
1
Xu hướng trung tâm
Trung
bình
Trung vị Mốt
Trung bình nhân
Trang 6uu 11
Probability and Statistics
2 Các đặc trưng mẫu
Nếu X1, X2,…, Xn là mẫu có kỳ vọng là µ và phương sai
là σ2 thì:
được gọi là trung bình mẫu (sample mean)
Khi đó:
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu
• Trung bình (trung bình số học) của một biến số
– Trung bình mẫu
– Trung bình tổng thể
Trang 7uu 13
Probability and Statistics
2 Các đặc trưng mẫu
• Thước đo phổ biến nhất cho xu hướng trung tâm của dữ liệu
• Chịu ảnh hưởng của các giá trị cực đoan (các điểm nằm ngoài)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu
Ví dụ 2 1 Tìm trung bình mẫu trong các ví dụ 1.1 và 1.2
Trọng
lượng
(g)
Số
chip 10 20 12 15 8 5 2
Trang 8uu 15
Probability and Statistics
2 Các đặc trưng mẫu
• Thước đo thô cho xu hướng trung tâm
• Không chịu ảnh hưởng bởi giá trị cực đoan
• Trong dãy dữ liệu có thứ tự, trung vị là ‘điểm giữa’ của dãy số
– Nếu n hoặc N lẻ, trung vị là số ở giữa dãy
– Nếu n hoặc N chẳn, trung vị là trung bình của hai số ở giữa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu
• Một thước đo cho xu hướng trung tâm
• Giá trị thường xảy ra nhất
• Không chịu ảnh hưởng bởi giá trị cực đoan
• Có thể không có số xuất hiện nhiều nhất
• Có thể có nhiều số mốt
• Dùng cho cả biến định tính và định lượng
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 1 2 3 4 5 6
Trang 9uu 17
Probability and Statistics
2 Các đặc trưng mẫu
Độ biến thiên
Phương sai Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên
Phương sai tổng thể Phương sai mẫu
Độ lệch chuẩn tổng thể
Độ lệch chuẩn mẫu Khoảng
Khoảng phân vị giữa
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu
• Đo lường độ biến thiên
• Sự khác biệt giữa số lớn nhất và số nhỏ nhất
• Không phụ thuộc vào phân phối của số liệu
7 8 9 10 11 12 7 8 9 10 11 12
Trang 10uu 19
Probability and Statistics
Nếu X1, X2,…, Xn là mẫu có kỳ vọng là µ và phương sai
là σ2 Trung bình mẫu là X̅ thì:
là phương sai mẫu
(sample variance)
là độ lệch tiêu chuẩn mẫu
(sample standard deviation)
Trong tính toán, thường dùng công thức:
Khi đó:
Chứng minh:…
www.hoasen.edu.vn
Ví dụ 2 2 Tìm S 2 và S trong các ví dụ 1.1 và 1.2
Trọng
lượng
(g)
Tần suất 10/72 20/72 12/72 15/72 8/72 5/72 2/72
Trang 11uu 21
Probability and Statistics
Xtb = 15.5
s = 3.338
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Dữ liệu B
Dữ liệu A
Xtb = 15.5
s = 0.9258
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Xtb = 15.5
s = 4.57
Dữ liệu C
www.hoasen.edu.vn
2 Các đặc trưng mẫu (tt)
Thực hành tìm trung bình, phương sai, độ lệch mẫu
bằng calculator
Trang 12uu 23
Probability and Statistics
3&4 Phân phối của các đặc trưng
mẫu
là biến ngẫu nhiên chuẩn tắc
Nếu X1, X2,…, Xn là mẫu có kỳ vọng là µ và phương sai
là σ2 thì X̅ và S2 là các biến ngẫu nhiên độc lập và:
www.hoasen.edu.vn
3 Phân phối
Trang 13uu 25
Probability and Statistics
3 Phân phối của các đặc trưng mẫu
Ví dụ