Læringsmål

Oversikt over læringsmål dekket i STK1110 Statistiske metoder og dataanalyse

Kilde: Læringsmålene er utformet av Skolesaga på grunnlag av emnets eksamensoppgaver, sensorveiledninger og emnebeskrivelse. De er ikke institusjonens offisielle læringsutbyttebeskrivelser.

111 kompetansemål28 av 28 kapitler har kompetansemål

Alle kompetansemål

orientere deg i eksamensformen: to–tre kjededelte storoppgaver på fire timer
kjenne igjen de tre likevektede søylene og hvor hyppig hvert tema opptrer
legge en leseplan tilpasset egen tid og egne svake punkter
vite hva sensor belønner og hva som bevisst er utelatt fra emnet
regne forventning og varians av lineærkombinasjoner, med kovariansleddet på plass
kjenne igjen standardfordelingene og koblingen mellom gamma og kjikvadrat
sette opp likelihood, log-likelihood og scorefunksjonen for en gitt tetthet
gjenkjenne transformasjonsformelen som verktøy for eksakte pivotaler senere i boka
skille estimator (stokastisk) fra estimat (tall) og vise forventningsretthet fullstendig
regne ut variansen til en estimator og sammenligne to forventningsrette estimatorer på effisiens
bruke MSE = varians + skjevhet i annen til å sammenligne estimatorer når minst én er skjev
vise konsistens via Tsjebysjeffs ulikhet (MSE mot 0)
finne momentestimatoren ved a sette E(X) lik utvalgsgjennomsnittet, ogsa nar E(X)=g(theta) er ikke-triviell
utlede ML-estimatoren via hele kjeden L til log-likelihood til score til los til bekreft maksimum
bekrefte at ML-punktet er et maksimum med andrederiverttesten
bruke invariansprinsippet til a finne ML for en omregnet parameter
regne ut Fisher-informasjonen I(theta) i en observasjon og I_n=nI for hele utvalget
angi ML-estimatorens tilnaermede normalfordeling N(theta,1/(nI)) og begrunne den med sentralgrenseteoremet
konstruere Wald-konfidensintervall og velge symmetrisk eller asymmetrisk pivot-form
forklare Cramer-Rao-grensen og hvorfor ML-estimatoren er asymptotisk effisient
sette opp aposteriorifordelingen som apriori ganget med likelihood
gjenkjenne konjugering ved a samle eksponentene og lese av gamma-parametrene
regne ut Bayes-estimatoren som aposteriori forventning alfa*beta
forklare hvorfor Bayes-estimatoren naermer seg ML-estimatoren for stor n
kjøre hele estimeringskjeden i sju trinn fra modell til Wald-KI på en ukjent fordeling
velge moment eller ML og alltid bekrefte maksimum med andrederiverttesten
regne Fisher-informasjon og angi ML-estimatorens tilnærmede fordeling med riktig varians
velge symmetrisk Wald, asymmetrisk pivot eller riktig z/t-kvantil, og avslutte med Bayes/Cramér–Rao/invarians
gjennomføre en full estimeringsoppgave under tidspress med alle ledd i kjeden
velge riktig sammenligningsmål (varians mot MSE) og bekrefte ML-maksimum
konstruere Wald-konfidensintervall med riktig z-kvantil og transformere det ved invarians
løse et konjugert Bayes-punkt og knytte det til ML-estimatet
konstruere t-konfidensintervall for forventningen og begrunne hvorfor t (ikke z) og n-1 frihetsgrader brukes
sette opp Wald-intervall for en ML-estimator og andels-intervall med riktig kvantil
konstruere det asymmetriske khikvadrat-intervallet for variansen
tolke et konfidensintervall frekventistisk og velge riktig intervalltype til situasjonen
formulere nullhypotese og alternativ med begrunnet retning og oppgi testobservatorens fordeling under H0
utlede eksplisitt at testen far signifikansniva alpha
definere P-verdien verbalt korrekt og konkludere i ord i kontekst
bruke dualiteten mellom konfidensintervall og test som kryssjekk
sette opp to-utvalgs t-test med pooled varians og riktige frihetsgrader m+n-2
redusere parvise data til differanser og teste dem som ett utvalg med n-1 frihetsgrader
gjennomfore en to-utvalgs andelstest med pooled p-hatt under H0
gjenkjenne koblingen mellom to-utvalgs t-test og enkel regresjon pa en dummy
skille type I- og type II-feil og regne ut teststyrken 1 minus beta
bruke styrkeformelen for en ensidig normaltest med riktig fortegn
lose styrkekravet for utvalgsstorrelsen n og runde opp til naermeste heltall
bruke normaltilnaerming til Poisson-styrke og koble den til sentralgrenseteoremet
gjenkjenne en pivotal storrelse med fordeling uavhengig av parameteren og bruke den til et eksakt konfidensintervall
utlede at 2 ganger summen av X delt pa theta er kjikvadratfordelt med 2n frihetsgrader
sette opp en F-test for variansforhold og bruke den til a sjekke lik-varians-antakelsen
vite nar et eksakt/asymmetrisk intervall foretrekkes framfor Wald-intervallet
sette opp enveis ANOVA-modellen og tolke F-testen MSB delt pa MSW fra en R-utskrift
forklare koblingen mellom ANOVA og dummy-regresjon
beskrive bootstrap-persentilintervallet konseptuelt og lese av persentilene
vurdere nar en rang-/Wilcoxon-test foretrekkes framfor t-testen ut fra et QQ-plott
kjenne igjen hvilken testtype en oppgave krever og skrive ut hele femtrinnsmalen for hver av dem
utlede eksplisitt at testen far niva alpha ved a regne P(forkast H0 gitt H0 sann)
velge riktig testobservator, fordeling og frihetsgrader for ett-utvalg, to-utvalg, parvis, andeler, Poisson, F, ANOVA og rangtest
definere P-verdien verbalt korrekt, konkludere i kontekst og kryssjekke mot konfidensintervallet
konstruere t-, Wald-, andels- og khikvadrat-intervall med riktig kvantil og frihetsgrad under proveforhold
skrive ut hele femtrinns-testritualet inkludert nivaa-utledning og verbal P-verdi
velge og gjennomfore to-utvalgs-, parvis- og andelstest samt dimensjonere utvalgsstorrelse
lose en blandet test-/KI-oppgave a til f paa eksamensnivaa og bruke dualiteten som kryssjekk
utlede minste kvadraters estimatorer fra normalligningene og vise at LS = ML under normalfeil
utlede forventning og varians av stigningstallestimatoren og estimere feilvariansen med n-2 frihetsgrader
gjennomfore t-test og konfidensintervall for stigningstallet med riktige frihetsgrader
tolke koeffisientene i kontekst, advare mot ekstrapolering, og bruke R-kvadrat som kvadrert korrelasjon
kjenne igjen og tolke hver kolonne i Coefficients-tabellen (Estimate, Std. Error, t value, Pr(>|t|))
hente residualspredning, frihetsgrader, R-kvadrat og justert R-kvadrat fra utskriften
bygge konfidensintervall og lese signifikans direkte fra sammendraget
tolke en ikke-signifikant koeffisient betinget pa de ovrige variablene
sette opp multippel regresjon på matriseform og finne minste kvadraters estimator via normalligningene
forklare kravet om full kolonnerang for at estimatoren skal være entydig
velge mellom modeller med justert R-kvadrat og forklare hvorfor vanlig R-kvadrat alltid øker
forklare konfundering: hvorfor en koeffisient endrer seg når en korrelert variabel legges til
tolke de tre standard residualplottene som mønstre: kurvatur, varianstrend og QQ-haleavvik
bruke hatmatrisen til å skrive tilpassede verdier og residualer og utlede residualenes kovariansmatrise
beregne leverage og standardiserte residualer og forklare korreksjonen for ulik residualvarians
foreslå riktig tiltak ved brudd på hver av modellantakelsene
beregne konfidensintervall for forventet respons ved en gitt prediktorverdi med riktige frihetsgrader
beregne prediksjonsintervall for en ny observasjon og forklare ekstra-leddet under rota
forklare hvorfor prediksjonsintervallet alltid er bredere og aldri krymper mot null
vurdere om en prediksjon er forsvarlig ut fra dataområdet og advare mot ekstrapolering
sette opp den logistiske modellen med logit-lenke for en binaer respons
tolke beta1 som logit-/oddsforskjell — aldri som sannsynlighetsforskjell
uttrykke en to-gruppe-sammenligning med dummy og vise at beta1=0 svarer til lik andel
lese koeffisienter og P-verdi fra utskriften av en logistisk regresjon (kjenne-niva)
folge syvtrinnsoppskriften fra R-utskrift til full regresjonsbesvarelse a til f
gjennomfore t-test og KI for koeffisienter med riktig frihetsgrad n-2 eller n-k-1
bruke justert R-kvadrat til modellvalg og forklare konfundering nar en variabel legges til
vurdere residualplott i monstre og skille konfidensintervall fra prediksjonsintervall med 1+ under rota
utlede normalligningene og E/V av stigningstallestimatoren under proveforhold
lese og bruke en R-utskrift til test, KI, frihetsgrader og modellvurdering
skrive matriseformen, velge modell med justert R-kvadrat og forklare konfundering
lose en full regresjonsoppgave a til f med diagnostikk, prediksjonsintervall og ekstrapoleringsvurdering
kunne gjenkjenne hvilken oppgavesjanger hvert deltrinn i en kjededelt storoppgave tilhører, og velge fasitmetoden
kunne disponere 4 timer på 2–3 kjededelte storoppgaver med et realistisk tidsbudsjett
kunne bygge hvert delsvar etter mønsteret modell → utledning → riktig fordeling og frihetsgrader → tolkning i ord → kryssjekk
kunne bruke oppgitte mellomresultater til å sikre delpoeng videre i kjeden når ett trinn stopper
kunne gjennomføre en komplett kjededelt estimeringsoppgave fra modelldefinisjon til Wald-intervall under tidspress
kunne levere det komplette testritualet med nivå-utledning, P-verdi, dualitet og dimensjonering i en to-utvalgssituasjon
kunne løse en full regresjonsoppgave fra R-utskrift med konfundering, justert R-kvadrat, diagnostikk og prediksjonsintervall
gjennomføre ML-kjeden for en Poisson-rate og utlede Poisson-gamma-aposteriori ved å samle eksponentene
lese en ANOVA-tabell, koble den til dummy-regresjon og teste en gruppekontrast med riktige frihetsgrader
forklare konfundering i multippel regresjon og velge modell med justert R-kvadrat
disponere et komplett kjededelt eksamenssett på tid
utlede transformasjons-pivoten med riktige frihetsgrader og bruke den til eksakt KI og eksakt ensidig test
velge parvis t-test fremfor to-utvalgs og gjennomføre en andelstest med pooled andel og komplett rituale
skille konfidensintervall for forventet respons fra prediksjonsintervall og ta ekstrapoleringsforbehold
vurdere modellantakelser fra diagnoseplott beskrevet i ord

Kapitler med kompetansemål

0Eksamenskart og STK1100-broen

0.1Eksamenskartet: slik testes STK1110
  • orientere deg i eksamensformen: to–tre kjededelte storoppgaver på fire timer
  • kjenne igjen de tre likevektede søylene og hvor hyppig hvert tema opptrer
  • legge en leseplan tilpasset egen tid og egne svake punkter
  • vite hva sensor belønner og hva som bevisst er utelatt fra emnet
0.2STK1100-broen: hva forutsettes (kompakt repetisjon)
  • regne forventning og varians av lineærkombinasjoner, med kovariansleddet på plass
  • kjenne igjen standardfordelingene og koblingen mellom gamma og kjikvadrat
  • sette opp likelihood, log-likelihood og scorefunksjonen for en gitt tetthet
  • gjenkjenne transformasjonsformelen som verktøy for eksakte pivotaler senere i boka

1Estimeringsteori

1.1Estimatorers egenskaper: forventningsretthet, varians, MSE og konsistens
  • skille estimator (stokastisk) fra estimat (tall) og vise forventningsretthet fullstendig
  • regne ut variansen til en estimator og sammenligne to forventningsrette estimatorer på effisiens
  • bruke MSE = varians + skjevhet i annen til å sammenligne estimatorer når minst én er skjev
  • vise konsistens via Tsjebysjeffs ulikhet (MSE mot 0)
1.2Momentmetoden og maximum likelihood — den faste kjeden
  • finne momentestimatoren ved a sette E(X) lik utvalgsgjennomsnittet, ogsa nar E(X)=g(theta) er ikke-triviell
  • utlede ML-estimatoren via hele kjeden L til log-likelihood til score til los til bekreft maksimum
  • bekrefte at ML-punktet er et maksimum med andrederiverttesten
  • bruke invariansprinsippet til a finne ML for en omregnet parameter
1.3Fisher-informasjon, MLE-asymptotikk, Wald-KI og Cramér–Rao
  • regne ut Fisher-informasjonen I(theta) i en observasjon og I_n=nI for hele utvalget
  • angi ML-estimatorens tilnaermede normalfordeling N(theta,1/(nI)) og begrunne den med sentralgrenseteoremet
  • konstruere Wald-konfidensintervall og velge symmetrisk eller asymmetrisk pivot-form
  • forklare Cramer-Rao-grensen og hvorfor ML-estimatoren er asymptotisk effisient
1.4Bayesiansk inferens: konjugering og Bayes-estimatoren
  • sette opp aposteriorifordelingen som apriori ganget med likelihood
  • gjenkjenne konjugering ved a samle eksponentene og lese av gamma-parametrene
  • regne ut Bayes-estimatoren som aposteriori forventning alfa*beta
  • forklare hvorfor Bayes-estimatoren naermer seg ML-estimatoren for stor n
1.5Drill: estimeringskjeden fra fordeling til Wald-KI (sjanger A–C)
  • kjøre hele estimeringskjeden i sju trinn fra modell til Wald-KI på en ukjent fordeling
  • velge moment eller ML og alltid bekrefte maksimum med andrederiverttesten
  • regne Fisher-informasjon og angi ML-estimatorens tilnærmede fordeling med riktig varians
  • velge symmetrisk Wald, asymmetrisk pivot eller riktig z/t-kvantil, og avslutte med Bayes/Cramér–Rao/invarians
1.PPrøver til del 1: Estimeringsteori
  • gjennomføre en full estimeringsoppgave under tidspress med alle ledd i kjeden
  • velge riktig sammenligningsmål (varians mot MSE) og bekrefte ML-maksimum
  • konstruere Wald-konfidensintervall med riktig z-kvantil og transformere det ved invarians
  • løse et konjugert Bayes-punkt og knytte det til ML-estimatet

2Hypotesetesting og konfidensintervall

2.1Konfidensintervall: t, Wald, andeler og varians
  • konstruere t-konfidensintervall for forventningen og begrunne hvorfor t (ikke z) og n-1 frihetsgrader brukes
  • sette opp Wald-intervall for en ML-estimator og andels-intervall med riktig kvantil
  • konstruere det asymmetriske khikvadrat-intervallet for variansen
  • tolke et konfidensintervall frekventistisk og velge riktig intervalltype til situasjonen
2.2Hypotesetestens rituale: nivå, P-verdi og dualitet
  • formulere nullhypotese og alternativ med begrunnet retning og oppgi testobservatorens fordeling under H0
  • utlede eksplisitt at testen far signifikansniva alpha
  • definere P-verdien verbalt korrekt og konkludere i ord i kontekst
  • bruke dualiteten mellom konfidensintervall og test som kryssjekk
2.3To-utvalg, parvise data og andeler
  • sette opp to-utvalgs t-test med pooled varians og riktige frihetsgrader m+n-2
  • redusere parvise data til differanser og teste dem som ett utvalg med n-1 frihetsgrader
  • gjennomfore en to-utvalgs andelstest med pooled p-hatt under H0
  • gjenkjenne koblingen mellom to-utvalgs t-test og enkel regresjon pa en dummy
2.4Styrke, type II-feil og dimensjonering av utvalgsstørrelse
  • skille type I- og type II-feil og regne ut teststyrken 1 minus beta
  • bruke styrkeformelen for en ensidig normaltest med riktig fortegn
  • lose styrkekravet for utvalgsstorrelsen n og runde opp til naermeste heltall
  • bruke normaltilnaerming til Poisson-styrke og koble den til sentralgrenseteoremet
2.5Eksakt fordelingsteori: transformasjons-pivot og F-test for varianser
  • gjenkjenne en pivotal storrelse med fordeling uavhengig av parameteren og bruke den til et eksakt konfidensintervall
  • utlede at 2 ganger summen av X delt pa theta er kjikvadratfordelt med 2n frihetsgrader
  • sette opp en F-test for variansforhold og bruke den til a sjekke lik-varians-antakelsen
  • vite nar et eksakt/asymmetrisk intervall foretrekkes framfor Wald-intervallet
2.6Enveis ANOVA og ikke-parametriske alternativer
  • sette opp enveis ANOVA-modellen og tolke F-testen MSB delt pa MSW fra en R-utskrift
  • forklare koblingen mellom ANOVA og dummy-regresjon
  • beskrive bootstrap-persentilintervallet konseptuelt og lese av persentilene
  • vurdere nar en rang-/Wilcoxon-test foretrekkes framfor t-testen ut fra et QQ-plott
2.7Drill: det komplette test-ritualet (sjanger E)
  • kjenne igjen hvilken testtype en oppgave krever og skrive ut hele femtrinnsmalen for hver av dem
  • utlede eksplisitt at testen far niva alpha ved a regne P(forkast H0 gitt H0 sann)
  • velge riktig testobservator, fordeling og frihetsgrader for ett-utvalg, to-utvalg, parvis, andeler, Poisson, F, ANOVA og rangtest
  • definere P-verdien verbalt korrekt, konkludere i kontekst og kryssjekke mot konfidensintervallet
2.PPrøver til del 2: Hypotesetesting og konfidensintervall
  • konstruere t-, Wald-, andels- og khikvadrat-intervall med riktig kvantil og frihetsgrad under proveforhold
  • skrive ut hele femtrinns-testritualet inkludert nivaa-utledning og verbal P-verdi
  • velge og gjennomfore to-utvalgs-, parvis- og andelstest samt dimensjonere utvalgsstorrelse
  • lose en blandet test-/KI-oppgave a til f paa eksamensnivaa og bruke dualiteten som kryssjekk

3Lineær regresjon

3.1Enkel lineær regresjon: minste kvadrater og inferens for stigningstallet
  • utlede minste kvadraters estimatorer fra normalligningene og vise at LS = ML under normalfeil
  • utlede forventning og varians av stigningstallestimatoren og estimere feilvariansen med n-2 frihetsgrader
  • gjennomfore t-test og konfidensintervall for stigningstallet med riktige frihetsgrader
  • tolke koeffisientene i kontekst, advare mot ekstrapolering, og bruke R-kvadrat som kvadrert korrelasjon
3.2Å lese R-utskrift (lm-sammendraget)
  • kjenne igjen og tolke hver kolonne i Coefficients-tabellen (Estimate, Std. Error, t value, Pr(>|t|))
  • hente residualspredning, frihetsgrader, R-kvadrat og justert R-kvadrat fra utskriften
  • bygge konfidensintervall og lese signifikans direkte fra sammendraget
  • tolke en ikke-signifikant koeffisient betinget pa de ovrige variablene
3.3Multippel regresjon: matriseform, justert R² og konfundering
  • sette opp multippel regresjon på matriseform og finne minste kvadraters estimator via normalligningene
  • forklare kravet om full kolonnerang for at estimatoren skal være entydig
  • velge mellom modeller med justert R-kvadrat og forklare hvorfor vanlig R-kvadrat alltid øker
  • forklare konfundering: hvorfor en koeffisient endrer seg når en korrelert variabel legges til
3.4Modelldiagnostikk: residualplott og hatmatrisen
  • tolke de tre standard residualplottene som mønstre: kurvatur, varianstrend og QQ-haleavvik
  • bruke hatmatrisen til å skrive tilpassede verdier og residualer og utlede residualenes kovariansmatrise
  • beregne leverage og standardiserte residualer og forklare korreksjonen for ulik residualvarians
  • foreslå riktig tiltak ved brudd på hver av modellantakelsene
3.5Prediksjon: KI for forventet respons vs. prediksjonsintervall
  • beregne konfidensintervall for forventet respons ved en gitt prediktorverdi med riktige frihetsgrader
  • beregne prediksjonsintervall for en ny observasjon og forklare ekstra-leddet under rota
  • forklare hvorfor prediksjonsintervallet alltid er bredere og aldri krymper mot null
  • vurdere om en prediksjon er forsvarlig ut fra dataområdet og advare mot ekstrapolering
3.6Logistisk regresjon (kjenne, to-gruppe-sammenligning)
  • sette opp den logistiske modellen med logit-lenke for en binaer respons
  • tolke beta1 som logit-/oddsforskjell — aldri som sannsynlighetsforskjell
  • uttrykke en to-gruppe-sammenligning med dummy og vise at beta1=0 svarer til lik andel
  • lese koeffisienter og P-verdi fra utskriften av en logistisk regresjon (kjenne-niva)
3.7Drill: regresjonsoppgaven fra R-utskrift (sjanger H–K)
  • folge syvtrinnsoppskriften fra R-utskrift til full regresjonsbesvarelse a til f
  • gjennomfore t-test og KI for koeffisienter med riktig frihetsgrad n-2 eller n-k-1
  • bruke justert R-kvadrat til modellvalg og forklare konfundering nar en variabel legges til
  • vurdere residualplott i monstre og skille konfidensintervall fra prediksjonsintervall med 1+ under rota
3.PPrøver til del 3: Lineær regresjon
  • utlede normalligningene og E/V av stigningstallestimatoren under proveforhold
  • lese og bruke en R-utskrift til test, KI, frihetsgrader og modellvurdering
  • skrive matriseformen, velge modell med justert R-kvadrat og forklare konfundering
  • lose en full regresjonsoppgave a til f med diagnostikk, prediksjonsintervall og ekstrapoleringsvurdering

4Eksamenstrening

4.1Sjangerguiden A–P og den kjededelte tredelingens anatomi
  • kunne gjenkjenne hvilken oppgavesjanger hvert deltrinn i en kjededelt storoppgave tilhører, og velge fasitmetoden
  • kunne disponere 4 timer på 2–3 kjededelte storoppgaver med et realistisk tidsbudsjett
  • kunne bygge hvert delsvar etter mønsteret modell → utledning → riktig fordeling og frihetsgrader → tolkning i ord → kryssjekk
  • kunne bruke oppgitte mellomresultater til å sikre delpoeng videre i kjeden når ett trinn stopper
4.2Øvingseksamen 1 — de tre søylene (standardmalen)
  • kunne gjennomføre en komplett kjededelt estimeringsoppgave fra modelldefinisjon til Wald-intervall under tidspress
  • kunne levere det komplette testritualet med nivå-utledning, P-verdi, dualitet og dimensjonering i en to-utvalgssituasjon
  • kunne løse en full regresjonsoppgave fra R-utskrift med konfundering, justert R-kvadrat, diagnostikk og prediksjonsintervall
4.3Øvingseksamen 2 — rotasjonsmalen (Bayes, ANOVA/dummy, konfundering)
  • gjennomføre ML-kjeden for en Poisson-rate og utlede Poisson-gamma-aposteriori ved å samle eksponentene
  • lese en ANOVA-tabell, koble den til dummy-regresjon og teste en gruppekontrast med riktige frihetsgrader
  • forklare konfundering i multippel regresjon og velge modell med justert R-kvadrat
  • disponere et komplett kjededelt eksamenssett på tid
4.4Øvingseksamen 3 — rotasjonsmalen (eksakt pivot, parvis/andeler, prediksjon)
  • utlede transformasjons-pivoten med riktige frihetsgrader og bruke den til eksakt KI og eksakt ensidig test
  • velge parvis t-test fremfor to-utvalgs og gjennomføre en andelstest med pooled andel og komplett rituale
  • skille konfidensintervall for forventet respons fra prediksjonsintervall og ta ekstrapoleringsforbehold
  • vurdere modellantakelser fra diagnoseplott beskrevet i ord