Πιθανότητες και Αρχές Στατιστικής — Τελική εξέταση χειμερινού εξαμήνου 2024-2025¶
Μεταγραφή της φωτογραφίας 20250203_091506.jpg.
20250203_091506.jpg¶
ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΑΡΧΕΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ Τελική Εξέταση Χειμερινού Εξαμήνου 2024-2025
Άσκηση 1 (2 μονάδες). Το κουτί Α περιέχει 2 λευκές μπάλες και 1 μαύρη μπάλα, ενώ το κουτί Β περιέχει 1 λευκή μπάλα και 5 μαύρες μπάλες. Αρχικά, αφαιρούμε τυχαία μία μπάλα από το κουτί Α και την μεταφέρουμε στο κουτί Β. Έπειτα, αφαιρούμε τυχαία μία μπάλα από το κουτί Β, η οποία τυχαίνει να είναι λευκή. Ποια η πιθανότητα να ήταν λευκή η μπάλα που μεταφέρθηκε από το Α στο Β;
Άσκηση 2 (2 μονάδες). Ρίχνουμε ένα τίμιο τετράπλευρο ζάρι, με πλευρές 1,2,3 και 4. 1. Να βρεθούν η μέση τιμή και η διασπορά του αποτελέσματος μιας ρίψης. 2. Αν ρίξουμε το ζάρι 100 φορές, να βρεθεί κάτω φράγμα για την πιθανότητα "το άθροισμα των αποτελεσμάτων των 100 ρίψεων να είναι από 230 έως και 270". 3. Να βρεθεί προσεγγιστικά η πιθανότητα του ερωτήματος 2. (Οι τιμές \(\Phi(z)\) θεωρούνται γνωστές)
Άσκηση 3 (2 μονάδες). Το σκορ IQ ενός τυχαία επιλεγμένου ατόμου θεωρείται ότι ακολουθεί κανονική κατανομή με μέση τιμή 100 και διασπορά 225. Ποια η πιθανότητα σε μία ομάδα 8 ατόμων το πολύ 2 άτομα να έχουν σκορ τουλάχιστον 125;
Δίνονται: \(\Phi(1.32) \approx 0.91\), \(\Phi(1.67) \approx 0.95\), \(\Phi(1.92) \approx 0.97\)
Άσκηση 4 (1.5 μονάδες). Η μετρούμενη συγκέντρωση μιας τοξικής ουσίας στο νερό θεωρείται ότι ακολουθεί κανονική κατανομή με διασπορά 0.0064. Αν πρόσφατες ανεξάρτητες μεταξύ τους μετρήσεις έδειξαν τις ακόλουθες τιμές συγκέντρωσης:
να βρεθεί 95% διάστημα εμπιστοσύνης για την μέση συγκέντρωση της τοξικής ουσίας.
Δίνονται: \(z_{0.05} = 1.645\), \(z_{0.025} = 1.96\), \(z_{0.005} = 2.576\)
Άσκηση 5 (2 μονάδες). Έχουμε 3 νομίσματα τα οποία έχουν πιθανότητα να έρθει κεφαλή \(p_1\), \(p_2\) και \(p_3\) αντίστοιχα. Επιλέγουμε τυχαία ένα νόμισμα και το ρίχνουμε συνέχεια. Ποια η πιθανότητα να φέρουμε πρώτη φορά κεφαλή στην 5η ρίψη;
Άσκηση 6 (1.5 μονάδες). Θέλοντας να ελέγξουμε την (μηδενική) υπόθεση ότι το μέσο σκορ IQ των μαθητών ενός σχολείου είναι 105 παρατηρούμε τα εξής σκορ σε τυχαία επιλεγμένους μαθητές:
Υποθέτουμε ότι το σκορ IQ ακολουθεί κανονική κατανομή με διασπορά 25. 1. Είναι σωστό να απορρίψουμε την μηδενική υπόθεση για επίπεδο σημαντικότητας 5%; 2. Να υπολογίσετε την p-value και με τη χρήση της να αιτιολογήσετε την απάντηση σας στο ερώτημα 1.
Δίνονται: \(z_{0.05} = 1.645\), \(z_{0.025} = 1.96\), \(z_{0.005} = 2.576\), \(\Phi(3) = 0.99865\), \(\Phi(2) = 0.97725\), \(\Phi(1) = 0.84134\)
Καλή Επιτυχία !
Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)
Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (sonnet), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο
Προσοχή
Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.
AI λύσεις — 2025-02¶
Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.
Θέμα 1¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(T\) = η μεταφερόμενη μπάλα είναι λευκή: \(P(T)=\frac23\). Το κουτί Β έχει τότε 7 μπάλες: με λευκή μεταφορά 2Λ/5Μ, αλλιώς 1Λ/6Μ. \(P(\Lambda)=\frac23\cdot\frac27+\frac13\cdot\frac17=\frac5{21}\). Bayes: \(P(T\mid\Lambda)=\dfrac{4/21}{5/21}=\mathbf{\dfrac45}\).
Θέμα 2¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
- \(E=2.5\), \(E[X^2]=\frac{1+4+9+16}4=7.5\), \(\mathrm{Var}=7.5-6.25=\mathbf{1.25}\).
- Για \(S\) (100 ρίψεις): \(E[S]=250\), \(\mathrm{Var}(S)=125\). Chebyshev: \(P(|S-250|<20)\ge1-\frac{125}{400}=\mathbf{0.6875}\) (και το ενδεχόμενο «230 έως 270» το περιέχει).
- ΚΟΘ με διόρθωση συνέχειας (\(\sigma=11.18\)): \(P(230\le S\le270)\approx2\Phi\!\left(\frac{20.5}{11.18}\right)-1=2\Phi(1.83)-1\approx\mathbf{0.933}\). (Χωρίς διόρθωση: \(2\Phi(1.79)-1\approx0.926\).)
Θέμα 3¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(\sigma=15\): \(p=P(X\ge125)=1-\Phi\!\left(\frac{25}{15}\right)=1-\Phi(1.67)\approx0.05\). \(Y\sim\mathrm{Bin}(8,0.05)\): \(P(Y\le2)=0.95^8+8(0.05)(0.95)^7+28(0.05)^2(0.95)^6\approx\mathbf{0.994}\). (Με ακριβές \(p=0.0478\): 0.9949.)
Θέμα 4¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(\sigma=0.08\), \(n=9\), \(\sum x_i=104.2\), \(\bar x=11.578\). 95% ΔΕ: \(\bar x\pm1.96\cdot\frac{0.08}{3}=11.578\pm0.052\) ⇒ \([11.526,\ 11.630]\). (Σημείωση: η τιμή της διασποράς 0.0064 φαίνεται μικρή σε σχέση με τη διασπορά των δεδομένων, αλλά ακολουθείται η εκφώνηση.)
Θέμα 5¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
Δεδομένου νομίσματος \(i\): P(πρώτη κεφαλή στην 5η) \(=(1-p_i)^4p_i\). Με τυχαία επιλογή: $\(\mathbf{P=\frac13\sum_{i=1}^{3}p_i(1-p_i)^4}.\)$
Θέμα 6¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(H_0:\mu=105\), \(\sigma=5\), \(n=9\), \(\bar x=900/9=100\). \(z=\dfrac{100-105}{5/3}=-3\). 1. Αμφίπλευρος έλεγχος: \(|z|=3>1.96\) ⇒ απορρίπτουμε την \(H_0\) σε επίπεδο 5%. 2. \(p=2\,[1-\Phi(3)]=2(1-0.99865)=\mathbf{0.0027}<0.05\), συμφωνεί με την απόρριψη.