📊 Математика2–3 курс

Математична Статистика

Точкові та інтервальні оцінки, перевірка статистичних гіпотез, регресія та дисперсійний аналіз

70
годин
6
модулів
2–3
курс
Теорія ймовірностей
передумови

Програма курсу

Модуль 1
Вибіркові характеристики
📚 8 тем⏱ 10 год
  • Генеральна сукупність і вибірка. Обсяг та репрезентативність
  • Варіаційний ряд, емпірична функція розподілу
  • Вибіркова середня, медіана, мода
  • Вибіркова дисперсія: виправлена s² = Σ(xᵢ−x̄)²/(n−1)
  • Асиметрія та ексцес. Гістограма і полігон частот
Модуль 2
Точкові оцінки
📚 10 тем⏱ 12 год
  • Властивості оцінок: незміщеність, ефективність, слушність
  • Метод максимальної правдоподібності (MLE)
  • Метод моментів. Порівняння методів
  • Нерівність Фішера-Рао. Ефективна оцінка
  • Достатня статистика. Теорема Рао-Блекуелла
Модуль 3
Інтервальні оцінки
📚 8 тем⏱ 10 год
  • Довірчий інтервал: поняття рівня довіри (1−α)
  • ДІ для середнього при відомій σ: x̄ ± z_{α/2}·σ/√n
  • ДІ для середнього при невідомій σ (розподіл Стьюдента)
  • ДІ для дисперсії (розподіл χ²). ДІ для частки
  • Розмір вибірки. Точність оцінки і рівень довіри
Модуль 4
Перевірка статистичних гіпотез
📚 12 тем⏱ 14 год
  • Нульова та альтернативна гіпотези. Помилки I і II роду
  • p-value: визначення та інтерпретація
  • t-тест Стьюдента для одної вибірки та двох вибірок
  • Тест хі-квадрат на відповідність розподілу Пірсона
  • Тест Колмогорова-Смирнова. Критерії узгодженості
  • F-тест на рівність дисперсій
Модуль 5
Регресійний аналіз
📚 10 тем⏱ 14 год
  • Парна лінійна регресія. МНК: ŷ = β₀ + β₁x
  • Оцінка коефіцієнтів. Властивості оцінок МНК (теорема Гаусса-Маркова)
  • Коефіцієнт детермінації R². Перевірка значимості регресії (F-тест)
  • Множинна лінійна регресія. Матрична форма: β = (XᵀX)⁻¹Xᵀy
  • Мультиколінеарність. Діагностика і усунення
  • Нелінійна регресія. Логістична регресія для класифікації
Модуль 6
Дисперсійний і кореляційний аналіз
📚 8 тем⏱ 10 год
  • Однофакторний дисперсійний аналіз (ANOVA). F-критерій Фішера
  • Двофакторний ANOVA. Взаємодія факторів
  • Кореляційний аналіз: Пірсон, Спірмен, Кендалл
  • Часові ряди: тренд, сезонність, згладжування

Ключові теореми

Теорема Гаусса-Маркова
β̂ = (XᵀX)⁻¹Xᵀy
МНК-оцінки є BLUE (найкраще лінійне незміщене)
Нерівність Крамера-Рао
Var(θ̂) ≥ 1/I(θ)
Нижня межа дисперсії незміщеної оцінки
Теорема Рао-Блекуелла
θ̃ = E[θ̂|T]
Умовне сподівання покращує оцінку
Критерій Пірсона χ²
χ² = Σ(O−E)²/E
Перевірка відповідності теоретичному розподілу

Ресурси

📘
Гмурман — Збірник задач
Розділи по статистичних оцінках та гіпотезах
🎥
StatQuest with Josh Starmer
YouTube: p-value, регресія, ANOVA візуально
📗
Montgomery — Applied Statistics
Практичний підручник з регресії та DOE
🏫
Coursera: Statistics with Python
University of Michigan — реальні дані