Einführung in die Wahrscheinlichkeits- theorie und

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Ulrich Krengel
Einführung in die
Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik
5., neubearbeitete und erweiterte Auflage
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Vll
Inhalt s Verzeichnis
Kapitel I
Diskrete Wahrscheinlichkeitsräume
§1
Modelle für Zufallsexperimente, Abzählmethoden
1.1
Endliche Wahrscheinlichkeitsräume
1.2
Einfache Urnenmodelle
1.3
Anwendungsbeispiele
1.4
Die hypergeometrische Verteilung
1.5
Vereinigungen von Ereignissen
1.6
Multinomialkoeffizienten
1.7
Runs
1.8
Einfache Identitäten für Binomialkoeffizienten
Anhang
Aufgaben
§2
Bedingte Wahrscheinlichkeit und Unabhängigkeit
2.1
Definition und Eigenschaften bedingter Wahrscheinlichkeiten
2.2
Unabhängigkeit
2.3
Produktexperimente
2.4
Einige Verteilungen für Produktexperimente'
2.5
Diskrete Wahrscheinlichkeitsräume
2.6
Konstruktion von Wahrscheinlichkeitsräumen
aus bedingten Wahrscheinlichkeiten
2.7
Austauschbare Verteilungen
2.8
Genetische Modelle
2.9
Bedingte Wahrscheinlichkeit und Scheinkorrelation
Anmerkungen
Aufgaben
1
1
2
6
10
12
12
14
14
15
17
19
...
21
21
25
27
29
31
32
34
35
37
39
40
§3
Zufallsvariable, Erwartungswert, Varianz
3.1
Verteilungen von Zufallsvariablen
3.2
Unabhängigkeit
3.3
Erwartungswerte
3.4
Das Rechnen mit Indikatorfunktionen
3.5
Varianz und Kovarianz
3.6
Das schwache Gesetz der großen Zahlen
Aufgaben
42
42
45
46
49
52
56
58
§4
Grundbegriffe der Schätztheorie
4.1
Der allgemeine Rahmen von Schätzproblemen
4.2
Maximum-Likelihood-Schätzer
4.3
Erwartungstreue
4.4
Der mittlere quadratische Fehler
60
61
62
63
65
viii
•
Inhaltsverzeichnis
4.5
Die Informationsungleichung
4.6
Konsistenz
4.7
Konfidenzintervalle
Aufgaben
66
68
69
74
§5
Approximationen der Binomialverteilung
5.1
Approximation von n! und bntP(k)
5.2
Der Satz von de Moivre-Laplace
5.3
Anwendungen
5.4
Die Poisson-Approximation
Anhang
Aufgaben
76
76
80
83
85
89
90
§6
Tests
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
92
92
94
95
97
Beispiel der „tea tasting Lady"
Grundbegriffe der Testtheorie
Mehr zur „tea tasting Lady"
Ein verfeinertes Modell für den Tee-Test
Beispiel des Testens der
Existenz von außersinnlicher Wahrnehmung
6.6
Eine Erweiterung des Testbegriffs: Randomisierte Tests
6.7
Tests einfacher Hypothesen gegen einfache Alternativen
6.8
Anwendung auf zusammengesetzte Alternativen
6.9
Allgemeine Hinweise zur Testtheorie
,. /
6.10 p-Werte
'.
Aufgaben
99
100
101
103
103
104
105
§7
Erzeugende Funktionen
Verzweigungsprozesse
Aufgaben
107
111
113
§8
Entropie und Codierung
8.1
Der Quellen-Codierungssatz
8.2
Anwendung auf mehrstufige Zufallsexperimente
Aufgaben
114
114
117
118
§9
Laufzeitanalysen von rekursiven Algorithmen
Aufgaben
120
126
Kapitel II
Allgemeine Modelle
§ 10 Wahrscheinlichkeitsmaße mit Dichten
10.1 a-Algebren und allgemeine Wahrscheinlichkeitsmaße
10.2 Beispiele von Verteilungen mit Dichten
Anhang
Aufgaben
128
128
128
131
136
138
Inhaltsverzeichnis
§ 11 Zufallsvariable und ihre Momente
140
11.1 Messbare Funktionen
140
11.2 Verteilungen von Zufallsvariablen
142
11.3 Unabhängigkeit
143
11.4 Erwartungswerte
145
11.5 Mehrdimensionale Dichtetransformation und Normalverteilung . . 147
Aufgaben
151
§ 12 Grenzwertsätze
12.1 Das starke Gesetz der großen Zahlen
12.2 Normale Zahlen
12.3 Der Zentrale Grenzwertsatz
Anhang
Aufgaben
153
153
157
158
162
163
§ 13 Schätzverfahren und Fehlerrechnung
13.1 Maximum-Likelihood-Schätzungen bei Dichten
13.2 Konfidenzintervalle
13.3 Das Fehlerfortpflanzungsgesetz
13.4 Die Methode der kleinsten Quadrate
13.5 Mediän, Ausreißer und Robuste Schätzer
Anhang
Aufgaben
164
164
166
167
168
170
172
174
§ 14 Einige wichtige Testverfahren
14.1 Der t-Test
14.2 Einfache Varianzanalyse
14.3 x 2 -Tests
14.4 Nichtparametrische Tests
Anhang
Aufgaben
175
175
180
182
187
192
194
Kapitel III
Markowsche Ketten
195
§ 15 Die markowsche Eigenschaft
15.1 Definition und Beispiele
15.2 Einfache Folgerungen aus der markowschen Eigenschaft
15.3 Stationäre Übergangswahrscheinlichkeiten
15.4 Absorptionswahrscheinlichkeiten
15.5 Absorptionsverteilungen
Aufgaben
195
195
197
198
200
201
203
§ 16 Das Verhalten markowscher Ketten in langen Zeiträumen
16.1 Ketten mit endlich vielen Zuständen
16.2 Kommunizierende Zustände und Periodizität
205
205
208
x
Inhaltsverzeichnis
16.3 Rekurrenz und Transienz
Anhang
Aufgaben
210
215
216
§ 17 Der Erneuerungssatz
17.1 Die Erneuerungsgleichung
17.2 Anwendung auf Übergangswahrscheinlichkeiten
17.3 Bestimmung der mu
Aufgaben
218
218
221
223
226
§ 18 Der Poisson-Prozess
18.1 Charakterisierung des Poisson-Prozesses
18.2 Sprungzeiten beim Poisson-Prozess
Aufgaben
227
227
230
232
Hinweise zum Weiterlesen
234
Lösungen der mit (L) gekennzeichneten Aufgaben
236
Literaturverzeichnis
243
Tabellen
247
Symbolverzeichnis
252
Namen- und Sachwortverzeichnis
253
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