Механика. Афанасьев А.Д. - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9
ошибка
σ
(см. ниже),
M
- математическое ожидание или среднее значение
переменной
x
. Графики функции (9) при
5
,1
=
M
и при двух значениях
средней ошибки
2
=
σ
(более острый график) и
4
=
σ
в некоторых
условных единицах приведены на рис. 3.
Смысл кривой распределения (рис. 2) состоит в том, что вероятность
при единичном измерении получить значение
x
, в интервале от
1
x до
2
x
пропорциональна заштрихо-
ванной площади. Если же
говорить точнее, то эта
вероятность равна отношению
заштрихованной площади ко
всей площади, заключенной
между кривой и осью абсцисс
(площадь под всей кривой
равна 1). Так как мы чаще
имеем дело с конечным числом
измерений, то вычисляется не
σ
, а ее приближенное
значение
S
, которое находится
в таком же отношении к
σ
, как средний результат к математическому
ожиданию: чем больше число наблюдений, тем меньше
S
может отличаться
от
σ
. Величину
S
называют выборочным средним квадратичным
отклонением результата наблюдения. По определению:
1
)(
2
Σ
=
n
xx
S
i
(10)
где
n
- число наблюдений, образующих данную выборку. Если
n
,
σ
S
.
Как сказано выше, отношение площади заштрихованного участка,
внутри которого находиться случайная величина (рис. 2), ко всей площади,
заключенной между осью абсцисс и кривой Гаусса, есть вероятность того,
что погрешность случайной величины имеет значение от
1
x
до
2
x
. Если
рассчитать вероятность появления погрешностей, заключенных в интервале
от
σ
до
σ+
, то она окажется равной 0,68. Интервалу погрешностей от
σ2
до
σ2+
будет соответствовать вероятность 0,95. Увеличение
полуширины интервала значений погрешностей до
σ3+
приведет к
повышению вероятности до 0,997 (pис.4). То есть при увеличении ширины
интервала допустимых значений погрешностей вероятность их появления
стремиться к единице.
2
1
0.5 1.5
1
2
2.5
Рис.3
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            ошибка σ (см. ниже), M - математическое ожидание или среднее значение
            переменной x . Графики функции (9) при M = 1,5 и при двух значениях
            средней ошибки σ = 0,2 (более острый график) и σ = 0,4 в некоторых
            условных единицах приведены на рис. 3.
                 Смысл кривой распределения (рис. 2) состоит в том, что вероятность
            при единичном измерении получить значение x , в интервале от x1 до x2
                                                      пропорциональна      заштрихо-
             2                                        ванной площади. Если же
                                                      говорить точнее, то эта
                                                      вероятность равна отношению
                                                      заштрихованной площади ко
             1                                        всей площади, заключенной
                                                      между кривой и осью абсцисс
                                                      (площадь под всей кривой
                                                      равна 1). Так как мы чаще
                0.5    1      1.5           2.5
                                                      имеем дело с конечным числом
                                      2
                                                      измерений, то вычисляется не
                               Рис.3                  σ , а ее приближенное
                                                      значение S , которое находится
            в таком же отношении к σ , как средний результат к математическому
            ожиданию: чем больше число наблюдений, тем меньше S может отличаться
            от σ . Величину S называют выборочным средним квадратичным
            отклонением результата наблюдения. По определению:
                                             Σ ( xi − x ) 2
                                          S=                                       (10)
                                                 n −1
            где n - число наблюдений, образующих данную выборку. Если n → ∞ ,
            S →σ .
                Как сказано выше, отношение площади заштрихованного участка,
            внутри которого находиться случайная величина (рис. 2), ко всей площади,
            заключенной между осью абсцисс и кривой Гаусса, есть вероятность того,
            что погрешность случайной величины имеет значение от ∆x1 до ∆x 2 . Если
            рассчитать вероятность появления погрешностей, заключенных в интервале
            от − σ до + σ , то она окажется равной 0,68. Интервалу погрешностей от
            − 2σ до + 2σ будет соответствовать вероятность 0,95. Увеличение
            полуширины интервала значений погрешностей до + 3σ приведет к
            повышению вероятности до 0,997 (pис.4). То есть при увеличении ширины
            интервала допустимых значений погрешностей вероятность их появления
            стремиться к единице.




                                                        9
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com