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: 133

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

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

 

 

(x0,22)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

 

(x0,22)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