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Charakterisierung von Verteilungen


Erwartungswert
Varianz
Standardabweichung
q-te Quantil
Median
unteres und oberes Quartil
Modalwert (Modus)
unimodal
bimodal
multimodal



Verteilungen werden durch einige typische Parameter charakterisiert. Diese Parameter werden unterteilt in Lage- und Streuungsparameter. Die Lage gibt die "Position" der Verteilung an, die Streuung die Ausdehnung über den Definitionsbereich.

Der wichtigste Lageparameter ist der Erwartungswert, der die Frage nach dem "mittleren" oder "zu erwartenden" Wert vor der Durchführung oder Beobachtung eines Experiments beantwortet. Die Definition des Erwartungswertes  oder E[X] einer Zufallsvariablen X lautet:

Anschaulich bedeutet dies nichts anderes, als daß der Erwartungswert das gewichtete Mittel aller möglichen Werte von X ist, wobei mit den zugehörigen Wahrscheinlichkeiten gewichtet wird.

Der wichtigste Streuungsparameter ist die Varianz, und berechnet sich anschaulich gesehen aus dem gewichteten Mittel über die quadratischen Abweichungen aller möglichen Werte von X vom Erwartungswert. Die Varianz  oder  von X lautet:

Die Varianz wird auch zweites zentriertes Moment genannt, da es der Erwartungswert der quadratischen Zufallsvariablen  ist. Die Standardabweichung  von X ergibt sich dann aus:

Die Berechnung von Quantilen (  ) ist gerade die Umkehrung der Berechnung von Wahrscheinlichkeiten der Intervalle (  ), wie es bis jetzt gerechnet wurde. Quantile sind ebenfalls Lageparameter:
Das q-te Quantil  von X ist erklärt durch die Bedingungen:

Das q-te Quantil von X ist also die kleinste Zahl  , so daß  gilt. Das q-te Quantil  ist gerade die Stelle auf der x-Achse, wo  gerade die "Hürde" q auf der y-Achse überwindet. Damit muß das q-te Quantil nicht eindeutig sein (denn:  ist nur monoton steigend).
Der Median  oder  ist das 0.5-Quantil:

Das untere bzw. obere Quartil von X ist definiert durch:

Jeder Wert, an dem die Dichte  ein (lokales) Maximum annimmt, heißt Modalwert oder Modus  oder  von X.
Eine Verteilung heißt unimodal, wenn ihre Dichte nur ein globales Maximum besitzt, bimodal, wenn sie zwei verschiedene lokale Maxima besitzt, und multimodal sonst.


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Thorsten Joachims

Fri Feb 20 16:16:46 MET 1998