Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Document preview thumbnail
Voorbeeld 4 van de 47 pagina's
Samenvatting

samenvatting 2DD80

Document preview thumbnail
Voorbeeld 4 van de 47 pagina's

Deze samenvatting bevat alle theorie die nodig is voor het tentamen 2DD80. Daarnaast bevat het document een voorbeeldopgave voor elk stuk theorie om je kennis te testen en te zien hoe de theorie wordt toegepast in een opgave

Voorbeeld van de inhoud

Chapter 4

4.1

Probability density function:
For a continuous random variable X, a probability density function is a function such that
1. F ( x)≥0

2. ∫ f ( x ) dx=1
−∞
b
3. P ( a ≤ X ≤ b )=∫ f ( x ) dx = area under f(x) from a to b for any a and b
a


If X is a continuous random variable, for any x1 and x2,
P ( x 1 ≤ X ≤ x 2 ) =P ( x 1< X ≤ x 2 )=P ( x 1 ≤ X < x 2 )=P(x 1< X < x 2)

Example
−x
f ( x ) ¿ e for 0< x

a. P ( 1< x )=∫ e−x dx=[−e−x ]=e−1 =0.2858
1
2.5
P ( 1< x<2.5 )=∫ e dx=[−e ]=e −e
−x −x −1 −2.5
b. =0.2037
1
4
P ( x< 4 )=∫ e dx=[−e ]=1−e =0.9817
−x −x −4
c.
0
x
P ( X < x )=0.10 →∫ e dx=[−e ]=1−e =0.10→ x=−ln ( 0.9 )=0.1054
−x −x −x
d.
0


4.2

The cumulative distribution function of a continuous random variable is
x
F ( x )=P ( X ≤ x ) =∫ f ( u ) du for−∞ < x <∞
−∞


Probability density function from the cumulative distribution function
dF (x )
Given F(x), f ( x )= as long as the derivative exists
dx

Example



{
0 x <0
F ( x )= 0.25 x 0 ≤ x< 5
1 5≤ x

a. P ( x<2.8 )=P( x ≤2.8) because X is a continuous random variable.
Then, P( X< 2.8)=F(2.8)=0.2(2.8)=0.56
b. P ( x>5 )=1−P ( x ≤ 1.5 )=1−0.2 ( 1.5 )=0.7
c. P ( X ←2 )=Fx (−2 )=0

, d. P ( x> 6 )=1−Fx ( 6 )=0

4.3

The mean or expected value of X, denoted as u or E(X) is

μ= E ( X )= ∫ f ( u ) du for−∞ < x< ∞
−∞


The variance of X, denoted as V(X) or σ2 is

σ =V ( X )= ∫ ¿ ¿
2

−∞


The standard deviation of X is σ =√ σ 2

Expected value of a function of a continuous random variable
E¿

Example
2
f ( x )=1.5 x for−1< x< 1


[ ]
1 4
x
a. E ( X ) =∫ 1.5 x dx= 1.5
3
=0
−1 4
1
b. V ( X )=∫ 1.5 x ¿ ¿
3

−1


4.4

Continuous uniform distribution
A continuous random variable X with a probability density function
1
f ( x )= a≤x ≤b
( b−a )
Is a continuous uniform random variable

Mean and variance
If X is a continuous uniform random variable over a ≤ x ≤ b
a+b 2
μ= E ( X )= ∧σ =V ( X )=¿ ¿
2

Example
Uniform distribution over the interval [-1,1]
−1+1
a. E ( X ) =
2
V ( X )=¿ ¿
σ =0,577
x
1
b. P (−x< X < x )=0.90 → ∫ dt= [ 0,5 t ] =0.5 ( 2 x ) =x
−x 2

, {
0 x←1
c. Cumulative distribution function: F ( x ) = 0.5 x+ 5−1 ≤ x <1
1 1≤ x

4.5

Normal distribution
A random variable X with probability density function
1
f ( x )= e−¿¿¿
√2 π σ
Is a normal random variable with parameters μ where−∞< μ< ∞∧σ >0
Also, E ( X ) =μ∧V ( X ) =σ 2
And the notation N( μ , σ 2) is used to denote the distribution

Standard normal random variable
A normal random variable with μ=0 and σ2=1 is called a standard normal random variable and is
denoted as Z.
The cumulative distribution function of a standard random variable is denoted as
Ф ( z )=P(Z ≤ z)

Standardizing a normal random variable
If X is a normal variable with E(X)=μ and V(X)=σ 2, the random variable
X−μ
Z= is a normal random variable with E(Z)=0 and V(Z)=1.
σ
That is, Z is a standard normal random variable

Standardizing to calculate a probability
Suppose that X is a normal random variable with mean μ and variance σ 2. Then,
P ( X ≤ x )=P ( X−μ
σ

σ )
x−μ
=P (Z ≤ z ) where Z is a standard normal random variable, and
x−μ
z= is the z-value obtained by standardizing X.
σ
x−μ
The probability is obtained by using Appendix table III with z=
σ

Example
X is normally distributed with a mean of 10 and a standard deviation of 2
a) P(X < 13) = P(Z < (13-10)/2) = P(Z < 1.5) = 0.93319
b) P(X > 9) = 1 - P(X < 9) = 1 - P(Z < (9-10)/2) = 1 - P(Z < -0.5) = 0.69146

c) P(6 < X < 14) = = P(-2 < Z < 2) = P(Z < 2) -P(Z < - 2)]= 0.9545

d) P(2 < X < 4) = = P(-4 < Z < -3) = P(Z < -3) - P(Z < -4) = 0.00132

e) P(-2 < X < 8) = P(X < 8) - P(X < -2) = = P(Z < -1) - P(Z < -6) = 0.15866

4.6

Normal approximation to the binomial distribution

, If X is a binomial random variable with parameters n and p,
X−np
Z= is approximately a standard normal random variable.
√np (1− p)
To approximate a binomial probability with a normal distribution, a continuity correction is applied
as follows:

(
P ( X ≤ x )=P ( X ≤ x+ 0.5 ) ≈ P Z ≤
x+ 0.5−np
√ np ( 1− p ) )
And

P ( x ≤ X )=P( x−0.5 ≤ X) ≈ P
(
x−0.5−np
√ np ( 1− p )
≤Z
)
The approximation is good for np> 5∧n (1− p)> 5

Normal approximation to the Poisson distribution
If X is a Poisson random variable with E(X)=λ and V(X)=λ,
X−λ
Z= is approximately a standard normal random variable.
√λ
The same continuity correction used for the binomial distribution can also be applied.
The approximation is good for λ>5




Example
X is a binomial random variable with n=200 and p=0.4

a) E(X) = 200(0.4) = 80, V(X) = 200(0.4)(0.6) = 48 and σ X =√ 48


Then,
P( X≤70)≃P Z≤
√ (
70. 5−80
48 )
=P( Z≤−1. 37 )=0 . 0853

P(70<X <90)≃P
√ 48 (
70 .5−80
<Z≤
89 . 5−80
√ 48
=P(−1 . 37<Z≤1. 37 )
)
b) =0 .9 1466-0 . 08534=0 . 8293




c)

4.7

Exponential distribution
The random variable X that equals the distance between successive events from Poisson process with
mean number of events λ>0 per unit interval is an exponential random variable with parameter λ.
The probability density function of X is,

Gekoppeld boek
 image
Douglas C. Montgomery, George C. Runger Applied Statistics and Probability for Engineers
Uitgever: Onbekend ISBN: 9781119585596 Druk: 7

Documentinformatie

Heel boek samengevat?
Nee
Wat is er van het boek samengevat?
Hoofdstuk 4 tot en met 11
Geüpload op
18 oktober 2022
Aantal pagina's
47
Geschreven in
2022/2023
Type
Samenvatting
€5,99

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Verkocht
2
Volgers
0
Items
1
Laatst verkocht
4 maanden geleden

Echte notities, van echte studenten
Elk document op Stuvia is geschreven door een medestudent die hetzelfde vak deed. Zo leer je van iemand die het al heeft gehaald.


Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen