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

Пример контрольной работы

.pdf
Скачиваний:
133
Добавлен:
01.04.2014
Размер:
298.71 Кб
Скачать

 

0,

при х < 0.33

 

0.01,

при0.33 < х < 0.54

 

 

при0.54

< х < 0.66

0.02,

0.03,

при0.66 < х < 0.72

0.04,

при0.72

< х < 0.96

 

0.05,

при 0.96 < х <1.02

 

0.06,

при1.02

< х < 1.04

 

0.07,

при1.04

< х <1.05

 

0.08,

при1.05

< х <1.08

 

0.09,

при1.08

< х <1.22

 

0.10,

при1.22

< х < 1.40

 

0.11,

при1.40 < х <1.42

 

0.12,

при1.42

< х < 1.46

 

 

0.13,

при1.46 < х <1.51

 

0.14,

при1.51 < х < 1.61

 

0.16,

при1.61 < х <1.79

 

0.17,

при1.79

< х < 1.80

 

0.18,

при1.80

< х <1.84

0.19,

при1.84 < х < 2.02

 

 

при 2.02

< х < 2.05

0.20,

0.21,

при 2.05

< х < 2.11

0.22,

при 2.11 < х < 2.20

 

 

при 2.20 < х < 2.22

0.23,

F * (x) =

0.24,

при 2.22

< х < 2.43

 

 

при 2.43 < х < 2.45

0.25,

0.27,

при 2.45

< х < 2.51

0.28,

при 2.51 < х < 2.55

 

 

 

 

0.29,

при 2.55 < х < 2.69

 

 

при 2.69 < х < 2.74

0.31,

0.32,

при 2.74

< х < 2.86

 

 

при 2.86 < х < 2.87

0.33,

0.34,

при 2.87

< х < 2.95

 

 

при 2.95 < х < 3.17

0.35,

0.36,

при3.17 < х < 3.31

 

 

при3.31 < х < 3.36

0.37,

0.38,

при3.36 < х < 3.41

 

 

 

 

0.39,

при3.41 < х < 3.42

 

 

при3.42 < х < 3.49

0.40,

 

 

при3.49 < х < 3.51

0.41,

0.42,

при3.51 < х < 3.56

0.43,

при3.56 < х < 3.68

 

 

при3.68 < х < 3.75

0.44,

 

 

при3.75 < х < 3.76

0.45,

0.46,0.47,0.48,0.49,0.50,0.51,0.52,0.53,0.54,0.55,0.56,0.57,0.58,0.59,0.60,0.61,0.62,0.63,0.64,0.65,

0.66,

0.67, F * (x) =

0.69,

0.70,0.71,

0.72,

0.73,

0.74,

0.75,

0.76,

0.78,

0.80,

0.81,

0.82,

0.84,

0.85,

0.86,

0.87,

0.88,

0.89,

0.90,

при3.76 < х < 3.83 при3.83 < х < 3.85 при3.85 < х < 3.89 при3.89 < х < 3.91 при3.91 < х < 3.94 при3.94 < х < 3.97 при3.97 < х < 4.05 при 4.05 < х < 4.14 при 4.14 < х < 4.25 при 4.25 < х < 4.31 при 4.31 < х < 4.33 при 4.33 < х < 4.35 при 4.35 < х < 4.37 при 4.37 < х < 4.41 при 4.41 < х < 4.54 при 4.54 < х < 4.62 при 4.62 < х < 4.64 при 4.64 < х < 4.81 при 4.81 < х < 4.87 при 4.87 < х < 4.93 при 4.93 < х < 5.03 при5.03 < х < 5.14 при5.14 < х < 5.32

при5.32 < х < 5.33 при5.33 < х < 5.35

при5.35 < х < 5.37

при5.37 < х < 5.38

при5.38 < х < 5.48

при5.48 < х < 5.53

при5.53 < х < 5.59

при5.59 < х < 5.60

при5.60 < х < 5.62

при5.62 < х < 5.67

при5.67 < х < 5.70

при5.70 < х < 5.75

при5.75 < х < 5.95

при5.95 < х < 5.98

при5.98 < х < 6.04

при6.04 < х < 6.16

при6.16 < х < 6.18

при6.18 < х < 6.21

0.91,

при6.21 < х < 6.46

0.92,

при6.46 < х < 6.47

 

при6.47 < х < 6.49

0.94,

0.95,

при6.49 < х < 6.51

 

при6.51 < х < 6.53

F * (x) = 0.96,

0.97,

при 6.53 < х < 6.58

 

при6.58 < х < 6.64

0.98,

0.99,

при6.64 < х < 6.83

 

1.00, при х > 6.83

 

Составим интервальный статистический ряд распределения значений статистических данных

Находим хmin = 0.33, xmax = 6.83 M = 10

 

h =

 

xmax xmin

 

= 6.83 0.33

= 0.65

 

 

 

M

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Накопленная

Интервал

 

Частота, m1

Относительная частота, m1/n

 

относительная частота

 

 

 

 

 

 

 

 

0,33

0,98

 

5,00

 

 

 

0,05

0,05

0,98

1,63

 

11,00

 

 

0,11

0,16

1,63

2,28

 

8,00

 

 

 

0,08

0,24

2,28

2,93

 

10,00

 

 

0,10

0,34

2,93

3,58

 

9,00

 

 

 

0,09

0,43

3,58

4,23

 

11,00

 

 

0,11

0,54

4,23

4,88

 

10,00

 

 

0,10

0,64

4,88

5,53

 

12,00

 

 

0,12

0,76

5,53

6,18

 

14,00

 

 

0,14

0,90

6,18

6,83

 

10,00

 

 

0,10

1,00

Таким образом был построен интервальный статистический ряд распределения значений статистических данных.

Построим диаграмму равноинтегральным способом: где J – номер интервала

Aj – левая граница интервала Bj – правая граница интервала hj – шаг интервала

vj – количество чисел в выборке

J

Aj

Bj

hj

vj

P*j

f*j

1,00

0,33

0,98

0,65

5,00

0,05

0,0769

2,00

0,98

1,63

0,65

11,00

0,11

0,1692

3,00

1,63

2,28

0,65

8,00

0,08

0,1231

4,00

2,28

2,93

0,65

10,00

0,10

0,1538

5,00

2,93

3,58

0,65

9,00

0,09

0,1385

6,00

3,58

4,23

0,65

11,00

0,11

0,1692

7,00

4,23

4,88

0,65

10,00

0,10

0,1538

8,00

4,88

5,53

0,65

12,00

0,12

0,1846

9,00

5,53

6,18

0,65

14,00

0,14

0,2154

10,00

6,18

6,83

0,65

10,00

0,10

0,1538

0,2500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ряд1

0,1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Интервальный статистический ряд распределения для построения равновероятностной диаграммы:

J

Aj

Bj

hj

vj

P*j

f*j

1,00

0,33

1,22

0,89

10,00

0,10

0,11

2,00

1,22

2,02

0,80

10,00

0,10

0,13

3,00

2,02

2,69

0,67

10,00

0,10

0,15

4,00

2,69

3,42

0,73

10,00

0,10

0,14

5,00

3,42

3,91

0,49

10,00

0,10

0,20

6,00

3,91

4,41

0,50

10,00

0,10

0,20

7,00

4,41

5,32

0,91

10,00

0,10

0,11

8,00

5,32

5,60

0,28

10,00

0,10

0,36

9,00

5,60

6,18

0,58

10,00

0,10

0,17

10,00

6,18

6,83

0,65

10,00

0,10

0,15

Построим диаграмму равновероятностным способом:

Вычислим точечные оценки математического ожидания и дисперсии:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

m

 

 

 

 

выборочную среднюю найдем по формуле

 

=

yi mi

; здесь yi – сере-

 

 

x

дина i-го интервала, mi – частота i-го интервала.

n i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

Выборочную

дисперсию

находим

 

по

формуле

 

 

 

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 2 = s2 =

( yi

x

)2 mi .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для упрощения вычислений используем таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интервалы

 

Середина

 

Частоты,

 

 

 

 

 

 

 

 

значений

 

интервалов,

 

mi

yimi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,33

 

0,98

 

0,33

 

 

 

5,00

1,63

 

 

 

 

-3,52

 

62,11

0,98

 

1,63

 

1,31

 

 

 

11,00

14,36

 

 

 

 

-2,54

 

71,22

1,63

 

2,28

 

1,96

 

 

 

8,00

15,64

 

 

 

 

-1,89

 

28,71

2,28

 

2,93

 

2,61

 

 

 

10,00

26,05

 

 

 

 

-1,24

 

15,49

2,93

 

3,58

 

3,26

 

 

 

9,00

29,30

 

 

 

 

-0,59

 

3,18

3,58

 

4,23

 

3,91

 

 

 

11,00

42,96

 

 

 

 

0,06

 

0,03

4,23

 

4,88

 

4,56

 

 

 

10,00

45,55

 

 

 

 

0,71

 

4,98

4,88

 

5,53

 

5,21

 

 

 

12,00

62,46

 

 

 

 

1,36

 

22,05

5,53

 

6,18

 

5,86

 

 

 

14,00

81,97

 

 

 

 

2,01

 

56,31

6,18

 

6,83

 

6,51

 

 

 

10,00

65,05

 

 

 

 

2,66

 

70,52

Сумма

 

 

 

 

 

 

 

100,00

384,95

 

 

 

 

 

 

334,60

 

 

Таким образом:

 

=

 

384,95

= 3,8495

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 2 = s2 = 33499,60 = 3,38

Выборочное среднее квадратическое отклонение:

σ = σ 2 =1,84

Вычислим интервальные оценки математического ожидания и дисперсии (γ = 0,95):

Доверительный интервал для математического ожидания

 

 

σ

 

 

 

σ

 

 

x t

 

 

< a < x +t

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

Найдем t из соотношения

Ф(t) =

0,95

Ф(t) = 0,475

2

 

 

По таблице значений функции Ф(t) находим t=1,96. Тогда Тогда

 

σ

 

1.84

 

1,96 1.84

 

t

 

 

=1,96

 

=

10

= 0.36

 

100

 

n

 

 

 

Доверительный интервал для математического ожидания

3.8495 0.36 < a < 3.8495 + 0.36

3.4895 < a < 4.21

Доверительный интервал для дисперсии: s(1-q)<σ < s(1+q)

По данным γ = 0,95 и n=100 по таблице значений найдем q=0,143 Тогда

1,84×(1-0,143)<σ < 1,84×(1+0,143) 1,84×0,857<σ < 1,84×1,143 1,577<σ < 2,1

По виду гистограмм и графику статистической функции распределения сделаем предположение, что случайная величина распределена по равномерному закону.

Н0 – величина Х распределена по равномерному закону:

 

 

0, x < 0.33

 

 

1

 

 

f (x) = f0

(x) =

 

 

 

,0.33 x 6.83

 

 

 

 

6.83 0.33

 

 

 

0, x > 6.83

 

 

0, x < 0.33

 

 

x 0.33

 

F(x) = F0

(x) =

,0.33 x 6.83

6.83 0.33

 

 

 

 

 

1, x > 6.83

Н1 – величина Х не распределена по равномерному закону: f (x) f0 (x) F(x) F0 (x)

Таким образом получаем полностью гипотетическую функцию распределения:

 

 

0, x < 0.33

 

 

 

x 0.33

 

 

F0

(x) =

,0.33 x

6.83

6.5

 

 

 

 

 

 

1, x > 6.83

 

Проверим гипотезу о нормальном законе с помощью критерия χ2 . Вычислим значение критерия χ2 на основе равноинтервального стати-

стического ряда по формуле:

χ2 =100( p j p j *)

2

M

 

 

j=1

p j

 

Теоретические вероятности pj попадания в интервалы равноинтервального статистического ряда равномерно распределенной случайной величины вычислим по формуле:

p

j

= F (Bj) F (Aj) = Bj Aj

 

0

0

xˆn xˆ1

 

 

 

 

Результаты вычислений сведены в таблицу.

J

Aj

 

Bj

 

pj

p*j

(pj-p*j)/pj

1

 

0,33

 

0,98

0,10000

0,05

0,025000

 

 

 

 

 

 

 

0,001000

2

 

0,98

 

1,63

0,10000

0,11

3

 

1,63

 

2,28

0,10000

0,08

0,004000

 

 

 

 

 

 

 

0,000000

4

 

2,28

 

2,93

0,10000

0,10

 

 

 

 

 

 

 

0,001000

5

 

2,93

 

3,58

0,10000

0,09

6

 

3,58

 

4,23

0,10000

0,11

0,001000

 

 

 

 

 

 

 

0,000000

7

 

4,23

 

4,88

0,10000

0,10

 

 

 

 

 

 

 

0,004000

8

 

4,88

 

5,53

0,10000

0,12

9

 

5,53

 

6,18

0,10000

0,14

0,016000

 

 

 

 

 

 

 

0,000000

10

 

6,18

 

6,83

0,10000

0,10

Сумма:

 

 

1,00000

1,00

0,052000

Проверим выполнение контрольного соотношения для pj :

10

1−∑ p j = 0 < 0,01

1

В результате получим

χ2 =100×0,052 = 5,2

Определим число степеней свободы по формуле

k = M -s-1= 10 – 1 – 2 = 7, где M – число вариант, s – число параметров предполагаемого закона (в нашем случае s = 2).

По заданному уровню значимости α=0,05 и ν = 7 находим χкр2 (0,05;7) =14,07 . Так как χнаб2 = 5,2 < χкр2 =14,07 , то делаем вывод что нет осно-

вания для отклонения гипотезы Н0 о равномерном распределении случайной величины..

Проверим гипотезу о законе распределения случайной величины при помощи критерия Колмогорова (α = 0,05).

По виду графика выдвигаем гипотезу о том, что случайная величина Х распределена по равномерному закону:

Рассчитаем по выше приведенной формуле 20 значений функции F0(x) и построим график функции F0(x) в одной системе координат с функцией F*(x).

 

 

0, x < 0.33

 

 

x 0.33

 

 

 

F0 (x) =

,0.33 x 6.83

6.5

 

 

 

 

 

 

 

1, x

> 6.83

x

 

F0(x)

 

 

0,33

 

0

 

 

0,67

 

0,0523

 

 

1,01

 

0,1046

 

 

1,35

 

0,1569

 

 

1,69

 

0,2092

 

 

2,03

 

0,2615

 

 

2,37

 

0,3138

 

 

2,71

 

0,3662

 

 

3,05

 

0,4185

 

 

3,39

 

0,4708

 

 

3,73

 

0,5231

 

 

4,07

 

0,5754

 

 

4,41

 

0,6277

 

 

4,75

 

0,68

 

 

5,09

 

0,7323

 

 

5,43

 

0,7846

 

 

5,77

 

0,8369

 

 

6,11

 

0,8892

 

 

6,45

 

0,9415

 

 

6,79

 

0,9938

 

 

Максимальная разность по модулю между графиками F*(x) и F0(x):

100

Z = max F0 (3.31) F *(3.31) = 0.458 0.36 = 0.098

i=1

Вычислим значение критерия Колмогорова:

λ = n ×Z =10×0.098 = 0.98

Из таблицы Колмогорова выбираем критическое значение

λy = λ1α = λ0.95 =1,36

Так как λ < 1,36, нет оснований для отклонения гипотезы H 0 .

+

ЗАДАЧА 10.

Двумерная выборка №20:

( -3.29; 2.57) ( 0.08; -3.09) ( -8.36; -5.36) ( -4.08; 1.27) ( 1.00; -4.79)

( 0.17; -7.10) ( -2.01; -8.06) ( -3.30; -5.46) ( -3.61; -4.45) ( -4.64;-11.31) ( -0.53; -5.07) (-16.97; -4.96) ( -3.86;-10.29) ( -0.40; -5.09) ( -6.15; -7.95) ( -7.03;-11.08) ( 1.12; -4.42) ( -1.87; -4.75) ( -3.37; -6.38) ( 1.12; -2.96)

( -3.37; -5.53) ( -0.97; -4.14) ( 2.83; -6.08) ( -2.94; -3.68) ( -0.76; -3.96) ( 1.34; -2.18) ( -0.95; -0.31) ( -2.70; -7.51) ( -6.08; -5.60) ( -2.70; -4.81) ( -2.92; -5.87) ( -6.43; -3.38) ( -2.60; 0.21) ( 0.95; -2.12) ( -3.53; -6.98)

( -1.57; -6.37) ( -3.75; -0.68) ( -4.35; -4.65) (-10.11;-18.77) ( -0.40; -4.02) ( -5.26; -7.44) ( -2.43; -4.00) ( -3.55; -3.99) ( -1.40; 0.28) ( -2.32; -4.47)

( -2.28; -2.18) ( 4.27; -7.56) ( -4.26; -6.52)( 0.24; -3.73) ( 0.37; -4.90)

По выборке двухмерной случайной величины:

-вычислить точечную оценку коэффициента корреляции;

-вычислить интервальную оценку коэффициента корреляции (γ = 0,95);

-проверить гипотезу об отсутствии корреляционной зависимости;

-вычислить оценки параметров a0 и a1 линии регрессии y(x) = aˆ0 + aˆ1x ;

-построить диаграмму рассеивания и линию регрессии.

Решение:

1) Коэффициент корреляции вычислим по формуле:

r= xy x y

σx σy

Составим расчетную таблицу:

i

xi

yi

x2

y2

xi yi

 

 

 

i

i

 

1

-3,29

2,57

10,8241

6,6049

-8,4553

2

0,08

-3,09

0,0064

9,5481

-0,2472

3

-8,36

-5,36

69,8896

28,7296

44,8096

4

-4,08

1,27

16,6464

1,6129

-5,1816

5

1

-4,79

1

22,9441

-4,79

6

0,17

-7,1

0,0289

50,41

-1,207

7

-2,01

-8,06

4,0401

64,9636

16,2006

8

-3,3

-5,46

10,89

29,8116

18,018

9

-3,61

-4,45

13,0321

19,8025

16,0645

10

-4,64

-11,31

21,5296

127,9161

52,4784

11

-0,53

-5,07

0,2809

25,7049

2,6871

12

-16,97

-4,96

287,9809

24,6016

84,1712

13

-3,86

-10,29

14,8996

105,8841

39,7194

14

-0,4

-5,09

0,16

25,9081

2,036

15

-6,15

-7,95

37,8225

63,2025

48,8925

16

-7,03

-11,08

49,4209

122,7664

77,8924

17

1,12

-4,42

1,2544

19,5364

-4,9504

18

-1,87

-4,75

3,4969

22,5625

8,8825

19

-3,37

-6,38

11,3569

40,7044

21,5006

20

1,12

-2,96

1,2544

8,7616

-3,3152

21

-3,37

-5,53

11,3569

30,5809

18,6361

22

-0,97

-4,14

0,9409

17,1396

4,0158

23

2,83

-6,08

8,0089

36,9664

-17,2064

24

-2,94

-3,68

8,6436

13,5424

10,8192

25

-0,76

-3,96

0,5776

15,6816

3,0096

26

1,34

-2,18

1,7956

4,7524

-2,9212

27

-0,95

-0,31

0,9025

0,0961

0,2945

28

-2,7

-7,51

7,29

56,4001

20,277

29

-6,08

-5,6

36,9664

31,36

34,048

30

-2,7

-4,81

7,29

23,1361

12,987

31

-2,92

-5,87

8,5264

34,4569

17,1404

32

-6,43

-3,38

41,3449

11,4244

21,7334

33

-2,6

0,21

6,76

0,0441

-0,546

34

0,95

-2,12

0,9025

4,4944

-2,014

35

-3,53

-6,98

12,4609

48,7204

24,6394

36

-1,57

-6,37

2,4649

40,5769

10,0009

37

-3,75

-0,68

14,0625

0,4624

2,55

38

-4,35

-4,65

18,9225

21,6225

20,2275

39

-10,11

-18,77

102,2121

352,3129

189,7647

40

-0,4

-4,02

0,16

16,1604

1,608

41

-5,26

-7,44

27,6676

55,3536

39,1344

42

-2,43

-4

5,9049

16

9,72

43

-3,55

-3,99

12,6025

15,9201

14,1645

44

-1,4

0,28

1,96

0,0784

-0,392

45

-2,32

-4,47

5,3824

19,9809

10,3704

46

-2,28

-2,18

5,1984

4,7524

4,9704

47

4,27

-7,56

18,2329

57,1536

-32,2812

48

-4,26

-6,52

18,1476

42,5104

27,7752

49

0,24

-3,73

0,0576

13,9129

-0,8952

50

0,37

-4,9

0,1369

24,01

-1,813

Сумма

-133,61

-249,67

942,6945

1831,579

845,0235

Среднее

-2,6722

-4,9934

18,85389

36,63158

16,90047

По данным таблицы

xy =16.9

x = −2.67 y = −4.99

σ 2 = x2 (x)2 =18.85 (2.67)2 =11.72

x

σ 2 = y2 (y)2 = 36.63 (4.99)2 =11.73

y

σx = 11.72 = 3.42

σy = 11.73 = 3.42

= 16.9 (2.67) (4.99) =

r 0.305 3.42 3.42

Так как коэффициент корреляции достаточно близок к единице, то взаимосвязь х и у характеризуется как высокая.

Вычислим интервальную оценку коэффициента корреляции (γ = 0,95); Из таблицы Лапласа выбираем z0,95 =1,96

a =

1

1 + 0,305

 

1,96

= 0.029

 

ln

 

 

 

 

2

1

0,305

50 3

 

 

 

 

 

 

 

b =

 

1

 

1 + 0,305

 

+

 

1,96

=1.1295

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

2

1

0,305

 

50 3

 

 

 

 

 

 

 

Находим доверительный интервал

e2×0.0291<r <e2×1,12951 e2×0.029+1 e2×1,1295+1

0,029 < r < 0,811+

Проверим статистическую гипотезу о значимости парного линейного коэффициента корреляции на основе критерия согласия Стьюдента

t

расч

= r

n 2

 

 

 

 

1r2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

расч

= r

n 2

= 0.305

 

50 2

= 2.219

1r2

1(0.305)2

 

 

 

 

Найдем табличное значение при числе степеней свободы n-2=48 и уровне значимости α = 0,05 . tкр = tα,n2 = t0,05;48 = 2,009

Так как t расч = 2.219 >têð = 2,009 , то гипотеза о равенстве нулю коэффициента корреляции должна быть отвергнута.

Параметры уравнения прямой регрессии у на х a0 и a1 находим из сис-

темы