Mundarija (22)
- 1. Kirish va motivatsiya
- 2. Nazariya — chuqur tushuntirish
- 2.1. Kutilma E[X] — vaznli o'rtacha
- 2.2. Dispersiya va standart og'ish
- 2.3. Kutilmaning chiziqliligi
- 2.4. Dispersiya xossalari (mustaqil yig'indi)
- 2.5. Kutilgan qiymat bilan qaror qabul qilish
- 2.6. Namuna o'rtachasi va uning dispersiyasi
- 2.7. Kutilma tuzoqlari
- 2.8. Kutilma va dispersiya — markaz va xavf
- 3. Tez ma'lumotnoma
- 4. Batafsil misollar
- Misol 1 — Zar: kutilma va dispersiya
- Misol 2 — Kampaniya tanlash: kutilma va xavf
- Misol 3 — Chiziqlilik va indikator usuli
- Misol 4 — Dispersiya xossalari va standart xato
- 5. To'g'ri va noto'g'ri tushunishlar
- 6. Keng tarqalgan xatolar va yechimlari
- 7. Integratsiya — bu bilim qayerda kerak bo'ladi
- 8. Eng yaxshi amaliyotlar
- 9. Amaliy topshiriq
- Xulosa
9.6-dars: Kutilma va dispersiya
9-QISM — EHTIMOLLIK · 6-dars
1. Kirish va motivatsiya
4-qismda ma'lumotning o'rtachasi va standart og'ishini hisobladik — bu namuna xususiyatlari. Endi ularning nazariy ko'rinishini o'rganamiz: tasodifiy o'zgaruvchining kutilmasi E[X] (uzoq muddatli o'rtacha) va dispersiyasi Var(X) (kutilmadan tarqoqlik). Namuna o'rtachasi — kutilmaning bahosi; namuna dispersiyasi — dispersiyaning bahosi.
Kutilma va dispersiya — qaror qabul qilish tili: kutilgan foyda (loyiha qiymati = ehtimol × natija yig'indisi), xavf (dispersiya — natija qanchalik tarqoq), portfel (mustaqil yig'indining dispersiyasi — diversifikatsiya), ML (bias-variance — kutilgan xatoning tarkibi, MSE = kutilma). Kutilmaning chiziqliligi — ehtimollikdagi eng foydali xossalardan biri: E[X + Y] = E[X] + E[Y] — mustaqillik talab qilinmaydi!
Real vaziyat. Marketing jamoasi ikki kampaniyani tanlaydi. A: 100% ehtimol bilan +50 mln so'm. B: 60% ehtimol bilan +100 mln, 40% ehtimol bilan -20 mln. Kutilma: E[A] = 50, E[B] = 0.6 × 100 + 0.4 × (-20) = 52. B ning kutilmasi biroz yuqori, lekin dispersiyasi katta (standart og'ish ~59 mln): 40% holatda zarar. Data Scientist ikkala sonni ko'rsatadi — tanlov kompaniyaning xavfga munosabatiga bog'liq. Faqat kutilma — yarim ma'lumot.
Bu darsda kutilma va dispersiyani o'rganamiz.
Bu darsda:
- Kutilma E[X] — vaznli o'rtacha
- Dispersiya va standart og'ish
- Kutilmaning chiziqliligi
- Dispersiya xossalari (mustaqil yig'indi)
- Kutilgan qiymat bilan qaror qabul qilish
- Namuna o'rtachasi va uning dispersiyasi
- Kutilma tuzoqlari
- Amaliy: loyiha va portfel tahlili
ℹ Misollar real numpy/scipy bilan (Python 3.14).
2. Nazariya — chuqur tushuntirish
2.1. Kutilma E[X] — vaznli o'rtacha
DISKRET: E[X] = sum( x × P(X = x) ) — qiymatlar ehtimol bilan vaznlangan
UZLUKSIZ: E[X] = integral( x × f(x) dx )
Zar: E[X] = (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6) × 1/6 = 3.5
Lotereya: bilet 10 000 so'm; 1/100 000 ehtimol bilan 500 mln
E[yutuq] = 500 000 000 × 0.00001 = 5 000 so'm → E[foyda] = -5 000 Kutilma — taqsimotning "og'irlik markazi": har qiymat o'z ehtimoli bilan vaznlangan o'rtacha. Ma'nosi: tajriba ko'p marta takrorlansa, natijalar o'rtachasi E[X] ga yaqinlashadi (katta sonlar qonuni, 9.1). Muhim: E[X] bitta tajribada ro'y bermasligi mumkin (zar 3.5 ko'rsatmaydi). Qiyshiq taqsimotda kutilma odatiy qiymatdan ancha uzoq (lotereya — deyarli hamma yutqazadi, lekin kutilma "yarim yo'qotish"). scipy: stats.poisson(20).mean(), X.expect(func).
2.2. Dispersiya va standart og'ish
Var(X) = E[(X - E[X])^2] = E[X^2] - (E[X])^2
SD(X) = sqrt(Var(X)) — X bilan bir xil birlikda
Zar: E[X^2] = (1 + 4 + 9 + 16 + 25 + 36) / 6 = 91/6
Var = 91/6 - 3.5^2 = 35/12 ≈ 2.92, SD ≈ 1.71 Dispersiya — kutilmadan o'rtacha kvadratik og'ish: natijalar qanchalik tarqoq. Standart og'ish — dispersiyaning ildizi (asl birlikda: so'm, daqiqa). Biznes tilida: dispersiya — xavf, noaniqlik. Ikkinchi formula (E[X^2] - E[X]^2) hisoblashda qulay. Namuna dispersiyasi 4.3-bob — ddof=1 bilan; nazariy dispersiya — taqsimotdan (X.var()).
2.3. Kutilmaning chiziqliligi
E[aX + b] = a × E[X] + b
E[X + Y] = E[X] + E[Y] ← HAR DOIM (mustaqillik shart emas!)
E[X1 + ... + Xn] = E[X1] + ... + E[Xn]
Misol: 100 mijoz, har biri o'rtacha 45 000 so'm sarflaydi
E[jami tushum] = 100 × 45 000 = 4.5 mlnChiziqlilik — kutilmaning eng kuchli xossasi: yig'indining kutilmasi = kutilmalar yig'indisi, o'zgaruvchilar bog'liq bo'lsa ham. Murakkab masalalarni soddalashtiradi: "10 ta zar yig'indisining kutilmasi" = 10 × 3.5 = 35 (taqsimotni topish shart emas). Indikator usuli: "nechta hodisa ro'y beradi" = indikatorlar (0/1) yig'indisi → E = ehtimollar yig'indisi. Diqqat: E[X × Y] = E[X] × E[Y] — faqat mustaqil bo'lsa; E[g(X)] ≠ g(E[X]) (masalan, E[X^2] ≠ E[X]^2).
2.4. Dispersiya xossalari (mustaqil yig'indi)
Var(aX + b) = a^2 × Var(X) ← b (siljish) dispersiyani o'zgartirmaydi
Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) ← FAQAT mustaqil (korrelyatsiyasiz) bo'lsa
Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) + 2 × Cov(X, Y) ← umumiy holat
n ta mustaqil, bir xil X ning o'rtachasi:
Var(o'rtacha) = Var(X) / n → SD(o'rtacha) = SD(X) / sqrt(n)Dispersiya chiziqli emas: masshtab kvadrat bilan (narxni 2 marta oshirsangiz, dispersiya 4 marta); siljish ta'sir qilmaydi. Mustaqil yig'indining dispersiyasi — dispersiyalar yig'indisi; bog'liq bo'lsa — kovariatsiya qo'shiladi 4.9-bob. Oqibatlari: diversifikatsiya (mustaqil loyihalar portfeli — nisbiy xavf kamayadi), namuna o'rtachasining aniqligi — SD / sqrt(n) (standart xato, 4.7 MLT — markaziy limit teoremasi asosi): 4 marta ko'p ma'lumot — 2 marta aniqroq.
2.5. Kutilgan qiymat bilan qaror qabul qilish
Kutilgan qiymat qarori: har variant uchun E[foyda] = sum(ehtimol × natija); eng katta kutilma — ko'p takrorlanadigan qarorlarda to'g'ri (reklama kampaniyalari, kredit berish, zaxira). ML'da: klassifikator chegarasi (threshold) — xato turlarining narxi bilan: E[narx] = P(FP) × narx(FP) + P(FN) × narx(FN) — standart 0.5 chegara har doim ham optimal emas (Klassifikatsiya qismi). Cheklov: bir martalik katta qarorda (kompaniya taqdiri) kutilmadan tashqari xavf (dispersiya, eng yomon holat) ham hisobga olinadi.
2.6. Namuna o'rtachasi va uning dispersiyasi
Namuna o'rtachasi X_bar — o'zi tasodifiy o'zgaruvchi (boshqa namuna — boshqa o'rtacha): E[X_bar] = E[X] (siljimagan baho), Var(X_bar) = Var(X) / n. Standart xato SE = SD / sqrt(n) — o'rtacha bahosining noaniqligi; ishonch oralig'i 4.13-bob va t-test asosi. Amaliy: "A/B testda farqni ±0.5% aniqlik bilan o'lchash uchun nechta foydalanuvchi kerak?" — SE formulasidan (namuna o'lchami, 11-qism).
2.7. Kutilma tuzoqlari
Asosiy tuzoqlar: faqat kutilmaga qarash (xavf — dispersiya — e'tiborsiz; bir martalik qarorda xavfli); E[g(X)] = g(E[X]) deb o'ylash (o'rtacha tezlik, o'rtacha nisbat — Jensen tengsizligi; masalan, E[1/X] ≠ 1/E[X]); E[XY] = E[X]E[Y] bog'liq o'zgaruvchilarda; Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) korrelyatsiyali o'zgaruvchilarda (portfeldagi bog'liq aktivlar — xavf kam baholanadi); Var(2X) = 2Var(X) (aslida 4 marta); dumli taqsimotda kutilma (juda katta kam uchraydigan qiymatlar kutilmani belgilaydi — bahosi beqaror); SD va SE ni adashtirish (ma'lumot tarqoqligi vs o'rtachaning noaniqligi).
2.8. Kutilma va dispersiya — markaz va xavf
Kutilma E[X] — vaznli o'rtacha, uzoq muddatli o'rtacha (katta sonlar qonuni); dispersiya Var(X) = E[X^2] - E[X]^2 — tarqoqlik/xavf, SD — asl birlikda; chiziqlilik — E[X + Y] = E[X] + E[Y] har doim, E[aX + b] = aE[X] + b; dispersiya — Var(aX + b) = a^2 Var(X), mustaqil yig'indida qo'shiladi, bog'liqda + 2Cov; namuna o'rtachasi — siljimagan, SE = SD / sqrt(n); qaror — kutilgan qiymat + xavf. Bog'lanishlar: 4.2-4.3 (namuna statistikalari), 4.7 (MLT), 4.9 (kovariatsiya), bias-variance (ML qismi).
3. Tez ma'lumotnoma
import numpy as np
from scipy import stats
# DISKRET TAQSIMOTDAN
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]); p = np.full(6, 1 / 6)
E = (x * p).sum() # 3.5
Var = (x ** 2 * p).sum() - E ** 2 # 2.9167
SD = np.sqrt(Var)
# SCIPY
X = stats.poisson(20)
X.mean(), X.var(), X.std()
X.expect(lambda k: k ** 2) # E[X^2]
# XOSSALAR
# E[aX + b] = a E[X] + b; Var(aX + b) = a^2 Var(X)
# E[X + Y] = E[X] + E[Y] (har doim)
# Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) + 2 Cov(X, Y)
# NAMUNA O'RTACHASI
se = s.std(ddof=1) / np.sqrt(len(s)) # standart xato
QOIDA: kutilma + xavf (SD) · chiziqlilik — mustaqillikka bog'liq emas · Var — kvadrat bilanKutilma va dispersiya xulosasi
E[X] — vaznli o'rtacha (sum x × p); uzoq muddatli o'rtacha
Var(X) = E[X^2] - E[X]^2; SD — asl birlikda (xavf)
E[X + Y] = E[X] + E[Y] — har doim
Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) — faqat mustaqil
Var(aX + b) = a^2 Var(X)
SE = SD / sqrt(n) — o'rtachaning noaniqligi4. Batafsil misollar
Misollar real numpy/scipy bilan (Python 3.14).
Misol 1 — Zar: kutilma va dispersiya
"""Kutilma va dispersiya: formula, scipy, simulyatsiya (real numpy/scipy)."""
from fractions import Fraction
import numpy as np
from scipy import stats
def main() -> None:
x = range(1, 7)
p = Fraction(1, 6)
print("=== 1. Formula (aniq kasr) ===")
E = sum(k * p for k in x)
E2 = sum(k * k * p for k in x)
print(f" E[X] = {E}, E[X^2] = {E2}, Var = {E2 - E ** 2}")
print("\n=== 2. scipy (randint 1..6) ===")
X = stats.randint(1, 7)
print(f" mean {X.mean()}, var {X.var():.4f}, std {X.std():.4f}")
print("\n=== 3. Simulyatsiya — katta sonlar qonuni ===")
rng = np.random.default_rng(0)
for n in [10, 1_000, 1_000_000]:
s = rng.integers(1, 7, n)
print(f" n={n:>9}: o'rtacha {s.mean():.3f}, dispersiya {s.var():.3f}")
print("\n=== 4. E[X] bitta tajribada chiqmaydi ===")
print(" zar hech qachon 3.5 ko'rsatmaydi")
print(" ⭐ Kutilma — uzoq muddatli o'rtacha")
if __name__ == "__main__":
main()Natijaning muhim qismi:
=== 1. Formula (aniq kasr) ===
E[X] = 7/2, E[X^2] = 91/6, Var = 35/12
=== 2. scipy (randint 1..6) ===
mean 3.5, var 2.9167, std 1.7078
=== 3. Simulyatsiya — katta sonlar qonuni ===
n= 10: o'rtacha 2.800, dispersiya 2.960
n= 1000: o'rtacha 3.602, dispersiya 2.882
n= 1000000: o'rtacha 3.502, dispersiya 2.917
=== 4. E[X] bitta tajribada chiqmaydi ===
zar hech qachon 3.5 ko'rsatmaydi
⭐ Kutilma — uzoq muddatli o'rtachaNima ko'rsatdi: 2.1, 2.2-bo'limlar.
Misol 2 — Kampaniya tanlash: kutilma va xavf
"""Kutilgan qiymat qarori: kutilma + xavf (real numpy)."""
import numpy as np
def main() -> None:
kampaniyalar = {
"A (kafolatli)": ([50], [1.0]),
"B (xavfli)": ([100, -20], [0.6, 0.4]),
"C (juda xavfli)": ([300, -30], [0.25, 0.75]),
}
print("=== 1. Kutilma va standart og'ish (mln so'm) ===")
for nom, (x, p) in kampaniyalar.items():
x, p = np.array(x), np.array(p)
E = (x * p).sum()
SD = np.sqrt((x ** 2 * p).sum() - E ** 2)
zarar = p[x < 0].sum()
print(f" {nom:<16} E = {E:6.1f}, SD = {SD:6.1f}, P(zarar) = {zarar:.0%}")
print("\n=== 2. 50 marta takrorlansa (B) ===")
rng = np.random.default_rng(0)
natija = rng.choice([100, -20], size=(10_000, 50), p=[0.6, 0.4]).sum(axis=1)
print(f" jami o'rtacha: {natija.mean():.0f} (50 × 52 = 2600)")
print(f" zarar bilan tugash: {(natija < 0).mean():.2%}")
print("\n=== 3. Bir marta (B) ===")
print(" 40% ehtimol bilan -20 — bir martalik qarorda xavf muhim")
print(" ⭐ Kutilma + xavf — to'liq rasm")
if __name__ == "__main__":
main()Natijaning muhim qismi:
=== 1. Kutilma va standart og'ish (mln so'm) ===
A (kafolatli) E = 50.0, SD = 0.0, P(zarar) = 0%
B (xavfli) E = 52.0, SD = 58.8, P(zarar) = 40%
C (juda xavfli) E = 52.5, SD = 142.9, P(zarar) = 75%
=== 2. 50 marta takrorlansa (B) ===
jami o'rtacha: 2600 (50 × 52 = 2600)
zarar bilan tugash: 0.00%
=== 3. Bir marta (B) ===
40% ehtimol bilan -20 — bir martalik qarorda xavf muhim
⭐ Kutilma + xavf — to'liq rasmNima ko'rsatdi: 2.2, 2.5-bo'limlar.
Misol 3 — Chiziqlilik va indikator usuli
"""Kutilmaning chiziqliligi: indikatorlar bilan hisoblash (real numpy)."""
import numpy as np
def main() -> None:
rng = np.random.default_rng(1)
print("=== 1. 10 ta zar yig'indisi ===")
s = rng.integers(1, 7, (200_000, 10)).sum(axis=1)
print(f" nazariya: 10 × 3.5 = 35, simulyatsiya: {s.mean():.2f}")
print("\n=== 2. Indikator: sovg'a almashish (n = 20) ===")
# har kishi tasodifiy sovg'a oladi; o'z sovg'asini olganlar soni?
n = 20
mos = np.array([(rng.permutation(n) == np.arange(n)).sum() for _ in range(50_000)])
print(f" nazariya: n × (1/n) = 1, simulyatsiya: {mos.mean():.3f}")
print("\n=== 3. Bog'liq o'zgaruvchilarda ham ishlaydi ===")
x = rng.normal(10, 2, 100_000)
y = 3 * x + rng.normal(0, 1, 100_000) # y x ga kuchli bog'liq
print(f" E[X] + E[Y] = {x.mean() + y.mean():.2f}, E[X + Y] = {(x + y).mean():.2f}")
print("\n=== 4. Lekin E[XY] ≠ E[X]E[Y] (bog'liq) ===")
print(f" E[XY] = {(x * y).mean():.1f}, E[X]E[Y] = {x.mean() * y.mean():.1f}")
print(" ⭐ E[X + Y] = E[X] + E[Y] — har doim")
if __name__ == "__main__":
main()Natijaning muhim qismi:
=== 1. 10 ta zar yig'indisi ===
nazariya: 10 × 3.5 = 35, simulyatsiya: 34.99
=== 2. Indikator: sovg'a almashish (n = 20) ===
nazariya: n × (1/n) = 1, simulyatsiya: 0.999
=== 3. Bog'liq o'zgaruvchilarda ham ishlaydi ===
E[X] + E[Y] = 40.07, E[X + Y] = 40.07
=== 4. Lekin E[XY] ≠ E[X]E[Y] (bog'liq) ===
E[XY] = 313.0, E[X]E[Y] = 301.0
⭐ E[X + Y] = E[X] + E[Y] — har doimNima ko'rsatdi: 2.3-bo'lim.
Misol 4 — Dispersiya xossalari va standart xato
"""Var(aX), mustaqil/bog'liq yig'indi, SE = SD/sqrt(n) (real numpy)."""
import numpy as np
def main() -> None:
rng = np.random.default_rng(2)
x = rng.normal(100, 10, 500_000)
print("=== 1. Masshtab va siljish ===")
print(f" Var(X) = {x.var():.1f}")
print(f" Var(2X) = {(2 * x).var():.1f} (4 marta)")
print(f" Var(X + 50) = {(x + 50).var():.1f} (o'zgarmaydi)")
print("\n=== 2. Yig'indi: mustaqil va bog'liq ===")
y_must = rng.normal(100, 10, 500_000)
y_bog = x + rng.normal(0, 3, 500_000)
print(f" mustaqil: Var(X + Y) = {(x + y_must).var():.0f} (≈ 100 + 100)")
print(f" bog'liq: Var(X + Y) = {(x + y_bog).var():.0f} (2Cov qo'shiladi)")
print("\n=== 3. Namuna o'rtachasining tarqoqligi ===")
for n in [25, 100, 400]:
ortachalar = rng.normal(100, 10, (20_000, n)).mean(axis=1)
print(f" n={n:>3}: SD(o'rtacha) = {ortachalar.std():.3f}, nazariya 10/sqrt(n) = {10 / np.sqrt(n):.3f}")
print(" ⭐ 4 marta ko'p ma'lumot — 2 marta aniqroq")
if __name__ == "__main__":
main()Natijaning muhim qismi:
=== 1. Masshtab va siljish ===
Var(X) = 100.0
Var(2X) = 399.8 (4 marta)
Var(X + 50) = 100.0 (o'zgarmaydi)
=== 2. Yig'indi: mustaqil va bog'liq ===
mustaqil: Var(X + Y) = 200 (≈ 100 + 100)
bog'liq: Var(X + Y) = 409 (2Cov qo'shiladi)
=== 3. Namuna o'rtachasining tarqoqligi ===
n= 25: SD(o'rtacha) = 2.004, nazariya 10/sqrt(n) = 2.000
n=100: SD(o'rtacha) = 0.995, nazariya 10/sqrt(n) = 1.000
n=400: SD(o'rtacha) = 0.506, nazariya 10/sqrt(n) = 0.500
⭐ 4 marta ko'p ma'lumot — 2 marta aniqroqNima ko'rsatdi: 2.4, 2.6-bo'limlar.
5. To'g'ri va noto'g'ri tushunishlar
| Noto'g'ri fikr | To'g'risi |
|---|---|
| "Kutilma — eng ehtimolli qiymat" | Vaznli o'rtacha (chiqmasligi ham mumkin) |
| "Faqat kutilma muhim" | Xavf (SD) ham |
| "E[X + Y] uchun mustaqillik kerak" | Kerak emas |
| "Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) doim" | Faqat mustaqil |
| "Var(2X) = 2Var(X)" | 4Var(X) |
| "E[X^2] = E[X]^2" | Farqi — dispersiya |
| "SD = SE" | SE = SD / sqrt(n) |
| "Ko'p ma'lumot — chiziqli aniqlik" | sqrt(n) bilan |
6. Keng tarqalgan xatolar va yechimlari
1. Faqat kutilma
tanlov = max(variantlar, key=kutilma) # ⚠️
# kutilma, SD va P(zarar) ni birga ko'rsating # ✅2. Var(aX) ni chiziqli deb
var_dollar = var_som / 12_000 # ⚠️
var_dollar = var_som / 12_000 ** 2 # ✅3. Bog'liq yig'indi
var_portfel = var_a + var_b # ⚠️
var_portfel = var_a + var_b + 2 * np.cov(a, b)[0, 1] # ✅4. E[g(X)] = g(E[X])
ortacha_tezlik = masofa / vaqtlar.mean() # E[1/T] emas # ⚠️
ortacha_tezlik = (masofa / vaqtlar).mean() # ✅5. SD va SE
xato = s.std() # o'rtacha bahosi uchun # ⚠️
xato = s.std(ddof=1) / np.sqrt(len(s)) # ✅6. Namuna dispersiyasida ddof
var = np.var(namuna) # ddof=0 — kichik namunada siljigan # ⚠️
var = np.var(namuna, ddof=1) # ✅7. E[XY] bog'liqda
e_xy = x.mean() * y.mean() # bog'liq bo'lsa xato # ⚠️
e_xy = (x * y).mean() # ✅7. Integratsiya — bu bilim qayerda kerak bo'ladi
- 4.2-4.3-darslar (o'tilgan): Namuna o'rtachasi va dispersiyasi
- 4.7-dars (o'tilgan): Markaziy limit teoremasi (SE)
- 4.9-dars (o'tilgan): Kovariatsiya va korrelyatsiya
- 9.7-9.8-darslar: Taqsimotlarning kutilma va dispersiyasi
- ML qismlari: MSE, bias-variance, klassifikator chegarasi
8. Eng yaxshi amaliyotlar
Kutilma bilan birga SD va eng yomon holatni ko'rsating.
Chiziqlilikdan foydalaning (murakkab yig'indilar).
Dispersiyada masshtab — kvadrat bilan.
Yig'indi dispersiyasida korrelyatsiyani tekshiring.
O'rtacha noaniqligi — SE (SD / sqrt(n)).
Namunada ddof=1.
Qiyshiq/dumli taqsimotda kutilma bahosiga ehtiyot bo'ling.
Formula natijasini simulyatsiya bilan tekshiring.
9. Amaliy topshiriq
Vazifa 1: Bashorat qiling
1. # zar E[X]?
2. # E[2X + 3] (E[X] = 5)?
3. # Var(2X + 3) (Var(X) = 4)?
4. # E[X + Y] mustaqillik talab qiladimi?
5. # Var(X + Y) mustaqil (4 va 9)?
6. # SD(X + Y) shu holda?
7. # SE: SD = 20, n = 100?
8. # n ni 4 marta oshirsak SE?
9. # E[X^2] - E[X]^2 = ?
10. # lotereya kutilgan foydasi manfiy — nega sotib olishadi?
11. # 10 ta zar yig'indisi kutilmasi?
12. # Var(-X) = ?Javoblar
- 3.5
- 13
- 16
- Yo'q
- 13
- sqrt(13) ≈ 3.6
- 2
- 2 marta kichrayadi
- Var(X)
- Kichik ehtimolli katta yutuq (xavfga munosabat)
- 35
- Var(X)
Vazifa 2: Xatolarni tuzating
1. var_ming = var_som / 1000
2. var_jami = a.var() + b.var() # a, b korrelyatsiyali
3. xato = s.std() # o'rtacha uchun
4. e_xy = x.mean() * y.mean() # bog'liq
5. tanlov = max(kutilma) # bir martalik katta qarorJavoblar
1. var_ming = var_som / 1000 ** 2
2. var_jami = a.var() + b.var() + 2 * np.cov(a, b, ddof=0)[0, 1]
3. xato = s.std(ddof=1) / np.sqrt(len(s))
4. e_xy = (x * y).mean()
5. # kutilma + SD + P(zarar) + eng yomon holatVazifa 3: Loyiha tanlash
Modellang:
- Uch loyiha, har biri 3 ssenariy (ehtimol, natija)
- Kutilma va SD
- P(zarar)
- Tavsiya (xavfga munosabat bilan)
Vazifa 4: Portfel
Modellang:
- 10 ta mustaqil loyiha (har biri E = 5, SD = 10)
- Portfel E va SD
- Korrelyatsiya 0.5 bo'lsa
- Diversifikatsiya samarasi
Vazifa 5: Standart xato
Modellang:
- Buyurtma summasi SD = 40 000
- O'rtachani ±2 000 aniqlikda bilish uchun n
- Simulyatsiya bilan tekshirish
- n va aniqlik grafigi
Vazifa 6: Integratsiya
Modellang:
- Namuna statistikasi (4.2-4.3)
- MLT (4.7)
- Kovariatsiya (4.9)
- scipy .mean() .var() .expect()
Vazifa 7: O'ylash
Kazino har bir o'yinda kichik ustunlikka ega (kutilgan foyda o'yinchiga manfiy, masalan -2.7%). Bitta o'yinchi bir kechada katta yutib olishi mumkin, lekin kazino deyarli hech qachon zarar ko'rmaydi. Kutilma, dispersiya va katta sonlar qonuni bu "ikki tomonli" haqiqatni qanday tushuntiradi? Bu biznesdagi (sug'urta, kredit, reklama) qarorlar uchun nimani anglatadi?
Javob
Qisqa javob: bitta o'yinda dispersiya kutilmadan ancha katta — natija deyarli tasodifiy. Lekin kazino millionlab o'yin o'ynaydi: yig'indining kutilmasi n bilan chiziqli o'sadi (n × 2.7%), standart og'ishi esa faqat sqrt(n) bilan. Natijada nisbiy xavf yo'qoladi va ustunlik deyarli kafolatlangan foydaga aylanadi.
1. Bitta o'yinchi
- E = -0.027 × tikish, SD ≈ 1 × tikish
- Kutilma dispersiya ichida "ko'rinmaydi" — yutish ham mumkin
2. Kazino (n o'yin)
| n | E[foyda] | SD | E / SD |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.027 | 1 | 0.03 |
| 10 000 | 270 | 100 | 2.7 |
| 1 000 000 | 27 000 | 1 000 | 27 |
E / SD = 0.027 × sqrt(n) — n oshgan sari zarar ehtimoli nolga intiladi.
3. Biznesdagi ma'nosi
- Sug'urta: har polis — xavfli; minglab mustaqil polis — barqaror foyda
- Kredit: har mijoz defolt qilishi mumkin; portfelda kutilgan yo'qotish oldindan hisoblanadi
- Reklama: har kampaniya tasodifiy; ko'p kampaniyada kutilmasi musbat strategiya yutadi
- Shart: mustaqillik! Bog'liq xavflar (inqiroz, pandemiya) diversifikatsiyani buzadi
4. Data Scientist qanday
- Ko'p takrorlanadigan qarorda — kutilmani maksimallashtiradi
- Bir martalik katta qarorda — xavfni ham hisoblaydi
- Portfelda korrelyatsiyani tekshiradi
- Kichik ustunlikni katta miqyosda qadrlaydi (1% konversiya o'sishi)
5. Xulosa
- Bitta tajribada dispersiya ustun — natija tasodifiy
- Ko'p tajribada kutilma ustun — E n bilan, SD sqrt(n) bilan o'sadi
- Mustaqillik — diversifikatsiyaning sharti
- Kichik musbat kutilma + katta miqyos = barqaror foyda
Nimani mustahkamlaydi: 2.4, 2.5-bo'limlar.
Xulosa
Bu darsda kutilma va dispersiyani o'rgandik.
Eng muhim uch fikr:
Markaz va xavf. Kutilma E[X] = sum(x × p) — vaznli, uzoq muddatli o'rtacha (bitta tajribada chiqmasligi mumkin). Dispersiya Var(X) = E[X^2] - E[X]^2 — tarqoqlik; SD — asl birlikda (biznes tilida — xavf). Qarorda ikkalasi kerak: kutilma + SD + P(zarar).
Xossalar. E[X + Y] = E[X] + E[Y] — har doim (indikator usuli, murakkab yig'indilar); E[aX + b] = aE[X] + b. Var(aX + b) = a^2 Var(X); Var(X + Y) = Var(X) + Var(Y) faqat mustaqilda, aks holda + 2Cov. E[g(X)] ≠ g(E[X]), E[XY] ≠ E[X]E[Y] (bog'liqda).
Namuna o'rtachasi va miqyos. E[X_bar] = E[X], SE = SD / sqrt(n) — 4 marta ko'p ma'lumot, 2 marta aniqroq. Ko'p mustaqil takrorda kutilma n bilan, SD sqrt(n) bilan o'sadi — kazino, sug'urta, portfel mantiqi.
Keyingi darsda diskret taqsimotlarni o'rganamiz: Bernulli, binomial (A/B test, konversiya), Poisson (hodisalar soni), geometrik (birinchi muvaffaqiyatgacha) — qachon qaysi biri, parametrlari va scipy bilan ishlash.
Izohlar (0)
Izoh yozish uchun kiring.
- Hozircha izoh yo'q. Birinchi bo'ling!