Теория вероятностей и элементы математической статистики
.pdf
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Дискретная случайная |
величина |
X |
может |
принимать значения x1 0; |
||||||
x2 1; |
x3 2; |
x4 3; x5 4. Так как |
n 4; p 0,2 ; q 0,8, то по формуле |
|||||||
Бернулли находим: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
P (k) Ck |
pk qn k ; |
|
|
|
|
|
|
|||
n |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
P (0) q4 |
0,84 |
0,41; |
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (1) C1 p1 q3 4 0,2 0,83 0,41; |
|
|
|
|||||||
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (2) C2 |
p2 q2 4 3 0,22 0,82 |
6 0,04 0,64 0,15; |
||||||||
4 |
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P (3) C3 |
p3 q1 4 3 2 0,23 0,8 0,03; |
|
|
|
||||||
4 |
4 |
|
3 2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P (4) 0,2 4 0,002. |
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
p |
0,41 |
0,41 |
|
0,15 |
0,03 |
0,002 |
|
|
p 0,41 0,41 0,15 0,03 0,001 1.
Математическое ожидание равно
M(X ) n p 4 0,2 0,8;
D(X ) n p q 4 0,2 0,8 0,64.
111
6. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2 ПО ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ»
Задание 1. Из генеральной совокупности извлечена выборка, представленная в виде статистического ряда. Требуется:
1)вычислить выборочное среднее ̅, выборочную дисперсию , исправленную выборочную дисперсию 2и среднее квадратичное отклонение ;
2)найти размах варьирования; моду и медиану;
3)построить полигон частот эмпирическую функцию распределения;
4)проверить, согласуются ли выборочные данные с гипотезой о нормальном распределении случайной величины Χ графически (с помощью гистограммы частот) и с помощью критерия согласия Пирсона при уровне значимости = 0,05 ( = 0,01), представив данную выборку в виде интервального ряда. Количество интервалов рассчитать по формуле Стерджеса
= 1 + 3,322 lg ;
5) найти с доверительной вероятностью = 0,95 ( = 0,99) доверительный интервал для математического ожидания, а также доверительный интервал для ( ).
Варианты заданий
1 |
xi |
3 |
6 |
9 |
11 |
16 |
20 |
21 |
23 |
25 |
|
ni |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
7 |
6 |
5 |
4 |
||
|
|||||||||||
2 |
xi |
0 |
6 |
9 |
12 |
15 |
20 |
22 |
26 |
28 |
|
ni |
9 |
8 |
7 |
11 |
10 |
6 |
4 |
3 |
2 |
||
|
|||||||||||
3 |
xi |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
ni |
2 |
3 |
5 |
7 |
6 |
10 |
6 |
4 |
2 |
|
4 |
xi |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ni |
2 |
4 |
6 |
8 |
12 |
7 |
5 |
4 |
4 |
||
|
|||||||||||
5 |
xi |
5 |
8 |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
17 |
20 |
|
ni |
3 |
5 |
10 |
12 |
15 |
12 |
4 |
3 |
1 |
||
|
|||||||||||
6 |
xi |
4 |
5 |
6 |
7 |
9 |
10 |
12 |
13 |
15 |
|
ni |
2 |
3 |
4 |
10 |
13 |
12 |
6 |
3 |
2 |
||
|
|||||||||||
7 |
xi |
3 |
3,5 |
3,7 |
4,0 |
4,1 |
4,5 |
4,8 |
5,1 |
5,3 |
|
ni |
3 |
5 |
6 |
8 |
9 |
10 |
7 |
4 |
3 |
||
|
|||||||||||
8 |
xi |
5 |
5,1 |
5,4 |
5,5 |
5,8 |
6,1 |
6,4 |
6,9 |
7 |
|
ni |
4 |
7 |
8 |
10 |
8 |
7 |
3 |
2 |
1 |
||
|
|||||||||||
9 |
xi |
0 |
2 |
5 |
7 |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
|
ni |
2 |
3 |
4 |
10 |
11 |
10 |
8 |
4 |
3 |
||
|
112
10 |
xi |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
|
ni |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
9 |
7 |
4 |
2 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
xi |
2,5 |
2,7 |
2,8 |
3 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
|
ni |
1 |
4 |
7 |
8 |
10 |
9 |
5 |
4 |
2 |
||
|
|||||||||||
12 |
xi |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,5 |
3 |
|
ni |
2 |
3 |
5 |
7 |
10 |
11 |
6 |
7 |
4 |
||
|
|||||||||||
13 |
xi |
-5 |
-3 |
-1 |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
|
ni |
4 |
6 |
8 |
10 |
8 |
7 |
3 |
7 |
2 |
||
|
|||||||||||
14 |
xi |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,9 |
3 |
3,2 |
3,5 |
3,4 |
3,7 |
|
ni |
4 |
5 |
8 |
9 |
10 |
6 |
5 |
2 |
1 |
||
|
|||||||||||
15 |
xi |
4 |
8 |
9 |
11 |
13 |
14 |
15 |
18 |
20 |
|
ni |
1 |
2 |
5 |
7 |
9 |
10 |
8 |
3 |
5 |
||
|
|||||||||||
16 |
xi |
1 |
3 |
5 |
4 |
6 |
7 |
8 |
10 |
13 |
|
ni |
5 |
7 |
10 |
12 |
8 |
5 |
7 |
4 |
2 |
||
17 |
xi |
3,5 |
3,7 |
4 |
4,2 |
4,4 |
4,5 |
5 |
5,1 |
5,2 |
|
ni |
2 |
4 |
7 |
6 |
12 |
9 |
7 |
2 |
1 |
||
18 |
xi |
-2 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
ni |
3 |
5 |
6 |
8 |
10 |
9 |
7 |
4 |
3 |
||
19 |
xi |
4,1 |
4,4 |
4,7 |
4,8 |
5 |
5,2 |
5,5 |
5,7 |
5,8 |
|
ni |
3 |
5 |
7 |
9 |
10 |
9 |
8 |
7 |
2 |
||
20 |
xi |
6 |
8 |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
|
ni |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
11 |
8 |
4 |
2 |
||
|
|||||||||||
21 |
xi |
-6 |
-4 |
-2 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
ni |
2 |
4 |
5 |
7 |
12 |
10 |
9 |
6 |
5 |
||
|
|||||||||||
22 |
xi |
2,3 |
2,5 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
3,2 |
3,5 |
4 |
|
ni |
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
8 |
11 |
10 |
3 |
||
|
|||||||||||
23 |
xi |
2,1 |
2,4 |
2,5 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,7 |
3,8 |
4 |
|
ni |
2 |
4 |
5 |
10 |
8 |
6 |
5 |
4 |
1 |
||
|
|||||||||||
24 |
xi |
1 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
|
ni |
4 |
6 |
7 |
10 |
11 |
8 |
6 |
5 |
3 |
||
|
|||||||||||
25 |
xi |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
20 |
22 |
24 |
30 |
|
ni |
2 |
4 |
5 |
7 |
8 |
10 |
12 |
5 |
2 |
||
|
|||||||||||
26 |
xi |
0 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
|
ni |
2 |
3 |
5 |
7 |
10 |
5 |
3 |
2 |
2 |
||
|
113
27 |
xi |
1 |
1,2 |
1,8 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
3,2 |
3,5 |
4 |
|
ni |
6 |
8 |
13 |
15 |
20 |
16 |
10 |
7 |
5 |
||
|
28 |
xi |
2 |
2,1 |
|
2,4 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
3 |
3,2 |
3,4 |
|
ni |
5 |
7 |
|
14 |
15 |
21 |
16 |
9 |
7 |
6 |
|
|
|
|
|
||||||||||
29 |
xi |
4 |
6 |
|
8 |
9 |
11 |
13 |
15 |
16 |
18 |
|
ni |
5 |
9 |
|
14 |
16 |
18 |
16 |
9 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
||||||||||
30 |
xi |
0,3 |
0,5 |
|
0,7 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
|
ni |
5 |
6 |
|
14 |
15 |
22 |
15 |
9 |
8 |
6 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Задание 2. |
По заданной таблице зависимости признаков X и Y, соответ- |
||||||||||
ствующей номеру варианта: |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1)Вычислить выборочный коэффициент корреляции; проверить его на |
|||||||||||
значимость, приняв = 0,05.
2)Методом наименьших квадратов выровнять зависимость Y от X по пря-
мой = + .
3)Вычислить остаточную дисперсию, сделать вывод.
4)Построить корреляционное поле и линию регрессии на корреляционном поле.
Варианты заданий
|
Вариант 1 |
|
|
|
|
Вариант 2 |
|
|
||||
Х |
0 |
0,4 |
1 |
1,5 |
2,1 |
Х |
9.5 |
5.8 |
4.0 |
|
1.3 |
3.4 |
Y |
6,7 |
7,1 |
7,6 |
8,1 |
8,5 |
Y |
1.5 |
0.1 |
-1.3 |
|
-2.1 |
-1.6 |
|
Вариант 3 |
|
|
|
|
Вариант 4 |
|
|
||||
Х |
2 |
4 |
6 |
8 |
9 |
Х |
-2 |
-1 |
0 |
|
1 |
2 |
Y |
-0,8 |
-1,5 |
-2 |
-3 |
-3,7 |
Y |
2,3 |
2,8 |
3,6 |
|
4 |
4,7 |
|
Вариант 5 |
|
|
|
|
Вариант 6 |
|
|
||||
Х |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
Х |
6.1 |
0.8 |
0.3 |
|
1.2 |
0.4 |
Y |
0,3 |
0,8 |
1,3 |
1,9 |
2,5 |
Y |
0 |
-2.0 |
-3.3 |
-1.8 |
-2.9 |
|
|
Вариант 7 |
|
|
|
|
Вариант 8 |
|
|
||||
Х |
5.6 |
4.8 |
9.6 |
5.0 |
5.3 |
Х |
3.7 |
1.5 |
9.3 |
|
0.4 |
6.5 |
Y |
-0.4 |
-1.6 |
1.3 |
-0.2 |
-0.1 |
Y |
-1.7 |
-2.0 |
2.2 |
|
-3.2 |
0.9 |
|
Вариант 9 |
|
|
|
|
Вариант 10 |
|
|
||||
Х |
2 |
4 |
5 |
6 |
8 |
Х |
-2 |
0 |
1 |
|
2 |
4 |
Y |
-1 |
5 |
8,5 |
12 |
18 |
Y |
0,5 |
1 |
1,5 |
|
2 |
3 |
|
Вариант 11. |
|
|
|
|
Вариант 12. |
|
|
||||
114
Х |
4.2 |
7.4 |
10 |
6.6 |
1.6 |
Х |
0.5 |
7.7 |
5.4 |
|
3.7 |
3.6 |
Y |
-1.0 |
1.4 |
1.3 |
1.5 |
-2.8 |
Y |
-3.2 |
1.2 |
0.2 |
|
-0.6 |
-1.1 |
|
Вариант 13 |
|
|
|
|
Вариант 14 |
|
|
||||
Х |
8.6 |
4.3 |
5.2 |
9.2 |
4.8 |
Х |
4.7 |
3.3 |
0.7 |
|
2.9 |
6.7 |
Y |
1.2 |
-0.4 |
-0.6 |
1.1 |
-0.9 |
Y |
-0.6 |
-1.8 |
-2.5 |
|
-1.6 |
0.6 |
|
Вариант 15 |
|
|
|
|
Вариант 16 |
|
|
||||
Х |
3.0 |
1.2 |
0.3 |
1.7 |
8.0 |
Х |
9.1 |
0.2 |
5.9 |
|
5.4 |
9.9 |
Y |
-1.2 |
-1.8 |
-2.9 |
-1.9 |
0.1 |
Y |
2.0 |
-2.8 |
0.1 |
|
0.0 |
1.6 |
|
Вариант 17 |
|
|
|
|
Вариант 18 |
|
|
||||
Х |
7.2 |
6.9 |
5.6 |
0.9 |
1.1 |
Х |
3.5 |
7.1 |
1.0 |
|
7.9 |
3.1 |
Y |
0.2 |
-0.2 |
0.6 |
-2.1 |
-2.4 |
Y |
-1.2 |
0.4 |
-2.2 |
|
1.2 |
-1.1 |
|
Вариант 19 |
|
|
|
|
Вариант 20 |
|
|
||||
Х |
1.6 |
3.8 |
0.7 |
3.4 |
4.3 |
Х |
7.7 |
2.8 |
6.3 |
|
7.1 |
6.2 |
Y |
-2.2 |
-1.6 |
-2.5 |
-0.9 |
-0.2 |
Y |
1.4 |
-2.1 |
0.1 |
|
0.5 |
-0.3 |
|
Вариант 21 |
|
|
|
|
Вариант 22 |
|
|
||||
Х |
0 |
1 |
2 |
4 |
6 |
Х |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
Y |
6 |
7,2 |
9,4 |
11 |
15,2 |
Y |
3,2 |
4,2 |
2,7 |
|
0,7 |
1,2 |
|
Вариант 23 |
|
|
|
|
Вариант 24 |
|
|
||||
Х |
0 |
1 |
3 |
6 |
8 |
Х |
4,1 |
5 |
8,1 |
|
10,4 |
12 |
Y |
3,2 |
4,3 |
5,4 |
8,3 |
9 |
Y |
4 |
8 |
10 |
|
14 |
16 |
|
Вариант 25 |
|
|
|
|
Вариант 26 |
|
|
||||
Х |
1,4 |
1,5 |
1,8 |
2 |
2,4 |
Х |
0 |
0,4 |
1 |
|
1,5 |
2,1 |
Y |
2 |
1,9 |
2,3 |
2,6 |
3 |
Y |
6,7 |
7,1 |
7,6 |
|
8,1 |
8,6 |
|
Вариант 27 |
|
|
|
|
Вариант 28 |
|
|
||||
Х |
0,3 |
0,9 |
1,5 |
2 |
2,2 |
Х |
1 |
4 |
9 |
|
16 |
25 |
Y |
0,2 |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,8 |
Y |
0,1 |
3 |
8,1 |
|
14,9 |
23,9 |
|
Вариант 29 |
|
|
|
|
Вариант 30 |
|
|
||||
Х |
-2 |
0 |
1 |
2 |
3 |
Х |
-3 |
-2 |
-1 |
|
0 |
1 |
Y |
4,7 |
1 |
-1,2 |
-3,1 |
-5 |
Y |
-1,2 |
-0,8 |
-0,4 |
|
0 |
0,1 |
6.1Решение типового варианта контрольной работы №2 по теме «Элементы математической статистики»
Задание 1.
Из генеральной совокупности извлечена выборка, представленная в виде статистического ряда:
xi |
4 |
6 |
7 |
8 |
10 |
11 |
12 |
ni |
3 |
7 |
10 |
11 |
9 |
6 |
4 |
Требуется:
115
1)вычислить выборочное среднее ̅, выборочную дисперсию , исправленную выборочную дисперсию 2 и среднее квадратичное отклонение ;
2)найти размах варьирования; моду и медиану;
3)построить полигон частот и эмпирическую функцию распределения; 4)проверить, согласуются ли выборочные данные с гипотезой о
нормальном распределении случайной величины Χ графически и с помощью критерия согласия Пирсона при уровне значимости = 0,05, представив данную выборку в виде интервального ряда. Количество интервалов
рассчитать по формуле Стерджеса |
= 1 + 3,322 lg ; |
|
||
5)найти |
с |
доверительной |
вероятностью |
= 0,95 ( = 0,99) |
доверительный интервал для математического ожидания, а также доверительный интервал для ( ).
Решение.
|
1) Объем выборки равен = ∑ = 3 + 7 + 10 + 11 + 9 + 6 + 4 = 50. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выборочное среднее определим по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
̅= |
1 |
∑ |
= |
1 |
|
(4 ∙ 3 + 6 ∙ 7 + 7 ∙ 10 + 8 ∙ 11 + 10 ∙ 9 + 11 ∙ 6 + 12 ∙ 4) |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
= |
416 |
|
= 8,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Для нахождения выборочной дисперсии составим следующую |
|||||||||||||||||||||||||||||
вспомогательную таблицу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
xi |
|
|
4 |
|
6 |
7 |
|
8 |
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
∑ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ni |
|
|
3 |
|
7 |
1 |
|
1 |
|
9 |
6 |
|
|
4 |
|
5 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
( − ̅)2 |
|
|
5 |
|
3 |
1 |
|
1 |
|
2 |
4 |
|
|
5 |
|
2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
∙ |
|
5,987 |
|
|
7,677 |
7,424 |
|
,1264 |
|
5,402 |
3,094 |
|
4,17 |
|
34,88 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Тогда |
|
= |
1 |
|
∑( − ̅)2 ∙ = |
1 |
∙ 234,88 = 4,697; 2 |
= |
|
|
|
|
= |
50 |
|
∙ |
|||||||||||||
|
|
|
−1 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
||||||||
4,6976 ≈ 4,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Исправленное среднее квадратичное отклонение будет = √4,8 ≈ 2,19.
2) Размах варьирования находится по формуле = max − min = 12 − 4 = 8. Так как мода – это варианта, которой соответствует наибольшая частота, то = 8. Не сгруппированные данные образуют дискретный вариационный
ряд, |
содержащий чётное число вариант |
( = 50 = 2 ∙ 25), поэтому |
= |
|||
25+ 26 |
|
8+8 |
|
|
|
|
= |
= 8. |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
2 |
2 |
|
|
|
||
3) Согласно определению эмпирической функции распределения её значение при любом равно ( ) = , где – количество элементов выборки, меньших, чем .
116
|
Например, при = 3 имеем |
= 0, ( ) = 0; при = 5 |
|
= 3 ( ) = |
|||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
||
= 0,06; при = 6,2 |
= 3 + 7 = 10, ( ) = |
= 0,2; при = 7,9 = |
|||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
||||||
3 + 7 + 10 = 20, ( ) = |
= 0,4; при = 9 ( ) = |
|
= 0,6; при = 10,6 |
||||||||||||||||
50 |
|
||||||||||||||||||
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
46 |
50 |
|
|
|
||||||
( ) = |
|
= 0,8; при = 11,2 |
( ) |
= |
= 0,92. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
50 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
≤ 4 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,06 4 < ≤ 6 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 6 < ≤ 7 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
( ) |
= |
0,4 7 < ≤ 8 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
0,62 8 < ≤ 10 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 10 < ≤ 11 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
{ |
0,92 11 < ≤ 12 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
> 12 |
|
|
|
||||||
График эмпирической функции распределения:
Полигон частот изображён на рисунке:
4) Так как полигон частот по форме напоминает кривую Гаусса, то можно сделать предположение о том, что случайная величина X распределена по нормальному закону. Проверим данное утверждение по критерию Пирсона.
Вычислим количество интервалов:
= 1 + 3,322 lg = 1 + 3,322 lg 50 = 6,644 ≈ 7.
117
|
|
|
|
Длина интервала: h = |
R |
|
= |
8 |
≈ 1,2. Границы интервалов будут: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
h |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 = 4, 1 |
= 4 + 1,2 = 5,2, |
2 = 6,4, |
3 |
= 7,6, 4 = 8,8, |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 = 10, |
|
|
|
|
6 |
= 11,2, |
7 = 12,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
Посчитаем число выборочных значений, попавших в каждый интервал. Ча- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
стота |
|
интервала [ ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̅̅̅̅ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
+1 |
] ( = 0,6) подсчитывается с помощью ряда, как |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( = 0) интервал |
|||||||||||
число наблюдений, попавших в интервал. Так, |
|
в |
первый |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[4; 5,2] попало 3 значения; во второй ( = 1) – |
[5,2; 6,4] попало 7 значений. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Аналогично получаем частоты 3 – 7 интервалов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Полученные данные сведём в следующую таблицу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
[ |
; |
|
|
] |
|
|
4 – |
|
|
|
|
5, |
|
|
|
|
|
|
|
6,4 |
|
|
7,6 |
|
|
|
|
8,8 |
|
10 |
11,2 |
||||||||||||
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
5,2 |
|
2 – 6,4 |
|
|
|
|
– 7,6 |
|
– 8,8 |
|
|
|
– 10 |
|
|
– 11,2 |
|
– 12,4 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
|
|
|
9 |
|
6 |
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдем теоретические вероятности pi по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p = Φ ( |
ai+1 − x̅ |
) − Φ |
( |
ai − x̅ |
) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Результаты вычислений сведем в таблицу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− ̅ |
+1 − ̅ |
|
|
− ̅ |
|
|
|
|
+1 − ̅ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ ( |
|
|
|
) |
Φ ( |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1 |
|
|
4 |
|
|
5,2 |
|
– |
|
-1,42 |
|
|
|
|
-0,5 |
|
|
|
|
|
-0,4222 |
|
|
0,0778 |
|
3,89 |
|
|||||||||||||||
|
2 |
|
|
5,2 |
|
6,4 |
|
-1,42 |
|
|
|
-0,88 |
|
|
|
-0,4222 |
|
|
|
|
-0,3106 |
|
|
0,1116 |
|
5,58 |
|
||||||||||||||||
|
3 |
|
|
6,4 |
|
7,6 |
|
-0,88 |
|
|
|
-0,33 |
|
|
|
-0,3106 |
|
|
|
|
-0,1293 |
|
|
0,1813 |
|
9,065 |
|
||||||||||||||||
|
4 |
|
|
7,6 |
|
8,8 |
|
-0,33 |
|
|
|
0,22 |
|
|
|
-0,1293 |
|
|
|
|
|
0,0871 |
|
|
0,2164 |
|
10,82 |
|
|||||||||||||||
|
5 |
|
|
8,8 |
|
10 |
|
0,22 |
|
|
|
0,77 |
|
|
|
0,0871 |
|
|
|
|
|
0,2794 |
|
|
0,1923 |
|
9,615 |
|
|||||||||||||||
|
6 |
|
|
10 |
|
11,2 |
|
0,77 |
|
|
|
1,32 |
|
|
|
0,2794 |
|
|
|
|
|
0,4066 |
|
|
0,1272 |
|
6,36 |
|
|||||||||||||||
|
7 |
|
11,2 |
|
12,4 |
|
1,32 |
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
0,4066 |
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
0,0934 |
|
4,67 |
|
|||||||||||
Так как ожидаемые (эмпирические) частоты первого и седьмого интервалов группировки не удовлетворяют условию ( ) ≥ 5, объединим эти интервалы (первый со вторым; а седьмой – с шестым).
Вычислим наблюдаемое значение критерия Пирсона. Для этого составим следующую расчетную таблицу:
|
|
|
( |
|
( − )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
9,47 |
0,2809 |
|
0,029662 |
|
|
2 |
10 |
9,065 |
0,874225 |
|
0,09644 |
|
|
3 |
11 |
10,82 |
0,0324 |
|
0,002994 |
|
|
4 |
9 |
9,615 |
0,378225 |
|
0,039337 |
|
|
5 |
10 |
11,03 |
1,0609 |
|
0,096183 |
|
|
Σ |
50 |
50 |
|
|
0,264616 |
|
|
По таблице критических точек распределения 2, уровню значимости =
0,05 и числу степеней свободы = 5 − 3 = 2 находим 2 (0,05; 2) = 6. Так
118
как 2 |
= 0,264616 < 6, то гипотеза о нормальном распределении принима- |
||||||||||||||||||||
набл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5) Доверительный интервал для математического ожидания найдём по фор- |
|||||||||||||||||||||
муле ̅− |
∙ |
|
|
< < ̅+ |
∙ |
|
|
. Значение определим по таблице для дове- |
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
√ |
|
|
√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рительной вероятности = 0,95 |
|
( = 0,99) и объёму выборки = 50: |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
(0,95; 50) = 2,009; |
(0,99; 50) = 2,679 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тогда доверительный интервал имеет вид: |
|
||||||||||||||||||||
для = 0,95: |
8,32 − 2,009 ∙ |
2,19 |
|
< < 8,32 + 2,009 ∙ |
2,19 |
|
7,7 < < |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
√50 |
|
√50 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для = 0,99: |
8,32 + 2,679 ∙ |
2,19 |
|
< < 8,32 + 2,679 ∙ |
2,19 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√50 |
|
|
√50 |
|
||||
7,49 < < 9,15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Задание 2.
По заданной таблице зависимости признаков X и Y:
1)Вычислить выборочный коэффициент корреляции; проверить его на значимость, приняв = 0,05.
2)Методом наименьших квадратов выровнять зависимость Y от X по пря-
мой = + .
3)Вычислить остаточную дисперсию, сделать вывод.
4)Построить корреляционное поле и линию регрессии на корреляционном поле.
Х |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
Y |
5,6 |
5 |
4,3 |
4 |
3,6 |
3 |
Решение. Найдём выборочные средние ̅, ̅, а также оценки для сред- |
||||||
них квадратических отклонений и корреляционного момента, для чего составим следующую вспомогательную таблицу:
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
4 |
|
|
5 |
6 |
∑ |
||||
|
Х |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
- |
0 |
|
1 |
|
|
2 |
3 |
3 |
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Y |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
4 |
|
|
3 |
3 |
25 |
||||
|
|
|
,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
,3 |
|
|
|
,6 |
,5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
( |
− ̅)2 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
|
0 |
|
|
2 |
6 |
17 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
,25 |
|
|
|
,25 |
|
,25 |
|
,25 |
|
|
|
,25 |
,25 |
,5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
( − ̅)2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
9 |
83 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
,8225 |
|
|
|
5 |
|
|
|
8,49 |
|
6 |
|
|
2,96 |
|
,2725 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
( − ̅)( |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
- |
- |
|
- |
|
|
- |
- |
- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− ̅) |
|
3,375 |
|
1,125 |
0,025 |
|
0,125 |
|
0,975 |
3,125 |
8,75 |
|||||||||||||
Здесь ̅= |
3 |
|
= 0,5; ̅ = |
25,5 |
|
= 4,25. Тогда: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
1 |
|
|
∑( − ̅)2 |
= √ |
17,5 |
≈ 1,87 |
|
|||||||||
|
|
|
|
√ − 1 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
119
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
1 |
|
∑( − ̅)2 = √ |
4,435 |
|
≈ 0,94 |
|||||||||||||
|
√ − 1 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
= |
|
1 |
|
|
|
∑( − ̅)( − ̅) = |
−8,75 |
= −1,75 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Выборочное значение коэффициента корреляции: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
≈ −0,996 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
1,87 ∙ 0,94 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Проверим значимость полученного выборочного коэффициента корреля- |
||||||||||||||||||||||||
ции. Найдём наблюдаемое значение критерия: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
= |
∙ √ |
|
|
− 2 |
|
= −0,996 ∙ √ |
|
|
4 |
|
|
|
= −22,4 |
||||||||||
1 − 2 |
1 − 0,9962 |
|||||||||||||||||||||||
набл |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
По таблице критических точек распределения Стьюдента, по уровню значимости = 0,05 и числу степеней свободы = − 2 = 4 находим критиче-
скую точку двусторонней критической области |
|
(0,05; 4) = 2,78. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Так как | |
| > |
|
, то отвергаем гипотезу о равенстве нулю генерального |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
набл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
коэффициента корреляции, значит X и Y – коррелированы. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
2) Для вычисления коэффициентов и воспользуемся таблицей: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5,6 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
-11,2 |
|
|||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
-5 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,3 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
7,2 |
|
|
||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25,5 |
19 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
Запишем нормальную систему уравнений. Так как ̅= 0,5; ̅ = 4,25; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
̅̅̅ |
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
= |
|
|
≈ 3,17; ̅̅̅ = |
|
|
≈ 0,67, то: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
6 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{ |
+ 0,5 = 4,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 + 3,17 = 0,67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Решая систему по формулам Крамера, получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4,25 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|0,67 |
3,17| |
|
|
|
|
4,25 ∙ 3,17 − 0,5 ∙ 0,67 |
|
|
13,1375 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
≈ 4,5; |
||||||||||
|
|
|
1 |
|
0,5 |
|
|
|
3,17 − 0,5 ∙ 0,5 |
|
|
|
|
2,92 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|0,5 |
|
3,17| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
4,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|0,5 |
0,67| |
|
|
0,67 − 0,5 ∙ 4,25 |
|
|
−1,455 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
= |
|
|
|
|
≈ −0,5 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0,5 |
|
|
3,17 − 0,5 ∙ 0,5 |
|
|
2,92 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|0,5 |
3,17| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
