Calcolo delle Probabilità — Macroargomento 6: Distribuzioni di probabilità

Lezione 49. Variabile Casuale T di Student

0 · Domande flash — prova a rispondere prima di leggere

Come si costruisce una T di Student?

T = Z / √(Y/g), con Z ∼ N(0, 1) e Y ∼ χ²(g) indipendenti.

Che differenza c'è con la Normale standard?

Stessa forma simmetrica in 0, ma code più pesanti; la differenza sparisce per g → ∞.

Varianza?

g/(g − 2), per g > 2: sempre maggiore di 1, tende a 1.

1 · In 30 secondi

La T di Student T_g (Gosset, 1908, birreria Guinness) è il rapporto tra una Normale standard e la radice di una Chi-quadrato indipendente divisa per i suoi g gradi di libertà. Supporto ℝ, simmetrica in 0 (media = moda = mediana = 0), varianza g/(g−2), code più pesanti della Z (leptocurtica: γ₂ = 3 + 6/(g−4)). Per g → ∞ tende alla N(0, 1); in pratica per g > 30 si usa la Z, altrimenti la tavola della T. Con g = 1 è la v.c. di Cauchy.

2 · Collocazione

RichiedeLez. 43 (Z), lez. 48 (Chi-quadrato)
Serve perTest T e intervalli con varianza ignota (Statistica); lez. 50 (F: T_g² ∼ F(1, g))

3 · Carta d'identità

In Ripasso i valori sono coperti: richiama a mente, poi clicca «mostra».
NotazioneX ∼ T(g) oppure T_g, g gradi di libertà
DefinizioneX = Z / √(Y/g), Z ∼ N(0,1), Y ∼ χ²_g, indipendenti
SupportoS = ℝ
Densitàf(x) = Γ((g+1)/2) / (√(πg)·Γ(g/2)) · (1 + x²/g)^(−(g+1)/2)
Media = moda = mediana0 (la media esiste per g > 1)
Varianzag/(g − 2), per g > 2
Asimmetria / curtosiγ₁ = 0; γ₂ = 3 + 6/(g − 4), per g > 4
Flessix = ±√(g/(g + 2))
Uso tipicoTest T di Student; con g = 1 è la Cauchy

4 · Formule essenziali

Limiteg → ∞: Y/g → 1, quindi T_g → Z ∼ N(0, 1)
Approssimazioneper g > 30 si usano le tavole della Z
Da due Chi-quadratoX, Y ∼ χ²_g indipendenti ⟹ √g(X − Y)/(2√(XY)) ∼ T_g
Momenti pariE(X²ʳ) esiste solo per r < g/2

5 · Cuore della lezione

T di Student vs Normale standard:

AspettoT_gZ ∼ N(0, 1)
Centro00
Varianzag/(g−2) > 11
CodePiù pesanti (γ₂ > 3)γ₂ = 3
Quantile al 2,5% superiore2,179 (g = 12)1,96

Lettura della tavola (pag. 10): riga = gradi di libertà; colonna = α = Pr(T > q_α); cella = q_α. Esempio con g = 12: Pr(T ≥ 1,782) = 0,05 e Pr(T ≤ −2,179) = 0,025.

Prova tu: varianza di T₁₀? E di T₁₀₀? Soluzione sotto.

Soluzione: 10/8 = 1,25; 100/98 ≈ 1,02 (vicina alla Z).

Errore della dispensa (pag. 8): è scritto che i momenti PARI sono nulli e che i DISPARI sono «Varianza e Curtosi». È il contrario: per la simmetria sono nulli i momenti dispari (media, asimmetria); varianza e curtosi sono momenti pari.

6 · Trappole

7 · Quiz della lezione (10 domande)

Domande originali della dispensa (pagg. 13–15). Scegli una risposta: ricevi subito esito e spiegazione.

Fonte. Lucio Palazzo, 49. Variabile Casuale T di Student, dispensa pdf/49.pdf, 15 pagine fisiche. Storia: pag. 2; definizione: pagg. 3–6; momenti: pag. 7; ripartizione e tavola: pagg. 8–10; conclusioni: pag. 11; quiz: pagg. 13–15. Quantili 1,782 e 2,179 verificati.