![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Санкт-Петербург
- •Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем 150 часов) Введение
- •Раздел 1. Случайные события (50 часов)
- •Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •Математика ч.2. Теория вероятностей и элементы математической статистики Теория
- •Раздел 1 Случайные события
- •Раздел 3 Элементы математической статистики
- •Раздел 2 Случайные величины
- •2.5. Практический блок
- •2.6. Балльно-рейтинговая система
- •Информационные ресурсы дисциплины
- •Библиографический список Основной:
- •3.2. Опорный конспект по курсу “ Математика.Часть 2 Теория вероятностей и элементы математической статистики” введение
- •Раздел 1. Случайные события
- •1.1. Понятие случайного события
- •1.1.1. Сведения из теории множеств
- •1.1.2. Пространство элементарных событий
- •1.1.3. Классификация событий
- •1.1.4. Сумма и произведение событий
- •1.2. Вероятности случайных событий
- •1.2.1. Относительная частота события, аксиомы теории вероятностей. Классическое определение вероятности
- •1.2.2. Геометрическое определение вероятности
- •Вычисление вероятности события через элементы комбинаторного анализа
- •1.2.4. Свойства вероятностей событий
- •1.2.5. Независимые события
- •1.2.6. Расчет вероятности безотказной работы прибора
- •Формулы для вычисления вероятности событий
- •1.3.1. Последовательность независимых испытаний (схема Бернулли)
- •1.3.2. Условная вероятность события
- •1.3.4. Формула полной вероятности и формула Байеса
- •Раздел 2. Случайные величины
- •2.1. Описание случайных величин
- •2.1.1. Определение и способы задания случайной величины Одним из основных понятий теории вероятности является понятие случайной величины. Рассмотрим некоторые примеры случайных величин:
- •Чтобы задать случайную величину, надо указать ее закон распределения. Случайные величины принято обозначать греческими буквами ,,, а их возможные значения – латинскими буквами с индексамиxi,yi,zi.
- •Рассмотрим события Ai , содержащие все элементарные события , приводящие к значению XI:
- •Пусть pi обозначает вероятность события Ai :
- •2.1.3. Непрерывные случайные величины
- •2.1.4. Функция распределения и ее свойства
- •2.1.5. Плотность распределения вероятности и ее свойства
- •2.2. Числовые характеристики случайных величин
- •2.2.1. Математическое ожидание случайной величины
- •2.2.2. Дисперсия случайной величины
- •2.2.3. Нормальное распределение случайной величины
- •2.2.4. Биномиальное распределение
- •2.2.5. Распределение Пуассона
- •Раздел 3. Элементы математической статистики
- •Гистограмма
- •3.3. Точечные оценки параметров распределения
- •Основные понятия
- •Точечные оценки математического ожидания и дисперсии
- •3.4. Интервальные оценки
- •Понятие интервальной оценки
- •Построение интервальных оценок
- •Основные статистические распределения
- •Интервальные оценки математического ожидания нормального распределения
- •Интервальная оценка дисперсии нормального распределения
- •Заключение
- •Глоссарий
- •4. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Библиографический список
- •Лабораторная работа 1 описание случайных величин числовые характеристики
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Лабораторная работа 2 Основные определения. Систематизация выборки. Точечные оценки параметров распределения. Интервальные оценки
- •Понятие статистической гипотезы о виде распределения
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Ячейка Значение Ячейка Значение
- •5. Методические указания к выполнению контрольной работы Задание на контрольную работу
- •Пояснения к выполнению контрольной работы События и их вероятности
- •Случайные величины
- •Среднее квадратическое отклонение
- •Элементы математической статистики
- •6. Блок контроля освоения дисциплины
- •Вопросы для экзамена по курсу « Математика.Часть 2. Теория вероятностей и элементы математической статистики»
- •Продолжение таблицы в
- •Окончание таблицы в
- •Равномерно распределенные случайные числа
- •Содержание
- •Раздел 1. Случайные события………………………………………. 18
- •Раздел 2 . Случайные величины ..………………………… ….. 41
- •Раздел 3. Элементы математической статистики ............... . 64
- •4. Методические указания к выполнению лабораторных
- •5. Методические указания к выполнению контрольной
Понятие интервальной оценки
Точечная оценка
является случайной величиной и для
возможных реализаций выборки принимает
значения лишь приближенно равные
истинному значению параметра
.
Чем меньше разность
,
тем точнее оценка. Таким образом,
положительное число
,
для которого
,
характеризует точность оценки и
называетсяошибкой оценки(или
предельной ошибкой).
Доверительной
вероятностью (или надежностью)называется вероятностьβ,
с которой осуществляется неравенство,
т. е.
.
(3.20)
Заменив неравенство
равносильным ему двойным неравенством
,
или
,
получим
.
(3.21)
Интервал
,
накрывающий с вероятностьюβ,
,
неизвестный параметр
,
называетсядоверительным интервалом
(или интервальной оценкой),соответствующим
доверительной вероятностиβ.
Случайной величиной
является не только оценка
,
но и ошибка
:
ее значение зависит от вероятностиβи, как правило, от выборки. Поэтому
доверительный интервал случаен и
выражение (3.21) следует читать так:
“Интервал
накроет параметр
с вероятностьюβ”, а не так: “Параметр
попадет в интервал
с вероятностьюβ”.
Смысл доверительного
интервала состоит в том, что при
многократном повторении выборки объема
в относительной доле случаев, равнойβ,
доверительный интервал, соответствующий
доверительной вероятностиβ,
накрывает истинное значение оцениваемого
параметра. Таким образом, доверительная
вероятностьβхарактеризуетнадежностьдоверительного
оценивания: чем большеβ,
тем вероятнее, что реализация доверительного
интервала содержит неизвестный параметр.
Следует, однако, иметь в виду, что с ростом доверительной вероятности βв среднем растет длина доверительного интервала, то есть уменьшается точность доверительного оценивания. Выбор доверительной вероятности определяется конкретными условиями; обычно используются значенияβ, равные 0,90; 0,95; 0,99.
Вероятность
(3.22)
называется уровнем значимостии характеризует относительное число ошибочных заключений в общем числе заключений.
В формуле (3.21) границы доверительного интервала симметричны относительно точечной оценки. Однако не всегда удается построить интервал, обладающий таким свойством. Более общим является следующее определение.
Доверительным
интервалом(илиинтервальной оценкой)
параметрас доверительной вероятностьюβ,
0< β <1,
называется интервал со случайными
границами
,
,
накрывающий с вероятностьюβнеизвестный параметр
,
т. е.
.
(3.23)
Иногда вместо
двусторонних доверительных интервалов
рассматривают односторонние доверительные
интервалы, полагая
или
.
Построение интервальных оценок
Доверительный
интервал задается своими концами
и
.
Однако найти функции
и
из условия (3.23) невозможно, поскольку
закон распределения этих функций зависит
от закона распределенияξи, следовательно, зависит от неизвестного
параметра
.
Используют следующий прием, позволяющий
в ряде случаев построить доверительный
интервал. Подбирается такая функция
,
чтобы:
- ее закон распределения был известен и не зависел от неизвестного
параметра
;
- функция
была
непрерывной и строго монотонной по
.
Тогда для любого
βможно выбрать
два числаи
так, чтобы выполнялось равенство
.
(3.24)
Отсюда находят
и
как квантили функции распределения
.
Границы искомого доверительного
интервала выражают через найденные
квантили и выборочные данные, используя
для этого соотношения, связывающие
новую и старую случайные величины.
Если плотность
распределения случайной величины
симметрична,
то доверительный интервал симметричен
относительно точечной оценки
,
и для нахождения границ доверительного
интервала вместо условия (3.23) можно
использовать соотношение (3.21).