Programma del corso di
Analisi Statistica dei Dati Sperimentali
(A.A. 2004/05)
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, variabili
aleatorie cumulative
- 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
- Metodo di Montecarlo: generazione di eventi casuali, di variabili
aleatorie discrete e continue, errore statistico, metodo del rigetto
- Esempi di altre distribuzioni
- Distribuzione degli intervalli
- 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