Programma del corso di
Analisi Statistica dei Dati Sperimentali
(A.A. 2002/03)
Prof. Rinaldo Rui
- Concetto di misura
- incertezza, errore, sensibilita' degli strumenti, incertezza casuale (errore casuale), errori sistematici, accuratezza e precisione
- Probabilita'
- probabilita' classica (a priori) e sperimentale (a posteriori)
- probabilita' assiomatica, derivazioni.
- Teorema di Bayes, Formula delle probabilita' totali
- distributioni statistiche, Momenti, valori di aspettazione, media e deviazione standard (varianza)
- rappresentazione grafica, valore medio e varianza sperimentale.
- distribuzioni limite, densita' di probabilita', normalizzazione, distribuzioni discrete e continue
- valore medio, modale e mediano di una densita' di probabilita'
- proprieta' del valor medio: somma degli scarti nulla, minimo della somma dei quadrati degli scarti
- distribuzione Cumulativa, Marginale, Condizionale
- operazioni sul valore di aspettazione e sulla deviazione standard (somma, differenza, prodotto)
- varianza, covarianza, correlazione
- Probabilita' classiche
- Disposizioni, Combinazioni, Permutazioni
- Binomiale: valor medio e deviazione standard, applicazioni della binomiale con p=1/2 e p=1/6
- Poisson: derivazione dalla Binomiale, valor medio e deviazione standard, applicazioni della distribuzione di Poisson
- Normale (o di Gauss): distribuzione Normale come limite della binomiale ed approssimazione gaussiana della binomiale,
valor medio e deviazione standard, distribuzione normale come dispersione naturale delle incertezze
casuali. Distribuzione "Gaussiana Standard" (o Standard)
- Uniforme: valor medio e deviazione standard, distribuzione della somma di due variabli distribuite uniformemente
- Probabilita' sperimentali
- Campione (finito) di una popolazione (infinita)
- Valore di aspettazione del valor medio e della varianza sperimentale
- Incertezza assoluta, relativa, cifre significative, somme e prodotti.
- Incertezza massima (errore di sensibilita'): propagazione delle incertezze massime, somma, differenza, prodotto, quoziente di misure
- Incertezza casuale (errore casuale): propagazione delle incertezze casuali
- Incertezza massima e distribuzione uniforme.
- LIvelli di confidenza
- funzione di risposta di uno strumento, convoluzione tra grandezza e risposta (cenni)
- Principio di massima verosimiglianza: valore medio e deviazione standard della misura come migliore stima della media e della deviazione standard
della grandezza, giustificazione della somma in quadratura.
- Deviazione standard come incertezza di una singola misura
- Media pesata, come combinare insieme misure con incertezze diverse
- Deviazione standard del valor medio, rigetto di dati, Criterio di Chauvenet
- Confronto di dati con distribuzioni a priori
- Definizione di Chi-quadro: gradi di liberta' e Chi-quadro ridotto, uso delle tavole dell'integrale della distribuzione del Chi-quadro, verifica
di accordo fra dati e teoria.
- Il fit a retta con il metodo dei minimi quadrati: errori sui parametri della retta nel fit a minimi quadrati, discussione sulla correlazione tra
gli errori sui parametri
- Esempi di applicazione del fit a retta: fit di una funzione esponenziale
- Coefficiente di correlazione lineare e legame con Covarianza
- Esempi di altre distribuzioni
- Distribuzione triangolare: somma di due grandezze distribuite uniformemente
- Cauchy: come derivazione della distribuzione uniforme
- Esercizi e misure di laboratorio sulle distribuzioni:
- Binomiale (dado, carte, lotto, roulette)
- Poisson, Gauss (conteggi)
Testi Consigliati
"Probabilita' Statistica e Simulazione'' di A.Rotondi, P.Pedroni e A. Pievatolo 1
Testi per consultazione
"Data reduction and error analysis" P.R. Bevington
"Probability and experimental errors in science" L.G. Parratt
1Per studenti che intendono seguire anche corsi di Statistica Avanzata in alcuni corsi
di laurea specialistica