Файл: Е.А. Волкова Теория вероятностей иматематическая статистика. Программа, методические указания и контрольные работы №7, 8 для студентов экономических специальностейзаочной формы обучения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2024
Просмотров: 162
Скачиваний: 0
|
|
|
|
25 |
|
|
mi |
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0,16 |
0,20 |
0,24 |
0,28 |
0,32 |
X |
0,12 |
0,36 |
|||||
Рис.1. Распределение производительности труда рабочих |
По виду гистограммы предполагаем, что производительность труда Х распределена по нормальному закону. Кроме того, проверим, удовлетворяют ли выборочные числовые характеристики особенностям этого распределения, используя прил. 2 (столбец 2). Имеем, во-первых,
|
|
xmax + |
xmin |
= |
|
0,12 + |
0,36 |
= |
0,24, |
||
2 |
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
что близко к x ≈ 0,22; и, во-вторых, |
|
|
|
|
|||||||
|
xmax − |
xmin |
|
= |
0,36 − |
0,12 |
= |
0,04 |
|||
6 |
|
6 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
близко к Sx ≈ 0,053, что не противоречит сделанному предположению
о характере распределения. Функция плотности вероятности нормального распределения имеет два параметра a и σ , которые, согласно
столбцу 5 прил. 2, равны a = x ≈ 0,22 , σ |
= Sx ≈ 0,053. |
||||
Итак, функция плотности вероятности теоретического закона рас- |
|||||
пределения имеет вид |
|
|
(x− 0,22)2 |
||
|
1 |
− |
|||
|
|
2 |
|
||
f (x) = |
e 2(0,053) |
|
|||
0,053 2π |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Для проверки согласованности теоретического и наблюдаемого распределений рассчитаем теоретические частоты, округляя их значения до целых. Результаты вычислений приведены в табл. 5.
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
№ |
xi |
ti = |
|
xi − x |
|
ϕ (ti ) |
miT = |
|
nh |
ϕ (ti ) |
mi |
|
|
σ |
|
σ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
||
1 |
0,14 |
-1,51 |
|
0,1276 |
|
5 |
|
4 |
|
|||
2 |
0,18 |
-0,75 |
|
0,3011 |
|
11 |
|
16 |
|
|||
3 |
0,22 |
|
0 |
|
0,3989 |
|
15 |
|
14 |
|
||
4 |
0,26 |
|
0,75 |
|
0,3011 |
|
11 |
|
8 |
|
||
5 |
0,30 |
|
1,51 |
|
0,1276 |
|
5 |
|
5 |
|
||
6 |
0,36 |
|
2,26 |
|
0,0310 |
|
1 |
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
50 |
|
Построим на одном рисунке полигоны наблюдаемых и теоретиче- |
|||||||
ских частот производительности труда. |
|
|
|
||||
miT |
mi |
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
X |
|
0.14 |
0.18 |
0.22 |
0.26 |
0.30 |
0.34 |
|
|
Рис.2. Полигон наблюдаемых и теоретических частот |
|
|||||
|
|
полигон наблюдаемых частот. |
|
|
|||
|
|
полигон теоретических частот. |
|
|
Между теоретическими и наблюдаемыми частотами есть расхождение, которое можно объяснить либо случайными причинами (например, недостаточным числом наблюдений), либо тем, что сделан неверный выбор закона распределения. Проверим это с помощью критерия
χ2 Пирсона
27
|
|
|
2 |
|
r |
|
(m |
− mT )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
χрасч. = ∑ |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
miT |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
i= 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Результаты расчетов приведены в табл.6. |
|
|
|
Таблица 6 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
№ |
mi |
mT |
m |
|
− mT |
|
(m |
− mT )2 |
|
(mi − miT )2 |
|
|
||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
i |
i |
|
|
i |
|
i |
|
i |
|
mT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
6 |
|
|
|||
|
1 |
4 |
5 |
|
|
4 |
|
|
16 |
1 |
|
|
|||
|
2 |
20 |
16 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
16 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
14 |
15 |
|
–1 |
|
|
1 |
0,07 |
|
|
||||
|
4 |
8 |
11 |
|
–3 |
|
|
9 |
0,82 |
|
|
||||
|
5 |
5 |
5 |
|
|
2 |
|
|
4 |
0,67 |
|
|
|||
|
|
8 |
6 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
6 |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
χ2расч = 2,56 |
|
Замечание. Для обеспечения большей обоснованности выводов интервалы с частотой объектов m i < 5 лучше объединить с соседними интервалами.
По прил.5 из [1,2] "Критические точки распределения χ2 " опреде-
лим предельно возможную величину расхождений χ2 |
(α ,k) |
в зави- |
||||||
|
|
|
|
крит. |
|
|
|
|
симости от заданного уровня значимости α |
и числа степеней свободы, |
|||||||
k = r − s − 1, где r - число интервалов после объединения, |
s – |
число |
||||||
параметров распределения. В нашем случае, α |
= 0,05, r = |
4, s = |
2, т.е. |
|||||
k = 4 − 2 − 1 = 1. Так как χ2 |
(0,05;1) = 3,8 и |
χ2 |
|
= 2,56 |
< |
3,8 = |
χ2 |
, |
крит. |
|
расч. |
|
|
|
крит. |
|
то различие между теоретическими и наблюдаемыми частотами незначимо. Следовательно, теоретический закон распределения согласуется с опытными данными.
Вывод: производительность труда рабочих при проходке штрека распределена по нормальному закону с функцией плотности вероятно-
|
|
1 |
|
− |
(x− 0,22)2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
стей |
f (x) = |
|
e 2(0,053) |
. |
|||
0,053 |
2π |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Задача 2. Исследование линейной корреляционной зависимости двух случайных признаков.
28
Соответствующий теоретический материал, необходимый для выполнения задания, изложен в [1] гл.18, с.253-268.
Пример. Определить выборочный коэффициент корреляции между случайными признаками Y – производительностью труда рабочих и Х
– стажем работы по данным, приведенным в табл.7. Составить выборочное уравнение прямой линии регрессии y по x и построить ее.
Таблица 7
Х |
Y |
Х |
Y |
Х |
Y |
Х |
Y |
Х |
Y |
8 |
1,9 |
14 |
2,3 |
9 |
1,9 |
12 |
2,3 |
19 |
2,5 |
11 |
2,3 |
2 |
1,4 |
9 |
1,9 |
10 |
1,9 |
13 |
2,1 |
5 |
1,6 |
11 |
2,2 |
13 |
2,1 |
16 |
2,5 |
12 |
2,3 |
8 |
2,0 |
6 |
1,7 |
16 |
2,5 |
5 |
1,3 |
15 |
2,4 |
12 |
2,3 |
10 |
1,9 |
8 |
1,8 |
9 |
2,0 |
16 |
2,6 |
1 |
1,3 |
10 |
2,0 |
11 |
2,2 |
7 |
1,7 |
11 |
2,1 |
9 |
2,0 |
12 |
2,2 |
17 |
2,8 |
6 |
2,0 |
12 |
2,2 |
8 |
1,8 |
18 |
2,6 |
9 |
1,8 |
11 |
2,3 |
8 |
1,5 |
10 |
1,8 |
8 |
1,9 |
6 |
1,5 |
11 |
2,8 |
7 |
1,6 |
13 |
2,2 |
13 |
2,1 |
10 |
1,9 |
12 |
1,3 |
12 |
2,1 |
Решение. Выборочный коэффициент линейной корреляции рассчитывается по формуле
|
= |
|
|
− |
x y |
, |
r |
xy |
|||||
|
|
|
|
|||
в |
|
|
σ xσ |
y |
||
|
|
|
где x , y , xy - средние значения для x, y, xy ; σ x ,σ y - выборочные сред-
ние квадратические отклонения. Выборочное уравнение прямой линии регрессии у по x имеет вид
y − |
y = |
r |
σ y |
( x − x ). |
|
||||
|
|
в σ x |
Для удобства расчета коэффициента корреляции rв и параметров
линии регрессии построим корреляционную таблицу (прил. 3). Поясним порядок заполнения таблицы. По горизонтали приведены интервалы для признака Y. Ширина интервалов рассчитана по формуле Стерджеса
hy = |
ymax − ymin |
= |
2,8 − 1,3 |
≈ 0,2. |
|
1+ 3,2lg n |
6,44 |
|
|||
|
|
|
|
В скобках указаны середины интервалов ( y j ) . По вертикали – интер-
|
|
29 |
|
валы для признака Х, рассчитанные аналогичным образом. |
|
||
|
Во внутренних клетках таблицы на пересечении i − й |
строки и |
|
j − |
го столбца указана частота mij - число пар (x, y) , для которых зна- |
||
чение признака Х попадает в i − |
й интервал по x, а соответствующее |
||
ему |
значение признака Y – в |
j − й интервал по y (число |
рабочих, |
имеющих при данном стаже соответствующую производительность труда). Так, например, на пересечении 3 − й строки и 4 − го столбца стоит число 8. Это значит, восемь человек при среднем стаже работы
|
x = |
8,5 имеют среднюю производительность труда y = 2,0. |
∑ mij и |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Далее по горизонтали приведены суммы по строкам m j = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m j y2j , а по вертикали, |
|
|
|
|
|
|
|
i |
|||||||||||||||||
произведения m j y j , |
|
|
|
соответственно, суммы по |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
столбцам mi = |
|
∑ mij |
|
|
|
и произведения mi xi , |
mi xi2 , |
групповые средние |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y j mij |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
yx = |
x |
|
= |
yx |
= |
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(так, например, для значения x = 8,5 |
имеем |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
mi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
y |
x= |
8,5 |
= |
1,6 2 + 1,8 4 + |
2,0 8 |
= |
1,9 ) |
и произведения |
x m y |
x |
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i i |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдем составляющие для вычисления коэффициента корреляции. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
j |
y j m j |
104 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
xi mi |
|
545 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
y = |
|
|
|
|
|
|
= |
|
= |
|
2,08; |
|
|
|
x = |
|
i |
|
|
|
= |
= 10,9; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ y 2j m j |
|
|
222,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ xi2mi |
|
6624,5 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
y 2 |
|
= |
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
= |
≈ |
4,46; |
|
|
x2 |
= |
i |
|
|
|
= |
|
= 132,49; |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|||||
σ |
|
y |
= |
|
|
|
Dy |
= |
|
|
|
y2 − |
y 2 |
= |
4,46 − 2,082 ≈ |
0,37; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
σ |
|
x |
= |
|
∑∑ |
Dx |
= |
|
|
|
x2 − |
x 2 |
= |
132,49 − |
10,92 |
|
≈ |
3,70; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi y j mij |
|
∑ |
|
x |
m |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
= |
|
|
i |
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
i |
|
i |
i |
|
|
xi |
|
= |
1196,8 |
|
≈ |
23,94. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
xy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
r |
|
= |
|
|
23,94 − 10,9 2,08 |
≈ 0,93. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,70 0,37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Кроме того, для установления надежности выборочного коэффици- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ента |
|
корреляции |
вычислим |
его |
среднее квадратическое отклонение |