
- •Введение в теорию вероятностей и математическую статистику
- •Содержание
- •Глава 1. Случайное событие и его вероятность (предыстория) 116
- •Глава 2. Случайное событие и его вероятность (история) 130
- •I теория вероятностей (Первые шаги)
- •Глава 1 что такое теория вероятностей и чем она занимается
- •Глава 2 вероятность и частота
- •Глава 3 основные правила теории вероятностей
- •1. Правило сложения вероятностей
- •2. Правило умножения вероятностей
- •Глава 4 случайные величины
- •Литература
- •II статистика в экономике
- •III Контрольная работа и задачи для самостоятельного решения
- •Глава 1 теория вероятностей
- •Тема 1. Классификация событий
- •Тема 2. Основные теоремы
- •Тема 3. Повторные независимые испытания
- •Тема 4. Дискретные случайные величины
- •Тема 5. Непрерывные случайные величины. Нормальный закон распределения
- •Тема 6. Двумерные (n-мерные) случайные величины
- •Тема 7. Закон больших чисел
- •Глава 2 математическая статистика
- •Тема 8. Вариационные ряды
- •Тема 9. Основы выборочного метода
- •Тема 10. Элементы проверки статистических гипотез
- •Тема 11. Элементы теории корреляции
- •Вопросы для самопроверки
- •Указания по выполнению контрольных работ
- •Основные требования к выполнению и оформлению контрольной работы
- •Варианты контрольных работ. Решения типовых задач вариант первый
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант второй
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Варинат третий
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант четвертый
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант пятый
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант шестой
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант седьмой
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант восьмой
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант девятый
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Вариант десятый
- •Контрольная работа 2.1
- •Контрольная работа 2.2
- •Решение типовых задач
- •Литература
- •III Как возникает распределение Пуассона
- •Как возникает распределение Пуассона
- •Математико-статистические таблицы Значения функции
- •Интеграл вероятностей (функция Лапласа)
- •Значения критерия Пирсона
- •Значения -критерия Стьюдента
Литература
1. Л. 3. Румшиский. Элементы теории вероятностей. М., «Наука», 1976.
2. Р. С. Гутери, Б. В. Овчинский. Основы теории вероятностей. М., «Просвещение», 1967.
3. Е. С. Вентцель. Теория вероятностей.М., «Наука», 1964.
4. Е. С. Вентцель и Л. А. Овчаров. Теория вероятностей (задачи и упражнения). М., «Наука», 1973.
5. Ф. Мостеллер, Р. Руркеи, Дж. Томас. Вероятность. М., «Мир», 1969.
6. Б. В. Гнеденко и А. Я. Xинчин. Элементарное введение в теорию вероятностей. М., «Наука», 1970.
7. Ф. Мостеллер. Пятьдесят занимательных вероятностных задач. М., «Наука», 1971.
8. B.C. Пугачев. Введение в теорию вероятностей. М., «Наука», 1968.
9. А. М. Ягломи И.М. Яглом. Вероятность и информация. М., «Наука», 1973.
10. В. Е. Гмурман. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М., «Высшая школа», 1970.
II статистика в экономике
КАК ПОЛУЧАЮТ ДАННЫЕ В ЭКОНОМИКЕ США?
Статистика — это совокупность методов, в основе которых лежат математика и теория вероятностей. Основная цель статистики — облегчить сбор и анализ числовых данных, сделать более четкой их интерпретацию и выводы.
Современная экономика имеет дело с массой числовой информации. Эта информация должна помочь глубже понять проблему и облегчить принятие решений в сложных ситуациях.
Информацию для экономической статистики дают государственные органы. Государственные учреждения, а именно Министерство торговли и сельского хозяйства и Бюро статистики рабочей силы, публикуют, например, данные по национальному доходу, ценам, занятости, объему международной торговли. Эти данные редко представляют собой сведения о коммерческой деятельности отдельных фирм. Обычно они показывают агрегированную динамику производства и цен какого-либо сектора экономики (например, сельского хозяйства) или всей экономики в целом.
Информация собирается и обрабатывается также Федеральной резервной системой. Эти данные, получаемые как на местном, так и на национальном уровне, чаще всего характеризуют денежные и банковские операции, промышленное производство. Сбором и агрегированием необходимой информации занимаются и другие государственные учреждения и отдельные фирмы.
В то время как государственные органы интересует информация за достаточно длинный промежуток времени, для фирм более важен анализ последних данных. Историческому анализу данных особое внимание начало уделяться во время Второй мировой войны. Применение различных статистических методов показало, что они являются существенным фактором снижения затрат. В экономике, основанной на конкуренции, такими методами нельзя пренебрегать. В результате фирмы начинают собирать и анализировать данные самого разнообразного характера, а именно информацию о прошлом развитии, конкурентах, привычках, вкусах и желаниях заказчиков.
Как в органах управления, так и в промышленности информацию получают в основном путем полного охвата или с помощью выборки. Собранные данные используют непосредственно или рассматривают как основу для получения дополнительно обработанной информации, прогноза или интерполяций.
Существует множество примеров изучения генеральной совокупности путем полного охвата или переписи. Каждые 10 лет, например, проводится подсчет всех или почти всех жителей в стране — перепись населения. При переписи населения государственные органы получают такую дополнительную информацию, как возрастной состав населения, доход, обеспеченность жилищем.
Данные о производстве товаров и услуг получают либо методом полного охвата, либо выборочным методом.
В крупных отраслях производства, таких как автомобильная промышленность, гражданское авиастроение, добыча золота, электровозостроение, судостроение, производственные показатели получают простым объединением показателей всех рассматриваемых фирм, т. е. полным охватом.
Однако физически невозможно, например, ежемесячно проводить подсчет безработных. Трудно также или почти невозможно получить точную информацию о потреблении в стоимостном или натуральном выражении одежды, жилья, овощей и продуктов питания. Эту информацию, необходимую для вычисления занятости рабочей силы, безработицы или других компонентов валового национального продукта, получают с помощью метода полного охвата или выборочного метода.
Государственные органы и отдельные фирмы собирают и обрабатывают необходимую им информацию, используя оба метода. Ежемесячные данные о продажах получаются сравнительно легко. Однако на больших предприятиях, производящих товары различного вида, ассортимент готовой продукции и сырых материалов на складах огромен (тысячи наименований). Руководитель, желающий оценить уровень запасов чаще, чем раз в год, может получить необходимую информацию путем выборки. Оценить, насколько хорошо товар идет на рынке, можно также этим методом. Информация о таких количественных характеристиках продукта, как, например, диаметр стальной болванки, обрабатываемой на токарном станке, масса упаковки, вместимость бутыли, химический состав или прочность материала на разрыв, получается либо соответствующим измерением всех единиц продукта, либо на основании измерения выборки, состоящей из малого числа единиц. Точно так же при оценке данных по безработице менеджеры иногда вынуждены использовать выборочную информацию, поскольку из-за ограниченности времени и средств они не могут получить точную информацию методом полного охвата. Опросы потребителей, с помощью которых учитываются мнения настоящих или будущих покупателей о качествах продукта, относятся к этой же категории.
Методы полного охвата (или перепись) и выборки не всегда исключают друг друга. Например, публикуемые государственными органами данные о строительстве базируются на результатах использования метода полного охвата и выборочного метода.
КАК СДЕЛАТЬ ДАННЫЕ БОЛЕЕ ПОЛЕЗНЫМИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ, АНАЛИЗА И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
Статистические методы приобретают особенное значение, если они улучшают собранные данные или существенно облегчают их анализ.
Для того, чтобы нагляднее представить связи определенного вида, например распределение студентов по полу и возрасту, используют специальные таблицы.
Пусть какая-нибудь компания хочет изучить динамику продажи своих товаров за прошедшие 10 лет. Проблем в получении данных нет. Однако прямое сравнение нескольких таких рядов чисел представляет собой трудоемкую работу. Картина становится яснее, если представить данные в виде графика. С его помощью можно определить, какие ряды испытывают сезонные колебания, какие — нет, на какие продажи влияет циклическое движение производства и какие продукты пользуются наибольшим спросом.
Таблицы и графики не всегда адекватно отражают сложные связи между группами данных. Например, сравнение оценок учащихся двух школ требует рассмотрения двух пачек бумаг, заполненных цифрами. Все эти данные сначала надо сделать сопоставимыми. Например, можно вычислить средние значения. Сравнение средних даст более наглядное, чем сравнение отдельных оценок, представление о том, у какой из школ успеваемость выше.
В промышленности постоянно проводят измерения, например, массы, размера и других характеристик. Эти характеристики должны соответствовать определенным нормам. Статистические методы могут применяться и для целей контроля.
Историческое движение показателей часто искусственно реконструируется с помощью экстраполяции и интерполяций. Числовую информацию о будущем получают с помощью различных методов прогноза.
Применяя статистические методы, следует различать два понятия — генеральная совокупность и выборка. Генеральную совокупность образуют все люди, животные, растения или все объекты, анализируемые с некоторой точки зрения. Слово «все» понимается, конечно, не в абсолютном смысле. Оно скорее подчеркивает отличие генеральной совокупности от выборки. Совокупность определяется и описывается статистиками так, чтобы удовлетворить цели исследования. Цели же исследования могут быть различными для одного и того же массива данных, так что одни и те же данные могут рассматриваться иногда как выборка, а иногда как генеральная совокупность.
Приведенные выше определения лучше иллюстрировать примерами.
Чтобы подсчитать, сколько студентов университетских городков имеют собственные автомобили, можно провести опрос всех студентов, выяснить, сколько из них являются владельцами автомобилей, и вычислить их процентное отношение к общему числу. Если нет необходимости в получении точного числа или процента, то можно обойтись без полного охвата.
Например, можно провести опрос только 300 студентов из общего числа 12 000. Если 180 студентов из 300 являются владельцами автомобилей, то, выражая отношение их к общему числу опрошенных в процентах, мы можем сказать, что приблизительно 60 % всех студентов имеют автомобили. Таким образом, выборочный процент используется для оценки процентного отношения в генеральной совокупности.
Пока нам этого достаточно, но необходимо сделать два замечания в связи с приведенным примером. Очевидно, что выборка есть часть целого, но она не всегда хорошо отражает это целое. Если все бедные студенты живут в определенной части городка и исследователь опрашивает 300 студентов именно из этой части, то вместо 180 он может найти лишь 15 владельцев автомобилей. В результате он придет к совершенно неправильному заключению, что лишь 5% всех учащихся имеет собственные автомобили, поскольку его выборка не представляет всех студентов.
Второе замечание состоит в том, что необходимо понимать различие между процентными отношениями, полученными из всей генеральной совокупности и из выборки. Первое представляет собой конечный и неизменяемый результат, второе является лишь приближенной оценкой , первого, так как отражает выборочные вариации.
Если два или три человека будут подсчитывать всех владельцев автомобилей, то они в идеале получат одни и те же результаты. Однако если они будут использовать выборки, то результаты, по всей вероятности, будут различны, даже если выборки берутся из одной и той же совокупности и имеют одинаковый объем — в каждом случае равный, например, 300. Так как состав учащихся, представляющих каждую выборку, не одинаков, то результат не представляется неожиданным.
Таким же образом можно найти средний доход жителей некоторого города, опрашивая все семьи или некоторую выборку из них. Среднюю массу багажа можно получить, усреднив массу всего багажа или определив среднюю некоторой его части. Если мастер или контролер хочет оценить, сколько отходов получается при производстве, то он может подсчитать либо все отходы, либо взять какую-либо выборку. Соответственно в первом случае он получит точный ответ, во втором — приблизительную оценку первого.
В конечном итоге интерес для исследователя представляют не выборочные данные, а генеральная совокупность. Количественные характеристики выборок исследуются в предположении, что они являются аналогами соответствующих характеристик генеральной совокупности. Предполагается, например, что средняя для выборочных данных не слишком отличается от средней для генеральной совокупности, так что в полном перечислении количественных характеристик всей совокупности нет необходимости. Другой пример: желательно, чтобы численные отношения в выборке между теми, кто голосует за X, и теми, кто не отдает за него голоса, не слишком отличались от аналогичного отношения среди всех возможных избирателей.
Цель изложения раздела «математическая статистика» [Кремер] состоит не только в том, чтобы проиллюстрировать и объяснить статистические методы, используемые для анализа генеральных совокупностей, но и в том, чтобы студент понял, как эти совокупности могут быть изучены с помощью выборочных данных. Это значит, что часто нет необходимости в обследовании всей генеральной совокупности для изучения ее характеристик. Исследование можно провести, анализируя лишь выборочные данные, что экономит время и деньги. Необходимо сделать еще несколько замечаний, касающихся применения статистических методов.
1. Результаты статистического анализа могут противоречить действительности. Это происходит обычно тогда, когда исследователь не понимает либо проблемы, либо применяемых статистических методов (или имеют место оба момента).
2. Существует возможность умышленно вводить в заблуждение с помощью статистики. Примеры такого рода читатель может найти в книге Хаффа «Как обманывать с помощью статистики».
3. В последнее время специалисты стараются применять все более тонкие статистические методы. Такой практики следует избегать. Ведь цель анализа — не показать знание сложных статистических методов, а решить задачу. Очень часто именно простейшие методы приводят к желаемому результату.