Теория вероятностей и математическая статистика. Соппа М.С - 21 стр.

UptoLike

Составители: 

43
z
0
z
1
z
2
z
3
z
4
z
5
*
1
z
*
2
z
*
3
z
*
4
z
*
5
z
вычисляются частоты попадания значений в интервалы:
n
1
, n
2
, n
3
, n
4
, n
5
,
при этом должна выполняться контрольная сумма:
nn
i
=
.
находятся относительные частоты попадания значений в
интервалы:
w
1
= n
1
/n, w
2
= n
2
/n, w
3
= n
3
/n,
w
4
= n
4
/n, w
5
= n
5
/n,
здесь контролируется выполнение суммы: 1=
i
w .
вычисляются высоты ступеней гистограммы hwp
ii
/
~
= :
hwp /
~
11
= , hwp /
~
22
=
, hwp /
~
33
= ,
hwp /
~
44
=
,
hwp /
~
55
=
.
проверка:
hp
i
/1
~
=
.
В результате получаем таблицу группированного статисти-
ческого ряда:
Номер
интервала
, i
1 2 3 4 5
Границы
интервалов, [
z
i–1
, z
i
]
[
z
0
, z
1
] [z
1
, z
2
] [z
2
, z
3
][z
3
, z
4
][z
4
, z
5
]–
Середины
интервалов,
2/)(
1
*
iii
zzz +=
*
1
z
*
2
z
*
3
z
*
4
z
*
5
z
Частоты попадания
в интервалы,
n
i
n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
50
Относительные
частоты попада-
ния,
w
i
w
1
w
2
w
3
w
4
w
5
1
Высоты ступеней
гистограммы,
i
p
~
1
~
p
2
~
p
3
~
p
4
~
p
5
~
p
1
/h
44
Группированный статистический ряд, включая в себя строки
*
i
z и w
i
, является аналогом закона распределения дискретной
модели исследуемой нами генеральной совокупности.
Построение гистограммы относительных частот
В качестве приближенного изображения графика функции
плотности вероятности
р(х) в математической статистике ис-
пользуется гистограмма относительных частот. Напомним свой-
ства функции плотности вероятности:
1.
р(х) 0;
2. площадь под графиком
р(х) равна единице:
1)( =
+∞
dxхр
;
3.
Р(Х ],[
β
α
) =
β
α
dxхр )(
.
Первые два свойства выполняются и для гистограммы, третье
свойство, естественно, выполняется лишь асимптотически.
Построение гистограммы начинается с нанесения на гори-
зонтальную ось интервалов [
z
i–1
, z
i
], на которые разбит диапазон
выборки. Масштаб выбирается так, чтобы диапазон выборки
[
х
min
, x
max
] занимал на графике около 10 см. Далее, на вертикаль-
ной оси откладывается значение
max
)
~
(
i
p , таким образом, чтобы
оно занимало отрезок длиной 6–7 см. Над интервалами строим
ступени гистограммы в виде прямоугольников с высотами, ко-
торые берутся из группированного статистического ряда
i
p
~
. Эта
ступенчатая фигура и является гистограммой. Через середины
верхних сторон ступеней проводим плавную линию (пунктир),
она является приближенным представлением графика теорети-
ческой функции плотности вероятности исследуемой случайной
величины.
              z0              z1          z2         z3         z4         z5                  Группированный статистический ряд, включая в себя строки
                                                                                            zi*и wi, является аналогом закона распределения дискретной
                                                                                            модели исследуемой нами генеральной совокупности.
                 z1*       z2*       z3*        z4* z5*
      – вычисляются частоты попадания значений в интервалы:                                        Построение гистограммы относительных частот
 n1, n2, n3, n4, n5,                                                                            В качестве приближенного изображения графика функции
при этом должна выполняться контрольная сумма: ∑ ni = n .                                   плотности вероятности р(х) в математической статистике ис-
                                                                                            пользуется гистограмма относительных частот. Напомним свой-
      – находятся относительные частоты попадания значений в                                ства функции плотности вероятности:
интервалы:                                                                                      1. р(х) ≥ 0;
     w1 = n1/n,         w2 = n2/n,       w3 = n3/n,                                             2. площадь под графиком р(х) равна единице:
     w4 = n4/n,         w5 = n5/n,                                                                     +∞
здесь контролируется выполнение суммы: ∑ wi = 1 .                                                       ∫ р( х)dx = 1 ;
                                                        ~                                              −∞
      – вычисляются высоты ступеней гистограммы p i = wi / h :                                                            β
      ~
      p1 = w1 / h , ~p2 = w2 / h , ~                                                              3. Р(Х ∈ [α , β ] ) =
                                   p3 = w3 / h ,                                                                          ∫ р( х)dx .
      ~              ~
      p4 = w4 / h , p5 = w5 / h .                                                                                         α

                  ~                                                                         Первые два свойства выполняются и для гистограммы, третье
проверка:          ∑
                  p = 1/ h .
                          i                                                                 свойство, естественно, выполняется лишь асимптотически.
    В результате получаем таблицу группированного статисти-                                      Построение гистограммы начинается с нанесения на гори-
ческого ряда:                                                                               зонтальную ось интервалов [ zi–1, zi ], на которые разбит диапазон
                                                                                            выборки. Масштаб выбирается так, чтобы диапазон выборки
      Номер                          1         2          3          4          5     ∑     [хmin, xmax] занимал на графике около 10 см. Далее, на вертикаль-
   интервала, i
                                                                                            ной оси откладывается значение ( ~   pi ) max , таким образом, чтобы
Границы                            [z0, z1] [z1, z2] [z2, z3] [z3, z4] [z4, z5]       –
интервалов, [zi–1, zi]                                                                      оно занимало отрезок длиной 6–7 см. Над интервалами строим
Середины                                                                              –     ступени гистограммы в виде прямоугольников с высотами, ко-
                                    z1*        z2*        z3*        z4*        z5*                                                                       ~
интервалов,                                                                                 торые берутся из группированного статистического ряда p i . Эта
zi* = ( zi−1 + zi ) / 2                                                                     ступенчатая фигура и является гистограммой. Через середины
Частоты попадания                   n1         n2         n3         n4         n5    50    верхних сторон ступеней проводим плавную линию (пунктир),
в интервалы, ni                                                                             она является приближенным представлением графика теорети-
Относительные                       w1         w2         w3         w4         w5    1     ческой функции плотности вероятности исследуемой случайной
частоты попада-                                                                             величины.
ния, wi
Высоты ступеней                      ~
                                     p1        ~
                                               p2         ~
                                                          p3         ~
                                                                     p4         ~
                                                                                p5    1/h
                ~
гистограммы, p i

                                                43                                                                                      44