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28B.1 drei Münzen; Erwartungswert der Standardabweichung der Stichprobe


CC-BY-NC-SA 3.0

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wieich den Mittelwert und die StandardabweichungausMessungenschätzegucken uns einem Münster anich sage der Einfachheit halber mal wieder Kopf soll heißen der Wert eins Zahl soll heißen der Wert nullund mit dieser Münze werden drei Versuche gemacht umden Erwartungswertzu schätzen und um die Standardabweichungzu schätzenich werfe dreimal und gucken was passiertKomma werfendann kann er zum Beispiel passierendass ich zweimalZahl kriegeund einmal Kopfkriegeegal in welcher Reihenfolgewenn das passiertwas für sich jetzt für den Erwartungswert das Essen gerne ähm ??oder X querund was würden Sie schätzen für die Standardabweichungdie ersten gerne es ?? und nicht mehr Siegmarin das passiert ich kriege zweimal Zahl einmal KopfKopfsalat eins gelten Zahl soll als null geltenwahrscheinlich SchätzungenJahrhundertmüßig und sie sagen ein DrittelanZahl Zahl Kopfzahlsoll Null sein nullplus null plus eins durch dreisofern sie der Physik der Mittelwert dann ausgerechnet hätten ein Drittel als wenn das passiert wenn sie schätzendas Erwartungswert ein Drittel ist das natürlich falsch istes auch nicht zu doll falscher Wolf schonspürbar falschwas würden Sie für die StandardabweichungschätzenStandard Abweichungenkönnen erst mal dieganz normale Standardabweichungnehmen wenn ichmeine Zufallsgrößewirklich genau kennen würde dann würde ich für die Standardabweichungrechnen die Wurzelaus dem Erwartungswertvom Quadrat meiner Zufallsgrößeminusdas Quadrat des Erwartungswertsmeiner Zufallsgrößewenn nicht genug über die Zufallsgrößewüssteund das zu Recht noch immer drei Messungen habekann ich den Erwartungswert vom Quadrat genau angebenund das haben sie gerade gesehen auf den Erwartungswert als solchen kann ich nicht genau angeben ?? wäre ja ein halb?? dermaßen geschätzt auf ein Dritteldie Schätzungwird also jetzt von der Stichprobeausgehen müssenübernimmt dann typischerweise nicht diese Formelals Ausgangspunktsondern schreibt noch mal anders hindas stammte ja aus der anderen Ecke das war ja eigentlich der Erwartungswertvom Quadratder Abweichungdaraus die Wurzel das war meine Standardabweichungdie Wurzel aus der Varianz und die Varianz ist eigentlich erst maldie Erwartungswertvom Quadrat der Abweichung also X minusErwartungswert von Xdas kann man jetzt auf die Stichprobe verallgemeinern?? Eva nächste Erwartungswertdafür aber Schätzung war gerade ein Drittel ist nicht bekannt aber könnte man ihm das von den Werten abziehen QuadrierenMitteln und die Wurzel aus was man jetzt erwarten wir das ist noch nicht ganz fertig aber was man erwarten würdewäredanndie Wertemuss man die Wertenull null eins wann die Werteerwarten würde wärenullminusunserSchätzwert für des Mittel ein DrittelQuadrat plus null minuszweite werden nicht gemessen habe Schätzwert das Mittelplusund der letzte gemessen etwa einsminus ein drittelQuadratdie Mitteln Erwartungswertdie mit Handy durch drei das würde ich eigentlich erwartendie Abweichung Quadrierenund dann Mittelneins minus einQuadratdas würde man erwartenwenn ich messe Komma dass es die Nummerdie Anzahl meiner Messungen hier heute die Nummer der jeweiligen Messung ich messe irgend eine ZufallsgrößeX tausend maldann wird irgendwoderwahre Mittelwert liegen der ErwartungswertDavid irgendwo liegenaber derMittelwert meiner Messungender Wind typischerweisenicht darauf liegendes und sogar schon gesehenihr mäßig zahmer Zahl einmalein Drittel ist meine Schätzung nicht ein halbtypischerweise wenn ich nicht genau darlegen mit meinem gemessen Mittelwert sondern daneben liegenimmer ähm dran X quer konnte man ihn auch nennenund das führt dazu dass die Schwankung reduziert wirdwenn das rote hier quasi der Schwerpunktvon meinen Messungen istin der das ausbalanciertdie Messungen ausbalanciertdie rote Linie balancierte die Messungen aus ?? zu sagenwenn sie diese Abweichungenim Mittel klein ESitzen sind am Anfang nicht aber hier schlechtes dazu die abweichenden Mittel kleinerals wenn ich sie zum richtigenMittelwert nehmen würde zum richtigen Erwartungswert nehmen würde das schlägt sich nieder das Ergebnis ist nicht hundert Prozent richtigich kriege einen zu kleinen Wert für die Abweichung raus ein Blutzuckerwertfür diese geschätzteStandardabweichungrausbei der Mittelwerte sicher schonrichtig hingezogen hat dieses Wasser nicht deutlich genug zu sehen ich glaube ich muss das mal etwas heftiger malen damit man den Effekt quasiständig vor sie haben eine Messung der richtig heftig schwankt hier ist der offizielleErwartungswertund sie haben Messung die heftig schwanktdas entweicht Ergebnissedie sie rauskriegen vier WertedavonMittelwert Komma gelegentlichzu wasdas wäre der Mittelwert der Messungenwenn sie jetzt die Abweichung von dem gemessen Mittelwert nehmenund die Vergleiche mit den Abweichungen vomechten Erwartungswertsind die Abweichung vom echten Erwartungswertzusammengenommengrößerder gemesseneMittelwert kommt ja dem Zentrumvon diesen ganzen Messwerten näherwenn ich also lange Rede kurzer Sinn wenn ich das sie rechnerisch zu vieldes in alten Videos vorgeführt ?? es gibt eine einfache das zu korrigieren und halten nicht durchstreichen und ich eins weniger Sissi teilen nicht durch die Anzahlsondern durch die Anzahl minus eins man versteht dann auch irgendwas von es in minus eins oder Sigma N minus einsalso nicht kompetent Mittelwert bilden Sonnen unten eins weniger nehmen das es lustigerweisegenau der Faktor dann die man braucht um diesen Effekt wieder rückgängig zu machensondern habe jetzt hier ein neuntel ein neuntelnurvier neuntelsind zusammen bei sechs neuntelWurzelaus sechs durchneun mal zwei?? einen kürzenunddie oben noch die drei weg und hauendie drei ?? der Name da das ist Wurzel?? anderswoeinst durch Wurzel dreidas wäre meine Schätzung für die Standardabweichungwas Bereich der korrekteWert für die Standardabweichungnicht geschätzt sondern gewecktdies Experimenteskommt null raus oder es kommt eins rausdas Mittel ist bei ein halbwas ist die Standardabweichungexaktin der Tat einfacher als man glaubt ein halbes müsste ein halb sein aber diese Schätzung ist jetzt eben einst durch Wurzel drei eins über zwei Wurzelreis etwas kleiner als zwei sagen dieses Ding hierist etwas größerals eine ??Punkt wir haben also etwasgeschätzt für diefür den Erwartungswertwas sie zu kleines Ssollte ein halb sein und für die Standardabweichunghabe geschätzt eins durch Wurzeldrei bis etwas zu groß istdann über den sich mal die drei anderen Fälle was passiert noch was kann alles passieren wenn ich die sechs Moment ausprobiere was wir der Mittelwert und was wirdie Schätzung für die StandardabweichungStandardabweichungder StichprobeempirischeStandardabweichunggibt es viele Namenfürso der einfache Fall dreimalZahldann sind meineMesswerte null und null und nulldas heißt meine Schätzung für den Mittelwert ist null Drittelnur den Namenund die Schätzung für die Standardabweichungdes Musik natürlich hier meinen neuen Mittelwert nehmendie Schätzung von Standard abweichen werden null minus nullnull der Messwert minus null Mittelwert nur der Messwert minus null Mittelwert null der MesswertenMittelwert gibt nullist der kannkeine große Überraschung wenn die ganze Zeitbei allen Messungen null rauskommtschätze ichdas ich keine Abweichung habesondern das Ding immer null istdasselbe bei Drama Kopfdie Abweichung wird natürlich nur seinSchätzung für die Standardabweichungstand dabei der Stichprobeund der Mittelwert wird sein eins plus eins plus eins durchdrei bis ?? einswenn mir also das passiertdas als Messung würde ich sagen also diese Zufallsgröße ist eigentlich die ganze Zeit einst konstant einsdann aber noch den Falleinmalzahlen und zweimal Kopf in beliebiger Reihenfolgeam??der Mittelwerteinmal Zahl einmal Kopf einmal Kopf durch drei zwei Drittelließen sie die zwei Drittel benutzenKrieger als Ergebnisnull eins einsnull minus zwei Dritteleins minus zwei Drittel eins minus zwei drittel Zellberechnungwie hierBeistrich wozu drei Com schon wieder raus mussBeistrich kriege ich dann für die Schätzung der Standardabweichungals durch Wurzel dreiso also vier Fällevier mögliche Fällevier mögliche Resultateum den Erwartungswert zu schätzenund vier Resultateum die Standardabweichungzu schätzen und sie sehen kein einziges von denenkeines von den Mittelwertenkeine von Internetabweichungpasstder Mittelwert offiziell ist ein halb exakt Erwartungswertsoll ich sagen ist ein halb kommt nicht vordie Standardabweichungsollte auch ein halb seindas es was sie dann im wahren Leben haben sie messenund kriegen leider nie das exakte rauswas nettes Mann Gericht im Mittel das exakte rauswenn sie dieses Experimentmehrfach machenkann die zumindest in Mitteldas richtige bei einigen dieser Größen nicht bei eines Komma sondern wenn ich tatsächlich eine ideale Münze habewas sind die Wahrscheinlichkeitenfür diese vierFällevon dann bestimmen Sie mal die Erwartungswertewas ist der Erwartungswertvon unseremSchätzwertfür den Erwartungswertdas es hart Erwartungswertvom Schätzwert für den Erwartungswertwas ist das im Mittel was erwarte ich im Mittel als ähmwas istdas MittelErwartungswertvon es und Erwartungswert von es Quadratdas müsste man ausrechnen können also was ist der Erwartungswertvon demich kriege zwar nie das richtige rausbei meiner Schätzung für den Erwartungswertaber hoffentlichmittelt sich der Fehler wegund wir probieren dasselbefürdie Standardabweichungder Stichprobekommt darausund für das Quadratdavondie Varianz der Stichprobesind jetzt eher Zufallsgrößenin soundsovielProzent der Fälle kommt ein Drittel aus dem geschätzten Mittel raus ins unsere Prozent der Fälle kommt null rausdamit sollten Sie Erwartungswert ausrechnen können ist es jetzt sozusagen wahrscheinlich als Rechnung auf zweiter EbeneErwartungswertevon Schätzungen für Erwartungswertealso wie häufig passiert dreimal Zahl der medialen Würfelwahrscheinlich Zeit von ein achtelKopf ein achtelzweimal Zahl einmal Kopf der für mich drei verschiedene Wege durch diesenBaumoder so rein von den drei Münzwürfen seit der soll Kopf sein drei Möglichkeitenmal ein achtel drei achtelhier auch dreiachteldamit habe ich jetzt für ähm Erwartungswert von ähm ich habe die Werte Drittel null eins zwei drittel und ich habe Wahrscheinlichkeitendas Schema F genauso war esund Weißquadratmir dieses ähm behandeln sie wie jeder andere normale Zufallsgrößeähm ist in drei achtel der Fälle ein Drittelin ein achtel der Fälle null in ein machte der Fälle eins und in drei achtel der Fälle zwei Drittelignorieren sie wo das Ding hergekommen ist ich habe Wahrscheinlichkeitenund ich habe Wertemehr brauche ich nicht?? besteht hierdreiachtel?? mal ein drittel plus ein achtel mal nullplus ein achtel mal einsplus drei achtel mal zwei Drittelkürzennicht die drei Länder können wir kürzenund dann haben wir ein achtel und noch ein achtelund zwei achtel sind vier achtel und vier achtel sind ein halb wie sein mussdas heißtwenn ich ganz viele Messungen mache und immer drei Mittlerwerde ich im Mittel sowas habenwir ein halb aber eigentlich habe ich nie den exakten Wertnur im Mittel habe ich den exakten Wert hierdass sie Schätzung für den Erwartungswert mal ZufallsgrößeM ist eine Schätzung für Erwartungswert der Zufallsgrößedies zwardie im Einzelfallimmer falschaberdas mittelt sich sozusagen weg wenn es nur oft genug machen es gibt nichttendenzmäßignach oben oder nach unten im Mittel nicht sie richtigso einen Schätzer hat man typischerweise gernefürMittelwert und andere SachenErwartungswertder Schätzung der StandardabweichungderStandardabweichungder Stichprobedieselben Wahrscheinlichkeitenandere Zahlenfür die Wertemit einer wahrscheinlich katt von drei achtel kriege ich für die Schätzung der StandardabweichungEinzigwurzel dreisehr lassen sich gar nicht beachten plus null plus null ist langweilig plusunwahrscheinlichkatt von drei achtelkriege schon wieder als Werteins durch Wurzel dreidrei sound dann sind wir bei Ddas doppelt genommen drei vierteldreiviertelmal eins durch Wurzel drei drei durch Wurzel dreigibt was drei durch Wurzel dreigenau drei durch Wurzel drei macht Wurzel drei dreister Wurzel dreimal Wurzel drei hier steht also Wurzel dreidurchVierwurzeldrei ist nicht ganz zwei das heißt Wurzel drei durch vier ist nicht ganz zwei durch vier ist nicht ganz ein halbder Erwartungswertder Schätzung der Standardabweichungist nicht ein halbwie sich gehört sondern kleinerdas Essen übliches Phänomendiese Formel hier die man benutztfür die Schätzung der Standardabweichungdann die liefert leider wenn's um die Starterwartung selbst geht ein Wert der bis hin zu kleines T Mittelbei den Mittelwert funktioniertdas in der Mittel tatsächlichen richtigen raus hier ist es etwas zu kleinkonnten sich auf den letzten an den Erwartungswertder Schätzung der VarianzSchmiermörderszu Ende hierdieselben Wahrscheinlichkeitenaber die Werte jetzt ins Quadratacht mal eins durch drei Plusder nächste Mal null ins Quadrat der nächste Mal ins Quadrat ist alles weg plusdrei achtel malEinzigwurzeldrei ins Quadrat ?? acht mal eins durch drei die drei kürzen sich ein achtel plus ein achtel sind ein Viertelund das ist der richtige Wertdie Standardabweichungoffiziell ist der ein halbschon gesagtdie Varianz offiziell ist ein die Varianz stimmtalso die Schätzung für die Varianzist ordentlich im Mittelkrimifür die Varianz das richtige rausdie einzelnen Werte die ich da so zwischendurchaus meiner sechs dementen rauskriegediese ziemlicher Blödsinn aber im Mittel kommt das richtige raus und das genauso hierbei der Schätzung für den Erwartungswertwas nicht hinhaut ist dieSchätzung für dieStandardabweichungdie ist leider immer bisschen zu klein dessen allgemeines Phänomenandas hier die Varianz richtig geschätzt wird im Mittel das ist zwar bis dasder Grund warum manche minus eins nimmt im Nenner das habe ich in den alten Videos vorgeführtwenn sie nicht durch ein Teil Sonnenlicht in minus eins dann stimmt netterweiseim Mitteldas Quadrat davon zumindest die Varianz ist dann im Mittel richtig geschätzt die Standardabweichungselbst leider nicht der Sinn sich hier die Standardabweichungist ein bisschen zu klein geschätztein Licht Mehrwert anscheinend auf die Varianz dass die passtdeshalb dieser komische Faktordas ich bei der Standardabweichungam schätzen nicht durch die Gesamtzahl der Versuche Teile sondern durch ans wenigeran Haut ersehnten