BÖLÜM 1 GİRİŞ: İSTATİSTİĞİN MÜHENDİSLİKTEKİ ÖNEMİ

Benzer belgeler
İSTATİSTİK DERS NOTLARI

İSTATİSTİK MHN3120 Malzeme Mühendisliği

Mühendislikte İstatistik Yöntemler

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÖĞRENCİLERİNİN BAŞARI NOTLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ. Tamer Yılmaz, Barış Yılmaz, Halim Sezici 1 ÖZET

Örnek 4.1: Tablo 2 de verilen ham verilerin aritmetik ortalamasını hesaplayınız.

8.Hafta. Değişkenlik Ölçüleri. Öğr.Gör.Muhsin ÇELİK. Uygun değişkenlik ölçüsünü hesaplayıp yorumlayabilecek,

Temel İstatistik. Y.Doç.Dr. İbrahim Turan Mart Tanımlayıcı İstatistik. Dağılımları Tanımlayıcı Ölçüler Dağılış Ölçüleri

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

VERİ KÜMELERİNİ BETİMLEME

TANIMLAYICI İSTATİSTİKLER

Mühendislikte İstatistiksel Yöntemler

Genel olarak test istatistikleri. Merkezi Eğilim (Yığılma) Ölçüleri Dağılım (Yayılma) Ölçüleri. olmak üzere 2 grupta incelenebilir.

JEODEZİK VERİLERİN İSTATİSTİK ANALİZİ. Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA

TEMEL İSTATİSTİKİ KAVRAMLAR YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM ÇÜTCÜ

Prof.Dr.İhsan HALİFEOĞLU

BİYOİSTATİSTİK Merkezi Eğilim ve Değişim Ölçüleri Yrd. Doç. Dr. Aslı SUNER KARAKÜLAH

İÇİNDEKİLER ÖN SÖZ...

Bir Normal Dağılım Ortalaması İçin Testler

Merkezi Eğilim ve Dağılım Ölçüleri

DAĞILMA YADA DEĞİ KENLİK ÖLÇÜLERİ (MEASURE OF DISPERSION) Prof.Dr.A.KARACABEY Doç.Dr.F.GÖKGÖZ

ORTALAMA ÖLÇÜLERİ. Ünite 6. Öğr. Gör. Ali Onur CERRAH

Ders 9: Kitle Ortalaması ve Varyansı için Tahmin

İÇİNDEKİLER. BÖLÜM 1 Değişkenler ve Grafikler 1. BÖLÜM 2 Frekans Dağılımları 37

Bölüm 3 Merkezi Konum (Eğilim) Ölçüleri. Giriş Veri kümesi. Ortalamalar iki grupta incelenir. A. Duyarlı olan ortalama. B. Duyarlı olmayan ortalama

Tanımlayıcı İstatistikler. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

Gruplanmış serilerde standart sapma hesabı

İstatistik ve Olasılık

Merkezi eğilim ölçüleri ile bir frekans dağılımının merkezi belirlenirken; yayılma ölçüleri ile değişkenliği veya yayılma düzeyini tespit eder.

İstatistik ve Olasılık

SÜREKLĠ OLASILIK DAĞILIMLARI

Konum ve Dağılım Ölçüleri. BBY606 Araştırma Yöntemleri Güleda Doğan

rasgele değişkeninin olasılık yoğunluk fonksiyonu,

Rastgele Değişkenlerin Dağılımları. Mühendislikte İstatistik Yöntemler

VERİ SETİNE GENEL BAKIŞ

TEMEL İSTATİSTİK BİLGİSİ. İstatistiksel verileri tasnif etme Verilerin grafiklerle ifade edilmesi Vasat ölçüleri Standart puanlar

Prof.Dr.İhsan HALİFEOĞLU

13. Olasılık Dağılımlar

KARŞILAŞTIRMA İSTATİSTİĞİ, ANALİTİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI, BİYOLOJİK DEĞİŞKENLİK. Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2005

İstatistik ve Olasılık

Hatalar Bilgisi ve İstatistik Ders Kodu: Kredi: 3 / ECTS: 5

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ BEKLENEN DEĞER. X beklenen değeri B[X] ile gösterilir. B[X] = İST 213 OLASILIK DERSİ BEKLENEN DEĞER VE MOMENTLER

Copyright 2004 Pearson Education, Inc. Slide 1

BÖLÜM 6 MERKEZDEN DAĞILMA ÖLÇÜLERİ

Prof.Dr.A.KARACABEY Doç.Dr.F.GÖKGÖZ RANDOM DEĞİŞKEN

İstatistik, genel olarak, rassal bir olayı (ya da deneyi) matematiksel olarak modellemek ve bu model yardımıyla, anakütlenin bilinmeyen karakteristik

EME 3117 SİSTEM SIMÜLASYONU. Girdi Analizi. Özet İstatistikler ve Histogram (Minitab)(1) Örnek: Eczane İçin Servis Süreleri

İstatistik ve Olasılık


YANLILIK. Yanlılık örneklem istatistiği değerlerinin evren parametre değerinden herhangi bir sistematik sapması olarak tanımlanır.

Örnek...4 : İlk iki sınavında 75 ve 82 alan bir öğrencinin bu dersin ortalamasını 5 yapabilmek için son sınavdan kaç alması gerekmektedir?

ENM 5210 İSTATİSTİK VE YAZILIMLA UYGULAMALARI. Ders 2 Merkezi Eğilim Ölçüleri

VERİLERİ ÖZETLEME. Prof.Dr. Levent ŞENYAY III - 1

BÖLÜM 9 NORMAL DAĞILIM

İstatistik ve Olasılık

EĞĠTĠMDE ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME BÖLÜM IV Ölçme Sonuçları Üzerinde Ġstatistiksel ĠĢlemler VERİLERİN DÜZENLENMESİ VERİLERİN DÜZENLENMESİ

MATE211 BİYOİSTATİSTİK

Bölüm 3. Tanımlayıcı İstatistikler

Mühendislikte İstatistiksel Yöntemler

Değer Frekans

ÖĞRENCİLERİNİN SINAV NOTLARI DAĞILIMININ DEĞERLENDİRİLMESİ: İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ÖĞRENCİLERİ ÖRNEĞİ

ÖRNEKLEME DAĞILIŞLARI VE TAHMİNLEYİCİLERİN ÖZELLİKLERİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Ders 8: Verilerin Düzenlenmesi ve Analizi

Ölçme Sonuçları Üzerinde İstatistiksel İşlemler

İSTATİSTİKSEL VERİ ANALİZİ

İÇİNDEKİLER. Ön Söz Saymanın Temel Kuralları Permütasyon (Sıralama) Kombinasyon (Gruplama) Binom Açılımı...

Tesadüfi Değişken. w ( )

Merkezi Yığılma ve Dağılım Ölçüleri

Nicel / Nitel Verilerde Konum ve Değişim Ölçüleri. BBY606 Araştırma Yöntemleri Bahar Dönemi 13 Mart 2014

MIT OpenCourseWare Ekonomide İstatistiksel Yöntemlere Giriş Bahar 2009

Appendix B: Olasılık ve Dağılım Teorisi

YTÜ İktisat Bölümü EKONOMETRİ I Ders Notları

YTÜ İktisat Bölümü EKONOMETRİ I Ders Notları

Hipotez Testleri. Mühendislikte İstatistik Yöntemler

IİSTATIİSTIİK. Mustafa Sezer PEHLI VAN

İstatistik ve Olasılık

SÜREKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER

Olasılık ve Normal Dağılım

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ İST 213 OLASILIK DERSİ TANIMLAR VE VERİ SINIFLAMASI

OLASILIK ve KURAMSAL DAĞILIMLAR

Genel olarak test istatistikleri. Merkezi Eğilim (Yığılma) Ölçüleri Merkezi Dağılım (Yayılma) Ölçüleri. olmak üzere 2 grupta incelenebilir.

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

İstatistik ve Olasılık

BÖLÜM 5 MERKEZİ EĞİLİM ÖLÇÜLERİ

FREKANS VERİLERİ. Prof.Dr. Levent ŞENYAY III - 1

GİRİŞ. Bilimsel Araştırma: Bilimsel bilgi elde etme süreci olarak tanımlanabilir.

3 KESİKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI

TEST VE MADDE ANALİZLERİ

Biyoistatistiğin Tanımı Biyoistatistikte Kullanılan Terimler Değişken Tipleri Parametre ve İstatistik Tanımlayıcı İstatistikler

ÖĞRENCİNİN ADI SOYADI:. NO:

ALKÜ EKONOMİ ve FİNANS BÖLÜMÜ ISL 207 İSTATİSTİK I ALIŞTIRMALAR

OLASILIK ve İSTATİSTİK Hipotez Testleri

Test İstatistikleri AHMET SALİH ŞİMŞEK

MADDE VE TEST ANALİZİ. instagram: sevimasiroglu

RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN


İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROLÜ

Sapma (Dağılma) ölçüleri. Yrd. Doç. Dr. Tijen ÖVER ÖZÇELİK

İstatistik ve Olasılık

İstatistiksel Yorumlama

Transkript:

BÖLÜM..AMAÇ GİRİŞ: İSTATİSTİĞİ MÜHEDİSLİKTEKİ ÖEMİ Doğa bilimlerinde karşılaştığımız problemlerin birçoğunda olaydaki değişkenlerin değerleri bilindiğinde probleme kesin ve tek bir çözüm bulunabilir. Örneğin bir cismin kütlesi ve cismi etkileyen kuvvet bilindiğinde cismin ivmesini hesaplayabiliriz, bir borunun kesit alanı ile borudaki akışkanın ortalama hızı biliniyorsa boru kesitinden birim zamanda geçen akışkanın hacmini bulabiliriz. Bu gibi olaylarda yasalara deterministik (gerekirci) anlamda bilinmektedir. Buna karşılık öyle olaylar vardır ki bunlarda sonucu önceden kesin olarak bilmek mümkün değildir, işte bu tür olaylara istatistiki (stokastik) rasgele olaylar denir. Basit bir örnek olarak bir zar atışında zarın hangi yüzünün görüneceğini önceden kestiremeyiz. Belirsizliklerin etkilediği problemlere inşaat mühendisliğinde bir örnek olarak bir barajın projelendirilmesinde kullanılacak taşkın debisinin belirlenmesini ele alalım.proje taşkını olarak yıllık taşkın diye adlandırılan taşkının seçildiğini kabul edelim. Bu noktada çeşitli sorular akla gelir:. yıllık taşkın nasıl tanımlanabilir? Bu her yılda bir kere görülen bir taşkın mıdır? 2. Barajın ömrünün 5 yıl olduğu kabul edilirse bu süre içinde böyle bir taşkının görülmesi olasılığı nedir? 3. Elimizde 2 yıl süreli taşkın kayıtları varsa akarsuyun yıllık taşkın debisini nasıl hesaplayabiliriz. Bu ve buna benzer soruların cevaplarını verebilmek için olasılık teorisi ve istatistiki bilimlerine başvurmak gerekir. İstatistik için gözlem yapmak gerekir. İstatistiki bilgileri kullanmak için bir takım verilere ihtiyaç vardır. Bu verileri örneklerle tamlayalım..2. Bazı Örnekler: Aynı beton karışımından aynı koşullar altında hazırlanmış 3 betonarme kirişin yükleme deneyinde ilk çatlağın meydana geldiği yükler (kg) aşağıdaki değerler olarak ölçülmüştür:

635 8 45 89 52 8 7 76 86 99 66 73 79 57 8 74 94 86 84 595 93 84 79 74 8 685 78 6 85 8 Aynı koşullar altında ölçülen değerlerin birbirinden farklı olması incelenen olayda bir belirsizlik bulunduğunu göstermektedir. Belirsizlik içeren verileri ne şekilde düzenleyip ifade etmeliyiz ki değerlendirmeleri ve yorumlanmaları kolay olsun? İlk adım olarak gözlem sonuçlarını basamaklı bir diyagram halinde gösterelim(şekil,). 2 35 8 6 4 2 5 6 7 8 9 Gözlem sayısı 3 25 2 5 5 HİSTOGR Çatlma yükü(kg) Şekil.

Bu diyagram (histogram) bize çeşitli aralıklarda kalan gözlem sayılarını verir. Örneğin 3 deneyden 3 ünde gözlenen çatlama yükü 9- kg aralığında kalmıştır. Histogram bize gözlem sonuçlarının dağılımı hakkında (tablolanmış değerlere göre) daha derli toplu ve kolay işlenir bir bilgi verir. Düşey eksende gözlem sayısı yerine toplam gözlem sayısına bölünmüş değerleri (toplamın yüzdesi olarak frekansları) işaretlersek frekans histogramını elde ederiz (şekil.2) 2 8 6 4 2 3/3 4/3 8/3 /3 3/3 2/3 5 6 7 8 9 Gözlem sayısı 35 3 25 2 5 5 Çatlma yükü(kg) Şekil.2 Frekans histogramı bize örneğin gözlemlerin % unda çatlama yükünün 9- kg aralığında kaldığını gösterir. Başka bir deyişle bu deneylerde çatlama yükünün 9- kg aralığında bir değer alması olayının frekansı. dur. Başka bir gösterim şeklinde belli bir değerin altında kalan çatlama yüklerinin frekanslarını işaretleyebiliriz. Bunun için frekans histogramındaki değerleri ardışık olarak birbirine eklemek gerekir. Böylelikle eklenik ferkans dağılımını elde etmiş oluruz (Şekil.3). Eklenik frekans dağılımından örneğin çatlama yükünün 9 kg ın altında kalması olayının frekansını.83olarak okuyabiliriz. Yani deneylerin %83 ünde

ölçülen çatlama yükü 9 kg dan küçük olmuştur.(geriye kalan %7 sinde 9kg dan büyük yükler ölçülmüştür). Deneylerin yarısında (%5) çatlama yükünün 8 kg küçük kaldığı, diğer yarısında ise 8 kg aştığı görülmektedir. Bu sonuca bakarak bu deneylerde ölçülen çatlama yükü için ortalama bir değer olarak 8 kg almayı düşünebiliriz. Eklenik Frekans F..8.6.4 Eklenik Frekans Dağılımı.2 5 6 7 8 9 Çatlama Yükü (kg) Bu diyagramları çizerken kg lık aralıklarla çalıştık. Daha geniş ya da daha dar aralıklarla çalışırsak ne olurdu. Aralıklar daraldıkça frekans histogramının daha düzensiz bir görünüm aldığı, bazı aralıklara düşen gözlem sayısının çok azaldığı (veya hiç gözlem düşmediği), buna karşılık aralıklar genişledikçe eldeki bilginin büyük bir kısmının kullanılmadığı görülmektedir (Şekil.4). Gözlem sonuçlarını iyi bir şekilde özetleyerek ifade edebilmek için sınıf aralığı sayısı uygun şekilde seçilmelidir.

Frekans f.8.6.4.2 5 7 9 Çatlama Yükü (kg).6.4.2.8.6.4.2

Frekans f.266.995.33.665 35 3 25 2 5 5 5 7 9 Çatlama Yükü (kg) Şekil.4 Gözlem sonuçlarını tek bir değerle ifade etmek istersek bu değeri ne şekilde hesaplayabiliriz? Akla gelen bir yol, gözlemlerin %5 sinin küçük (büyük) olduğu değeri kullanmaktır (medyan).tablodaki 3 değer büyüklük sırasına dizilirse ortada kalan iki değer 79 ve 8, bunların ortalaması 795 kg olur. (Ya da eklenik frekans dağılımından.5 ye karşılık 8 kg okunur). Başka bir düşünüş de aritmetik ortalamayı hesaplamaktır: x = x i (.) Bu örnekte x=789 kg bulunur ki yukarıdaki değerlere yakındır. Öyleyse bu deneylerde ölçülen çatlama yükleri için ortalama bir değer olarak 789 (ya da 8) kg alabiliriz. Ölçülen değerlerin bu ortalama çevresindeki dağılımı malzemenin hazırlanmasında ve deneylerde gözden kaçan rastgele farklılıklara ve hatalara bağlanabilir.

Ortalamayı bu şekilde hesapladıktan sonra deney sonuçlarını ortlama çevresinde dağılımın büyüklüğünü tek bir sayıyla ne şekilde gösterebiliriz? Bazı ölçüm sonuçları ortalamadan büyük, bazıları küçük olacağına göre bunların ortalamadan farkları da bazen pozitif, bazen negatif değerler alacak ve dolayısıyla toplamları sıfıra yakın olacaktır. Bu bakımdan bu farkların karelerini toplamak ve bunların ortalamasını almak daha anlamlı olur. Böylece dağılımın büyüklüğünün bir ölçüsü olarak varyansı tanımlamış oluruz: 2 Var[ X ] = ( x i x) (.2) Örnekte Var[X]=39 2 bulunur. Varyans ölçülen büyüklüğün karesi boyutunda olduğundan,(kg 2 ) fiziksel anlamı olan bir büyüklük olarak bunun karekökünü kullanmak uygun olacaktır: s x = Var[ X ] = ( xi x (.3) ) 2 Örnekte s x =39 kg s x e standart sapma diyoruz. Standart sapma büyüdükçe ölçüm sonuçlarının ortalama çevresindeki dağılımı da büyür. Dikkat edilirse, bütün gözlem sonuçlarının aynı miktarda artmasının (veya azalmasının) ortalamayı da aynı miktarda değiştireceği, fakat standart sapmayı etkilemeyeceği görülür. Başka bir deney serisinde ortalamanın y =75, standart sapmanın s y =35 bulunduğunu kabul edelim. Hangi seride ölçümlerin dağılımı daha fazladır? Ortalamalar farklı olduğu için doğrudan doğruya standart sapmaları karşılaştırmak anlamlı olmaz. Karşılaştırmada boyutsuz bir büyüklük kullanmak uygun olur. Değişim (varyasyon) katsayısı, standart sapmanın ortalamaya oranı olarak tanımlanır: C = vx sx / x (.4)

ilk örnekte C vx =39/789=.75, ikinci örnekte C vy =35/75=.8 bulunur. Buna göre ikinci seride çatlama yüklerinin biraz daha fazla değişken olduğu görülüyor. Gözlenmiş değerlerin ortalaması ve varyansından sonra önemli diğer bir büyüklük de gözlemlerin ortalama etrafında dağılımlarının çarpıklığını ölçen bir büyüklüktür. Dağılımın tam simetrik olması halinde ortalamadan belli bir miktarda büyük olan her gözleme aynı miktarda küçük olan diğer bir gözlem karşı geleceği için x i x 3 = olacağından çarpıklığı ölçmek için bu toplam kullanılabilir. Toplamı boyutsuz hale getirmek için standart sapmanın kübü ile bölmek uygun olur. Böylece çarpıklık katsayısı tanımlanır: Csx = x i x 3 s x 3 / (.5) Çarpıklık katsayısının olması dağılımın simetrik, pozitif olması sağa, negatif olması sola doğru çarpık, yani bu yönlere doğru uzanan bir kuyruğu olduğunu gösterir. İncelediğimiz örnek için C sx =.57 bulunur. Bu değerin a çok yakın olması dağılımın oldukça simetrik olduğunu ifade eder (histogram da bunu göstermektedir). Sonuç olarak, deneylerde ölçülen 3 değerin taşıdığı bilgiler x =789, s x =39 ve C sx =.57 olmak üzere üç sayıyla büyük ölçüde ifade edilebilmiş olmaktadır. Aynı yöntem, ölçüm sayısının çok daha fazla (örneğin 3 yerine 3) olması halinde de uygulanabilirdi. Bu durumda gözlem değerlerinin taşıdığı bilginin ekonomik bir şekilde ifade edilişi daha da belirgin olarak ortaya çıkmaktadır.