Wahrscheinlichkeit: Normalverteilung und Stetige Zufallsvariablen: Unterschied zwischen den Versionen
(Die Seite wurde neu angelegt: „Im vorigen Abschnitt haben wir uns mit diskreten Zufallsvariablen beschäftigt. D.h., dass die Zufallsvariable nur abzählbar viele (meist ganzzahlige) Werte a…“) |
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| − | Anstelle der Wahrscheinlichkeitsfunktion P für | + | Anstelle der Wahrscheinlichkeitsfunktion P für [[Wahrscheinlichkeit: Binomialverteilung und diskrete Zufallsvariablen| diskrete Zufallsvariablen]], definiert man für stetige Zufallsvariablen die Dichtefunktion f. |
{{Vorlage:Definition|1=Die Dichtefunktion $f$ ist eine Funktion mit den Eigenschaften: | {{Vorlage:Definition|1=Die Dichtefunktion $f$ ist eine Funktion mit den Eigenschaften: | ||
* $f(x)\geq 0 $ und | * $f(x)\geq 0 $ und | ||
* $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)\cdot dx=1$ (d.h. die Fläche unterhalb der Dichtefunktion ist 1).}} | * $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)\cdot dx=1$ (d.h. die Fläche unterhalb der Dichtefunktion ist 1).}} | ||
| − | Der Grund, warum man nicht die Wahrscheinlichkeitsfunktion $P$ verwendet, liegt darin, dass stetige Zufallsvariablen unendlich viele (und überabzählbar viele) Werte haben und die Wahrscheinlichkeit, dass ein ganz bestimmter Wert gezogen wird gleich 0 ist. | + | |
| + | Der Grund, warum man nicht die [[Wahrscheinlichkeit: Binomialverteilung und diskrete Zufallsvariablen| Wahrscheinlichkeitsfunktion $P$]] verwendet, liegt darin, dass stetige Zufallsvariablen unendlich viele (und überabzählbar viele) Werte haben und die Wahrscheinlichkeit, dass ein ganz bestimmter Wert gezogen wird gleich 0 ist. | ||
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Hinweis: | Hinweis: | ||
* Die Wahrscheinlichkeit, dass $X$ einen bestimmten Wert $a$ annimmt ist 0 da | * Die Wahrscheinlichkeit, dass $X$ einen bestimmten Wert $a$ annimmt ist 0 da | ||
| − | $P(a\leq X\leq a)= | + | $P(a\leq X\leq a)= \int_{a}^{a} f(x)\cdot dx = F(a)-F(a)=0$ ist. (Dies lässt sich auch so argumentieren: Da $X$ unendlich viele Werte annehmen kann. |
* $P(X\leq a)=P(X<a)$ da $ P(X\leq a)=P(X<a)+P(X=a)$ und da $P(X=a)$ ist, gilt die Behauptung. | * $P(X\leq a)=P(X<a)$ da $ P(X\leq a)=P(X<a)+P(X=a)$ und da $P(X=a)$ ist, gilt die Behauptung. | ||
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== Normalverteilung == | == Normalverteilung == | ||
{{Vorlage:Definition|1= Eine stetige Zufallsvariable ist '''normalverteilt mit Erwartungswert $\mu$ und Standardabweichung $\sigma$ (kurz: $N(\mu ;\sigma)$-verteilt)''', wenn für die Dichtefunktion $f$ gilt: | {{Vorlage:Definition|1= Eine stetige Zufallsvariable ist '''normalverteilt mit Erwartungswert $\mu$ und Standardabweichung $\sigma$ (kurz: $N(\mu ;\sigma)$-verteilt)''', wenn für die Dichtefunktion $f$ gilt: | ||
Version vom 22. November 2014, 10:26 Uhr
Grundbegriffe: Dichtefunktion, Verteilungsfunktion, Erwartungswert, Standardabweichung
Anstelle der Wahrscheinlichkeitsfunktion P für diskrete Zufallsvariablen, definiert man für stetige Zufallsvariablen die Dichtefunktion f.
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Die Dichtefunktion $f$ ist eine Funktion mit den Eigenschaften:
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Der Grund, warum man nicht die Wahrscheinlichkeitsfunktion $P$ verwendet, liegt darin, dass stetige Zufallsvariablen unendlich viele (und überabzählbar viele) Werte haben und die Wahrscheinlichkeit, dass ein ganz bestimmter Wert gezogen wird gleich 0 ist.
Mit Hilfe der Dichtefunktion definieren wir nun (ähnlich wie bei den diskreten Zufallsvariablen) die ...
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Verteilungsfunktion F :
$$F(x)=P(X\leq x)= \int_{-\infty}^{x} f(t)\cdot dt$$, die die Wahrscheinlichkeit, dass $X$ einen Wert $\leq x$ annimmt, angibt. |
Wichtig: Die Funktionswerte der Dichtefunktion $f(x)$ geben NICHT die Wahrscheinlichkeit an. Bei stetigen Zufallsvariablen können wir nur die Wahrscheinlichkeit dafür angeben, dass $X$ Werte in einem bestimmten Intervall annimmt.
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Die Wahrscheinlichkeit, dass die stetige ZV $X$ einen Wert im Intervall [a;b] annimmt, entspricht der Fläche unter der Dichtefunktion zwischen den Grenzen a und b:
$$P(a\leq X\leq b)= \int_{a}^{b} f(x)\cdot dx = F(b)-F(a)$$ |
Hinweis:
- Die Wahrscheinlichkeit, dass $X$ einen bestimmten Wert $a$ annimmt ist 0 da
$P(a\leq X\leq a)= \int_{a}^{a} f(x)\cdot dx = F(a)-F(a)=0$ ist. (Dies lässt sich auch so argumentieren: Da $X$ unendlich viele Werte annehmen kann.
- $P(X\leq a)=P(X<a)$ da $ P(X\leq a)=P(X<a)+P(X=a)$ und da $P(X=a)$ ist, gilt die Behauptung.
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Für stetige ZV sind Erwartungswert $\mu$ und Standardabweichung wie folgt definiert:
Die Normalverteilung ist deshalb so wichtig, da es in der Natur und im Alltag sehr viele Zuvallsvariablen gibt, die eine solche Verteilung aufweisen und somit eine Dichtefunktion besitzen, deren Graph glockenförmig ist. |

