Variabili casuali a più dimensioni ESEMPIO
Si è esaminata una classe di studenti del primo anno della Facoltà di Ingegneria di un Ateneo.
In particolare si sono esaminati il numero di moduli superati al primo anno ed il voto medio conseguito alla fine dell’anno accademico.
I dati sono stati raccolti in una tabella a doppia entrata.
(X=voto, Y=numero di esami sostenuti)
Tabella a doppia entrata
∑∑ = =
=
= n
i m j
N ij
N
1 1
208
Esami
Voto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18
5 1 2
19
2 3 3 2 1
20
1 4 1 1 2 2 2
21
4 3 3 3 1 3 2 2
22
2 4 2 1 2 2 1 2 2
23
2 4 3 5 3 3 1 1
24
3 5 6 2 3 2 2 1 3 3
25
2 3 6 3 4 2 3 4
26
3 2 4 1 1 3 2 2
27
1 1 3 2 4 1 1 1 3
28
1 2 2 2 3 2 0
29
1 1 1 1 1
30
2 1 2 1
N
f ij = N ij
Distribuzioni Marginali
[
i]
x m
j ij
i
f f x P X x
p = ∑ = = =
=
) (
1
y[
j]
n i
ij
j
f f y P Y y
q = ∑ = = =
=
) (
1
EsamiVoto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18 0.024 0.005 0.000 0.000 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
19 0.010 0.014 0.000 0.014 0.000 0.010 0.000 0.005 0.000 0.000 0.000
20 0.005 0.019 0.005 0.005 0.010 0.000 0.000 0.010 0.000 0.010 0.000
21 0.019 0.014 0.014 0.014 0.000 0.000 0.005 0.014 0.010 0.010 0.000
22 0.010 0.000 0.019 0.010 0.005 0.010 0.010 0.005 0.010 0.000 0.010
23 0.000 0.010 0.000 0.019 0.014 0.024 0.014 0.000 0.014 0.005 0.005
24 0.014 0.000 0.024 0.029 0.010 0.014 0.010 0.010 0.005 0.014 0.014
25 0.010 0.000 0.000 0.014 0.029 0.014 0.019 0.000 0.010 0.014 0.019
26 0.000 0.000 0.014 0.010 0.019 0.005 0.005 0.014 0.010 0.010 0.000
27 0.005 0.000 0.000 0.005 0.014 0.010 0.019 0.005 0.005 0.005 0.014
28 0.000 0.000 0.005 0.010 0.010 0.000 0.010 0.014 0.010 0.000 0.000
29 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.005 0.005 0.000 0.005 0.005 0.005
30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.010 0.005 0.010 0.005
0.038 0.053 0.063 0.101 0.087 0.106 0.144 0.130 0.087 0.082 0.058 0.024 0.029 0.096 0.063 0.082 0.130 0.120 0.091 0.096 0.087 0.082 0.082 0.072
Distribuzione marginale “voto”
( ) = 23 . 75
⋅
= ∑
nx f x
µ
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 x=voto
fx(x)
Media e varianza
( )
2( ) 8 . 78
2
= ∑
nx − µ ⋅ f x =
σ σ = 2 . 96
x=Voto fx(x) 18 0.038 19 0.053 20 0.063 21 0.101 22 0.087 23 0.106 24 0.144 25 0.130 26 0.087 27 0.082 28 0.058 29 0.024 30 0.029
Distribuzione marginale “esami”
( ) 5 . 85
1
=
⋅
= ∑
= j
m j
y j
y
y f y
µ
Media e varianza
( ) ( ) 9 . 04
1
2
= ∑ −
2⋅ =
= j
m j
y y j
y
y µ f y
σ σ
y= 3 . 01
y=Esami fy(y)
1 0.096
2 0.063
3 0.082
4 0.130
5 0.120
6 0.091
7 0.096
8 0.087
9 0.082
10 0.082 11 0.072
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
y=esami sostenuti
fy(y)
Media e Covarianza
2 2
covarianza di
Matrice
y xy
xy x
σ σ
σ
= σ
( , ) ( 23 . 75 , 5 . 85 )
Media = µ
xµ
y=
( ) ( ) ( , ) 3 . 60
1 1
=
⋅
−
⋅
−
= ∑∑
= =
n i
j i m
j
y j x i
xy
x µ y µ f x y
σ
04 . 9 60 . 3
60 . 3 78 . covarianza 8
di
Matrice
22
=
=
y xy
xy x
σ σ
σ
σ
Distribuzioni Condizionate voto|esami
( ) ( ) ( ) y f
y x x f
f
y xy y
x
,
| =
Esami
Voto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18 0.250 0.077 0.000 0.000 0.080 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
19 0.100 0.231 0.000 0.111 0.000 0.105 0.000 0.056 0.000 0.000 0.000
20 0.050 0.308 0.059 0.037 0.080 0.000 0.000 0.111 0.000 0.118 0.000
21 0.200 0.231 0.176 0.111 0.000 0.000 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
22 0.100 0.000 0.235 0.074 0.040 0.105 0.100 0.056 0.118 0.000 0.133
23 0.000 0.154 0.000 0.148 0.120 0.263 0.150 0.000 0.176 0.059 0.067
24 0.150 0.000 0.294 0.222 0.080 0.158 0.100 0.111 0.059 0.176 0.200
25 0.100 0.000 0.000 0.111 0.240 0.158 0.200 0.000 0.118 0.176 0.267
26 0.000 0.000 0.176 0.074 0.160 0.053 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
27 0.050 0.000 0.000 0.037 0.120 0.105 0.200 0.056 0.059 0.059 0.200
28 0.000 0.000 0.059 0.074 0.080 0.000 0.100 0.167 0.118 0.000 0.000
29 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.053 0.050 0.000 0.059 0.059 0.067
30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.111 0.059 0.118 0.067
Distribuzioni Condizionate voto|esami
Esami
Voto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18 0.250 0.077 0.000 0.000 0.080 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
19 0.100 0.231 0.000 0.111 0.000 0.105 0.000 0.056 0.000 0.000 0.000
20 0.050 0.308 0.059 0.037 0.080 0.000 0.000 0.111 0.000 0.118 0.000
21 0.200 0.231 0.176 0.111 0.000 0.000 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
22 0.100 0.000 0.235 0.074 0.040 0.105 0.100 0.056 0.118 0.000 0.133
23 0.000 0.154 0.000 0.148 0.120 0.263 0.150 0.000 0.176 0.059 0.067
24 0.150 0.000 0.294 0.222 0.080 0.158 0.100 0.111 0.059 0.176 0.200
25 0.100 0.000 0.000 0.111 0.240 0.158 0.200 0.000 0.118 0.176 0.267
26 0.000 0.000 0.176 0.074 0.160 0.053 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
27 0.050 0.000 0.000 0.037 0.120 0.105 0.200 0.056 0.059 0.059 0.200
28 0.000 0.000 0.059 0.074 0.080 0.000 0.100 0.167 0.118 0.000 0.000
29 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.053 0.050 0.000 0.059 0.059 0.067
30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.111 0.059 0.118 0.067
0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350
fx|y(x)
2 6 9
Curva e fascia di regressione
Esami
Voto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18 0.250 0.077 0.000 0.000 0.080 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
19 0.100 0.231 0.000 0.111 0.000 0.105 0.000 0.056 0.000 0.000 0.000
20 0.050 0.308 0.059 0.037 0.080 0.000 0.000 0.111 0.000 0.118 0.000
21 0.200 0.231 0.176 0.111 0.000 0.000 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
22 0.100 0.000 0.235 0.074 0.040 0.105 0.100 0.056 0.118 0.000 0.133
23 0.000 0.154 0.000 0.148 0.120 0.263 0.150 0.000 0.176 0.059 0.067
24 0.150 0.000 0.294 0.222 0.080 0.158 0.100 0.111 0.059 0.176 0.200
25 0.100 0.000 0.000 0.111 0.240 0.158 0.200 0.000 0.118 0.176 0.267
26 0.000 0.000 0.176 0.074 0.160 0.053 0.050 0.167 0.118 0.118 0.000
27 0.050 0.000 0.000 0.037 0.120 0.105 0.200 0.056 0.059 0.059 0.200
28 0.000 0.000 0.059 0.074 0.080 0.000 0.100 0.167 0.118 0.000 0.000
29 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.053 0.050 0.000 0.059 0.059 0.067
30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.111 0.059 0.118 0.067
µ 21.250 20.308 23.353 23.333 24.240 23.842 25.050 24.500 24.882 24.706 25.267 σ^2 7.488 2.059 4.699 6.296 7.622 5.922 4.948 12.472 7.516 9.384 5.129
inf 18.514 18.873 21.185 20.824 21.479 21.408 22.826 20.968 22.141 21.643 23.002 sup 23.986 21.743 25.521 25.843 27.001 26.276 27.274 28.032 27.624 27.769 27.531
Curva e fascia di regressione
Distribuzione Condizionata voto|esami
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Esami sostenuti
Voto
curva e fascia di regressione