Lo studente dovra' essere in grado di descrivere e rappresentare alcuni fenomeni aleatori (con l'eventuale utilizzo del software R), relativi anche ad altre discipline, mediante opportuni modelli probabilistici. In…
Scheda dell'insegnamento
Obiettivi formativi
Lo studente dovra' essere in grado di descrivere e rappresentare alcuni
fenomeni aleatori (con l'eventuale utilizzo del software R), relativi anche ad altre
discipline, mediante opportuni modelli probabilistici. In particolare, per ogni
fenomeno aleatorio lo studente dovra' essere in grado di:
giustificare eventuali distribuzioni di probabilita' utilizzate;
fornire i piu' comuni valori di sintesi; di valutare adeguatamente probabilita' di
eventi (condizionati e non);
aggiornare probabilita';
sfruttare risultati teorici sia per ottenere trasformazioni di numeri aleatori sia
per semplificare problemi piu' complessi.
Inoltre, utilizzando i concetti fondamentali del corso e quelli del ragionamento
logico matematico, lo studente dovra' saper risolvere alcuni “paradossi” del
calcolo delle probabilita', anche se questi vengono presentati in forme diverse.
Programma
6 Introduzione generale. Cenni storici. Problema di de Mere [4]. Proposizioni logiche, eventi, indicatori [2].
Relazioni e operazioni logiche. Formule di De Morgan. Calcolo combinatorio (Combinazioni, disposizioni,
premutazioni). Binomio di Newton. Insieme delle parti. Partizione finita dell'evento certo. Definizione classica di
probabilita'. Proprieta' fondamentali della probabilita'.
4 Impostazione assiomatica del calcolo delle probabilita'. Sigma addititiva' e additivita' finita. Cenni
sull’impostazione frequentista. Sul significato soggettivo della probabilita' [2] Condizione di coerenza e criterio
della scommessa [2].. Probabilita' e teoria della misura [4].
4 Costituenti generati da una famiglia di n eventi. Decomposizione di un evento nell'unione dei costituenti ad
esso favorevoli. Dipendenza e indipendenza logica. Gli assiomi del calcolo delle probabilita' come condizioni
necessarie di coerenza. Verifica della coerenza di una valutazione probabilistica. Probabilita', quoziente di
scommessa e quote di vincita.
4 Definizione di evento condizionato e di probabilita' condizionata. Proprieta' della probabilita' condizionata.
Teorema delle probabilita' composte. Formula di disintegrazione. Formula di Bayes ed applicazioni. Famiglia
di eventi stocasticamente indipendenti.
6 Numeri aleatori semplici. Distribuzione Binomiale. Estrazioni con restituzione da un'urna di composizione nota.
Distribuzione Ipergeometrica. Estrazioni senza restituzione da un'urna di composizione nota. Comportamento
asintotico della distribuzione ipergeometrica. Estrazioni con restituzione da un'urna di composizione incognita.
Estrazioni senza restituzione da un'urna di composizione incognita. Indipendenza condizionata. Mistura di
distribuzioni Binomiali. Mistura di distribuzioni Ipergeometriche. Cenni sulla scambiabilita. Previsione e
varianza di un numero aleatorio semplice.
4 Numeri aleatori discreti. Previsione e varianza di un numero aleatorio discreto. Funzione di ripartizione nel
discreto. Distribuzione di Poisson. Approssimazione della distribuzione Binomiale. Distribuzione Geometrica.
Proprieta' di assenza di memoria della distribuzione Geometrica. Distribuzione di Pascal e binomiale negativa.
Disuguaglianze di Markov e di Cebicev.
6 Probabilita' su famiglie infinite di eventi incompatibili. Distribuzioni assolutamente continue. Densita' di
probabilita', funzione di ripartizione, previsione e varianza nel continuo. Distribuzione Uniforme, Esponenziale,
Normale, Gamma, Beta, Chi-quadro, Laplace. Teoria dell'affidabilita. Funzione di sopravvivenza. Funzione di
rischio. Proprieta' di assenza di memoria della distribuzione Esponenziale.
6 Vettori aleatori discreti e continui. Funzione di ripartizione multidimensionale, distribuzione congiunta,
distribuzioni marginali e distribuzioni marginali condizionate. Indipendenza stocastica tra numeri aleatori.
Covarianza. Indipendenza e incorrelazione. Coefficiente di correlazione lineare. Trasformazioni (lineari e non)
di numeri aleatori. Metodo della funzione di ripartizione. Cenni sul valore atteso condizionato. Cenni sulla
Matrice delle varianze e covarianze. Cenni sulla Distribuzione normale multidimensionale.
4 Funzione caratteristica ([2], vedi anche [4]) (o in alternativa funzione generatrice dei momenti) e proprieta' .
Somma di numeri aleatori. Cenni sull'operatore di convoluzione. Distribuzione Chi-quadro con n gradi di liberta.
4 Vari tipi di convergenza [4]. Teorema centrale del limite. Approssimazione normale della distribuzione
Binomiale. Legge dei grandi numeri.
6 Calcolo combinatorio. Operazioni logiche. Proprieta fondamentali della probabilita'.
6 Probabilita' condizionate. Teorema di Bayes. Paradossi della probabilita'
6 Probabilita' discreta ed esercizi. Calcolo delle principali distribuzioni di probabilita' discrete in R.
6 Numeri aleatori continui, valori di sintesi, affidabilita'. Utilizzo del software R per la visualizzazione delle densità
e per il calcolo delle funzioni di ripartizione.
6 Vettori aleatori, funzioni di numeri aleatori.
6 Distribuzione normale, Teoremi limiti. Funzione caratteristica (o in alternativa funzione generatrice dei
momenti). Simulazione compito di Esame.
Modalità d'esame
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta (o due prove
scritte in itinere) seguita da una prova orale.
Prova Scritta.
La prova scritta sara' composta da 4 esercizi: 2 riguardanti prevalentemente
argomenti della prima meta' del corso e 2 riguardanti argomenti
prevalentemente della seconda meta' del corso. Tutti gli esercizi svolti
correttamente avranno lo stesso punteggio. Il punteggio complessivo della
prova scritta e' espresso in trentesimi. La prova scritta e' superata se si ottiene
un punteggio maggiore o uguale a 18/30.
Eventuali Prove scritte in itinere
La prima prova in itinere si svolgera' durante il periodo di sospensione della
didattica e sara' composta da 2 esercizi riguardanti argomenti della prima meta'
del corso (principalmente problemi di probabilita' discreta, valori di sintesi).
La seconda prova in itinere, riservata a coloro che hanno superato la prima
prova in itinere, sara' composta da 2 esercizi riguardanti prevalentemente
argomenti della seconda meta' del corso (principalmente problemi nel continuo,
vettori aleatori, problemi limiti, funzione caratteristica). Se non diversamente
comunicato, tutti gli esercizi svolti correttamente avranno lo stesso punteggio
(7,5). Il punteggio complessivo della prova scritta in itinere e' espresso in
trentesimi. La prova in itinere e' superata se si ottiene un punteggio maggiore o
uguale a 18/30.
Il superamento di entrambe le prove in itinere e' equivalente al superamento
della prova scritta con un punteggio pari alla media aritmetica arrotondata per
eccesso dei punteggi attribuiti alle singole prove in itinere. Pertanto coloro che
superano entrambe le prove in itinere potranno non sostenere la prova scritta. Il
superamento della sola prima prova in itinere non esonera dal superamento
della prova scritta.
Le prove scritte mirano a valutare sia le conoscenze possedute
dall'esaminando che le sue capacita' a risolvere problemi probabilistici simili a
quelli trattati durante le lezioni e durante le esercitazioni. In particolare, dalla
risoluzione degli esercizi si comprendera' in che misura l'esaminando e' in grado
di:
formalizzare un fenomeno aleatorio; giustificare la scelta di un modello
probabilistico e di eventuali distribuzioni di probabilita'; fornire valori di sintesi;
gestire il condizionamento; utilizzare o rielaborare risultati teorici; scegliere
eventuali approssimazioni di distribuzioni di probabilita'; utilizzare le tavole della
distribuzione normale standard; utilizzare strumenti matematici per risolvere
problemi aleatori.
Prova orale e voto finale.
Nella prova orale si prende spunto dagli esercizi presenti nella prova scritta, in
particolare da eventuali esercizi non svolti o svolti parzialmenti, per valutare il
grado di conoscenza dell'esaminando su alcuni argomenti teorici del programma
e sulla sua capacita' espositiva. La prova orale mirera' a finalizzare e/o a
graduare meglio (aumentando o diminuendo) la valutazione nella prova scritta.
L'esaminando supera l'esame se ottiene un voto maggiore o uguale a 18/30.
La soglia della sufficienza del 18/30 si raggiunge quando l'esaminando dimostra
di avere acquisito una conoscenza di base degli argomenti descritti nel
programma, e' in grado di operare minimi collegamenti fra di loro, dimostra di
avere acquisito una limitata autonomia di giudizio; il suo linguaggio e' sufficiente
a comunicare con gli esaminatori.
Per conseguire il voto massimo di 30/30 e lode, l'esaminando deve invece
dimostrare di aver raggiunto in maniera eccellente gli obiettivi previsti. Gli
obiettivi raggiunti si considerano eccellenti quando l’esaminando ha acquisito la
piena conoscenza degli argomenti del programma, dimostra di saper applicare
la conoscenza acquisita anche in contesti differenti rispetto a quelli propri trattati
durante il corso, si esprime con competenza lessicale anche nell’ambito del
linguaggio specifico di riferimento ed e' in grado di elaborare ed esprimere
giudizi autonomi fondati sulle conoscenze acquisite. Inoltre, la lode puo' essere
attribuita se il voto della prova scritta sommato al voto della prova orale supera il
punteggio di 30.
Per gli studenti con disabilità e neurodiversita' saranno garantiti gli strumenti
compensativi e le misure dispensative individuate, dal CeNDis - Centro di
Ateneo per la disabilità e la neurodiversita', in base alle specifiche esigenze e in
attuazione della normativa vigente.
Testi di riferimento
Dispense
Materiale didattico ed esercizi di compiti di esami relativi ad anni precedenti
curati dal docente che verranno resi disponibili in parte a inizio corso e in parte
durante il corso
Testi di riferimento (References)
- [1] Sheldon Ross; Calcolo delle Probabilita' 3a ed.; Apogeo Education -
Maggioli Editore, 2013; ISBN 9788838788604
(English version: A first course in Probability, 8th edition, Pearson) - [2] Romano Scozzafava; Incertezza e Probabilita'; Zanichelli, 2003; ISBN:
9788808079756 (Esclusi capitoli su processi stocastici)
Approfondimenti (Further bibliography)
Per alcuni argomenti del programma dell'insegnamento, non presenti nei testi
consigliati, vengono forniti i seguenti riferimenti bibliografici.
(For some particular topics of the syllabus proper references are given below). - [3] Luciano Daboni; Calcolo delle Probabilita' ed Elementi di Statistica; Utet,
1981, ISBN 978-8877502087. - [4] Giorgio Dall'Aglio; Calcolo delle Probabilita'; Zanichelli, 2001, ISBN:
9788808176769. - [5] Luca Leuzzi Enzo Marinari Giorgio Parisi, Calcolo delle probabilità,
Zanichelli, 2023
Codice insegnamento 01736