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

1680

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.55 Mб
Скачать

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Высшая математика»

 

 

И

И.В.Бабичева,Т.Е.Болдовская

 

 

Д

 

А

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА:

 

б

 

РАБОЧ ЯТЕТРАДЬ

и

 

С

Практикум

 

 

Омск  2016

УДК 519.2

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации,

причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция

ББК 22.172

маркировке неподлежит.

 

 

Б12

Рецензенты:

 

 

д-р пед. наук, проф. В.А. Далингер (ФГБОУ ВПО ОмГПУ);

 

д-р физ.-мат. наук, проф. Ю.Ф. Стругов (ФГБОУ ВПО ОмГУ им. Ф.М. Достоевского)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве практикума.

Бабичева, И.В.

СибАДИ

 

Б12 Математическая статистика : рабочая тетрадь [Электронный ресурс] : практикум / .В. Бабичева, Т.Е. Болдовская. – Электрон. дан.

Омск : СибАДИ, 2016. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

ISBN 978-5-93204-865-8

Является дополнением к учебному пособию «Математическая статистика: контролирующие материалы» авторов И.В. Бабичевой, Т.Е. Болдовской. Тетрадь предназначена для организации решения заданий к разделу «Математическая статистика» студентами на учебных занятиях и для самостоятельной работы после ознакомления с новым учебным материалом на лекции. В тетрадь включены базовые задания, обеспечивающие репродуктивную деятельность в форме внешней речи. Наличие текстовых заготовок облегчает студенту выполнение действий в развернутой письменной форме, а преподавателю позволяет осуществлять оперативный контроль и коррекцию деятельности студентов. Материал тетради по математической статистике представлен четырьмя темами: «Выборки и их характеристики», «Элементы теории оценок», «Проверка статистических гипотез», «Элементы корреляционно-регрессионного анализа».

Имеет интерактивное оглавление в виде закладок, что о еспечивает удобную навигацию по главам. Созданы интерактивные переходы от ссылок в тексте к приложениям, в заданиях к ответам.

Адресован обучающимся и преподавателям математ ки технических вузов.

Текстовое (с мвольное) издание (1,5 МБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;

1 ГБ свободного места на жестком д ске ; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader

Редактор И.Г. Кузнецова Техническая подготовка Т.И. Кукина

Издание первое. Дата подписания к использованию 26.02.2016

Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2016

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий практикум является дополнением к учебному пособию «Математическая статистика: контролирующие материалы» и составлен на основе лекций по теории вероятностей и математической статистике. Все задания, приведенные в рабочей тетради, определяют базовые понятия математической статистики, предусмотренные федеральными государственными образовательными стандартами.

При использовании пособия в самостоятельной работе обучающимся сначала рекомендуется изучить теоретический материал по разделу «Математическая статистика», а также использовать приведенный справочный материал в учебном пособии «МатематическаяСибАДИстатистика: контролирующие материалы», а затем проверить уровень понимания данного материала с помощью выполнения заданий рабочей тетради.

Рабочая тетрадь содержит текстовые заготовки, в которые необходимо вписать ответ согласно тексту задания. Для контроля правильности выполнения заданий каждая заготовка содержит номер ответа. В конце каждой главы представлены ответы на задания рабочей тетради. В практикуме также приведены статистические таблицы, необходимые при решении некоторых задач.

3

Глава 1. ВЫБОРКИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Задания

1. Совокупность случайно отобранных объектов или результатов наблюдений, производимых в одинаковых условиях над одним объектом, называется_______________________(1).

2. Совокупность объектов или результатов наблюдений, из которых производится выборка, называется

______________________________________________________(2).

3. Число объектов (наблюдений) в совокупности, генеральной или выборочной, называется её _________________ (3) и обозначается N или ____ (4) соответственно.

4. Выборка будет представительной (________________________) (5),

если:

– каждый объект выборки отобран случайно из генеральной совокупности;

– все объекты имеют _____________________ (6) вероятность попасть

ДИ

в выборку.

 

 

 

5.

 

 

 

б

 

Наблюдаемые значения xi

называются ___________________ (7).

 

 

 

А

 

6.

Последовательность вар ант, записанных по

неубыванию,

называется _______________________________ (8) рядом.

 

 

 

 

 

7.

Относительная

частота

(__________________)

(9) i равна

отношению

и

 

_____________ к

__________________________________(10), т.е.

i

 

ni

, где ni Счисло ____________ (11) варианты _______(12).

 

 

 

n

 

 

 

8.Дискретным статистическим распределением выборки называется перечень _____________ (13) и соответствующих им

________________(14) или частостей.

9.Дана выборка: 3, 5, 7, 2, 5, 7,8, 9, 5, 4, 3, 6, 7, 4, 6, 3, 5, 6, 7, 7, 8, 5, 9, 4, 7, 5, 3, 2, 6, 7, 9. Тогда

1) Вариационный ряд имеет вид

____________________________________________________________

______________________________________________________(15).

4

2) Статистическое распределение выборки:

xi

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

(16)

3) Относительная частота варианты 7 равна ___ (17).

10. Размах выборки – разность между ____________________(18) и

______________(19) значениями признака, т.е.

R = __________(20).

11. Пусть исследуемый непрерывный признак X – длительность

случайно отобранных фильмов в минутах: 95, 120, 115, 124, 95, 93,

110, 122, 123, 105, 97, 118, 115, 123, 93.

И

 

Вариационный ряд имеет вид

Д

 

____________________________________________________________

_______________________________________________________ (21).

 

 

 

 

 

А

 

 

Объем выборки n ____ (22). Размах выборки R _________ (23).

 

 

 

 

б

 

 

Число интервалов m ______ (24). Длина частичного интервала

_____(25). Начало первого интервала x0

_____ (26).

 

 

 

и

 

 

 

 

 

Интервальный ряд частот:

 

 

 

 

 

 

 

(xi, xi+1]

[90, 96)

 

[96, 102)

 

[102, 108)

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi, xi+1]

[108,114)

 

[114,120)

 

[120, 126)

(27)

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

Интервальный ряд частостей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi, xi+1]

[90, 96)

 

[96, 102)

 

[102, 108)

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xi, xi+1]

[108,114)

 

[114,120)

 

[120, 126)

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

(28)

12. Ломаную, отрезки которой соединяют точки (xi, ni), называют

______________________ (29) частот.

5

13. Ступенчатую фигуру, состоящую из прямоугольников, у которых основания – частичные интервалы (xi, xi+1] длины i =

_______________ (30), а высоты равны отношению hi ni , называют

i

_____________________________________________ (31).

14. У гистограммы частостей высоты прямоугольников равны отношению hi i (32).

15. Площадь гистограммы частот равна ___________________ (33), площадь гистограммы частостей равна ___________________(34).

16. Эмпирической

(____________________(35))

функцией

распределения называется функция

И

 

F (x), определяющая для

каждого значения х ______________(36) события __________(37), т.е.

 

 

 

 

 

 

Д

 

nx

 

 

nx

 

F (x) ________________

(38)

или

F (x)

 

, где

– число

наблюдений, больших(меньших) (39) х.

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17. Статистическое распределение выборки имеет вид

 

 

 

xi

 

 

3

 

 

5

 

 

7

 

 

 

 

 

и

23А41

 

36

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приx 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,23при3 x 5;

 

 

 

 

 

(40)

 

 

 

Тогда F *(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,23 0,41 ____ при5 x 7;

 

 

 

 

 

 

 

0,64 ____ ___

при

x 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. Свойства эмпирической функции:

1)по теореме Бернулли F (x) является оценкой функции

______________________________ (41);

2)наибольшее значение F (x) равно ____(42), наименьшее ___ (43);

3)F (x) – не(возрастающая, убывающая) (44) функция.

19. Выборочная средняя xB – среднее _____________________(45)

всех значений выборки.

6

Для сгруппированной выборки x B _____________ (46).

20. Выборочная дисперсия DB – среднее арифметическое

________________(47) отклонений значений выборки от

___________________________________(48).

Для сгруппированной выборки DB= __________________ (49).

21. Выборочное среднее квадратическое отклонение определяется формулой В ______ (50) и имеет размерность _____(51).

22. Исправленная выборочная дисперсия S2 __________ (52).

23. Исправленное выборочное

среднее

квадратическое отклонение

(______________________ (53)) S = __________ (54).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

24. По результатам контрольной работы составлен дискретный

статистический ряд:

 

 

 

 

 

 

 

xi

2

3

 

4

5

 

 

ni

3

8

 

10

4

 

 

 

 

А

 

 

 

 

Тогда объем выборки n = _____ (55); x

B

_______________ (56);

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

(57);

DB= __________________________________________________Д

 

В

 

_______ (58);

S2

___________________ (59); S = ______ (60).

25. Модой

M*

M*

и

 

 

 

вар ац онного ряда называется вариант, имеющий

0

_________________ (61) частоту.

 

 

 

 

 

 

 

 

26. Медианой

е

вариационного

ряда

называется значение

признака, приходящееся на ________________ (62) ряда.

 

С

 

 

 

27. Дан вариационный

 

ряд для

непрерывно распределенного

признака: 5, 5, 7, 7, 7, 9, 10, 10, 10, 10.

 

 

 

Тогда медиана

Mе* ____

(63). Наибольшую частоту, равную ____

(64), имеет вариант ______ (65), т.е. мода M0* ____ (66).

 

28. Начальный эмпирический момент находится по формуле

_______________________ (67). Центральный эмпирический момент находится по формуле ___________________________ (68).

7

29.

Выборочное

среднее

_______________(69)

эмпирический

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

k

 

 

 

 

 

момент _________ (70) порядка, т.к.

x

 

 

x n =_______ (71).

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

ni 1 i

i

 

 

30.

Выборочная

дисперсия

________________(72)

эмпирический

 

 

 

 

 

 

 

1

 

k

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент ______ (73) порядка, т.к. DB

xi

xB

 

ni =_____ (74).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

 

 

31. Выборочный

коэффициент

 

асимметрии

 

характеризует

_____________________ (75) полигона распределения и находится по формуле А ____________________ (76).

32. Выборочный

коэффициент

 

эксцесса

характеризует

_________________

(77)

полигона распределения

и находится по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

формуле Е ______________________ (78).

 

 

 

33. Дан вариационный ряд 5, 6, 6, 7, 8, 8, 9.

 

 

 

 

 

Статистический ряд имеет вид

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

5

6

 

7

 

8

 

 

9

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

(79)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

(80)

Полигон распределен я:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

B Me _____ (81); M0

принимает значения ___ и ___ (82);

DB= ____________________________________________ (83); S2 ____________ (84); S _______________ (85).

Ряд распределения симметричен относительно варианты ______ (86), следовательно, А _____ (87).

 

4

(5 7)4

(6 7)4 0

(8 7)4 (9 7)4

_______ (88).

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

3 ____(89), следовательно, полигон имеет более

 

1,44

 

_______________ (90) вершину по сравнению с нормальной кривой.

8

Ответы: 1. Выборкой. 2. Генеральной совокупностью. 3. Объемом. 4. n. 5. Репрезентативной. 6. Одинаковую. 7. Вариантами. 8. Вариационным. 9. Частость. 10. Частоты к объему выборки. 11. Наблюдений. 12. xi . 13. Вариант. 14. Частот. 15. 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4,

4,

5,

5,

5,

5,

5,

5,

6,

6,

6,

6,

7,

7,

7,

7,

7,

7,

7,

8,

8,

9,

9,

9.

16.

2,

4, 3,

6, 4, 7, 2, 3. 17. 0,2. 18. Наибольшим. 19. Наименьшим.

20.

хmax xmin . 21. 93, 93, 95, 95, 97, 105, 108, 110, 115, 115, 120, 122,

123, 123, 124. 22. 15. 23. 31. 24. 4,9≈5. 25. 6. 26. 90. 27. 4, 1, 1, 2, 2, 5.

28.

 

0,27; 0,07; 0,07; 0,13; 0,13; 0,33. 29. Полигоном. 30. xi+1 xi.

31.

 

Гистограммой частот. 32.

 

ni

 

 

 

 

i

.

33 Объему выборки. 34. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

n

 

 

 

 

i

 

 

Х x .

 

X x .

35.

 

Статистической. 36. Частость. 37.

 

38.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

приx 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39.

Меньших. 40.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41. Распределения F(x).

 

 

 

 

 

0,23 при3 x 5;

 

 

 

 

 

 

F *(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,64 при5 x 7;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

при

 

 

x 7.

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

k

 

42.

 

1. 43. 0. 44. Неубывающая. 45.

 

 

 

 

рифметическое.

46.

 

xini .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

1

 

 

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

B 2 ni .

47.

 

Квадратов. 48.

 

Вы орочной

 

 

 

средней.

49.

 

 

 

xi

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

А

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DB .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50.

 

 

 

 

. 51. Х. 52.

 

 

53. Стандарт.

54.

S2

.

55. 25. 56. 3,6.

 

 

DB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8. 58. 0,89. 59. 0,83. 60. 0,92. 61. Наибольшую. 62. Середину.

63.

 

 

 

 

 

 

и

67.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

k

i . 68.

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

i.

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. 64. 4. 65. 10.

66.

10.

 

 

 

xi

 

k

xi xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69.

 

 

 

 

. 72. Центральный. 73. Второго.

 

Начальный. 70. Первого. 71. 1

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74.

 

 

 

. 75. Симметричность. 76.

A

 

3

.

77. Крутость. 78.

E

 

4

3.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79.

1, 2, 1, 2, 1. 80.

0

5

6

7

 

 

 

 

 

8

9

x

 

81. 7 82.

6 и 8. 83. 1,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

84. 1,98. 85. 1,4. 86. 7. 87. 0. 88. 5,14. 89. –1,66. 90. Пологую.

9

Глава 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОЦЕНОК

Задания

1. Статистическая оценка, определяемая одним числом, называется

__________________________________(91) оценкой.

2. Выборочное среднее является _____________________ и

________________________ (92) оценкой математического ожидания.

3. Смещенной и состоятельной оценкой дисперсии служит

___________________________________________ (93).

4. Несмещенной и состоятельной оценкой генеральной дисперсии служит________________________________________________(94).

5. Несмещенной и состоятельной оценкой разброса ошибок прибора является _______________________ (95).

6. В итоге четырех измерений диаметра подшипника одним прибором (без систематических ошибок) получены следующие результаты (в мм) 21, 23, 25, 27. Тогда несмещенной и состоятельной оценкой

 

 

 

 

СибАДИ

 

 

 

 

 

l , м

(20;30]

(30;40]

(40;50]

(50;60]

(60;70]

(70;80]

(80;90]

 

(90;100]

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

21

 

72

 

66

 

38

 

51

 

56

64

 

32

 

 

i

 

0,052

0,180

0,165

0,095

0,128

0,140

0,160

 

0,08

 

 

Выравнивание статистического ряда проведем с помощью закона

равномерной

плотности,

который

 

выражается

формулой

 

 

1

,

x _____;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x) b-a

x a;b .

(101)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

___,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размера

диаметра

подшипника

является

средняя

____________________________(96),

которая

равна

x

В (21+

 

 

)/4=________ (97).

 

Найдем несмещенную и состоятельную оценку ошибок

измерений (стандарта):

 

 

 

DB [(21-24)2+

 

]/4=_______ (98);

S2

n

 

D =

(99). Тогда стандарт S =_______ (100).

__ 1

 

 

В

 

 

 

7. С целью исследования закона распределения ошибки измерения

дальности с помощью радиодальномера произведено 400 измерений дальности. Результаты опытов представлены в таблице.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]