Return to Video

Упражнение в Excel с нормално разпределение

  • 0:02 - 0:05
    В това видео ще разгледаме
    едно понятие, което според някои
  • 0:05 - 0:10
    е най-важното понятие
    в цялата статистика.
  • 0:10 - 0:13
    Всъщност, ако разгледаме която
    и да е научна дисциплина, можем
  • 0:13 - 0:16
    да заключим, че това е
    най-важното понятие.
  • 0:16 - 0:19
    Всъщност съм казвал, че е
    някак тъжно, че това понятие
  • 0:19 - 0:21
    не се разглежда в
    задължителната програма.
  • 0:21 - 0:25
    Всеки трябва да е запознат с него,
    тъй като засяга всички страни
  • 0:25 - 0:28
    на нашия живот, и това е
    нормалното разпределение,
  • 0:28 - 0:31
    известно и като Гаусовото разпределение
    или камбановидната крива.
  • 0:31 - 0:35
    И за да ти дам малко предварителна
    информация за същността му,
  • 0:35 - 0:39
    тази информация може и да ти
    се стори доста странна,
  • 0:39 - 0:42
    но се надявам, че докато гледаш
    това видео, ще разбереш
  • 0:42 - 0:45
    каква е същността на това понятие.
  • 0:45 - 0:48
    Гаусовото разпределение
    или нормалното разпределение,
  • 0:48 - 0:50
    това са две имена на едно и
    също нещо.
  • 0:50 - 0:52
    Всъщност на Гаус му е
    хрумнала идеята.
  • 0:52 - 0:56
    Мисля, че е изследвал някакви
    астрономически явления,
  • 0:56 - 0:57
    когато го е дефинирал.
  • 0:57 - 0:59
    Но то е вероятностна функция
    на плътността, подобно на
  • 0:59 - 1:00
    Поасоновото разпределение,
    за което говорихме.
  • 1:00 - 1:02
    Същото е.
  • 1:02 - 1:05
    И за да ти дам предварителна
    информация, то изглежда така.
  • 1:05 - 1:08
    Вероятността да получиш
    произволно х – става дума за
  • 1:08 - 1:12
    клас функции на вероятностното
    разпределение.
  • 1:12 - 1:14
    Такива са и биномното
    разпределение, и Поасоновото
  • 1:14 - 1:18
    разпределение, те се основават
    на няколко параметъра.
  • 1:18 - 1:21
    Обикновено в повечето учебници го
    изписват по този начин
  • 1:21 - 1:23
    и ако имаме време,
    бих искал да го
  • 1:23 - 1:25
    трансформирам алгебрично,
    за да ти покажа по-ясно
  • 1:25 - 1:27
    как всъщност работи.
  • 1:27 - 1:29
    Или може би да ти дам малко информация
    за това как е започнала цялата
  • 1:29 - 1:30
    тази история.
  • 1:30 - 1:33
    Няма да го докажа в това видео,
    не това е нашата цел сега.
  • 1:33 - 1:35
    Въпреки, че искам да го направя
    и най-вероятно ще се сблъскаме
  • 1:35 - 1:38
    с някои прегледни
    математически трансформации.
  • 1:38 - 1:40
    Ако сте с учител по математика и
    ментор, на други учители, сигурно
  • 1:40 - 1:42
    ще е добре да потърсите в Уикипедия
    "формила на Стърлинг",
  • 1:42 - 1:44
    наистина е вълнуващо.
  • 1:44 - 1:47
    Формулата всъщност дава
    приближение на факториели
  • 1:47 - 1:49
    чрез непрекъсната функция.
  • 1:49 - 1:53
    Но сега няма да навлизам
    в подробности.
  • 1:53 - 1:56
    Нормалното разпределение е
    1 върху, така се изписва
  • 1:56 - 1:59
    обикновено, върху
    стандартното отклонение по
  • 1:59 - 2:08
    корен квадратен от два пъти пи,
    цялото по е на степен минус 1/2.
  • 2:08 - 2:12
    Е, бих искал да го напиша
    по този начин, помни се по-лесно,
  • 2:12 - 2:18
    по каквато стойност искаш да
    получиш, минус средната стойност на
  • 2:18 - 2:21
    разпределението, разделена на
    стандартното отклонение на
  • 2:21 - 2:24
    разпределението, цялото на квадрат.
  • 2:24 - 2:26
    И така, ако се замислиш,
    добре е да отбележим този
  • 2:26 - 2:28
    факт в този момент.
  • 2:28 - 2:31
    Това е разстоянието от
    средната стойност и ние го делим на
  • 2:31 - 2:33
    стандартното отклонение на
    нашето разпределение.
  • 2:33 - 2:35
    Това е графика на нормалното
    разпределение, която съм
  • 2:35 - 2:38
    подготвил, лилавата линия
    представлява нормалното разпределение.
  • 2:38 - 2:41
    Основната цел на това упражнение...
    знам, че малко прескачам този път...
  • 2:41 - 2:44
    е да покажа, че нормалното
    разпределение е добро
  • 2:44 - 2:48
    приближение на биномното
    разпределение и обратното,
  • 2:48 - 2:52
    ако имаме достатъчно наблюдения
    в нашето биномно разпределение,
  • 2:52 - 2:54
    и това ще го обсъдим след малко.
  • 2:54 - 2:57
    Според мен логиката ни
    за този член тук
  • 2:57 - 3:00
    е интересна, тъй като казваме, че
    определяме разстоянието
  • 3:00 - 3:03
    от средната стойност, разделяме
    на стандартното отклонение.
  • 3:03 - 3:07
    И така този член тук показва
    колко стандартни отклонения
  • 3:07 - 3:10
    е разликата от средната стойност.
  • 3:10 - 3:12
    Това всъщност се нарича стандартна
    стойност, или z-стойност.
  • 3:12 - 3:15
    Забелязал съм, че статистиката
    е пълна с много думи, много
  • 3:15 - 3:18
    дефиниции и всички те
    звучат много сложно. Ето
  • 3:18 - 3:20
    например стандартна z-стойност.
  • 3:20 - 3:25
    Но самото понятие е
    пределно ясно.
  • 3:25 - 3:29
    Да кажем, че имам вероятностно
    разпределение и получа някаква
  • 3:29 - 3:32
    стойност, х, която е тук, и е на
    3 и половина стандартни
  • 3:32 - 3:35
    отклонения от средната,
    тогава нейната стандартна
  • 3:35 - 3:36
    стойност е 3 и половина.
  • 3:36 - 3:39
    Както и да е, нека се съсредоточим
    върху целта на това видео.
  • 3:39 - 3:42
    И така, това е графиката на
    нормалното разпределение, на
  • 3:42 - 3:44
    вероятностната функция на
    плътността на
  • 3:44 - 3:46
    нормалното разпределение.
  • 3:46 - 3:49
    Но как сме я получили?
    И което е по-важно,
  • 3:49 - 3:51
    в края на това видео най-малкото
    трябва да можеш да кажеш, че
  • 3:51 - 3:54
    това е добро приближение на
    биномното разпределение,
  • 3:54 - 3:58
    ако вземеш достатъчно
    наблюдения.
  • 3:58 - 4:00
    И това е вълнуващото за
    нормалното разпределение,
  • 4:00 - 4:03
    че вземаме сумата,
    ще направя отделно видео
  • 4:03 - 4:07
    за централната гранична теорема,
    Но, ако сумирате много
  • 4:07 - 4:12
    независими наблюдения,
    като броят им клони към безкрайност,
  • 4:12 - 4:14
    макар и разпределението на тези
    наблюдения да не е
  • 4:14 - 4:19
    задължително нормално,
    разпределението на тяхната сума
  • 4:19 - 4:21
    ще се приближава до
    нормално разпределение.
  • 4:21 - 4:23
    Ще поговоря повече на тази тема
    по-късно.
  • 4:23 - 4:27
    Но именно поради тази причина
    е добре да предполагаме, че именно
  • 4:27 - 4:29
    това разпределение лежи в основата
    на много феномени --
  • 4:29 - 4:31
    от опитите да моделираме времето
    до моделите на взаимодействие между
  • 4:31 - 4:35
    лекарствата и пациента, и ние ще
    обсъдим кога това допускане работи
  • 4:35 - 4:36
    и кога не върши
    добра работа.
  • 4:36 - 4:40
    Например, понякога хората допускат,
    че нормалното разпределение работи
  • 4:40 - 4:42
    във финансовата сфера, а
    ние сме свидетели на финансовата
  • 4:42 - 4:44
    криза и как тя доведе до крах
    много други сфери.
  • 4:44 - 4:46
    Но нека се върнем към
    нашето упражнение.
  • 4:46 - 4:47
    Това тук е електронна
    таблица.
  • 4:47 - 4:51
    Току-що направих фона черен,
    можеш да свалиш файла от
  • 4:51 - 5:01
    khanacademy.org/downloads.
    Всъщност, там ще можеш да
  • 5:01 - 5:03
    видиш всички файлове, които
    могат да се свалят.
  • 5:03 - 5:08
    Точно този не е качен още,
    ще го кача след като запиша
  • 5:08 - 5:10
    видеото.
    Името на файла е:
  • 5:10 - 5:19
    NormalDistribution.xls.
  • 5:19 - 5:22
    Ако отидеш на адрес
    khanacademy.org/download/
  • 5:22 - 5:24
    ще видиш всички файлове
    и сред тях ще откриеш и тази таблица.
  • 5:24 - 5:26
    Бих искал да те насърча да си
    поиграеш с нея и ако искаш –
  • 5:26 - 5:29
    да създадеш и други таблици, докато
    експериемнтираш.
  • 5:29 - 5:32
    И така, тази таблица, тя всъщност
    представлява една игра, или нека
  • 5:32 - 5:35
    си представим, че стоя на улицата
    и си подхврлям монета, подхвърлям
  • 5:35 - 5:37
    си една монета, която не е фалшива.
  • 5:37 - 5:44
    Ако се падне тура, това е тура,
    ще отстъпя назад или нека
  • 5:44 - 5:46
    да направя стъпка вляво.
  • 5:46 - 5:51
    И ако се падне ези,
    ще направя стъпка вдясно.
  • 5:51 - 5:54
    И така, в общия случай, имам...
    това е една монета, която не е
  • 5:54 - 5:56
    фалшива... имам 50%
    шанс да направя стъпка
  • 5:56 - 5:59
    вляво и 50% шанс
    да направя стъпка вдясно.
  • 5:59 - 6:03
    И така, според моята логика,
    ако ти кажа, че съм хвърлил
  • 6:03 - 6:06
    монетата хиляда пъти,
    ще се движа
  • 6:06 - 6:08
    ту наляво, ту надясно.
  • 6:08 - 6:10
    Ако случайно се падне няколко
    пъти тура, може и
  • 6:10 - 6:13
    да се преместиш доста наляво.
  • 6:13 - 6:16
    Ако се падне няколко пъти ези,
    ще минете надясно.
  • 6:16 - 6:20
    А вече знаем, че шансовете да
    се падне няколко пъти ези или
  • 6:20 - 6:24
    много повече пъти тура са
    доста по-малки от шанса
  • 6:24 - 6:28
    резултатът да е равен
    или почти равен.
  • 6:28 - 6:42
    И така тук, това, което съм направил...
    Нека минем по-надолу,
  • 6:42 - 6:48
    тъй като не искам да изгубя
    цялото нещо... това, което направих тук, е
  • 6:48 - 6:50
    дребно допускане и бих се
    зарадвал, ако го попълниш и
  • 6:50 - 6:52
    промениш, както ти харесва.
  • 6:52 - 6:55
    Това са броя стъпки,
    които съм направил.
  • 6:55 - 6:58
    Това е средният брой стъпки
    наляво и съм изчислил
  • 6:58 - 7:01
    вероятността и така сме
    изчислили и средната на
  • 7:01 - 7:03
    това биномно разпределение.
  • 7:03 - 7:06
    Средната стойност на биномното
    разпределение всъщност
  • 7:06 - 7:09
    представлява вероятността да
    направя стъпка наляво по
  • 7:09 - 7:11
    общия брой опити.
  • 7:11 - 7:14
    И така, това е равно на 5,
    и така обясняваме това число.
  • 7:14 - 7:17
    А сега и дисперсията...
    Не съм сигурен дали минахме
  • 7:17 - 7:19
    това и трябва да го докажа,
    но планирам да направя
  • 7:19 - 7:22
    друго видео за дисперсията
    на биномното разпределение.
  • 7:22 - 7:27
    И така, дисперсията всъщност
    е равна на броя на опитите,
  • 7:27 - 7:33
    10, по вероятността да направя
    стъпка наляво или по своему да
  • 7:33 - 7:36
    имам успешен опит, тук дефинирам
    стъпка наляво като успешен
  • 7:36 - 7:40
    опит, разбира се, би могло да е
    и дясно, умножено по вероятността
  • 7:40 - 7:44
    от 1 минус успешния опит,
    т.е. неуспешния опит.
  • 7:44 - 7:46
    В този случай двете събития са с
    еднаква вероятност, затова и
  • 7:46 - 7:48
    резултатът е 2,5.
  • 7:48 - 7:50
    И всичко това е показано
    в електронната таблица.
  • 7:50 - 7:52
    Ако кликнеш на самата клетка,
    ще можеш да видиш конкретната
  • 7:52 - 7:53
    формула, която съм използвал.
  • 7:53 - 7:55
    Имай предвид, че понякога
    нещата изглеждат
  • 7:55 - 7:56
    объркващи в Excel.
  • 7:56 - 7:57
    Тук става дума за корен
    квадратен от това число.
  • 7:57 - 7:59
    Стандартното отклонение
    е просто корен
  • 7:59 - 8:00
    квадратен от дисперсията.
  • 8:00 - 8:04
    С други думи,
    корен квадратен от 2,5.
  • 8:04 - 8:08
    И така, нека видим какво
    се казва тук... ОК, каква е
  • 8:08 - 8:10
    вероятността да не направя
    никакви стъпки?
  • 8:10 - 8:14
    И така, направил съм общо 10 стъпки...
    Правим това, за да разберем
  • 8:14 - 8:18
    логиката на таблицата...
    Каква е вероятността да
  • 8:18 - 8:21
    не направя никакви стъпки наляво,
    ако съм направил общо 10 стъпки?
  • 8:21 - 8:23
    И само да уточним, ако не направя
    никакви крачки наляво, това означава,
  • 8:23 - 8:25
    съм направил 10 крачки надясно.
  • 8:25 - 8:27
    Изчислявам тази вероятност...
    Тук трябваше да съм
  • 8:27 - 8:31
    теглил една черта...
    Изчислявам тази вероятност,
  • 8:31 - 8:34
    като използвам биномното
    разпределение.
  • 8:34 - 8:38
    И как съм направил това?
    Каква е вероятността,
  • 8:38 - 8:41
    ако съм направил общо 10 стъпки, да...
  • 8:41 - 8:44
    Само ще сменя цветовете,
  • 8:44 - 8:46
    за да стане по-интересно.
  • 8:46 - 8:48
    Дали има лилаво тук?
  • 8:48 - 8:51
    Ще използвам синьото.
  • 8:51 - 8:54
    И така синьо за биномното разпределение.
  • 8:54 - 8:58
    Тук са показани
    всички стъпки, колко са те?
  • 8:58 - 9:00
    Стъпките са общо 10.
  • 9:00 - 9:04
    И така, 10 факториел, това е като
    броя опити, които съм провел.
  • 9:04 - 9:08
    От тези 10 стъпки, решавам, че
    ще направя 0 стъпки наляво.
  • 9:08 - 9:14
    И така, 0 факториел, умножено по
    факториел от 10 минус 0.
  • 9:14 - 9:16
    Това е 10 над 0.
  • 9:16 - 9:20
    Решавам, че от общо 10 стъпки
    0 са наляво.
  • 9:20 - 9:24
    Умножено по вероятността от
    0 стъпки наляво, т.е. това е вероятността
  • 9:24 - 9:28
    да направя стъпка наляво. Направил
    съм 0 такива, по вероятността
  • 9:28 - 9:32
    да направя стъпка надясно, а от
    тези съм направил 10.
  • 9:32 - 9:35
    И така получаваме
    числото 0,001.
  • 9:35 - 9:37
    Така ни диктува биномното
    разпределение.
  • 9:37 - 9:44
    А после, по подобен начин, това е
    равно на 10 факториел върху 1 факториел,
  • 9:44 - 9:47
    умножено по 10 минус 1 факториел.
  • 9:47 - 9:47
    Така получавам това число.
  • 9:47 - 9:50
    И отново, ако кликнеш върху
    самата клетка в таблицата,
  • 9:50 - 9:51
    ще видите обяснението.
  • 9:51 - 9:53
    Направил съм го много пъти.
  • 9:53 - 9:55
    Това е просто
    една биномна сметка.
  • 9:55 - 9:59
    И след това, тук,
    след този ред, това можеш
  • 9:59 - 10:00
    просто да не го гледаш.
  • 10:00 - 10:03
    То е тук, за да мога да разиграя
    различни сценарии.
  • 10:03 - 10:09
    Например, ако отворим моята
    таблица, и вместо да направим
  • 10:09 - 10:18
    10 стъпки, решим да направим 20
    стъпки, тогава всичко се променя.
  • 10:18 - 10:23
    Затова и тук долу, от определена
    стъпка нататък,
  • 10:23 - 10:26
    цялото нещо като че ли се повтаря.
  • 10:26 - 10:28
    Ще те оставя да помислиш
    защо съм го направил така.
  • 10:28 - 10:30
    Може би трябваше да направя
    по-прегледна таблица.
  • 10:30 - 10:33
    Но това не променя точковата
    диаграма, която съм направил.
  • 10:33 - 10:38
    Ето, графиката в синьо, която
    едва се вижда, заради лилавото,
  • 10:38 - 10:40
    което е почти върху нея.
  • 10:40 - 10:43
    Хм, нека я направя по-малка,
    за да се вижда по-добре.
  • 10:43 - 10:48
    Да предположим,
    че съм направил само 6 стъпки.
  • 10:48 - 10:51
    Всъщност, все още е трудно да се
    забележи разликата между двете.
  • 10:51 - 10:54
    Нека повторя, целта на
    упражнението е да видиш, че
  • 10:54 - 10:56
    нормалното разпределение
    е добро приближение.
  • 10:56 - 10:58
    Но те са толкова подобни,
    че дори не можем да забележим
  • 10:58 - 10:59
    разликата на моята графика.
  • 10:59 - 11:02
    Ако направиш само 4 стъпки,
    ОК, мисля, че тук може да се види.
  • 11:02 - 11:05
    Синьото тук е...
  • 11:05 - 11:09
    Нека да активирам инструмента
    за рисуване.
  • 11:10 - 11:12
    Синята крива е
    някъде тук.
  • 11:12 - 11:14
    Това е биномното разпределение.
  • 11:14 - 11:18
    Тук има само няколко точки.
    Ето, точките стигат само до тук.
  • 11:18 - 11:22
    Тук са случаите, в които правя 0 стъпки
    наляво, 1 стъпка наляво, 2 стъпки наляво,
  • 11:22 - 11:23
    3 стъпки наляво, 4 стъпки наляво.
  • 11:23 - 11:26
    След това правя графиката и
    виждам каква е вероятността,
  • 11:26 - 11:27
    ако използвам
    биномното разпределение.
  • 11:27 - 11:30
    А ето тук е и моята
    крайна позиция, нали така?
  • 11:30 - 11:34
    Ако направя 0 стъпки наляво,
    тогава правя 4 стъпки надясно,
  • 11:34 - 11:36
    така че моята крайна позиция
    е на 4, и това е
  • 11:36 - 11:38
    ето този сценарий тук.
  • 11:38 - 11:42
    Нека сменя цвета отново и да върна
    жълтото, за да се вижда по-добре.
  • 11:44 - 11:50
    Ако направя 4 стъпки наляво,
    тогава правя 0 стъпки надясно и
  • 11:50 - 11:52
    крайната ми позиция е
    на минус 4.
  • 11:52 - 11:54
    Това е ето тук.
  • 11:54 - 11:58
    Ако направя по равен брой стъпки в
    двете посоки, това е този сценарий,
  • 11:58 - 12:01
    ще съм в неутрална позиция.
  • 12:01 - 12:02
    Ще съм останал в средата
    ето тук.
  • 12:02 - 12:05
    Ако направя 2 стъпки надясно и
    след това 2 стъпки наляво, или
  • 12:05 - 12:07
    обратното, първо направя 2 стъпки
    наляво и после направя
  • 12:07 - 12:09
    2 стъпки надясно,
    все се озовавам тук.
  • 12:09 - 12:12
    Надявам се това да ти
    звучи смислено.
  • 12:12 - 12:14
    Телефонът ми звъни.
  • 12:14 - 12:18
    Няма да вдигна, тъй като нормалното
    разпределение е твърде важна тема.
  • 12:18 - 12:21
    Всъщност деветседмичният ми син
    гледа това видео, така че за първи път
  • 12:21 - 12:23
    имам публика наживо.
  • 12:23 - 12:27
    Той може и да запомни нещо
    за нормалното разпределение.
  • 12:27 - 12:30
    И така, синята линия ето тук,
    вероятно ще трябва да я повторя
  • 12:30 - 12:35
    с жълто, за да я виждаш,
    е графиката на биномното
  • 12:35 - 12:36
    разпределение.
  • 12:36 - 12:40
    Аз съм свързал точките, но
    все още можеш да видиш,
  • 12:40 - 12:42
    че биномното разпределение
    изглежда горе-долу така.
  • 12:42 - 12:48
    Това е вероятността да
    се озовеш на минус 4.
  • 12:48 - 12:52
    Това е вероятността да
    се озовеш на минус 2.
  • 12:52 - 12:55
    Това е вероятността
    да не отидеш
  • 12:55 - 12:57
    никъде.
  • 12:57 - 13:06
    А това е вероятността да
    се озовеш 2 крачки надясно.
  • 13:06 - 13:09
    Нека поправя и това, трябва да е
    тук някъде. А това – 4 надясно.
  • 13:09 - 13:11
    Това е биномното разпределение.
    Аз просто отбелязах на графиката
  • 13:11 - 13:14
    стойностите, дадени тук.
  • 13:14 - 13:16
    Това е 0,375, това е 0,375.
  • 13:16 - 13:18
    Това е височината на другото.
  • 13:18 - 13:21
    И така, това, което исках да
    ти покажа, е, че нормалното
  • 13:21 - 13:24
    разпределение е добро приближение
    на биномното разпределение.
  • 13:24 - 13:29
    И така, това, което исках да
    обясня е, че нормалното
  • 13:29 - 13:34
    разпределение ми казва
    каква е вероятността
  • 13:34 - 13:38
    да направя точно 0 крачки наляво.
  • 13:38 - 13:42
    Тук нещата са малко по-сложни,
    защото нормалното разпределение...
  • 13:42 - 13:45
    Биномното разпределение е
    дискретно вероятностно разпределение.
  • 13:45 - 13:48
    Можеш да погледнеш тази диаграма
    или тук и да попиташ каква е
  • 13:48 - 13:57
    вероятността да направиш точно
    1 стъпка наляво и 3 надясно,
  • 13:57 - 13:58
    за да се озовеш на това място?
  • 13:58 - 14:00
    Добре, просто поглеждаш тази
    графика и казваш: "О, това е
  • 14:00 - 14:02
    този сценарий,
  • 14:02 - 14:05
    Точно казах каква е тази вероятност,
    тя е 0,25.
  • 14:05 - 14:08
    И си казваш:,"О, имам 25%
    шанс да се озова
  • 14:08 - 14:12
    2 стъпки надясно."
  • 14:12 - 14:14
    Това е 25% шанс.
  • 14:14 - 14:18
    Нормалното разпределение е
    непрекъснато вероятностно
  • 14:18 - 14:20
    разпределение, което означава, че
    представлява непрекъсната крива.
  • 14:20 - 14:22
    То изглежда по този начин, прилича на
    камбановидна крива, която
  • 14:22 - 14:26
    стига до безкрайността и се приближава
    до 0 в двата си края.
  • 14:26 - 14:28
    Изглежда горе-долу така.
  • 14:28 - 14:30
    Това е едно непрекъснато
    вероятностно разпределение.
  • 14:30 - 14:31
    Не можеш просто да избереш
    някаква точка и да попиташ
  • 14:31 - 14:35
    каква е вероятността да
    се озовеш 2 стъпки надясно.
  • 14:35 - 14:37
    Защото ако попиташ това,
    истинската вероятност
  • 14:37 - 14:40
    това да се случи точно така...
    мда, трябва да гледаш видеото,
  • 14:40 - 14:42
    посветено на плътността на
    вероятностните функции, но...
  • 14:42 - 14:45
    вероятността да се озовеш
    точно 2 стъпки надясно,
  • 14:45 - 14:48
    искам да кажа точно, с точност
    до атома, е близо до 0.
  • 14:48 - 14:51
    В действителност трябва да уточниш
    някакъв интервал около тази стойност.
  • 14:51 - 14:56
    Интервалът, който аз разглеждам, е
    2 стъпки плюс половин
  • 14:56 - 14:58
    стъпка във всяка посока.
  • 14:58 - 14:58
    Нали така?
  • 14:58 - 15:00
    Ако говорим за стъпки.
  • 15:00 - 15:03
    За да го разбереш по-добре, ето какво
    съм направил – взех стойността на
  • 15:03 - 15:07
    функцията на вероятностната
    плътност.
  • 15:07 - 15:09
    И сега ще ти покажа
    как съм получил тази стойност.
  • 15:09 - 15:12
    И след това умножавам това по 1.
  • 15:12 - 15:14
    И така получавам тази площ.
  • 15:14 - 15:17
    И използвам това като
    приближение за тази площ.
  • 15:17 - 15:19
    Ако наистина искаме да сме
    прецизни в това, което правим,
  • 15:19 - 15:22
    за да получим по-добро приближение,
    можем да вземем интеграла
  • 15:22 - 15:26
    на тази крива между
    тези две точки.
  • 15:26 - 15:28
    По-късно ще го направим.
  • 15:28 - 15:30
    Но засега бих искал да ти покажа логиката,
    да ти дам увереност за това, че
  • 15:30 - 15:32
    биномното разпределение
    наистина се припокрива с
  • 15:32 - 15:33
    нормалното разпределение.
  • 15:33 - 15:36
    И така, как съм
    получил това число тук?
  • 15:36 - 15:41
    Добре, каква е вероятността за...
    О, не, нека използвам това число тук,
  • 15:41 - 15:47
    не искам да работя с 0 стъпки.. каква е вероятността
    да направя 1 крачка наляво?
  • 15:47 - 15:50
    Приехме, че стъпките наляво
    са успех.
  • 15:50 - 15:52
    Каква е вероятността...
  • 15:52 - 15:59
    И така, вероятността от 1, това е равно на 1,
    разделено на стандартното отклонение.
  • 15:59 - 16:02
    Когато направихме само 4 крачки,
    стандартното отклонение беше 1.
  • 16:02 - 16:03
    И така 1, разделено на 1.
  • 16:03 - 16:04
    Всъщност, нека променя това.
  • 16:04 - 16:08
    защото трябва да е.. да е... нека го променя.
  • 16:08 - 16:13
    Да изберем по-голямо
    число.
  • 16:13 - 16:14
    Не съм сигурен...
  • 16:14 - 16:16
    Да се върнем към примера с
    10-те стъпки.
  • 16:16 - 16:19
    Добре.
  • 16:19 - 16:20
    И така, ако това е 10.
  • 16:20 - 16:24
    И нека пак активирам инструмента
    за рисуване
  • 16:24 - 16:28
    И така, тази сметка тук..
  • 16:28 - 16:30
    Нека да извършим тази сметка.
  • 16:30 - 16:34
    Всъщност, ще е по-добре да
    направим тази сметка.
  • 16:34 - 16:37
    И така, каква е вероятността
    да съм направил 2 стъпки наляво?
  • 16:37 - 16:40
    Ако съм направил 2 стъпки наляво,
    а общо стъпките са 10, значи имам
  • 16:40 - 16:43
    8 стъпки надясно и следователно
    накрая съм 6 стъпки надясно.
  • 16:43 - 16:46
    И това отговаря на
    тази точка тук.
  • 16:46 - 16:47
    И така, каква е вероятността?
  • 16:47 - 16:49
    Как да я определя, като използвам
    функцията на вероятностната
  • 16:49 - 16:50
    плътност?
  • 16:50 - 16:51
    Как да определя тази височина?
  • 16:51 - 16:56
    Добре, да кажем, че вероятността да
    направя 2 стъпки наляво, така се
  • 16:56 - 16:58
    смята и ако отидеш върху клетката
    в електронната таблица, ще
  • 16:58 - 17:04
    видиш това... Вероятността е равна
    на 1, разделено на стандартното отклонение,
  • 17:04 - 17:11
    1,581 (просто съм направил
    препратка към клетката там),
  • 17:11 - 17:15
    умножено по корен квадратен
    от 2 пъти пи.
  • 17:15 - 17:18
    Винаги се изумявам как така
    е умножено по пи е равно на
  • 17:18 - 17:19
    минус 1.
  • 17:19 - 17:21
    Но ето ти още един
    изумителен факт.
  • 17:21 - 17:25
    С натрупването на повече опити,
    изведнъж получаваме
  • 17:25 - 17:28
    формула, която съдържа е, пи
    и корен квадратен, но идеята е,
  • 17:28 - 17:30
    тези числа непрекъснато
    се появяват.
  • 17:30 - 17:33
    Това носи информация за
    "Реда във вселената",
  • 17:33 - 17:34
    Ред с главно Р.
  • 17:34 - 17:43
    Но нека продължим, всичко това,
    умножено по е на минус 1/2 по х.
  • 17:43 - 17:46
    И така, опитваме се да намерим х,
    т.е. два успешни опита.
  • 17:46 - 17:54
    Да направим точно 2 стъпки наляво,
    значи 2 минус средната стойност.
  • 17:54 - 18:01
    А средната стойност е 5, и става 2 минус 5,
    разделено на стандартното
  • 18:01 - 18:10
    отклонение, което е 1,581,
    и цялото това на квадрат.
  • 18:10 - 18:13
    Така получаваме това число.
  • 18:13 - 18:18
    И така, казах ти, че
    тази формула просто ми дава
  • 18:18 - 18:21
    тази стойност тук.
  • 18:21 - 18:25
    Ако искам да изчисля с
    точност тази вероятност,
  • 18:25 - 18:27
    ми трябва тази площ.
  • 18:27 - 18:30
    Ако просто използвам една права,
    нейната площ е 0.
  • 18:30 - 18:36
    Нека ти напомня, в този случай
    можем да сме само 2 крачки настрани,
  • 18:36 - 18:38
    тъй като се интересуваме
    от точния брой крачки.
  • 18:38 - 18:40
    Но нормалното разпределение е
    непрекъсната функция на
  • 18:40 - 18:44
    вероятностната плътност,
    т.е. може да ни каже каква е
  • 18:44 - 18:49
    вероятността да сме
    направили 2,183 стъпки.
  • 18:49 - 18:51
    Това, разбира се, може да
    се случи само, ако всеки път
  • 18:51 - 18:53
    правим безкрайно малки стъпки.
  • 18:53 - 18:54
    Но това е употребата на разпределението.
  • 18:54 - 18:56
    То се получава,
    когато започнеш да
  • 18:56 - 18:56
    правиш безкраен брой стъпки.
  • 18:56 - 18:59
    Но то може да се използва като
    приближение на дискретното.
  • 18:59 - 19:02
    И начинът това да стане е да кажеш
    каква е вероятността да съм
  • 19:02 - 19:03
    в рамките на една стъпка от тази точка.
  • 19:03 - 19:05
    И така, умножавам тази
    височина, която
  • 19:05 - 19:09
    съм изчислил тук, по 1.
  • 19:09 - 19:13
    И така, нека приемем, че това
    тук има основа 1, за да пресметнем
  • 19:13 - 19:15
    площта, която използвам
    като приближение.
  • 19:15 - 19:19
    И така, просто умножаваме това по
    1 и получаваме това число тук.
  • 19:19 - 19:20
    И нека само да ти покажа.
  • 19:20 - 19:26
    Дори и само при 10 опита, кривите,
    нормалното разпределение
  • 19:26 - 19:28
    тук е в лилаво, а
    биномното разпределение
  • 19:28 - 19:29
    е в синьо.
  • 19:29 - 19:31
    И така, те са почти
    една върху друга.
  • 19:31 - 19:35
    Докато броят стъпки беше малък,
    те се различаваха.
  • 19:35 - 19:39
    Но колкото повече стъпки правим,
    толкова повече те се сливат,
  • 19:39 - 19:41
    почти се припокриват, и аз бих
    искал да те окуража
  • 19:41 - 19:42
    да си поиграеш с електронната таблица.
  • 19:42 - 19:46
    Всъщност, нека ти покажа,
    че те се припокриват.
  • 19:46 - 19:48
    Единият от листовете в тази електронна
    таблица е посветен на припокриването,
  • 19:48 - 19:52
    ако кликнеш върху „convergence”,
    ще го видиш.
  • 19:52 - 19:54
    Това е същото нещо,
    но исках да ти покажа какво
  • 19:54 - 19:58
    се случва във всяка една точка.
  • 19:58 - 20:02
    Нека ти дам малко
    разяснения за тази таблица.
  • 20:02 - 20:04
    И така, това е вероятността
    да се придвижа
  • 20:04 - 20:06
    наляво и надясно, нали така?
  • 20:06 - 20:09
    С други думи, фиксирам някаква
    точка и казвам каква е
  • 20:09 - 20:11
    вероятността, а ти можеш да
    смениш тази точка, вероятността
  • 20:11 - 20:13
    крайната ми позиция да е 10.
  • 20:13 - 20:18
    А това всъщност ти казва, че
    ако направя 10 стъпки, за да се
  • 20:18 - 20:21
    озова накрая в позиция 10 надясно,
    значи трябва да направя 10 стъпки
  • 20:21 - 20:24
    надясно и 0 стъпки наляво.
  • 20:26 - 20:31
    Ако направя 20 стъпки, за да се озова
    10 стъпки надясно, ще трябва да
  • 20:31 - 20:34
    направя 15 стъпки надясно и
    5 наляво.
  • 20:34 - 20:37
    По подобен начин, ако направя общо
    80 стъпки, ако хвърля монетата 80 пъти,
  • 20:37 - 20:41
    за да определя дали да пристъпя
    надясно или наляво, за да се озова
  • 20:41 - 20:46
    10 стъпки надясно, трябва да направя 45
    стъпки надясно и 35 наляво в
  • 20:46 - 20:49
    прозволен ред и действително
    ще се озова 10 крачки надясно.
  • 20:49 - 20:52
    И така, това, което искам да разбера, е,
    ако започна да увеличавам общия
  • 20:52 - 20:58
    брой хвърляния на монетата, тук
    максимумът е 170, та, ако
  • 20:58 - 21:01
    хвърля монетата безкраен брой
    пъти, искам да разбера каква е
  • 21:01 - 21:04
    вероятността моята крайна
    позиция да бъде
  • 21:04 - 21:05
    10 стъпки надясно.
  • 21:05 - 21:08
    И искам да ти покажа, че колкото
    повече хвърляния правя, толкова
  • 21:08 - 21:11
    повече нормалното разпределение
    става по-добро и по-добро
  • 21:11 - 21:15
    приближение на
    биномното разпределение.
  • 21:15 - 21:18
    И така, тук е пресметната
    биномната вероятност, точно
  • 21:18 - 21:21
    както го правихме и преди, и ако
    кликнеш върху клетката, ще можеш
  • 21:21 - 21:23
    да видиш формулата.
  • 21:23 - 21:26
    Стъпките наляво се приемат за
    успешен опит.
  • 21:26 - 21:32
    И така, това е 10 над 0, а ние знаем
    какво означава това.
  • 21:32 - 21:36
    Това означава 10 факториел върху
    0 факториел, разделено на факториел от
  • 21:36 - 21:43
    10 минус 0, умножено по 0,5 на
    0-ва степен и по 0,5 на 10-та степен.
  • 21:43 - 21:45
    Така получаваме това число тук.
  • 21:45 - 21:52
    Ако отидем на това тук,
    нека видим, това тук е изчислено...
  • 21:52 - 21:53
    Всъщност, нека го напиша,
    тъй като според мен
  • 21:53 - 21:54
    ще е интересно.
  • 21:54 - 21:58
    Направил съм общо 60 стъпки,
    следователно 60 факториел,
  • 21:58 - 22:03
    разделено на, трябват ми 25 стъпки
    наляво, следователно 25 факториел.
  • 22:03 - 22:09
    И така, това е факториел от 60 минус 25,
    умножено по вероятността за
  • 22:09 - 22:12
    стъпка наляво, а тези стъпки са
    25, умножено по вероятността за
  • 22:12 - 22:17
    стъпка надясно, а
    пък тези стъпки са 35.
  • 22:17 - 22:21
    И така, този ред просто
    показва биномната вероятност,
  • 22:21 - 22:23
    вероятността, която ни показва
    биномното разпределение.
  • 22:23 - 22:25
    А след това са пресметнати
    средната и дисперсията за всеки от
  • 22:25 - 22:27
    тези сценарии и можеш
    да видиш формулите,
  • 22:27 - 22:30
    но средната стойност е просто
    вероятността да направиш
  • 22:30 - 22:33
    стъпка наляво, разделена на
    общия брой стъпки.
  • 22:33 - 22:36
    А дисперсията е вероятността
    за лява стъпка по вероятността за
  • 22:36 - 22:38
    дясна стъпка по общия брой крачки.
  • 22:38 - 22:40
    А след това и вероятността от
    нормалното разпределение.
  • 22:40 - 22:43
    И така, нека повторя, просто
    използвам тази вероятност.
  • 22:43 - 22:45
    Получавам и нейното приближение
    по същия начин.
  • 22:45 - 22:49
    Ето, например за този сценарий.
  • 22:49 - 22:51
    Ексел има функция, която да пресмята
    нормалното разпределние, но аз
  • 22:51 - 22:53
    всъщност съм въвел формулата,
    тъй като исках да ти покажа
  • 22:53 - 22:58
    какво се крие под
    тази функция на Ексел.
  • 22:58 - 23:04
    И така, всъщност казвам, каква е
    вероятността да направя 25 стъпки наляво?
  • 23:04 - 23:07
    Не, извинявам се, 45 стъпки наляво.
  • 23:07 - 23:15
    И така, вероятността за 45
    стъпки наляво е равна на 1
  • 23:15 - 23:17
    разделено на стандартното отклонение.
  • 23:17 - 23:20
    И така, в този сценарий
    стандартното отклонение е
  • 23:20 - 23:22
    корен квадратен от 25.
  • 23:22 - 23:32
    И така, 5, по корен квадратен от 2 пъти пи,
    цялото по е на степен минус 1/2 по 45 минус
  • 23:32 - 23:37
    средната, т.е. минус 50, разделено на
    стандартното отклонение, което
  • 23:37 - 23:41
    пресметнахме, че е 5, цялото на квадрат.
  • 23:41 - 23:45
    И така, тази сметка ми казва каква е
    вероятността в този случай, според
  • 23:45 - 23:48
    нормалното разпределение
    с това стандартно отклонение
  • 23:48 - 23:51
    и с тази средна стойност. След това
    умножавам това по 1. Това не
  • 23:51 - 23:53
    се вижда във формулата, тъй като
    не изписвам „по 1”
  • 23:53 - 23:55
    за да намеря площта под кривата.
  • 23:55 - 23:57
    Причината е, че нали си спомняш,
    това е непрекъсната
  • 23:57 - 23:58
    вероятностна функция.
  • 23:58 - 24:02
    Това тук просто ми дава стойността,
    но за да изчисля вероятността да
  • 24:02 - 24:04
    се озова в рамките на интервал
    от 1 стъпка, аз трябва
  • 24:04 - 24:05
    да умножа по 1.
  • 24:05 - 24:06
    Всъщност това са приближения.
  • 24:06 - 24:08
    В действителност би трябвало да
    взема интеграла от тази точка до тази,
  • 24:08 - 24:11
    но и този правоъгълник е доста
    добро приближение.
  • 24:11 - 24:18
    В тази таблица ти показвам, че
    с увеличаване на броя на стъпките.
  • 24:18 - 24:23
    разликата между това, което
    ви казва нормалното разпределение,
  • 24:23 - 24:26
    и това, което ти казва
    биномното разпределение,
  • 24:26 - 24:28
    става все по-малка и по-малка.
  • 24:28 - 24:31
    Става въпрос за вероятността
    накрая да се озовеш
  • 24:31 - 24:32
    10 крачки надясно.
  • 24:32 - 24:35
    Разбира се, ти можеш да
    промениш числото тук.
  • 24:35 - 24:37
    Нека го променя,
    за да ти покажа.
  • 24:37 - 24:38
    Можеш да решиш да пресметнеш
    вероятността да се озовеш
  • 24:38 - 24:44
    15 крачки надясно.
  • 24:44 - 25:03
    Хм, тук нещо не е наред. Нека проверя.
    При 12 се припокриват. И после при 13....
  • 25:03 - 25:05
    Мисля, че има някаква
    грешка с променливата запетая,
  • 25:05 - 25:07
    защото при работа с факториели
    на големи числа не работи така,
  • 25:07 - 25:08
    както очаквам.
  • 25:08 - 25:18
    Но ако пробваш с 3, 5 или 10...
    Не, не, нещо странно се случва.
  • 25:18 - 25:20
    Може да се наложи да увеличиш
    числата още повече.
  • 25:20 - 25:23
    При 10 крачки, двете разпределения
    определено се припокриват.
  • 25:23 - 25:26
    А аз ще се опитам да разбера защо
    получавам такива странни графики.
  • 25:26 - 25:31
    За 11... Хм, всичко е объркано.
  • 25:31 - 25:35
    Вероятно, когато заснемам екрана,
    нещата се объркват. Но както и да е...
  • 25:35 - 25:37
    Целта на това упражнение беше да
    ти покаже, че ако искаш да изчислиш
  • 25:37 - 25:41
    вероятността да се озовеш
    10 крачки надясно, колкото повече
  • 25:41 - 25:45
    пъти хвърляш монетата,
    толкова повече нормалното
  • 25:45 - 25:49
    разпределение се превръща в
    по-добро приближение на това,
  • 25:49 - 25:52
    което в действителност е
    биномно разпределение.
  • 25:52 - 25:54
    И с приближаване на безкрайността,
    двете разпределение всъщност
  • 25:54 - 25:55
    се сливат едно с друго.
  • 25:55 - 25:57
    Както и да е, това е краят на това видео.
  • 25:57 - 25:59
    Всъщност, ще направя още няколко
    филмчета за нормалното
  • 25:59 - 26:02
    разпределение, тъй като то
    е толкова важно.
  • 26:02 - 26:04
    До скоро.
Title:
Упражнение в Excel с нормално разпределение
Description:

Използване на таблица, за да се покаже, че нормалното разпределение се доближава до биномното разпределение при голям брой опити.

more » « less
Video Language:
English
Duration:
26:04

Bulgarian subtitles

Revisions