Elementy statystyki matematycznej (wykład uzupełniający dla II roku) (kurs internetowy) 2400-ZEWW1039
Przedmiotem zajęć ze jest piętnaście obszarów tematycznych. Łącznie dają wiedzę i umiejętności z zakresu procedur i metod statystycznych wykorzystywanych w analizie danych ekonomicznych i finansowych, umożliwiając ich pogłębianie na kolejnych etapach studiowania, a także ich stosowanie w badaniach empirycznych.
Celem zajęć jest przedstawienie i omówienie pojęć oraz zaprezentowanie teorii wraz z praktycznymi przykładami ich zastosowania w analizie danych. Celem części praktycznej jest ugruntowanie wiedzy teoretycznej, uzupełnienie jej praktycznymi zadaniami i problemami obliczeniowymi na danych empirycznych, a także pokazanie konkretnych przykładów zastosowań wszystkich procedur i metod omawianych w części teoretycznej.
Szczegółowy program:
1. Rozkład empiryczny i jego charakterystyki, statystyki pozycyjne, dystrybuanta empiryczna, wykres box plot.
2. Statystyki empiryczne w modelu normalnym i ich rozkłady. Rozkłady t, chi kwadrat, F.
3. Model statystyczny. Rozkłady teoretyczne statystyk (suma, średnia, statystyki pozycyjne, dystrybuanta empiryczna) w wybranych modelach statystycznych.
4. Metody estymacji punktowej: metoda momentów, metoda kwantyli, metoda największej wiarogodności (ENW).
5. Podstawowe własności estymatorów i miary jakości estymatorów: obciążenie estymatora, pojęcie nieobciążoności, wariancja estymatora, ryzyko estymatora przy kwadratowej funkcji straty (błąd średniokwadratowy).
6. Porównywanie własności estymatorów i kryteria porównawcze, nierówność informacyjna, efektywność estymatora, dolne ograniczenie dla wariancji estymatora nieobciążonego parametru i jego transformacji.
7. Własności asymptotyczne estymatorów, lemat delta, zgodność, estymatory asymptotycznie normalne - przykład ENW, asymptotyczna efektywność.
8. Estymacja przedziałowa: pojęcie przedziału ufności na zadanym poziomie ufności, przedziały ufności dla parametrów w rozkładzie normalnym, asymptotyczne przedziały ufności, przedział ufności dla prawdopodobieństwa sukcesu w rozkładzie dwumianowym, asymptotyczne przedziały ufności w oparciu o ENW.
9. Teoria weryfikacji hipotez statystycznych i podstawowe pojęcia: hipoteza i test statystyczny, obszar krytyczny testu, decyzje w odniesieniu do hipotez, błędy I i II rodzaju, poziom istotności, rozmiar testu, p-value, testy istotności.
10. Porównywanie testów pod względem ich własności, błędów I i II rodzaju, mocy. Test jednostajnie najmocniejszy, lemat Neymana-Pearsona, testy oparte na ilorazie wiarogodności, asymptotyczny test ilorazu wiarogodności.
11. Testowanie hipotez dotyczących parametrów średniej i wariancji w rozkładzie normalnym. Testy dotyczące prawdopodobieństwa sukcesu w rozkładzie dwumianowym.
12. Testy porównujące dwie populacje - test równości wartości oczekiwanych i równości wariancji w modelu normalnym. Asymptotyczny test porównujący prawdopodobieństwo sukcesu w dwóch populacjach.
13. Porównywanie więcej niż dwóch populacji, test jednoczynnikowej analizy wariancji ANOVA.
14. Nieparametryczne testy zgodności z rozkładem, nieparametryczne testy zgodności dwóch rozkładów. Test zgodności chi–kwadrat, test zgodności Kołmogorowa, test Kołmogorowa–Smirnowa dla dwóch populacji, test Kołmogorowa–Lillieforsa dla rozkładu normalnego. Test niezależności chi-kwadrat.
15. Wybrane elementy statystyki bayesowskiej - rozkład a priori i a posteriori, estymator bayesowski przy kwadratowej funkcji straty, bayesowski estymator największej wiarogodności. Uzupełnienia. Podsumowanie.
Szacunkowy nakład pracy studenta: 3ECTS x 25h = 75h
(K) - godziny kontaktowe (S) - godziny pracy samodzielnej
wykład (zajęcia): 30h (K) 0h (S)
ćwiczenia (zajęcia): 0h (K) 0h (S)
egzamin: 0h (K) 0h (S)
konsultacje: 30h (K) 0h (S)
przygotowanie do ćwiczeń: 0h (K) 0h (S)
przygotowanie do wykładów: 15h (K) 0h (S)
przygotowanie do kolokwium: 0h (K) 0h (S)
przygotowanie do egzaminu: 0h (K) 0h (S)
…: 0h (K) 0h (S)
Razem: 75h (K) + 0h (S) = 75h
Koordynatorzy przedmiotu
Rodzaj przedmiotu
Efekty kształcenia
Po ukończeniu przedmiotu, student:
W ZAKRESIE WIEDZY:
- zna i rozumie pojęcia statystyki matematycznej, wybrane metody estymacji punktowej i przedziałowej parametrów rozkładu zmiennej losowej, własności estymatorów, w tym również asymptotyczne;
- zna i rozumie teorię wnioskowania statystycznego, estymacji punktowej i przedziałowej, teorię weryfikacji hipotez statystycznych, własności testów i estymatorów oraz teorię wnioskowania bayesowskiego;
- zna i rozumie wybrane modele parametryczne i nieparametryczne;
W ZAKRESIE UMIEJĘTNOŚCI:
- potrafi wykorzystywać narzędzia statystyki matematycznej do poprawnego formułowania i rozwiązywania problemów z zakresu statystyki matematycznej;
- potrafi skonstruować nieobciążony i efektywny estymator parametru z wykorzystaniem wybranej metody, oszacować parametr przy pomocy przedziału ufności oraz zweryfikować hipotezę dotyczącą rozkładu teoretycznego;
W ZAKRESIE KOMPETENCJI:
- wykazuje się świadomością zastosowań teorii i metod statystyki matematycznej w ekonomii i naukach pokrewnych;
- jest gotów do systematycznej nauki dzięki organizacji pracy i wymaganiom stawianym na ćwiczeniach.
Kryteria oceniania
W ramach zajęć wykorzystywane są następujące metody dydaktyczne:
- dyskusja problemowa,
- analiza przypadku (case study),
- testy online (z wykorzystaniem platformy Moodle),
- ćwiczenia rachunkowe i analityczne,
- praca w grupach i dyskusja problemowa na forum grupy,
- analiza danych empirycznych przy pomocy narzędzi informatycznych,
- testy online (z wykorzystaniem platformy Moodle),
- e-learning.
Literatura
Literatura obowiązkowa
- W. Niemiro, Rachunek Prawdopodobieństwa i Statystyka Matematyczna, wyd. SNS, 1999 (część II: Statystyka Matematyczna). [Sygn. Bibl. WNE UW: 33103] – jedyne wydanie
- J. Koronacki i J. Mielniczuk, Statystyka, WNT 2004
- J. Jóźwiak i J. Podgórski, Statystyka od podstaw, PWE 2022
- N. Józefacka, M. Kołek, A. Arciszewska-Leszczuk (2023). Metodologia i Statystyka. PWN Warszawa
Zbiory zadań
- W. Krysicki i in., Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna w zadaniach, PWN, 2012 (część II: Statystyka Matematyczna)
- H. Kassyk-Rokicka, Statystyka, zbiór zadań, 2011 lub inne wydania
- A. Boratyńska, Zadania ze statystyki matematycznej, skrypt w ksero na WNE UW
- Materiały pomocnicze do wykładów i ćwiczeń publikowane na platformie e-learningowej https://elearning.wne.uw.edu.pl/