2*. Емпірична функція розподілу
Нехай
(1)
є вибірка
з генеральної сукупності
.
За цією вибіркою (1) нам треба побудувати
функцію розподілу випадкової величини
.
Для будь-якого числа
позначимо через
число значень випадкової величини
даної вибірки (1), які задовольняють
нерівність
.
Нехай
– об’єм вибірки. Тоді відносна частота,
статистична ймовірність події
,
яка дорівнює
є функцією від
і яку позначають через
. (2)
Оскільки функція (2) знаходиться експериментальним шляхом, то вона називається емпіричною функцією розподілу вибірки (1) і для кожного значення визначена статистична ймовірність події .
Таким
чином, для того, щоб знайти значення
емпіричної функції розподілу (2) при
даному значенні
,
треба підрахувати число дослідів, в
яких випадкова величина
прийняла значення менші ніж
і поділити на загальне число дослідів,
тобто на об’єм вибірки
.
Як відомо, інтегральна функція розподілу
генеральної сукупності називається
теоретичною функцією розподілу.
Зі
збільшенням числа дослідів
емпірична функція розподілу
наближається (збігається за ймовірністю)
до теоретичної функції розподілу
,
випадкової величини
.
Тому емпіричну функцію розподілу
вибірки (1) доцільно застосовувати для
наближеного представлення теоретичної
функції розподілу
генеральної сукупності
.
Емпірична функція розподілу
має такі ж властивості, як і теоретична
функція розподілу
:
1)
;
2) – зростаюча функція;
3) якщо
випадкова величина приймає тільки
значення
,
то
,
для
і
,
для
,
де
– найменше значення випадкової величини,
а
– найменше.
Приклад.
З великої кількості тварин (свиней)
генеральної сукупності
зробили вибірку десяти тварин. При їх
відгодуванні на протязі тижня отримали
наступні збільшення ваги в
:
.
Побудувати емпіричну функцію цієї випадкової величини, збільшення ваги за тиждень, та її графік.
Розв’язання.
Побудуємо
спочатку дискретний варіаційний ряд
цієї випадкової величини
збільшення ваги тварин за тиждень. Об’єм
вибірки
,
– частота.
Найменше
значення випадкової величини є
,
отже
,
для
.
Значення
,
а саме
,
спостерігалось
рази, отже
для
.
Значення
,
а саме
,
,
спостерігалось
разів, отже
для
.
Значення
,
а саме
,
,
,
спостерігалось
разів, отже
для
.
Оскільки
найбільше значення випадкової величини,
то
для
.
Тоді емпірична функція розподілу та її
графік мають вигляд:
3*. Полігон і гістограма статистичного розподілу
Для наглядності будують різні графіки статистичного розподілу і зокрема, полігон і гістограму.
Полігоном
частот називають
ломану, відрізки якої з’єднують точки
,
,
,
.
Для побудови полігона частот на осі
абсцис відкладають варіанти
,
а на осі ординат – відповідні їм частоти
.
Точки
з’єднують відрізками прямих і отримують
полігон частот.
Полігоном
відносних частот називають
ломану, відрізки якої з’єднують точки
,
,
,
.
Для побудови полігона відносних частот
на осі абсцис відкладають варіанти
,
а на осі ординат – відповідні їм частоти
.
Точки
з’єднують відрізками прямих і отримують
полігон відносних частот.
У випадку
неперервної ознаки доцільно будувати
гістограму, для чого інтервал, в якому
заключні всі спостерігаємі значення
ознаки розбивають на декілька часткових
інтервалів довжиною
і знаходять для кожного часткового
інтервалу
– суму частот варіант, що потрапили в
-й
інтервал.
Гістограмою
частот
називають ступеневу фігуру, що складена
із прямокутників, основами яких є
часткові інтервали довжиною
,
а висоти дорівнюють співвідношенню
(густина частоти).
Для побудови гістограми частот на осі абсцис відкладають часткові інтервали, а над ними проводять відрізки, паралельні осі абсцис на відстані .
Площа
-го
часткового прямокутника дорівнює
– сумі частот варіант
-го
інтервалу, отже, площа гістограми частот
дорівнює сумі усіх частот, т.т. об’єму
вибірки.
Гістограмою
відносних частот
називають ступеневу фігуру, що складена
із прямокутників, основами яких служать
часткові інтервали довжиною
,
а висоти дорівнюють відношенню
.
Для
побудови гістограми відносних частот
на осі абсцис відкладають часткові
інтервали, а над ними проводять відрізки,
паралельні осі абсцис на відстані
.
Площа
-го
часткового прямокутника дорівнює
– відносній частоті варіант, що потрапили
в
-й
інтервал. Отже, площа гістограми відносних
частот дорівнює сумі усіх відносних
частот, т.т. одиниці.
