Полигон частот. Выборочная функция распределения и гистограмма.

Для наглядного представления о поведении исследуемой случайной величины в выборке можно строить различные графики. Один из них – полигон частот: ломаная, отрезки которой соединяют точки с координатами (x₁, n₁), (x₂, n₂),…, (x_k, n_k), где x_iоткладываются на оси абсцисс, а n_i– на оси ординат. Если на оси ординат откладывать не абсолютные (n_i), а относительные (w_i) частоты, то получим полигон относительных частот (рис.1). Рис. 1.

По аналогии с функцией распределения случайной величины можно задать некоторую функцию, относительную частоту события X < x.

Определение 15.1. Выборочной (эмпирической) функцией распределения называют функцию F*(x), определяющую для каждого значения х относительную частоту события X < x. Таким образом,

, (15.1)

где п_х – число вариант, меньших х, п – объем выборки.

Замечание. В отличие от эмпирической функции распределения, найденной опытным путем, функцию распределения F(x) генеральной совокупности называют теоретической функцией распределения. F(x) определяет вероятность события X < x, а F*(x) – его относительную частоту. При достаточно больших п, как следует из теоремы Бернулли, F*(x) стремится по вероятности к F(x).

Из определения эмпирической функции распределения видно, что ее свойства совпадают со свойствами F(x), а именно:

1) 0 ≤ F*(x) ≤ 1.

2) F*(x) – неубывающая функция.

3) Если х₁ – наименьшая варианта, то F*(x) = 0 при х≤ х₁; если х_к – наибольшая варианта, то F*(x) = 1 при х > х_к .

Для непрерывного признака графической иллюстрацией служит гистограмма, то есть ступенчатая фигура, состоящая из прямоугольников, основаниями которых служат частичные интервалы длиной h, а высотами – отрезки длиной n_i /h (гистограмма частот) или w_i /h (гистограмма относительных частот). В первом случае площадь гистограммы равна объему выборки, во втором – единице (рис.2). Рис.2.

Вопрос 24:

Генеральная совокупность и выборка:

Генеральной совокупностью называют совокупность объектов, из которых производится выборка.

Генеральная совокупность может содержать конечное число объектов. Однако если это число достаточно велико, то иногда, в целях упрощения вычислений или для облегчения теоретических выводов, допускают, что генеральная совокупность состоит из бесчисленного множества объектов. Такое допущение оправдывается тем, что увеличение объёма генеральной совокупности практически не сказывается на результатах обработки данных выборки.

Генеральная совокупность характеризуется генеральным распределением с генеральными параметрами, например генеральным математическим ожиданием и генеральной дисперсией. Генеральные параметры могут быть оценены по выборочным данным.

Выборочная совокупность. Часть данных генеральной совокупности, отобранных из нее по определенным правилам. Группа объектов (элементов) выбранных по определенным правилам из популяции для исследования.

Цели такого исследования могут быть различными: изучение индивидуальных объектов в группе, изучение отношений между индивидуальными объектами в группе, изучение группы в целом, как системы, изучение популяции в целом на основе информации полученной при изучении группы, изучение отношений между группой и популяцией и т.д.

В случае, если по данным выборки (выборочным данным) хотят составить представления о популяции в целом говорят о выборочном статистическом исследовании (выборочном методе исследования). Выборка для такого исследования должна объективно характеризовать популяцию, объекты должны быть выбраны из популяции непредвзято. Для того, чтобы с достаточной надежностью характеризовать популяцию, выборка должна быть достаточной по объёму (числу выбранных объектов, элементов).

Примеры выборок: случайная выборка, бесповторная выборка (отобранный объект в генеральную совокупность не возвращается), повторная выборка (отобранный объект перед отбором следующего объекта возвращается в генеральную совокупность), репрезентативная (представительная) выборка.