Составители:
Рубрика:
9
1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ
1.1. Задачи математической статистики
Математическая статистика – наука, изучающая методы
исследования закономерностей в массовых случайных явлениях и
процессах по данным, полученным из конечного числа наблюдений
за ними.
Построенные на основании этих методов закономерности от-
носятся не к отдельным испытаниям, из повторения которых скла-
дывается данное массовое явление
, а представляют собой утвер-
ждения об общих вероятностных характеристиках данного процес-
са. Такими характеристиками могут быть вероятности, плотности
распределения вероятностей, математические ожидания, диспер-
сии и т.п.
Найденные характеристики позволяют построить вероятно-
стную модель изучаемого явления. Применяя к этой модели мето-
ды теории вероятностей, исследователь может решать технико–
экономические задачи,
например, определять вероятность безот-
казной работы агрегата в течение заданного отрезка времени. Та-
ким образом, теория вероятностей по вероятностной модели про-
цесса предсказывает его поведение, а математическая статистика
по результатам наблюдений за процессом строит его вероятност-
ную модель. В этом состоит тесная взаимосвязь между данными
науками.
Очевидно, что для обнаружения закономерностей
случайного
массового явления необходимо провести сбор статистических све-
дений, т.е. сведений, характеризующих отдельные единицы каких–
либо массовых явлений. Пусть, например, мы располагаем мате-
риалом о числе дефектных изделий в изготовленной в определен-
ных условиях партии продукции. Проблемы возникают тогда, ко-
гда на основании этой информации мы захотим сделать выводы
относительно качества производства продукции, выпускаемой
предприятием. Нас может интересовать вероятность производства
дефектного изделия, средняя долговечность всех выпускаемых из-
делий и т.д. Собранный материал рассматривается лишь как неко-
торая пробная группа, одна из многих возможных пробных групп.
Конечно, выводы, сделанные на основании этого ограниченного
10
числа наблюдений, отражают данное массовое явление лишь при-
ближенно. Математическая статистика указывает, как наилучшим
способом использовать имеющуюся информацию для получения
по возможности более точных характеристик массового явления.
Конкретизируем задачи, решение которых будет рассмотрено
в данном пособии.
1. Оценка неизвестной функции распределения и функции плот-
ности. По результатам
n независимых испытаний над случай-
ной величиной
X
получены ее значения
12
, , ...,
n
x
xx.
Требуется оценить, хотя бы приближенно, неизвестные функ-
ции распределения
)(xF и плотности )(xp .
2. Оценка неизвестных параметров распределения. Поясним за-
дачу на примере нормального распределения генеральной со-
вокупности, зависящей от двух параметров
α
и
σ
. Требуется
на основании имеющихся данных приближенно найти значе-
ние этих параметров. Для этого изучаются некоторые случай-
ные величины и на основе их свойств определяется точность
полученных оценок. Мы будем различать два случая: когда
имеется достаточно большое количество статистических дан-
ных и когда их набор ограничен. Во втором случае будем
строить
интервалы со случайными границами, на которые по-
падают неизвестные параметры распределения.
3. Проверка статистических гипотез. Предположим, например,
что игральная кость подбрасывается
n раз, причем
( 1,...,6)
i
ni
=
означает количество появлений i очков. Если
кость симметрична, то любое количество очков должно поя-
виться практически одинаковое число раз (при условии, что
n
достаточно велико). Это следует из известной теоремы Бер-
нулли, утверждающей, что относительная частота
n
n
i
близка к
вероятности
6
1
=p . Однако между числами
n
n
i
могут быть
различия. Возникает вопрос: насколько эти различия согласо-
ваны с гипотезой о симметричности игральной кости? Разра-
1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ числа наблюдений, отражают данное массовое явление лишь при- ближенно. Математическая статистика указывает, как наилучшим 1.1. Задачи математической статистики способом использовать имеющуюся информацию для получения по возможности более точных характеристик массового явления. Математическая статистика – наука, изучающая методы Конкретизируем задачи, решение которых будет рассмотрено исследования закономерностей в массовых случайных явлениях и в данном пособии. процессах по данным, полученным из конечного числа наблюдений 1. Оценка неизвестной функции распределения и функции плот- за ними. ности. По результатам n независимых испытаний над случай- Построенные на основании этих методов закономерности от- ной величиной X получены ее значения носятся не к отдельным испытаниям, из повторения которых скла- x1 , x 2 , ..., xn . дывается данное массовое явление, а представляют собой утвер- ждения об общих вероятностных характеристиках данного процес- Требуется оценить, хотя бы приближенно, неизвестные функ- са. Такими характеристиками могут быть вероятности, плотности ции распределения F (x ) и плотности p (x ) . распределения вероятностей, математические ожидания, диспер- 2. Оценка неизвестных параметров распределения. Поясним за- сии и т.п. дачу на примере нормального распределения генеральной со- Найденные характеристики позволяют построить вероятно- вокупности, зависящей от двух параметров α и σ . Требуется стную модель изучаемого явления. Применяя к этой модели мето- на основании имеющихся данных приближенно найти значе- ды теории вероятностей, исследователь может решать технико– ние этих параметров. Для этого изучаются некоторые случай- экономические задачи, например, определять вероятность безот- ные величины и на основе их свойств определяется точность казной работы агрегата в течение заданного отрезка времени. Та- полученных оценок. Мы будем различать два случая: когда ким образом, теория вероятностей по вероятностной модели про- имеется достаточно большое количество статистических дан- цесса предсказывает его поведение, а математическая статистика ных и когда их набор ограничен. Во втором случае будем по результатам наблюдений за процессом строит его вероятност- строить интервалы со случайными границами, на которые по- ную модель. В этом состоит тесная взаимосвязь между данными падают неизвестные параметры распределения. науками. Очевидно, что для обнаружения закономерностей случайного 3. Проверка статистических гипотез. Предположим, например, массового явления необходимо провести сбор статистических све- что игральная кость подбрасывается n раз, причем дений, т.е. сведений, характеризующих отдельные единицы каких– ni (i = 1,...,6) означает количество появлений i очков. Если либо массовых явлений. Пусть, например, мы располагаем мате- кость симметрична, то любое количество очков должно поя- риалом о числе дефектных изделий в изготовленной в определен- виться практически одинаковое число раз (при условии, что n ных условиях партии продукции. Проблемы возникают тогда, ко- достаточно велико). Это следует из известной теоремы Бер- гда на основании этой информации мы захотим сделать выводы n относительно качества производства продукции, выпускаемой нулли, утверждающей, что относительная частота ni близка к предприятием. Нас может интересовать вероятность производства n вероятности p = 16 . Однако между числами ni могут быть дефектного изделия, средняя долговечность всех выпускаемых из- делий и т.д. Собранный материал рассматривается лишь как неко- различия. Возникает вопрос: насколько эти различия согласо- торая пробная группа, одна из многих возможных пробных групп. ваны с гипотезой о симметричности игральной кости? Разра- Конечно, выводы, сделанные на основании этого ограниченного 9 10
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »