1.2
Təsadüfi dəyiĢənin nəzəri riyazi gözləməsi
Təsadüfi dəyişən Anakütlədan müəyyən ehtimal ilə qiymət alır. Bu ehtimal
təsadüfi dəyişənin «çəkisi»ni xarakterizə edir. Əgər bu
«çəki» (rus: вес, ing.:
weight)
məlum olarsa, onda nəzəri ortanı (riyazi gözləməni) və dispersiyanı
hesablamaq olar.
Diskret təsadüfi kəmiyyətin
riyazi gözləməsi (rus: математические
ожидание, ing.: mathematical expection, mean value)
onun bütün mümkün
qiymətinin çəkili ortasıdır. Burada çəki əmsalı kimi təsadüfi kəmiyyətin müvafiq
qiymətinin ehtimalı götürülür. Əgər təsadüfi dəyişən x kimi işarə olunarsa, onda
onun riyazi gözləməsi E(x) ilə işarə edilir
7
. Tutaq ki, x dəyişəni n sayda
n
x
x
x
,...,
,
2
1
qiymətlərini uyğun olaraq
n
p
p
p
,...,
,
2
1
ehtimalları ilə alır. Başqa sözlə,
i
x
qiymətinin alınması ehtimalı
i
p
-ə bərbərdir
)
,
1
(
n
i
. Onda diskret təsadüfi x
dəyişəninin riyazi gözləməsi aşağıdakı kimi hesablanır:
n
i
i
i
n
n
x
p
x
p
x
p
p
x
x
E
1
2
2
1
1
...
)
(
(1.1)
Yuxarıda gətirdiyimiz nümunədə iki oyun zərinin atılması zamanı düşən
xalların cəmi kimi qəbul edilmiş x təsadüfi dəyişənin riyazi gözləməsi aşağıdakı
kimi olacaqdır
(cədvəl 1.1).
7
36
1
*
12
36
2
*
11
36
3
*
10
36
4
*
9
36
5
*
8
36
6
*
7
36
5
*
6
36
4
*
5
36
3
*
4
36
2
*
3
36
1
*
2
)
(
x
E
7
rusdilli və keçmiş sovet ədəbiyyatlarında riyazi gözləmə «M» hərfi ilə işarə edilirdi.
23
Əgər bir oyun zərini atsaq, onda 6 mümkün variant olacaqdır:
6
,
5
,
4
,
3
,
2
,
1
6
5
4
3
2
1
x
x
x
x
x
x
və hər bir variantın baş vermə ehtimalı 1/6-ə
bərabərdir
(bax: cədvəl 1.2).
Cədvəl 1.2
x
1
2
3
4
5
6
p
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
Onda riyazi gözləmə,
5
,
3
6
1
*
6
6
1
*
5
6
1
*
4
6
1
*
3
6
1
*
2
6
1
*
1
)
(
6
1
i
i
i
x
p
x
E
kimi olacaqdır.
Bu halda göründüyü kimi, riyazi gözləmə sadə şəkildə hesablanan orta
kəmiyyətlə üst-üstə düşür. Ona görə də təsadüfi dəyişənin riyazi gözləməsinin
bəzən Anakütlə üzrə onun ortası da adlandırırlar və
ilə işarə edirlər. Kəsilməz
təsadüfi x dəyişəninin riyazi gözləməsi aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
dx
x
xf
x
E
)
(
)
(
(1.2)
Burada,
)
(x
f
- təsadüfi x dəyişəninin ehtimal sıxlıq funksiyasıdır.
Məsələn, havanın temperaturunu 35-45 dərəcə arasında olmasının kəsilməz
təsadüfi dəyişəndir və onun ehtimal sıxlıq funksiyası
45
35
;
02
,
0
9
,
0
)
(
x
x
x
f
kimidir. Onda riyazi gözləməsi aşağıdakı kimi hesablanır
(bax: şəkil 1.5).
3
,
38
7
,
321
360
)
2
35
02
,
0
2
45
02
,
0
(
)
2
35
9
,
0
2
45
9
,
0
(
)
3
02
,
0
2
9
,
0
(
)
02
,
0
9
,
0
(
)
(
2
2
2
2
45
35
3
2
45
35
x
x
dx
x
x
x
E
İstər kəsilməz, istərsə də diskret təsadüfi dəyişənin riyazi gözləməsinin üç
hesablama qaydası vardır.
I qayda:
)
(
)
(
)
(
)
(
z
E
y
E
x
E
z
y
x
E
Burada, x, y və z təsadüfi dəyişənlər,
)
(
),
(
),
(
z
E
y
E
x
E
isə uyğun olaraq onların riyazi
gözləmələridir.
II qayda:
)
(
)
(
x
aE
ax
E
24
Burada, a sabitdir.
III qayda:
a
a
E
)
(
İki x və y təsadüfi dəyişənləri üçün
)
(
)
(
)
(
y
E
x
E
xy
E
ödənilirsə, onda həmin dəyişənlər asılı olmayan təsadüfi dəyişənlər adlanır.
Məsələn, x təsadüfi dəyişəni kimi I zəri atdıqda düşən xalları, y təsadüfi dəyişəni
kimi II zəri atdıqda düşən xalları qəbul edək. Təbii ki, hər bir zərin atılması zamanı
düşən xallar digər zərin atılmasından asılı deyil. Ona görə də x və y asılı olmayan
təsadüfi dəyişənlərdir.
Tapşırıqlar
1. İki oyun zərini atdıqda düşən xalların fərqini təsadüfi dəyişən (x) qəbul edib onun riyazi
gözləməsini (E(x)) və x
2
kəmiyyətinin riyazi gözləməsini (E(x
2
)) hesablayın.
2.
Şəkil 1.5
-in şərtləri daxilində havanın temperaturunun 25-30 dərəcə arasında
dəyişməsinin riyazi gözləməsini hesablayın.
3. İki zər atıldıqda bir zərin xallarının digər zərin xallarından asılı olmadığını göstərin.
1.2.
Təsadüfi dəyiĢənin nəzəri dispersiyası
Amerikan iqtisadçısı, Nobel mükafatı laureatı Milton Fridmen demişdir ki, iqtisadi
göstəricilərin orta kəmiyyətinin proqnozu ona bənzəyir ki, üzə bilməyən adamı
inandırırsan ki, o çayı ayaqla asanlıqla keçə bilər, çünki çayın orta dərinliyi 4
futdan(təxminən 1,22 metr) çox deyil. Fridmen bu sözlərlə onu demək istəyib ki,
orta kəmiyyətlər (riyazi gözləmə) reallığı tam xarakterizə edə bilmir. Məsələn,
göstərilən misalda çayın bir yerində dərinliyi 2 metr, başqa yerində isə 0,44 metr
ola bilər. İnsan isə həmin dərin yerə düşdükdə bata bilər. Orta dərinlik 1,22 metr
isə bu haqda məlumat verə bilmir. Bu çatışmamazlığı kəmiyyətin
dispersiyası (rus:
дисперсия, ing.: variance)
aradan qaldırır. Dispersiya dəyişənin onun orta
qiymətindən dağılma (kənarlaşma, səpələnmə) ölçüsüdür. Təsadüfi x dəyişəninin
25
nəzəri dispersiyası pop. var (x) və ya
2
x
ilə işarə edilir. Əgər hansı dəyişənin
dispersiyasından söhbət getdiyi məlumdursa, onda sadəcə olaraq
2
kimi işarə
edilir
8
. Dispersiya x kəmiyyətinin onun ortasından fərqinin kvadratlarının riyazi
gözləməsi kimi müəyyən edilir:
n
n
n
i
i
i
x
p
x
p
x
p
x
p
x
x
E
x
pop
2
2
2
2
1
1
2
1
2
2
2
)
(
...
)
(
)
(
)
(
)
)
((
)
var(
.
(1.3)
Burada,
i
x
- təsadüfi x dəyişəninin qiyməti,
i
p
- uyğun olaraq onun baş vermə
ehtimalı,
- isə x-n riyazi gözləməsidir (orta qiyməti).
2
)
var(
.
x
x
x
pop
(1.4)
x
- təsadüfi x dəyişəninin
nəzəri standart kənarlaşması və ya nəzəri
standart yayınması( rus: теоретические стандартные отклонение, ing.:
theoretical standart deviation)
adlanır.
(1.4
)–dən göründüyü
kimi,
təsadüfi dəyişənin standart yayınması
(kənarlaşması) onun dispersiyasının kvadrat köküdür. Ona görə də bu kəmiyyət
bəzən
kvadratik orta yayınma ( rus: среднеквадратическое отклонение, ing.:
mean square( standart) deviation)
adlandırılır.
Dispersiyanın hesablanmasını çayın dərinliyi misalında göstərək. Tutaq ki,
çayın eni 4 metrdir və sadəlik üçün hesab edək ki, bir metrdən bir dərinlik ölçüsü
dəyişir və hər metr endə dərinlik eynidir
(bax: cədvəl 1.3)
Cədvəl 1.3
Çayın dərinliyi və eninin statistik xarakteristikaları
Çayın eninin hər
metrdə dərinliyi
(x), metrlə
Hər dərinliyin
çəkisi (
)
i
p
i
i
p
x
)
(
i
x
2
)
(
i
x
i
i
p
x
2
)
(
1
2
3
4
5
6
0,28
4
1
0,07
-0,94
0,8836
0,2209
0,15
4
1
0,375
0,28
0,0784
0,0196
2,5
4
1
0,625
1,28
1,6384
0,4096
0,6
4
1
0,15
0,62
0,3844
0,0961
Cəmi:
22
,
1
-
-
7462
,
0
2
x
8
Rus və keçmiş sovet ədəbiyyatlarında Dispersiya adətən «D» hərfi ilə işarə edilidi.
26
Cədvəldən göründüyü kimi orta kəmiyyət (riyazi gözləmə)
22
,
1
)
(
x
E
ədədinə bərabərdir. Onda
2
)
(
x
=
2
)
22
,
1
(
x
olacaqdır. Cədvəldən istifadə edərək
2
)
22
,
1
(
x
kəmiyyətinin riyazi gözləməsini hesablayaq, başqa sözlə desək
cədvəl
1.3
-də sonuncu sütunun elementlərini toplasaq, dispersiyanın (
2
x
) qiymətinin
0,7462 olduğunu görərik.
Beləliklə, x dəyişəninin (bizim misalda çayın enindən asılı olaraq dərinliyinin)
standart kənarlaşması (yayınması) 0,864-ə bərabərdir.
864
,
0
7462
,
0
x
Göründüyü kimi, x dəyişəninin orta kəmiyyəti (riyazi gözləməsi) 1,22-ə,
dispersiyası 0,7462-ə, standart kənarlaşması (yayınması) isə 0,864-ə bərabərdir.
Yəni, baxmayaraq çayın orta dərinliyi 1,22 metrdir, ancaq, dispersiya başqa sözlə
çayın müxtəlif yerlərində dərinliyi orta dərinlikdən kənarlaşması xeyli böyük
olduğu üçün, adam ayaqla asanlıqla çayı keçə bilməz. Əgər dispersiya və ya
standart kənarlaşma kiçik ədədlərlə xarakterizə olunsaydı, belə nəticəyə gələ
bilərdik ki, çayın bütün yerlərində dərinlik onun orta dərinliyindən bir o qədər də
fərqlənmir. Məsələn, sadəlik üçün hesab etsək ki, çayın bütün yerlərində dərinlik
orta dərinliyə bərabərdir, onda dispersiya və standart kənarlaşmanın qiyməti sıfıra
bərabər olar.
Beləliklə, x dəyişəninin riyazi gözləməsi və dispersiyasını bilməklə onu daha
dəqiq xarakterizə etmək mümkündür.
Təsadüfi dəyişənin nəzəri dispersiyasını daha əlverişli düsturla hesablamaq
olar:
2
2
2
2
2
2
2
2
)
(
2
)
(
)
(
)
2
(
)
(
)
2
(
)
)
((
x
E
x
E
E
x
E
x
E
x
x
E
x
E
x
)
(
)
(
)
(
2
)
(
2
2
2
2
2
2
2
x
E
x
E
x
E
x
E
(1.5)
Əgər təsadüfi dəyişən kəsilməz olarsa, onda onun nəzəri dispersiyası
dx
x
f
x
x
E
x
)
(
)
(
)
)
((
2
2
2
(1.6)
kimi hesablanır.
27
Kəsilməz təsadüfi dəyişənin nəzəri standart yayınması yuxarıda diskret
təsadüfi dəyişəndə olduğu kimi, yəni, nəzəri dispersiyanın kvadrat kökünü almaqla
hesablanır.
Tapşırıq
Cədvəl 1.1. və Cədvəl 1.2.-
də göstərilən ədədlərlə xarakterizə olunan təsadüfi x dəyişəninin
nəzəri dispersiyasını və standart kənarlaşmasını (yayınmasını) hesablayın.
1.3.
DəyiĢənin sabit və təsadüfi tərkibi
Sual oluna bilər: bütün bu statistik xarakteristikalar (riyazi gözləmə, dispersiya və
s.) təsadüfü kəmiyyətlərə və ya təsadüfü dəyişənlərə aiddir. Bu statistik
xarakteristikaları dəyişənl, o cümlədən iqtisadi göstəricilər üçün hesablamaq nə
dərəcədə doğrudur? Bu sualın cavabını aşağıda aydınlaşdırmağa çalışaq.
Dəyişənin tərkibini iki hissəyə – sabit və təsadüfi hissələrə ayırmaq olar.
Aşağıda göstərəcəyik ki, dəyişənin təsadüfü hissəsinin statistik xarakteristikaları
(riyazi gözləmə və dispersiya) elə dəyişənin özünü də xarakterizə etmiş olur. Başqa
sözlə dəyişənin təsadüfü hissəsi hansı paylanmaya malikdirsə dəyişənin özü də
həmin paylanmaya malikdir. Bu baxımdan iqtisadi göstəricilərə də təsadüfü
kəmiyyət kimi baxaraq statistik üsullatla qiymətləndirmə aparıla bilər.
Tərkibin sabit hissəsi dəyişənin həmişə riyazi gözləməsinə bərabər olur. Əgər
x təsadüfi dəyişəndirsə və
onun riyazi gözləməsidirsə, onda təsadüfi kəmiyyət
aşağıdakı şəkildə yazıla bilər:
x
(1.7)
Burada,
– xalis təsadüfi tərkibdir. Qeyd edək ki, bu reqressiya tənliyində
təsadüfi hədd kimi verilir.
Buradan aydın olur ki, xalis təsadüfi
kəmiyyətinin riyazi gözləməsi sıfıra
bərabərdir.
Doğurdan da
(1.7)-
dən
-ni tapıb riyazi gözləməsini hesablasaq:
28
x
0
)
(
)
(
)
(
)
(
E
x
E
x
E
E
(1.8)
alarıq.
Bu göstərir ki, x kəmiyyətinin qiymətlərinin dağılması (səpələnməsi)
kəmiyyəti ilə əlaqədardır. Ona görə də x-in nəzəri dispersiyası
-nin nəzəri
dispersiyasına bərabərdir. Doğrudan da,
)
(
)
(
)
(
2
)
2
(
)
(
)
(
2
)
(
)
(
2
)
(
)
(
)
2
(
)
(
)
2
(
)
)
((
)
))
(
((
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
E
E
E
E
E
x
E
x
E
x
E
x
E
E
x
E
x
E
x
x
E
x
E
x
E
x
E
x
və
)
(
)
)
0
((
)
))
(
((
2
2
2
2
E
E
E
E
2
2
x
.
(1.9)
Beləliklə, əgər x –təsadüfi dəyişəni
(1.7)
düsturu ilə verilibsə və
- verilmiş ədəd,
- təsadüfi həddirsə, habelə
0
)
(
E
və pop.var
2
)
(
x
olarsa onda x –təsadüfi
dəyişəninin riyazi gözləməsi
, dispersiyası isə
2
-ya bərabərdir.
Əyər iqtisadi göstəricinin qiyməti təsadüfü olmayaraq şüurlu surətdə
müntəzəm dəyişikliyə məruz qalarsa, onda həmin iqtisadi göstəricini,
x
kimi yaza bilərik. Burada,
iqtisadi göstəricinin qiymətinə təsadüfü olmayaraq
edilən müdaxiləni xarakterizə edən orta kəmiyyətdir.
-ni tapsaq,
)
(
x
alarıq. Bu bərabərlikdə
işarələməsi aparsaq,
x
alarıq.
29
Eyni qayda ilə göstərə bilərik ki, buradakı iqtisadi göstəricinin təsadüfi hissəsinin
riyazi gözləməsi (orta qiyməti) sıfra, dispersiyası isə iqtisadi göstəricinin
dispersiyasına bərabərdir. Bu isə iqtisadi göstəricinin təsadüfi hissəsinin statistik
paylanma baxımından tamamilə iqtisadi göstəricinin özünü də xarakterizə etdiyini
göstərir. Beləliklə, buradan görmək olar ki, iqtisadi tədqiqatlarda iqtisadi
göstəricilərə təsadüfü kəmiyyət kimi baxib ekonometrik modelləşdirmə üsullarını
tətbiq etmək olar. Müəyyən mənada hətta qiymətinə müdaxilə edilən iqtisadi
göstəriciləri də statistik üsullarla tədqiq etmək mümkündür. Çünkü, bu zaman
iqtisadi göstəricinin qiymətinə müdaxilə edilən hissəsi onun sabit hissəsinin
üzərinə keçirmək mümkün ola bilər. İqtisadi göstəricinin qalan hissəsi təsadüfü
xarakterə malik olması və normal qanunla paylanması əsas verir ki, statistik
üsulları tətbiq etmək mümkün olsun. Lakin, qiymətinə təsadüfü olmayaraq
müdaxilə edilən iqtisadi göstəricinin qiymətləndirilmiş orta qiyməti həqiqi
qiymətdən
qədər fərqli olacaqdır. Başqa sözlə qiymətləndirmə meylli olur. Ona
görə də müntəzəm müdaxilə olunan iqtisadi göstəricilərin statistik üsullarla
tədqiqində alınmış qiymətləndirmənin meylli olmasına təbii hal kimi baxılmalıdır.
Bununla belə bu tipli iqtisadi göstəricilərin paylanma qanunundakı və ya dəyişmə
qanunauyğunluqlarındakı həqiqətin aşkarlanması mümkün ola bilir.
İqtisadi göstəricilərin təsadüfü hissəsinin və ya statistik səhvlərin mənbəələri
onların qiymətlərinin hesablanmasındakı üç qeyri-müəyyənlik çətinlikləri ilə
əlaqəli olur. Bu səbəbdən bütün iqtisadi göstəricilərin müşahidə olunan empirik
qiymətlərindəki səhvləri üç tipə ayırmaq olar: 1) ölçmənin və ya hesablamanın
səhvləri; 2) seçmənin səhvləri; 3) spesifikasiyanın səhvləri. İqtisadi göstəricilərdəki
səhvlərin tiplərinin şərhin daha kenkrentliyi üçün aqreqllaşdırılmış istehlak
funksiyasının məlum olmayan parametrlərini götürək.
Dostları ilə paylaş: |