Математическая статистика. Воскобойников Ю.Е - 48 стр.

UptoLike

95 96
==
=
=
m
j
вjy
n
i
вix
yy
m
sxx
n
s
1
22
1
22
,)(
1
1
,)(
1
1
где
ji
yx , выборочные значения,
вв
yx , значения выборочных
средних, находим
22
,
yx
ss . Подставляя эти значения в (5.60), вычисляем
числовое значение критерия
наб
K . Если
α
,прнаб
xK >
, то гипотеза
0
Н (5.58) отвергается и принимается гипотеза
1
H . При этом можно
совершить ошибку первого рода с вероятностью
α
. Если
α
,прнаб
xK < , то принимается гипотеза
0
Н .
Пример 5.10. По двум независимым выборкам объемов
13,9 == mn , извлеченным из нормальных генеральных совокупно-
стей, найдены исправленные дисперсии
6s,12s
2
y
2
x
== . При уровне
значимости
05.0
=
α
проверить нулевую гипотезу
22
0
:
yx
H
σσ
=
при альтернативной
22
1
:
yx
H
σσ
>
.
Решение. Вычислим значение критерия по формуле (5.60):
26/12 ==
наб
K . В соответствии с соотношением (5.63) находим
точку
).mk;nl(.),(fx
.,пр
1211318191383128
11950
=
=
=
=
==
=
=
α
Так как 28.3>
наб
K , то принимается гипотеза
22
0
:
yx
H
σσ
= .
2. Альтернативная гипотеза имеет вид
22
1
:
yx
H
σσ
< . (5.64)
В этом случае критическая область является левосторонней и, посколь-
ку величина (5.57) неотрицательна, имеет вид
),,0(
,
α
лев
x
где точка
α
,лев
x определяется из условия
α
α
=< )(
,, левkl
xFP .
Вычислим
α
,лев
x из этого условия. Так как
k
l
F
k
l
kl
2
2
,
χ
χ
= , то
lk
l
k
kl
F
l
k
F
,
2
2
,
1
==
χ
χ
. Тогда имеем следующее свойство распределе-
ния Фишера:
γ
γγ
γ
=
>=
>=<
)k,l(f
FP
)k,l(fF
P))k,l(fF(P
k,l
k,l
k,l
111
.
Следовательно,
γ
γ
<
<
1)),(/1(
,
klfFP
kl
,
и, положив
γ
α
=
1 , приходим к соотношению
),(/1
1,
klfx
лев
αα
=
, (5.65)
где значения
),(
1
klf
α
определяются по табл. П5.
Если вычисленное значение
наб
K попадает в интервал
),,0(
,
α
лев
x то принимается гипотеза
1
H (5.64); в противном случае
гипотеза
0
H (5.58).
3. Альтернативная гипотеза
1
H
имеет вид
22
1
:
yx
H
σσ
. (5.66)
В этом случае критическая область состоит из двух интервалов
),0(
2/,
α
лев
x , ),(
2/,
+
α
пр
x , где точки
2/,
α
лев
x и
2/,
α
пр
x опреде-
ляются следующими соотношениями (докажите это):
;
),(
1
2/,
2/1
klf
лев
x
α
α
=
),(
2/12/,
klfx
пр
αα
=
, (5.67)
в которых, как и прежде, значения
)k,l(f
γ
находятся по табл. П5.
При попадании числового значения
наб
K критерия (5.60) в интер-
вал
),0(
2/,
α
лев
x или ),(
2/,
+
α
пр
x применяется гипотеза
1
H
(5.66);
если
наб
K попадает в интервал
2/,
[
α
лев
x , ]
2/,
α
пр
x , то применяется
гипотеза
0
H (5.58).
                   1 n                            1 m                                                                                                                χ l2 l
        s x2   =       ∑
                 n − 1 i =1
                                        2    2
                            ( xi − x в ) , s y =      ∑
                                                 m − 1 j =1
                                                            ( y j − yв ) 2 ,              Вычислим       x лев ,α из этого условия. Так как Fl , k                  = 2 ,
                                                                                                                                                                     χk k
                                                                                                                                                                                   то


где xi , y j – выборочные значения, x в , y в – значения выборочных                        1     χ2 k
                                                                                                = k2 = Fk ,l . Тогда имеем следующее свойство распределе-
                         2    2
средних, находим s x , s y . Подставляя эти значения в (5.60), вычисляем
                                                                                          Fl ,k  χl l
                                                                                          ния Фишера:
числовое значение критерия K наб . Если K наб > xпр ,α , то гипотеза
                                                                                                                         ⎛ 1            1        ⎞    ⎛              1        ⎞
Н 0 (5.58) отвергается и принимается гипотеза H1 . При этом можно                           P( Fl ,k < f γ ( l , k )) = P⎜       >               ⎟ = P⎜ Fl ,k >               ⎟ =γ .
                                                                                                                         ⎜ Fl ,k   f γ ( l , k ) ⎟    ⎜         f γ ( l , k ) ⎟
                                                                                                                         ⎝                       ⎠    ⎝                       ⎠
совершить ошибку первого рода с вероятностью α . Если                                     Следовательно,
K наб < x пр,α , то принимается гипотеза Н 0 .                                                                     P( Fl , k < 1 / f γ (l , k )) < 1 − γ ,
   Пример        5.10.       По    двум   независимым        выборкам       объемов       и, положив    α = 1−γ       , приходим к соотношению
n = 9, m = 13 , извлеченным из нормальных генеральных совокупно-                                                   x лев ,α = 1 / f1−α (l , k ) ,                              (5.65)
стей, найдены исправленные дисперсии s 2x = 12, s 2y = 6 . При уровне
                                                                                          где значения f1−α (l , k ) определяются по табл. П5.
                                                                     2
значимости        α = 0.05        проверить нулевую гипотезу H 0 : σ x          = σ 2y       Если      вычисленное                K наб попадает в интервал
                                                                                                                           значение

при альтернативной H 1 : σ x > σ y .
                                    2     2                                               (0, x лев ,α ), то принимается гипотеза H1 (5.64); в противном случае –
   Решение. Вычислим значение критерия                       по   формуле       (5.60):   гипотеза H 0 (5.58).
K наб = 12 / 6 = 2 . В соответствии с соотношением (5.63) находим                            3. Альтернативная гипотеза H 1 имеет вид
точку                                                                                                              H1 : σ x2 ≠ σ 2y .                                          (5.66)
x пр ,α = f 0.95 ( 8,12 ) = 3.38( l = n1 − 1 = 9 − 1 = 8; k = m1 − 1 = 13 − 1 = 12 ).     В этом случае критическая область состоит из двух интервалов
Так как K наб >     3.28 , то принимается гипотеза H 0 : σ x2        = σ 2y .             (0, x лев ,α / 2 ) , ( xпр,α / 2 ,+∞ ) , где точки x лев ,α / 2 и xпр,α / 2 опреде-
   2. Альтернативная гипотеза имеет вид                                                   ляются следующими соотношениями (докажите это):
                                                                                                                   x лев ,α / 2 =         1          ;
                         H1 : σ x2 < σ 2y .                                     (5.64)                                              f1−α / 2 (l ,k )

В этом случае критическая область является левосторонней и, посколь-                                               xпр ,α / 2 = f1−α / 2 (l , k ) ,                            (5.67)
ку величина (5.57) неотрицательна, имеет вид (0, x лев ,α ), где точка                    в которых, как и прежде, значения f γ ( l , k ) находятся по табл. П5.
x лев ,α определяется из условия                                                             При попадании числового значения K наб критерия (5.60) в интер-
                                                                                          вал (0, x лев ,α / 2 ) или ( x пр ,α / 2 ,+∞ ) применяется гипотеза H 1 (5.66);
                              P( Fl , k < x лев ,α ) = α .
                                                                                          если K наб попадает в интервал [ x лев ,α / 2 , xпр ,α / 2 ] , то применяется
                                                                                          гипотеза H 0 (5.58).

                                              95                                                                                           96