Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1574

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.33 Mб
Скачать

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении полученных отсчетов при уровне значимости

α= 0,05.

2.11.В табл. 17 даны результаты 228 измерений чувствительности Х телевизора (в микровольтах).

Таблица 17

xk

nk

xk

nk

xk

nk

200

1

450

33

700

13

250

2

500

34

750

8

300

11

550

31

800

3

350

20

600

25

400

28

650

19

 

 

 

 

 

 

Проверить, используя критерий χ2, согласование результатов измерения с законом нормального распределения. Принять уровень значимости α =0,05.

2.12. В табл. 18 приведена сгруппированная выборка значений случайной величины Х объема п = 300.

Таблица 18

Границы

ni

Границы

ni

Границы

ni

интервала

 

интервала

 

интервала

 

50 ÷ 60

1

100 ÷ 110

56

150 ÷ 160

16

60 ÷ 70

2

110 ÷ 120

61

160 ÷ 170

4

70 ÷ 80

9

120 ÷ 130

49

170 ÷ 180

2

80 ÷ 90

23

130 ÷ 140

25

90 ÷ 100

33

140 ÷ 150

19

 

 

 

 

 

 

Проверить, используя критерий χ2 при уровне значимости α = 0,05, согласие опытных данных с законом нормального распределения.

2.13. Измерения скорости света с, произведенные Майкельсоном, Пизом и Пирсоном, дали результаты, приведенные в табл. 19. Для сокращения записи в таблице приведены значения (ci - 299000), км/с.

Таблица 19

Границы

ni

Границы

ni

Границы

ni

Границы

ni

интервала

интервала

интервала

интервала

 

 

 

 

 

 

 

 

735 ÷ 740

3

755 ÷ 760

17

775 ÷ 780

40

795 ÷ 800

5

740 ÷ 745

7

760 ÷ 765

23

780 ÷ 785

17

800 ÷ 805

2

745 ÷ 750

4

765 ÷ 770

29

785 ÷ 790

16

805 ÷ 810

3

750 ÷ 755

8

770 ÷ 775

45

790 ÷ 795

10

810 ÷ 815

4

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверить, используя критерий χ2, согласие опытных данных с законом нормального распределения при уровне значимости α = 0,05.

2.14. В табл. 20 приведены наблюденные на опыте сроки устранения отказов электронной аппаратуры в часах с точностью до 1 минуты.

Проверить, используя критерий χ2, согласие наблюденных данных с законом логарифмически нормального распределения, при котором x=lgy подчиняется закону нормального распределения, приняв за уровень значимости α = 0,05.

Таблица 20

Номер

Границы

Численн

Номер

Границы

Численн

интервала

интервала

ость

интервала

интервала

ость

i

yi ÷ yi+1

разряда

i

yi ÷ yi+1

разряда

 

 

ni

 

 

 

 

ni

1

1/60 ÷ 3/60

2

8

1,8

÷

3,2

10

2

3/60 ÷ 6/60

5

9

3,2

÷

5,6

7

3

6/60 ÷ 10/60

7

10

5,6 ÷ 10

4

4

10/60 ÷ 18/60

11

11

10

÷

18

2

5

18/60 ÷ 35/60

15

12

18

÷

30

1

6

35/60 ÷ ,6

21

13

более 30

0

7

1,04 ÷ 1,8

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.15. Произведен выбор 300 деталей из текущей продукции прецизионного токарного автомата. Проверяемый размер деталей измерен с точностью до 1 мк. В табл. 21 приведены отклонения хi от номинального размера, разбитые на разряды,

численности разрядов ni.

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении размера х детали.

Таблица 21

Границы

 

Границы

 

 

разряда i

интервала

ni

разряда i

интервала

 

ni

 

xi ÷ xi+1

 

 

xi ÷ xi+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

-20 ÷ -10

20

5

20 ÷ 30

 

40

2

-10 ÷

0

47

6

30 ÷ 40

 

16

3

0

÷

10

80

7

40 ÷ 50

 

8

4

10

÷

20

89

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

n ni

300

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

2.16. Взяли 120 деталей, обработанных на одном станке, и рассмотрели у них отклонения характерного размера от заданного. Проверяемый размер деталей измерен с

точностью до 1 мк. В табл. 22 приведены отклонения хi от номинального размера, разбитые на разряды, численности разрядов ni.

Таблица 22

Границы

 

Границы

 

разряда i

интервала

ni

разряда i

интервала

ni

 

xi ÷ xi+1

 

 

xi ÷ xi+1

 

 

 

 

 

 

 

1

-20 ÷ -15

8

5

0 ÷ 5

35

2

-15 ÷ -10

16

6

5 ÷ 10

6

3

-10 ÷ -5

7

7

10 ÷ 15

5

4

-5 ÷ 0

15

8

15 ÷ 20

8

 

 

 

 

 

 

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении размера х детали.

2.17. При изготовлении труднообрабатываемых деталей применяются четыре метода: A, B, C, D. Получены следующие данные о числе забракованных деталей

(табл.23).

Таблица 23

Методы

A

B

C

D

 

 

 

 

 

Общее число изготовленных

8

10

9

13

деталей

 

 

 

 

Число забракованных деталей

5

8

9

10

 

 

 

 

 

 

Проверьте справедливость гипотезы о том, что методы не различаются по норме бракованных деталей, с помощью χ2 - критерия.

2.18. Имеется 50 деталей, обработанных на одном станке. Данные об измерениях характерного размера х приведены в табл. 24.

 

 

 

 

Таблица 24

 

 

 

 

 

 

№ детали

Размер х,

№ детали

Размер х,

№ детали

Размер х,

 

см

 

см

 

см

 

 

 

 

 

 

1

72,140

18

72,203

35

72,231

2

72,152

19

72,207

36

72,244

3

72,163

20

72,212

37

72,247

4

72,173

21

72,173

38

72,250

5

72,169

22

72,216

39

72,240

6

72,178

23

72,231

40

72,264

7

72,212

24

72,236

41

72,231

8

72,216

25

72,212

42

72,236

9

72,189

26

72,240

43

72,271

10

72,192

27

72,252

44

72,240

11

72,198

28

72,255

45

72,264

12

72,199

29

72,236

46

72,274

13

72,203

30

72,260

47

72,278

14

72,195

31

72,264

48

72,293

15

72,220

32

72,293

49

72,302

16

72,223

33

72,278

50

72,330

17

72,226

34

72,286

 

 

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении размера х детали.

2.19. В течение трех смен A, B и C выпускается одинаковая продукция. Получены результаты, приведенные в табл. 25.

Таблица 25

Смена

A

B

C

 

 

 

 

Число принятых изделий

6

6

9

 

 

 

 

Используя критерий χ2 , проверьте гипотезу о том, что между этими сменами нет различия.

2.20. Из партии резисторов взяли 50 образцов и произвели замер их сопротивлений. Данные об их отклонениях от номинального значения сопротивления 1 кОм приведены в табл. 26.

Таблица 26

Отклонен

Отклонен

Отклонен

резистора

ие хi,

резистор

ие хi,

резистора

ие хi,

 

Ом

а

Ом

 

Ом

1

0.5

18

0.5

35

-1,5

2

-14,1

19

-5,5

36

8,5

3

1.0

20

2,0

37

12

4

-3,0

21

4,0

38

13

5

1.5

22

-1,0

39

12

6

2,0

23

5,0

40

-17,0

7

-8,0

24

6,0

41

14

8

2,5

25

-10,5

42

17,0

9

5,0

26

7,0

43

19,0

10

4,5

27

7,5

44

-4,0

11

3,5

28

0,0

45

21

12

-11,5

29

8,5

46

18,0

13

4,0

30

9,5

47

23,5

14

6,5

31

-20,0

48

19,5

15

7,0

32

10,5

49

-9,0

16

-6,5

33

10,0

50

14,5

17

7,5

34

11

 

 

 

 

 

 

Оценить с помощью критерия χ2 гипотезу о нормальном распределении отклонений хi от номинального сопротивления при уровне значимости α = 0,05.

2.21. Производились измерения определенного числа частиц космического излучения с помощью счетчика космического излучения и записывающего устройства. Результаты представлены в табл. 27.

Таблица 27

Число отметок п на бумажной ленте за

0

1

2

3

4

5

6

7

8

интервал постоянной длины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число интервалов, имеющих п отметок

2

33

182

333

318

194

70

17

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С помощью критерия χ2 проверить соответствие нормальному распределению числа частиц космического излучения.

2.22. Имеется 50 пружин, изготовленных в одинаковых условиях. Данные об измерениях жесткости пружин х приведены в табл. 28.

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении жесткости пружин.

Таблица 28

 

Жесткос

 

Жесткост

 

Жесткост

 

 

 

пружины

ть х,

пружины

 

ь х,

пружины

 

ь х,

 

 

 

 

кН/м

 

 

 

кН/м

 

 

 

кН/м

 

 

 

1

32,140

18

32,203

35

32,231

 

 

 

2

32,152

19

32,207

36

32,244

 

 

 

3

32,163

20

32,212

37

32,247

 

 

 

4

32,173

21

32,173

38

32,250

 

 

 

5

32,169

22

32,216

39

32,240

 

 

 

6

32,178

23

32,231

40

32,264

 

 

 

7

32,212

24

32,236

41

32,231

 

 

 

8

32,216

25

32,212

42

32,236

 

 

 

9

32,189

26

32,240

43

32,271

 

 

 

10

32,192

27

32,252

44

32,240

 

 

 

11

32,198

28

32,255

45

32,264

 

 

 

12

32,199

29

32,236

46

32,274

 

 

 

13

32,203

30

32,260

47

32,278

 

 

 

14

32,195

31

32,264

48

32,293

 

 

 

15

32,220

32

32,293

49

32,302

 

 

 

16

32,223

33

32,278

50

32,330

 

 

 

17

32,226

34

32,286

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.23. Получено следующее распределение 100 рабочих цеха по выработке в

отчетном году (в процентах к предыдущему году).

 

 

 

 

Таблица 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выработка в

94-104

 

104-114

 

114-124

 

124-134

 

134-144

 

отчетном году (в %

 

 

 

 

 

к предыдущему)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество рабочих

6

 

20

 

45

 

24

 

5

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На уровне значимости α=0,05 проверить гипотезу о нормальном распределении случайной величины х – выработки рабочих – с помощью критерия χ2 Пирсона.

2.24. Проверяется партия внешне одинаковых электропневмоклапанов для определения тока, при котором происходит их срабатывание. Полученные результаты представлены в табл. 30.

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении тока срабатывания электропневмоклапана.

Таблица 30

Ток срабатывания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электропневмокла

 

292

293

294

 

295

296

 

297

298

 

299

300

 

301

пана, мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

 

3

5

10

 

11

14

 

11

9

 

8

2

 

2

электропневмокла

 

 

 

 

 

панов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.25. Произведен выбор 100 проволок, и проведены испытания их на

прочность. Результаты испытаний приведены в табл. 31

 

 

 

 

Таблица 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разрывное усилие,

 

Количество

 

Разрывное усилие,

 

Количество

 

 

Н/мм2

 

 

проволок ni

 

 

Н/мм2

 

 

проволок ni

 

 

 

38 ÷ 40

 

 

 

0

 

 

 

48 ÷ 50

 

 

26

 

 

 

 

40 ÷ 42

 

 

 

1

 

 

 

50 ÷ 52

 

 

18

 

 

 

 

42 ÷ 44

 

 

 

5

 

 

 

52 ÷ 54

 

 

2

 

 

 

 

44 ÷ 46

 

 

 

16

 

 

 

54 ÷ 56

 

 

3

 

 

 

 

46 ÷ 48

 

 

 

28

 

 

 

56 ÷ 58

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверить с помощью критерия соответствия Пирсона гипотезу о нормальном распределении разрывного усилия проверенных проволок.

§6. Критерий равенства двух средних значений

Критерий χ2 применяется в том случае, когда рассматриваются целые числа. Критерий t Стьюдента позволяет использовать проценты, дробные числа и т. п. Этот критерий применяется для проверки гипотез различного рода, но мы рассмотрим гипотезу, которая находит наиболее широкое применение в инженерной практике: «Средние двух выборок относятся к одной и той же совокупности». Можно привести следующие примеры применения этой гипотезы:

«10 резисторов из коробки А имеют среднее сопротивление, равное 12,4 кОм, а 10 резисторов из коробки В имеют среднее сопротивление 11,9 кОм. В обеих коробках находятся резисторы с одинаковым номинальным сопротивлением». «Измерение расхода горючего на трассе протяженностью 100 км, производимое через каждый километр пути, показало, что автомобиль А потребляет в среднем 0,122 л/км, а автомобиль В – 0,128 л/км. Имеется ли различие в расходе горючего между автомобилями А и В

Когда проверяется различие между двумя средними, в предположении, что неизвестные генеральные дисперсии равны между собой, формула для критерия t имеет вид

tнабл

 

 

x1 x2

 

 

 

.

(2.31)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

1

1

 

 

 

сум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Величина sсум определяется из выражения

sсум2

 

n 1 s2

n

2

1 s2

 

 

1

1

 

 

2

.

(2.32)

 

n1 n2

 

 

 

 

 

 

2

 

Таким образом, для того чтобы при заданном уровне значимости α проверить нулевую гипотезу Н0: a1= a2 о равенстве математических ожиданий (генеральных средних) двух нормальных совокупностей с неизвестными, но одинаковыми дисперсиями при конкурирующей гипотезе Н1: a1a2, надо вычислить наблюдаемое значение критерия по формуле (2.31) и по таблице критических точек распределения Стьюдента (см. прил. 3), по заданному уровню значимости α и числу степеней свободы k = п1 +n2 – 2 найти критическую точку tдвуст. кр(α; k). Величину доверительной вероятности Р=1 – α выбирают в пределах 0,90–0,99.

Если |tнабл| < tдвуст. кр(α; k) – нет оснований отвергнуть нулевую гипотезу. Если |tнабл|> tдвуст. кр(α; k) – нулевую гипотезу отвергают.

Пример 1. Из партии бетона, замешанной 25 мая, взяты восемь проб и подвергнуты испытаниям на сжатие. Получены следующие данные о прочности на сжатие: 305,6; 270,8; 298,0; 218,6; 273,3; 270,8; 229,4 и 265,8 кг/см2. Из партии бетона,

замешанной 4 июня, взято 17 проб, и после испытаний получены следующие результаты: 298,0; 263,4; 288,2; 300,7; 327,9; 303,1; 278,2; 296,0; 316,3; 290,7; 318,0; 270,8; 305,6; 320,5; 293,2; 285,5; 316,3 кг/см2. Насколько известно, состав бетона и методика испытаний не менялись. Определите, относятся ли эти две группы данных к одной и той же совокупности, т. е. на уровне значимости, например, α = 0,05 проверить гипотезу о равенстве их средних.

Решение. В этом случае применим критерий t. Для упрощения расчетов составим расчетную табл. 32.

Для первой выборки х1 2132,3 = 266,7 кг/см2, а для второй х2 5072,4 =

8

17

298,1 кг/см2. Используя таблицу результатов, по формуле (2.31) вычислим сводную дисперсию для обеих выборок.

sсум2 6275,79 5218,52 45,97. 8 17 2

При вычислении s12 и s12 воспользовались тем фактом, что

 

8

xi

 

 

2

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

s12

 

 

8 1 , а s22 xj

 

 

2

17 1 .

 

x1

x2

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

Откуда s

 

 

7,1 кг/см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi, кг/см2

 

 

 

 

 

 

2

xj, кг/см2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi x1

 

 

 

 

 

 

xj x2

305,6

 

 

 

 

1513,21

 

298,0

 

 

 

 

0,16

 

270,8

 

 

 

 

16,81

 

263,4

 

 

 

 

1225,00

298,0

 

 

 

 

979,69

 

288,2

 

 

 

 

104,04

270,8

 

 

 

 

2313,61

 

300,7

 

 

 

 

5,29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

229,4

 

 

43,56

327,9

 

 

870,25

265,8

 

 

16,81

303,1

 

 

20,25

 

229,4

 

 

1391,29

278,2

 

 

408,04

265,8

 

 

0,81

 

296,0

 

 

5,76

 

 

 

 

 

 

316,3

 

 

320,41

 

 

 

 

 

290,7

 

 

52,29

 

 

 

 

 

 

318,0

 

 

384,16

 

 

 

 

 

270,8

 

 

761,76

 

 

 

 

 

305,6

 

 

51,84

 

 

 

 

 

 

320,5

 

 

488,41

 

 

 

 

 

293,2

 

 

27,04

 

 

 

 

 

 

285,5

 

 

166,41

 

 

 

 

 

316,3

 

 

320,41

8

8

xi

 

 

2

 

17

17

xi

 

 

2

 

xi 2132,3

 

 

x1

=6275,79

xj 5072,4

 

 

x1

=5218,52

i 1

i 1

 

 

 

 

 

j 1

j 1

 

 

 

 

 

Это среднее квадратическое отклонение для двух выборок, рассматриваемых совместно. Заметим, что для майского замеса характерен значительно больший разброс данных, чем для июньского. Находим t по формуле (2.32):

tнабл

298,4 266,7

 

 

31,7

10,5.

 

 

 

 

7,1 1 8 117

 

3,03

Число степеней свободы равно (n1 + n2 - 2) = (8+17-2) = 23. Теперь с помощью таблицы прил. 3 находим, что tдвуст. кр(0,05;23) = 2,07. Так как |tнабл| > tдвуст. кр, нулевую гипотезу о равенстве двух средних отвергаем. Другими словами , справедливость гипотезы, согласно которой обе партии бетона и методика исследований одинаковы, весьма сомнительна.

Пример 2. Рассмотрим эксперимент для оценки четырёх различных приборов для измерения скоростей вращения вала двигателя: стробоскопического тахометра, небольшого визуального устройства «Визутак», механического счетчика оборотов и ручного тахометра.

Испытания проводятся следующим образом. Устанавливается определенная скорость вращения вала, и на экране осциллографа получают определенную картину фигур Лиссажу. После этого с четырех различных приборов снимаются данные о скорости вращения в об/мин. Если картина на экране осциллографа медленно перемещается, то генератор сигналов перестраивается и для каждого из четырех приборов проводится вторая серия измерений. При каждой заданной скорости вращения снимается пять отсчетов в произвольном порядке чередования скоростей. Лучший план эксперимента состоит в том, что при определенной скорости вращения снимают показания для всего комплекта приборов, затем берут другую скорость, а потом снова возвращаются к первоначальной скорости.

В результате описанного выше эксперимента получены данные о скорости вращения вала, которые представлены в табл. 33.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерительные

Тахоме

«Визутак

Стробоскопиче

Счетчик,

Осциллог

приборы

тр,

»,

ский тахометр,

об/мин

раф,

 

 

об/мин

об/мин

об/мин

 

об/мин

1

 

2

3

4

 

5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1080

1094

1070

 

1094

1092

Скорость вращения

1073

1080

1069

 

1088

1089

1079

1078

1070

 

1083

1092

вала двигателя

 

1079

1075

1070

 

1088

1086

 

 

 

 

 

1078

1075

1070

 

1082

1086

 

 

 

 

 

 

 

Среднее значение

1078

1080

1070

 

1087

1089

 

 

 

 

 

 

 

 

Отклонение

среднего

11

9

19

 

2

от истинного значения

 

 

 

 

 

 

 

Размах

 

7

19

1

 

14

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание таблицы 33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

4

 

5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

909

910

905

 

916

902

Скорость вращения

909

900

902

 

910

914

909

908

901

 

914

914

вала двигателя

 

910

898

902

 

916

916

 

 

 

 

 

909

902

901

 

908

916

 

 

 

 

 

 

 

Среднее значение

909

904

902

 

913

912

 

 

 

 

 

 

 

 

Отклонение

среднего

3

8

10

 

-1

от истинного значения

 

 

 

 

 

 

Размах

 

1

12

4

 

8

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

848

810

840

 

856

855

Скорость вращения

847

820

840

 

848

855

848

820

840

 

849

855

вала двигателя

 

852

820

840

 

844

855

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]