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

Нов-ПМС-1

.pdf
Скачиваний:
120
Добавлен:
21.05.2015
Размер:
2.5 Mб
Скачать

Задача 10

Рассчитать моду, медиану, среднее и дисперсию следующей выборки:

3,1: 3,0; 1,5; 1,8; 2,5; 3,1; 2,4; 2,8; 1,3

Решение:

Вариационный ряд: 1,3; 1,5; 1,8; 2,4; 2,5; 2,8; 3,0; 3,1; 3,1

Статистический ряд

 

 

 

zi

 

1,3

 

 

 

 

 

1,5

1,8

 

 

2,4

 

2,5

2,8

3,0

3,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

1

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

 

1

1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx* 3,1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2k 1 9 2 4 1 k 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hx* x(k 1) x(5) 2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xk

(1,3 1,5 1,8 2,4 2,5 2,8 3,0 3,1 3,1) 2,39

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n k 1

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

Dx*

1 (xk

x)

 

 

(1,5 2,39)

 

 

 

 

 

9 [(1,3 2,39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n k 1 (1,8 2,39)2

(2,4 2,39)2

(2,5 2,39)2

 

 

 

(2,8 2,39)2

(3 2,39)2 (3,1 2,39)2 (3,1 2,39)2 ]

 

 

 

 

1

(1,1881 0,7921 03481 0,0001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0121 0,1681 0,3721 0,5041 0,5041) 0,43

 

 

 

 

Ответ: d *

3,1; h*

2,5; x 2,39; D*

 

0,43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

Задача 11

Доказать, что выборочные начальные и центральные моменты порядка s S=1,2,… для негруппированной выборки объѐма n определяются следующим образом:

41

 

1

 

n

 

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

 

s*

 

x*j ;

 

(x j 1* )s

 

 

 

 

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

Доказательство: по определению s

x sj p j ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

т. к. xi

- независимые случайные величины, то

 

 

 

n

1

 

1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

s* x*j

 

 

x*j

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1*

x j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по определению s

( )s , если указанное

 

математическое ожидание существует

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

n

1

 

1

n

 

s* (x j

Mx j )s p j (x j

x j p j )s

 

(x j

1* )s

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

j 1

j 1

n n j 1

 

доказано.

Задача 12

Доказать, что выборочные начальные и центральные моменты порядка s, s=1,2,…для группированной выборки объѐма n определяются следующими формулами:

 

1

n

1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

s*

ui zis ; s*

ui (zi

i* )s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i 1

n i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

ni

 

Доказательство: по определению s

xis pi ; pi

 

,

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

где ni - численность разряда (группы), zi - среднее значение

 

для разряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

ni

 

1

k

 

 

 

 

Таким образом: s* zis

 

zis ni

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

n i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1*

zi ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По определению s

(xi

Mxi )s pi

 

Таким образом:

s* (zi Mzi )s ni

 

1 ni

(zi

i 1

ni )s

1 ni (zi

 

1 ni z i )s

1 ni (zi i* )s

zi

k

 

 

 

k

 

k

 

 

 

k

 

 

k

 

k

i 1

n

 

n

i 1

 

i 1

n

n

i 1

 

n

i 1

n

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказано.

Задача 13

Доказать, что для выборочной дисперсии справедлива следующая формула

D*

 

*

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство: по определению

 

 

n

 

 

 

Dx (xk

Mx)2 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

n

 

 

 

 

1

 

1

n

 

1

 

n

1

n

 

1

n

 

Dx* (xk Mx)2

 

(xk

 

 

xk )2

(xk x)2

(xk2 2xx x x 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

n n k 1

 

n k 1

n k 1

 

n k 1

 

 

1

n

 

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

 

xk2 2x

xk x

2

 

xk2 2x 2 x 2 2* x 2

 

 

 

 

 

 

n k 1

 

 

 

n k 1

 

 

 

 

 

n k 1

 

 

 

 

 

 

Доказано.

Задача 14

Вычислить среднее и дисперсию группированной выборки:

Грани-

 

 

 

 

 

 

цы

134-

138-

142-

146-

150-

154-

интер-

138

142

146

150

154

158

 

валов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часто

1

3

15

18

14

2

ты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

Длина интервала группировки b=4, значение середины интервала, встречающегося с наибольшей частотой,

d X =148. Таким образом, преобразование последовательности середин интервалов выполняется по

формуле: u i

zi

148

, i=1, 2,…,6

 

4

 

 

 

Вычисления удобно свести в таблицу:

i

zi

ui

ni

niui

niu2i

Ni(ui+

 

 

 

 

 

 

+1)2

1

136

-3

1

-3

9

4

2

140

-2

3

-6

12

3

3

144

-1

15

-15

15

0

4

148

0

18

0

0

18

5

152

1

14

14

14

56

6

156

2

2

4

8

18

 

 

 

 

 

 

 

 

-

-

53

-6

58

99

 

 

 

 

 

 

 

Последний столбец служит для контроля вычислений при помощи тождества

ni (ui 1)2 ni ui2 2 ni ui ni

Подставляя в тождество данные последней строки таблицы, получим

58+2*(-6)+53=99

44

Следовательно, вычисления выполнены правильно. То находим

u 6 0,133

D

 

58 ( 6)2 / 53

1,108

 

53

U

53

 

 

 

Иокончательно вычисляем:

x( 0.113) * 4 148 147,548 DX 42 *1,103 17,728

Для выборок, приведѐнных в следующих задачах, выполнить следующие задания:

1) вычислить среднее и дисперсию, предварительно проведя группировку выборки с заданной длиной интервала, для упрощения вычислений преобразовать данные по формуле

ui b1 (zi d x* ),i 1, k где d x* - выборочная мода, b – длина

интервала, k b1 ;

2) вычислить среднее и дисперсию негруппированной выборки, используя заданные значения.

Сравнить результаты вычислений

.

Задача 15

Положительные отклонения от номинального размера у партии деталей ( в мм)

17 21 8 20 23 18 22 20 17 12

20 11 9 19 20 9 19 17 21 13

17 22 22 10 20 20 15 19 20 20

13 21 21 9 14 11 19 18 23 19

n 40;b 2; xi 689; xi2 12635

Решение: 1)

45

Номер

 

Грани-

 

 

 

 

 

 

Сере-

Частота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интер-

 

цы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дина

 

ni

 

ui

 

 

ui

ni

 

 

ni ui2

 

вала

 

 

 

 

 

 

 

 

интерва

 

 

интер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-ла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 – 10

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

4

 

 

-6

 

 

-24

 

 

144

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 – 12

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

3

 

 

-5

 

 

-15

 

 

75

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 – 14

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

3

 

 

-4

 

 

-12

 

 

48

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14 – 16

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

2

 

 

-3

 

 

-6

 

 

 

18

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 – 18

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

4

 

 

-2

 

 

-8

 

 

 

16

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 – 20

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

7

 

 

-1

 

 

-7

 

 

 

7

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 – 22

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

12

 

 

0

 

 

0

 

 

 

0

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 - 24

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

5

 

 

1

 

 

5

 

 

 

5

 

 

* 21;u

 

 

1

(z

 

 

21)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

k

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ui ni

 

 

( 67) 1,675

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

* 2( 1,675) 21 17,65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x bu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Du*

 

ni ui2

 

 

 

2

 

313 2,806 7,825 2,8056 5,02

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D*

b2 D*

20,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

k

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

x

xi

 

 

 

 

689 17,225

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i 1

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dx*

1

xi2 x 2

 

 

1

12635 296,701 19,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

2

; D*

 

D*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: 1) x 17,7; Dx* 20,08;

2) x 17,2; Dx*

19,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время восстановления диодов у одной партии (в

наносекундах)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69

73

70

 

68

61

 

73

70

72

67

70

66

70

76

68

71

71

68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70 64 65

72 70 70 69 66 70 77 69 71 74 62 72 72 68 70 67 71

67 72 69

66 75 76 69 71 67 70 73 71 74

n 50;b 3; xi 3492; xi2 244342

Решение: 1)

Номер

Границы

Середина

Частота

 

ui

 

 

ин-

интерва-

интер-

ni

 

ui ni

2

тервала

ла

вала

 

 

ni ui

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

61 – 64

62,5

2

-3

 

- 6

18

2

64 – 67

65,5

5

-2

 

-10

20

3

67 – 70

68,5

13

-1

 

-13

13

4

70 – 73

71,5

21

0

 

0

0

5

73 – 76

74,5

6

1

 

6

6

6

76 – 79

77,5

3

2

 

6

12

x* 71,5

ui 13 (zi 71,5)

ui 501 ( 6 10 13 0 6 6) 1750 0,34 x 3( 1750) 71,5 1,02 71,5 70,48

Du* 501 (9 20 13 0 6 12) 0,1156 1,2644

Dx* 9 1,2644 11,38

2) x 501 3492 69,84

47

Dx* 501 244342 4877,63 9,21

x1 x2 ; Dx*1 Dx*2

Ответ: 1) x 70,44; Dx* 11,38; 2) x 69,84; Dx* 9,21

Задача 17

Время реакции ( в секундах)

8,5 7,1 6,7 6,2 2,9 4,4 6,0 5,8 5,4

8,2 6,9 6,5 6,1 3,8 6,0 6,0 5,6 5,3

7,7 6,8 6,5 6,1 4,2 4,7 5,6 5,4 5,3

7,4 6,7 6,4 6,1 4,5 6,0 5,8 5,6 5,1

n 36;b 1; xi

213,8; xi2

1316,82

 

 

Решение: 1)

 

 

 

 

 

 

Но-

 

Границы

 

Сере-

Час-

 

 

 

 

мер

 

интервала

 

дина

тота

 

ui

ui ni

ni ui2

ин-

 

 

 

интер-

 

 

 

 

 

тер-

 

 

 

вала

ni

 

 

 

 

вала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2,9 – 3,9

 

3,4

2

 

-3

-6

18

2

 

3,9 – 4,9

 

4,4

4

 

-2

-8

16

3

 

4,9 – 5,9

 

5,4

10

 

-1

-10

10

4

 

5,9 – 6,9

 

6,4

14

 

0

0

0

5

 

6,9 – 7,9

 

7,4

4

 

1

4

4

6

 

7,9 – 8,9

 

8,4

2

 

2

4

8

48

x* 6,4

ui zi 6,4

ui 361 ( 16) 0,44 x 0,44 6,4 5,96

Du* 361 56 0,1936 1,35

Dx* 1,35

2) x 361 213,8 5,94

Dx* 361 1316,82 35,2704 1,31

x1 x2 ; Dx*1 Dx*2

Ответ: 1) x 5,96; Dx* 1,35; 2) x 5,94; Dx* 1,31

Лабораторная работа № 1

Целью лабораторной работы является изучение интерфейса пакета STATISTICA 6.0, методов генерации случайных чисел, процессов формирования выборки с заданным законом распределения.

Сведения о пакете STATISTICA 6.0.

Часто, закончив эксперимент и получив достаточное количество наблюдений и характеристик, экспериментатор сталкивается с необходимостью все это как-то обобщить и сделать правильные выводы из массы разрозненных данных. Статистическая обработка данных приводит порой к далеко идущим выводам и позволяет делать достаточно уверенные прогнозы, выявить закономерности в череде, казалось бы, случайных событий. Математическая статистика как наука уже давно помогала экспериментаторам отвечать на многие интересные вопросы, но с помощью электронной обработки экспериментальных данных можно избежать выполнения

49

колоссальной рутинной работы, поручив ее компьютеру. Пакет STATISTICA позволяет использовать новые технологии статистической обработки экспериментальных данных. К тому же STATISTICA заменяет очень много статистических таблиц по достаточно широкому спектру законов распределения и тем самым освобождает от необходимости хранить и использовать большое количество справочной литературы.

Система STATISTICA представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Она состоит из пяти компонентов:

1.Электронных таблиц для ввода и задания исходных данных, а также специальных таблиц для вывода результатов статистического анализа.

2.Графической системы для визуализации данных

ирезультатов статистического анализа.

3.Набора специализированных статистических модулей, таких как дисперсионный анализ, множественная регрессия, основные статистики и таблицы, кластерный анализ

идругие модули, в которых собраны группы логически связанных между собой статистических процедур.

4.Специального инструментария для подготовки

отчетов.

5.Встроенных языков программирования, позволяющих расширить стандартные возможности системы.

Пакет STATISTICA 6.0, на котором будут выполнены лабораторные работы, предназначен для статистической обработки данных. Он позволяет:

ввести либо смоделировать данные для обработки в нужном формате;

отредактировать данные;

провести разнообразный статистический анализ данных, обратившись к подходящим процедурам пакета;

графически отобразить результаты анализа;

создать отчет всего проделанного.

50