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Academic Year/course: 2023/24

453 - Degree in Mathematics

27019 - Mathematical Statistics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
27019 - Mathematical Statistics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
453 - Degree in Mathematics
ECTS:
7.5
Year:
3
Semester:
Second semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

This is a compulsory and fundamental course within the Mathematics degree, aimed at teaching the principles and basic techniques of statistical inference. It requires prior knowledge of descriptive statistics, probability calculus, and mathematical analysis (calculus in one and multiple variables).

The approaches and objectives of this module are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda; the learning activities could contribute to some extent to the achievement of the goals 4 (quality education), 5 (gender equality), 8 (decent work and economic growth), and 10 (reducing inequality).

2. Learning results

  • Understand the concepts of population, sample, and statistical model, as well as the objectives and principles of statistical inference.
  • Understand the concept of statistic and the basic properties of common statistics, under random sampling, particularly for statistics associated with normal, exponential, and other populations.
  • Get familiar with different methods of point estimation: maximum likelihood estimation (MLE), method of moments (MME), and Bayesian estimation, and the key properties for assessing their quality: unbiasedness, sufficiency, consistency, and efficiency. Understand the asymptotic properties of MLE.
  • Understand the concept of confidence interval and be able to use common methods for its construction.
  • Be able to formulate a parametric hypothesis testing problem and evaluate the quality of a test. Understand the Neyman-Pearson paradigm for constructing a hypothesis test. Be able to construct a likelihood ratio test.
  • Be able to formulate and solve parametric tests for comparing two populations. Know the basic nonparametric tests for assessing the independence or association of two variables, as well as the goodness of fit of a statistical model.

3. Syllabus

  1. Introduction to statistical inference. Population and random samples. Statistics. Sampling from the normal distribution. Order statistics. Convergence concepts and limit theorems.
  2. Point estimation. Desirable properties of an estimator. Methods of finding and evaluating estimators. Large sample properties for máximum likelihood estimators. Interval estimation.
  3. Hypothesis testing. The Neyman-Pearson approach. The duality of confidence intervals and hypothesis tests. Likelihood ratio tests. Tests for normality, goodness of fit and independence. Comparing two samples.

4. Academic activities

Master classes: 45 hours.
Problem solving: 10 hours.
Computer classes: 20 hours.
Project: 12 hours.
Study: 93 hours.
Assessment tests: 7.5 hours.

5. Assessment system

Assessment is split into two parts, corresponding to theory/problems and computer classes. Once the marks for theory/problems (CT) and computer classes (CP) are obtained, the final mark will be CF = 0.7 x CT + 0.3 x CP

The student will pass the module if CF is greater than or equal to 5.0, provided that both CT and CP are 2.5 or higher.

CT and CP marks are computed as follows:

  • First call (June).
    Both for CT and for CP, students may take two mid-term exams. The first exams correspond to topic 1 and the second exams correspond to topics 2 and 3. The first exams will be held at the end of that topic. The second exams will be held at the official date of the June exam. The CT and/or CP marks will be obtained as
    CT=0.3 x CT1 + 0.7 x CT2
    CP=0.4 x CP1 + 0.6 x CP2
    In order to obtain the CP score from CP1 and CP2, it is necessary to attend at least 80% of the computer lab classes. Alternatively, students may take a unique final exam for getting either CT, CP or both at the official date of the June exam.
  • Second call (July)
    In the second call, students will take a unique final exam for getting CT and CP at the official date of the July exam.

Additionally, students will have the opportunity to carry out a task consisting of a statistical analysis proposed by the teachers. This activity will be graded on a scale of 0 to 0.5 points. Students in the English group, furthermore, will have the option to present their work to the class, and the presentation will be graded on a scale of 0 to 0.5 points. These activities are optional, and the grade will be added to the score obtained in the exams.


Curso Académico: 2023/24

453 - Graduado en Matemáticas

27019 - Estadística matemática


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
27019 - Estadística matemática
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
453 - Graduado en Matemáticas
Créditos:
7.5
Curso:
3
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Es una asignatura obligatoria y fundamental dentro del grado de Matemáticas, cuyo objetivo es enseñar los principios y técnicas básicas de la inferencia estadística. Para su desarrollo se requieren conocimientos de estadística descriptiva, cálculo de probabilidades y análisis matemático (cálculo en una y varias variables).

Los planteamientos y objetivos de la asignatura están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas; en concreto, las actividades de aprendizaje previstas en esta asignatura contribuirán en alguna medida al logro de los objetivos 4 (educación de calidad), 5 (igualdad de género), 8 (trabajo decente y crecimiento económico) y 10 (reducción de las desigualdades).

2. Resultados de aprendizaje

  • Comprender los conceptos de población, muestra y modelo estadístico, así como los objetivos y principios de la inferencia estadística.
  • Comprender el concepto de estadístico y las propiedades básicas de los estadísticos usuales, bajo muestreo aleatorio, en particular de los estadísticos asociados a poblaciones normales, exponenciales y otras.
  • Conocer los diferentes métodos de estimación puntual: máxima verosimilitud (EMV), momentos (EMM) y estimación Bayes y las propiedades que permiten evaluar su calidad: ausencia de sesgo, suficiencia, consistencia y eficiencia. Conocer las propiedades asintóticas de los EMV.
  • Comprender el concepto de intervalo de confianza y manejar los métodos usuales para su construcción.
  • Saber plantear un problema de contraste de hipótesis paramétrico y evaluar la calidad de un test. Conocer el paradigma de Neyman-Pearson para la construción de un test de hipótesis. Saber construir un test de razón de verosimilitudes.
  • Saber formular y resolver tests de tipo paramétrico para comparar dos poblaciones. Conocer los tests básicos de tipo no paramétrico para decidir sobre la independencia, o asociación, de dos características, así como la adecuación, bondad de ajuste, de un modelo estadístico.

3. Programa de la asignatura

  1. Introducción a la inferencia estadística: Población y muestra aleatoria. Estadísticos. Distribución en el muestreo. Muestreo en una población normal. Estadísticos ordenados. Conceptos de convergencia y teoremas límite. La función de distribución empírica y sus propiedades.
  2. Estimación puntual. Propiedades deseables de un estimador. Métodos para encontrar y evaluar estimadores. Propiedades asintóticas de los estimadores máximo verosímiles. Estimación por intervalos.
  3. Tests de hipótesis. El paradigma de Neyman-Pearson. Tests uniformemente más potentes. La dualidad entre tests de hipótesis e intervalos de confianza. Test de cociente de verosimilitudes. Tests de normalidad, bondad de ajuste e independencia. Comparación de las características de dos poblaciones.

4. Actividades académicas

Clases magistrales: 45 horas.
Resolución de problemas y casos: 10 horas.
Prácticas informatizadas: 20 horas.
Trabajos docentes: 12 horas.
Estudio: 93 horas.
Pruebas de evaluación: 7.5 horas.

5. Sistema de evaluación

La calificación final de la asignatura (CF) se formará a partir de la calificación teórica (CT) y la de prácticas de ordenador (CP) de la siguiente manera: CF = 0.7 x CT + 0.3 x CP.

Se superará la asignatura con una CF mayor o igual a 5 puntos, siempre que tanto CT como CP sean mayores o iguales que 2.5.

Las calificaciones CT y CP se obtendrán de la siguiente manera:

  • Convocatoria de junio.
    Las calificaciones CT y CP se obtendrán, cada una de ellas, de dos pruebas parciales. La primera prueba corresponderá al tema 1 y la segunda al resto. Las primeras pruebas parciales se realizarán tras finalizar los correspondientes contenidos. Las segundas pruebas se realizarán en la fecha oficial de la primera convocatoria.
    Con las calificaciones anteriores, se obtendrán CT y CP de la siguiente manera:
    CT=0.3 x CT1 + 0.7 x CT2.
    CP=0.4 x CP1 + 0.6 x CP2.
    Para poder obtener la calificación de CP a partir de CP1 y CP2, es necesario haber asistido a, al menos, el 80% de las clases de prácticas de ordenador. Alternativamente, los estudiantes pueden realizar un único examen global para obtener o bien CT, CP o ambas calificaciones en la fecha de la convocatoria oficial de junio.
  • Convocatoria de julio.
    En la segunda convocatoria, los estudiantes realizarán un examen global para obtener las calificaciones CT y CP en la fecha de la convocatoria oficial de julio.

Adicionalmente, los estudiantes podrán realizar un trabajo consistente en un análisis estadístico propuesto por los profesores. Esta actividad será calificada entre 0 y 0.5 puntos. Los estudiantes del grupo de inglés, además, tendrán la posibilidad de presentar su trabajo ante la clase, y la presentación será calificada entre 0 y 0.5 puntos. Estas actividades son optativas y la calificación será añadida a la nota final obtenida en los exámenes.