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

Теория вероятностей и элементы математической статистики

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
2.97 Mб
Скачать

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