Математическая статистика. Воскобойников Ю.Е - 6 стр.

UptoLike

11 12
)()1()2()1(
...
nn
xxxx <<<<
.
Если число возможных значений дискретной случайной величины
достаточно велико или наблюдаемая случайная величина является не-
прерывной, то строят интервальный вариационный ряд, под которым
понимают упорядоченную совокупность интервалов варьирования зна-
чений случайной величины с соответствующими частотами или частно-
стями попаданий в каждый из них значений случайной величины.
Как правило, частичные интервалы,
на которые разбивается весь ин-
тервал варьирования, имеют одинаковую длину и представимы в виде
mihzz
ii
...,,2,1),,[ =+ , (2.2)
где
m число интервалов.
Длину
h следует выбирать так, чтобы построенный ряд не был гро-
моздким, но в то же время позволял выявлять характерные изменения
случайной величины.
Рекомендуется для
h
использовать следующую формулу:
n
xx
h
lg222.31
minmax
+
=
,
где
minmax
, xx наибольшее и наименьшее значения случайной вели-
чины. Если окажется, что
h дробное число, то за длину интервала
следует принять либо ближайшую простую дробь, либо ближайшую це-
лую величину. При этом необходимо выполнение условий:
maxmin1
; xhzxz
m
+
. (2.3)
После нахождения частных интервалов определяется сколько значе-
ний случайной величины попало в каждый конкретный интервал. При
этом в интервал включают значения большие или равные нижней гра-
нице и меньшие верхней границы.
Пример 2.3. При изменении диаметра валика после шлифовки бы-
ла получена следующая выборка (объемом
55
=
n ):
20.3 15.4 17.2 19.2 23.3 18.1 21.9
15.3 16.8 13.2 20.4 16.5 19.7 20.5
14.3 20.1 16.8 14.7 20.8 19.5 15.3
19.3 17.8 16.2 15.7 22.8 21.9 12.5
10.1 21.1 18.3 14.7 14.5 18.1 18.4
13.9 19.8 18.5 20.2 23.8 16.7 20.4
19.5 17.2 19.6 17.8 21.3 17.5 19.4
17.8 13.5 17.8 11.8 18.6 19.1
Необходимо построить интервальный вариационный ряд, состоящий
из семи интервалов.
Решение. Так как наибольшая варианта равна 23.8, а наименьшая
10.1, то вся выборка попадает в интервал (10,24). Мы расширили интер-
вал (10.1, 23.8) для удобства вычислений. Длина каждого частичного
интервала равна
2
7
1024
=
. Получаем следующие семь интервалов:
),24;22[);22,20[);20,18[);16,14[);14,12[);12,10[
а соответствующий интервальный вариационный ряд представлен в
табл. 2.2.
Таб-
лица 2.2
X
10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24
i
ω
55
2
55
4
55
8
55
12
55
16
55
10
55
3
2.4. Выборочная функция распределения. Гистограмма
В теории вероятностей для характеристики распределения случай-
ной величины
X
служит функция распределения
)()( xXPxF
<
=
,
равная вероятности события
}{ xX
<
, где
x
любое действительное
число.
Одной из основных характеристик выборки является выборочная
(эмпирическая) функция распределения
n
n
xF
x
n
=)(
*
, (2.4)
где
x
n количество элементов выборки, меньших чем
x
. Другими
словами,
)(
*
xF
n
есть относительная частота появления события
}{ xXA
<
=
в n независимых испытаниях. Главное различие между
)(xF и )(
*
xF
n
состоит в том, что )(xF определяет вероятность со-
бытия
A , а выборочная функция распределения )(
*
xF
n
относитель-
ную частоту этого события.
                                                                                Необходимо построить интервальный вариационный ряд, состоящий
                     x (1) < x ( 2 ) < ... < x ( n −1) < x ( n ) .          из семи интервалов.
   Если число возможных значений дискретной случайной величины                  Решение. Так как наибольшая варианта равна 23.8, а наименьшая
достаточно велико или наблюдаемая случайная величина является не-           10.1, то вся выборка попадает в интервал (10,24). Мы расширили интер-
прерывной, то строят интервальный вариационный ряд, под которым             вал (10.1, 23.8) для удобства вычислений. Длина каждого частичного
понимают упорядоченную совокупность интервалов варьирования зна-            интервала равна 24 −10   = 2 . Получаем следующие семь интервалов:
чений случайной величины с соответствующими частотами или частно-                              7
стями попаданий в каждый из них значений случайной величины.                           [10,12); [12,14); [14,16); [18,20); [20,22); [22;24),
   Как правило, частичные интервалы, на которые разбивается весь ин-
тервал варьирования, имеют одинаковую длину и представимы в виде            а соответствующий интервальный вариационный ряд представлен в
                        [ zi , zi + h ), i = 1,2, ..., m ,     (2.2)        табл. 2.2.
где m − число интервалов.
                                                                                                                                                     Таб-
   Длину h следует выбирать так, чтобы построенный ряд не был гро-                                                                               лица 2.2
моздким, но в то же время позволял выявлять характерные изменения             X     10-12    12-14      14-16        16-18   18-20       20-22    22-24
случайной величины.
                                                                             ωi        2       4          8           12        16        10        3
   Рекомендуется для h использовать следующую формулу:                                 55      55         55          55        55        55       55
                                     x max − x min
                              h=                   ,
                                    1 + 3.222 lg n                                2.4. Выборочная функция распределения. Гистограмма
где x max , x min – наибольшее и наименьшее значения случайной вели-
чины. Если окажется, что h – дробное число, то за длину интервала              В теории вероятностей для характеристики распределения случай-
следует принять либо ближайшую простую дробь, либо ближайшую це-            ной величины X служит функция распределения
лую величину. При этом необходимо выполнение условий:
                                                                                                       F ( x ) = P( X < x ) ,
                           z1 ≤ x min ; z m + h ≥ x max .       (2.3)
   После нахождения частных интервалов определяется сколько значе-          равная вероятности события { X < x} , где x – любое действительное
ний случайной величины попало в каждый конкретный интервал. При             число.
этом в интервал включают значения большие или равные нижней гра-               Одной из основных характеристик выборки является выборочная
нице и меньшие верхней границы.                                             (эмпирическая) функция распределения
   ♦Пример 2.3. При изменении диаметра валика после шлифовки бы-                                                     nx
ла получена следующая выборка (объемом n = 55 ):                                                       Fn* ( x ) =      ,                           (2.4)
                                                                                                                     n
     20.3     15.4         17.2       19.2        23.3       18.1    21.9   где n x – количество элементов выборки, меньших чем x . Другими
     15.3     16.8         13.2       20.4        16.5       19.7    20.5
     14.3     20.1         16.8       14.7        20.8       19.5    15.3
                                                                            словами, Fn* ( x ) есть относительная частота появления события
     19.3     17.8         16.2       15.7        22.8       21.9    12.5   A = { X < x} в n независимых испытаниях. Главное различие между
     10.1     21.1         18.3       14.7        14.5       18.1    18.4
     13.9     19.8         18.5       20.2        23.8       16.7    20.4   F (x ) и Fn* ( x ) состоит в том, что F (x ) определяет вероятность со-
     19.5     17.2         19.6       17.8        21.3       17.5    19.4                                                            *
                                                                            бытия A , а выборочная функция распределения Fn ( x ) – относитель-
     17.8     13.5         17.8       11.8        18.6       19.1
                                                                            ную частоту этого события.
                                         11                                                                          12