00PrPag:I-XIV_prefazione_IAS 8-05-2008 17:56 Pagina V Indice Prefazione 1 La rilevazione dei fenomeni statistici 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Introduzione Caratteri, unità statistiche e collettivo Classificazione dei caratteri statistici Suddivisione in classi di un carattere quantitativo I diversi tipi di rilevazione Rilevazione totale e rilevazione campionaria Il questionario XI 1 1 1 2 5 7 14 16 2 Distribuzione di un carattere e sua rappresentazione 29 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 Dalle distribuzioni unitarie alle distribuzioni di frequenza Frequenze relative e percentuali Frequenze cumulate Rappresentazione grafica delle distribuzioni semplici Grafici a barre o a nastri Istogrammi Grafici ad aree Grafici a torta Grafici radar Cartogrammi Diagrammi cartesiani 29 32 33 36 36 40 42 43 44 45 46 3 Sintesi della distribuzione di un carattere – Le medie 51 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 51 51 57 58 59 64 67 Introduzione La media aritmetica La media geometrica La trimmed mean La mediana La moda I percentili 4 Sintesi della distribuzione di un carattere – La variabilità 75 4.1 4.2 75 75 Introduzione La variabilità di una distribuzione 00PrPag:I-XIV_prefazione_IAS VI 8-05-2008 17:56 Pagina VI Indice 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Indici basati sullo scostamento dalla media aritmetica Il teorema di Chebyshev e la standardizzazione Altri indici di variabilità Box plot La concentrazione Omogeneità ed eterogeneità Indici di asimmetria 76 81 84 85 88 94 96 5 Numeri indici, serie storiche e rapporti statistici 105 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 105 105 106 110 116 Introduzione Misura del mutamento in una serie storica Numeri indici semplici Numeri indici complessi Rapporti statistici 6 Analisi dell’associazione tra due caratteri 127 6.1 6.2 6.3 6.4 127 127 132 Introduzione Distribuzioni doppie di frequenze Rappresentazione grafica della distribuzione di due caratteri Analisi dell’associazione tra due caratteri: dipendenza, indipendenza, interdipendenza Studio dell’associazione tra due caratteri in una tabella doppia di frequenze Misura dell’associazione per caratteri qualitativi sconnessi Misura dell’associazione per caratteri qualitativi ordinati Misura della dipendenza di un carattere quantitativo da un carattere qualitativo o quantitativo discreto Misura dell’interdipendenza tra due caratteri quantitativi 149 152 7 Software per l’elaborazione dei dati. Parte prima: statistica descrittiva 169 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 169 169 170 174 179 182 183 184 187 190 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 Software per le analisi statistiche I dati utilizzati negli esempi SPSS: Gestione dei dati SPSS: Distribuzioni di frequenze e indici statistici SPSS: Grafici SPSS: Analisi dell’associazione tra due caratteri EXCEL: Gestione dei dati EXCEL: Tabelle pivot e grafici EXCEL: Statistiche descrittive Alcuni link utili 134 135 140 144 8 Probabilità: concetti di base 195 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 195 196 199 201 202 204 Introduzione Concetti primitivi Eventi e algebra degli eventi I postulati Misura della probabilità nell’approccio classico Probabilità condizionate e indipendenza 00PrPag:I-XIV_prefazione_IAS 8-05-2008 17:56 Pagina VII Indice 8.7 8.8 Il teorema di Bayes Le diverse concezioni della probabilità 207 209 9 Variabili casuali e distribuzioni di probabilità 217 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 Introduzione Variabili casuali (o aleatorie) Variabili casuali discrete Variabili casuali continue Valore atteso e varianza di una variabile casuale Variabili casuali standardizzate e teorema di Chebyshev Distribuzioni di probabilità per v.c. discrete 9.7.1 Distribuzione Uniforme discreta 9.7.2 Distribuzione di Bernoulli 9.7.3 Distribuzione Binomiale 9.7.4 Distribuzione di Poisson 9.8 Distribuzioni di probabilità per v.c. continue 9.8.1 Distribuzione Uniforme continua 9.8.2 Distribuzione Normale 9.8.3 Distribuzione Chi-quadrato 9.8.4 Distribuzione t di Student 9.8.5 Altre distribuzioni continue 9.9 Schema riassuntivo delle distribuzioni di probabilità 9.10 Variabili casuali multiple 9.11 Teorema del limite centrale 217 217 219 222 224 227 228 228 229 230 234 236 237 237 243 245 246 249 250 260 10 Campionamento e distribuzioni campionarie 271 10.1 Introduzione 10.2 Popolazione e parametri della popolazione 10.3 Il campionamento da popolazioni finite 10.3.1 Il campionamento casuale semplice 10.3.2 Il campionamento casuale stratificato 10.3.3 Il campionamento casuale a grappoli e a stadi 10.4 Il campionamento da popolazioni infinite 10.5 Statistiche campionarie e distribuzioni campionarie 10.6 La distribuzione della media campionaria nelle popolazioni infinite 10.7 La distribuzione della media campionaria nelle popolazioni finite 271 271 273 275 278 279 281 282 284 289 11 Stima puntuale 295 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 295 296 298 299 302 304 306 307 308 Introduzione Stima puntuale e stimatori Stimatori corretti Stimatori efficienti e minimo errore quadratico medio Stimatori consistenti e asintoticamente corretti Stima puntuale della media di una popolazione Stima puntuale della proporzione in una popolazione Stima puntuale della varianza della popolazione Stima puntuale mediante il metodo della massima verosimiglianza VII 00PrPag:I-XIV_prefazione_IAS VIII 8-05-2008 17:56 Pagina VIII Indice 12 Stima per intervallo 321 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 321 321 325 327 330 333 334 Introduzione Stima per intervallo Intervallo di confidenza per la media (σ2 noto) Intervallo di confidenza per la media (σ2 incognito) Intervallo di confidenza per una proporzione Intervallo di confidenza per la varianza Determinazione della numerosità campionaria 13 Teoria dei test statistici 343 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 343 343 346 349 350 351 355 358 360 Introduzione Formulazione delle ipotesi Regione di accettazione e regione di rifiuto Test con ipotesi nulla semplice Il p-value Gli errori del primo e del secondo tipo La funzione di potenza Test del rapporto delle massime verosimiglianze Connessione tra intervallo di confidenza e test 14 Test per medie, proporzioni e varianze 365 14.1 Introduzione 14.2 Test per la media 14.2.1 Test per la media di una popolazione Normale con varianza nota 14.2.2 Test per la media di una popolazione Normale con varianza incognita 14.2.3 Test per la media di una popolazione non-Normale 14.2.4 Come stabilire la dimensione campionaria 14.3 Test per una proporzione 14.4 Test per la varianza della popolazione 14.5 Test basati su campioni indipendenti provenienti da due popolazioni 14.5.1 Test per la differenza tra due medie 14.5.2 Test sul rapporto tra due varianze 14.5.3 Test per la differenza tra due proporzioni 14.6 Test di indipendenza 365 365 365 368 369 370 372 373 374 374 378 379 381 15 Inferenza nell’approccio Bayesiano 391 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 391 392 395 399 403 405 408 Introduzione Il teorema di Bayes e la distribuzione a posteriori La distribuzione a priori La stima puntuale La stima per intervallo Test di ipotesi La distribuzione predittiva 16 Il modello di regressione lineare semplice 413 16.1 Introduzione 16.2 Relazione funzionale e relazione statistica tra due variabili 413 413 00PrPag:I-XIV_prefazione_IAS 8-05-2008 17:56 Pagina IX Indice 16.3 16.4 16.5 16.6 Specificazione del modello di regressione lineare semplice Stima puntuale dei coefficienti di regressione La decomposizione della varianza totale e il coefficiente di determinazione Proprietà degli stimatori dei coefficienti e della risposta media 418 419 424 428 17 Inferenza nel modello di regressione lineare 441 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 441 441 444 446 448 452 455 Introduzione Assunzione di normalità degli errori e inferenza sui parametri Analisi della Varianza e test F Inferenza per la risposta media e per la previsione Analisi dei residui Valori anomali e metodi di individuazione Considerazioni finali 18 Software per l’elaborazione dei dati. Parte seconda: Inferenza statistica 469 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 469 469 470 474 477 481 Introduzione I dati utilizzati negli esempi Stima e verifica d’ipotesi con SPSS Stima e verifica d’ipotesi con EXCEL Regressione lineare con SPSS Regressione lineare con EXCEL Tavole statistiche 489 Soluzioni dei test di verifica 503 Appendice A Alcune proprietà matematiche utilizzate nel testo 505 Indice analitico 507 All’indirizzo www.ateneonline.it/borra2e sono disponibili i seguenti capitoli di approfondimento: 19 Il modello di regressione multipla 20 Cenni di regressione non parametrica 21 Elaborazione dei dati su PC – Regressione multipla IX