STAT 101
M04 · L01
الوحدة 4

الـ random variables

الكوبري بين الـ probability والأرقام. كل model إحصائي بيتكلم بلغة الـ random variables (المتغيرات العشوائية).

01 / 13
STAT 101
M04 · L01
التعريف

مش variable. دي دالة.

الـ random variable X بيدّي لكل نتيجة ω في الـ sample space رقم حقيقي. العشوائية جاية من التجربة، مش من X نفسه.

صيغة رسمية
X : Ω → ℝ X(ω) = رقم
02 / 13
STAT 101
M04 · L01
الفرق الأساسي

discrete قصاد continuous

discrete
بيعدّ الحاجات
قيم تتعد أو محدودة
continuous
بيقيس الحاجات
متصل متتعدّش
03 / 13
STAT 101
M04 · L01
للـ discrete random variables

الـ probability mass function

p(x) = P(X = x). قد إيه من كتلة الـ probability قاعدة عند كل نقطة؟ ودي الـ PMF (دالة كتلة الاحتمال).

PMF
p(x) = P(X = x),\quad \sum_x p(x) = 1
04 / 13
STAT 101
M04 · L01
للـ continuous random variables

الـ probability density function

الاحتمال = المساحة تحت f(x) — ودي الـ PDF (دالة كثافة الاحتمال). القيمة f(x) نفسها كثافة مش احتمال — ممكن تعدّي 1.

فكرة أساسية
P(a ≤ X ≤ b) = ∫ f(x) dx من a لـ b
05 / 13
STAT 101
M04 · L01
بتشتغل مع النوعين

الـ cumulative distribution function

F(x) = P(X ≤ x) — ودي الـ CDF (دالة التوزيع التراكمي). بتجمّع الـ probability لحد x. قيمتها دايمًا بين 0 و1 وعمرها ما بتقل.

شكلها للـ discrete
سلالم
شكلها للـ continuous
منحنى S ناعم
06 / 13
STAT 101
M04 · L01
مركز الـ distribution

الـ expected value

E[X] هو الـ weighted average بالاحتمالات — نقطة توازن الـ distribution. ودي الـ expected value (القيمة المتوقعة). مش لازم تبقى قيمة ممكن توصلها.

E[X] للـ discrete
E[X] = \sum_x x\,p(x)
07 / 13
STAT 101
M04 · L01
أقوى خاصية

خطية الـ expectation

  • E[aX + b] = a·E[X] + b
  • E[X + Y] = E[X] + E[Y] دايمًا — حتى لو مرتبطين
  • مش محتاج افتراضات independence
  • بتستخدم في كل حجة احتمالية تقريبًا
08 / 13
STAT 101
M04 · L01
انتشار الـ distribution

الـ variance والـ standard deviation

Var(X) = E[(X − μ)²] = E[X²] − μ². ده الـ variance (التباين)، ووحداته مربع الوحدات. والـ standard deviation (الانحراف المعياري) σ = √Var(X) بيرجّع الوحدات الأصلية.

خاصية مهمة
Var(aX + b) = a² Var(X) (الإزاحة b مش بتغيّر الانتشار)
09 / 13
STAT 101
M04 · L01
دوال الـ random variables

الـ LOTUS: من غير ما تشتق من الأول

E[g(X)] = ∑ g(x) p(x). طبّق g على كل قيمة من X وادّيها وزن بـ P(X = x). الـ variance هو LOTUS مع g(x) = (x − μ)².

10 / 13
STAT 101
M04 · L01
ليه الـ random variables مهمة

كل model هو random variable

  • الـ regression: Y = f(X) + ε، والـ ε هنا random variable
  • اختبارات الفرضيات بتستخدم الإحصاءات كـ random variables
  • بيفصل الـ model عن التجربة المعيّنة
  • صندوق أدوات مشترك لمسائل مالهاش عدد
11 / 13
STAT 101
اختبار سريع

شوف إيه اللي ثبت

4 أسئلة من الدرس ده. جاوب عشان تشوف السبب — الشرح بيظهر سواء جاوبت صح أو غلط. ونتيجتك مش بتتحفظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 13
STAT 101
الخلاصة
مراجعة

اتعلّمت إيه

الـ random variables، والـ PMF، والـ PDF، والـ CDF، والـ expected value، وخطية الـ expectation، والـ variance، والـ standard deviation، والـ LOTUS — اللغة الأساسية للـ probability.

13 / 13