IlmHamroh
Data Science va sun'iy intellekt/Ehtimollik6/10-dars18 daqiqa
Mundarija (22)

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

text
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

text
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

text
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 mln

Chiziqlilik — 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)

text
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

python
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 bilan

Kutilma 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 noaniqligi

4. Batafsil misollar

Misollar real numpy/scipy bilan (Python 3.14).

Misol 1 — Zar: kutilma va dispersiya

python
"""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:

text
=== 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'rtacha

Nima ko'rsatdi: 2.1, 2.2-bo'limlar.

Misol 2 — Kampaniya tanlash: kutilma va xavf

python
"""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:

text
=== 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 rasm

Nima ko'rsatdi: 2.2, 2.5-bo'limlar.

Misol 3 — Chiziqlilik va indikator usuli

python
"""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:

text
=== 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 doim

Nima ko'rsatdi: 2.3-bo'lim.

Misol 4 — Dispersiya xossalari va standart xato

python
"""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:

text
=== 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 aniqroq

Nima 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

python
tanlov = max(variantlar, key=kutilma)                              # ⚠️
# kutilma, SD va P(zarar) ni birga ko'rsating                      # ✅

2. Var(aX) ni chiziqli deb

python
var_dollar = var_som / 12_000                                      # ⚠️
var_dollar = var_som / 12_000 ** 2                                 # ✅

3. Bog'liq yig'indi

python
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])

python
ortacha_tezlik = masofa / vaqtlar.mean()     # E[1/T] emas         # ⚠️
ortacha_tezlik = (masofa / vaqtlar).mean()                         # ✅

5. SD va SE

python
xato = s.std()               # o'rtacha bahosi uchun               # ⚠️
xato = s.std(ddof=1) / np.sqrt(len(s))                             # ✅

6. Namuna dispersiyasida ddof

python
var = np.var(namuna)         # ddof=0 — kichik namunada siljigan   # ⚠️
var = np.var(namuna, ddof=1)                                       # ✅

7. E[XY] bog'liqda

python
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

  1. Kutilma bilan birga SD va eng yomon holatni ko'rsating.

  2. Chiziqlilikdan foydalaning (murakkab yig'indilar).

  3. Dispersiyada masshtab — kvadrat bilan.

  4. Yig'indi dispersiyasida korrelyatsiyani tekshiring.

  5. O'rtacha noaniqligi — SE (SD / sqrt(n)).

  6. Namunada ddof=1.

  7. Qiyshiq/dumli taqsimotda kutilma bahosiga ehtiyot bo'ling.

  8. Formula natijasini simulyatsiya bilan tekshiring.


9. Amaliy topshiriq

Vazifa 1: Bashorat qiling

python
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
  1. 3.5
  2. 13
  3. 16
  4. Yo'q
  5. 13
  6. sqrt(13) ≈ 3.6
  7. 2
  8. 2 marta kichrayadi
  9. Var(X)
  10. Kichik ehtimolli katta yutuq (xavfga munosabat)
  11. 35
  12. Var(X)

Vazifa 2: Xatolarni tuzating

python
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 qaror
Javoblar
python
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 holat

Vazifa 3: Loyiha tanlash

Modellang:

  1. Uch loyiha, har biri 3 ssenariy (ehtimol, natija)
  2. Kutilma va SD
  3. P(zarar)
  4. Tavsiya (xavfga munosabat bilan)

Vazifa 4: Portfel

Modellang:

  1. 10 ta mustaqil loyiha (har biri E = 5, SD = 10)
  2. Portfel E va SD
  3. Korrelyatsiya 0.5 bo'lsa
  4. Diversifikatsiya samarasi

Vazifa 5: Standart xato

Modellang:

  1. Buyurtma summasi SD = 40 000
  2. O'rtachani ±2 000 aniqlikda bilish uchun n
  3. Simulyatsiya bilan tekshirish
  4. n va aniqlik grafigi

Vazifa 6: Integratsiya

Modellang:

  1. Namuna statistikasi (4.2-4.3)
  2. MLT (4.7)
  3. Kovariatsiya (4.9)
  4. 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

  1. Ko'p takrorlanadigan qarorda — kutilmani maksimallashtiradi
  2. Bir martalik katta qarorda — xavfni ham hisoblaydi
  3. Portfelda korrelyatsiyani tekshiradi
  4. Kichik ustunlikni katta miqyosda qadrlaydi (1% konversiya o'sishi)

5. Xulosa

  1. Bitta tajribada dispersiya ustun — natija tasodifiy
  2. Ko'p tajribada kutilma ustun — E n bilan, SD sqrt(n) bilan o'sadi
  3. Mustaqillik — diversifikatsiyaning sharti
  4. 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:

  1. 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).

  2. 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).

  3. 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.

Ulashish:Telegram'da

Izohlar (0)

Izoh yozish uchun kiring.

  • Hozircha izoh yo'q. Birinchi bo'ling!