Математическая статистика с примерами в Excel. Воскобойников Ю.Е - 64 стр.

UptoLike

129
=
=
l
i
i
ii
np
npm
K
1
2
)(
. (5.61)
Если гипотеза Н
0
(5.60) справедлива, то критерий K имеет
χ
2
-рас-
пределение с
1
=
lk
степенями свободы, т.е.
=
=
=
l
i
k
i
ii
np
npm
K
1
2
2
)(
χ
. (5.62)
Далее задаемся уровнем значимости
α
и, зная распределение кри-
терия K, строим правостороннюю критическую область. Это будет
область вида
),(
,
+
α
пр
x . Критическая точка
α
,пр
x находится из
условия
αχ
α
=> )(
,
2
прk
xP . В табл. П3 приведены значения
2
γ
χ
,
удовлетворяющие условию
γχχ
γ
=< )(
22
k
P . Следовательно,
)1,1(
2
,
= lx
пр
αχ
α
. (5.63)
Если числовое значение критерия
наб
K , вычисляемое по формуле
(5.61), попадает в критическую область
),(
,
α
пр
x , то делается вы-
вод о неправомерности гипотезы Н
0
(5.60). Следует помнить, что
этот вывод может быть ошибочным (т.е. генеральная совокупность
имеет плотность распределения
)(xp с вероятностью
α
(ошибка
первого рода)).
Отметим одну рекомендацию для выбора длины интервала
h .
Чтобы случайная величина
=
l
i
i
ii
np
npm
1
2
)(
была приемлемо близка
к распределению
2
1
l
χ
, достаточным для практических расчетов
является выполнение условия
10
i
np для всех i. В том случае,
когда для некоторого i имеет место
10
<
i
np , рекомендуется объ-
единить несколько интервалов, пока данное условие не будет вы-
полнено.
Пример 5.11. По выборке объема 144
=
n составлен груп-
пированный статистический ряд:
130
X
0–1 1–2 2–3 3–4 4–5 5–6 6–7 7–8
i
m 16 17 19 16 24 19 17 16
Проверить на уровне значимости
05.0
=
α
гипотезу о равно-
мерности распределения генеральной совокупности на отрезке
[0,8].
Решение. Нулевая гипотеза имеет вид
0
1
,0 8;
80
:() ()
0, для остальных .
X
x
Hpx px
x
≤≤
==
(5.64)
Вычислим вероятность попадания случайной величины
X
в каж-
дый интервал:
=
==+==
i
i
i
iiidxp
1
8,...,2,1,
8
1
)1(
8
1
8
1
.
Поэтому
1
144 18
8
i
np
=
=
при любом
i . Так как 10
i
np , то нет
необходимости объединять несколько интервалов. Результаты
дальнейших вычислений сведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Номер
интервала
i
m
i
np
ii
mnp
2
()
ii
i
mnp
np
1 16 18 –2 0.22
2 17 18 –1 0.06
3 19 18 1 0.06
4 16 18 –2 0.22
5 24 18 6 2.00
6 19 18 1 0.06
7 17 18 –1 0.06
8 16 18 –2 0.22
144 144 0 2.9
                               l   ( mi − npi ) 2                           X     0–1      1–2        2–3   3–4      4–5     5–6     6–7       7–8
                        K= ∑                      .              (5.61)
                              i =1      npi                                 mi     16         17      19    16        24     19       17        16
Если гипотеза Н0 (5.60) справедлива, то критерий K имеет χ -рас- 2

пределение с k = l − 1 степенями свободы, т.е.                                 Проверить на уровне значимости α = 0.05 гипотезу о равно-
                               l   ( mi − npi ) 2                         мерности распределения генеральной совокупности на отрезке
                        K= ∑                    = χ k2 .         (5.62)   [0,8].
                              i =1      npi                                    Решение. Нулевая гипотеза имеет вид
Далее задаемся уровнем значимости α и, зная распределение кри-
                                                                                                           ⎧ 1 , 0 ≤ x ≤ 8;
терия K, строим правостороннюю критическую область. Это будет                                              ⎪
                                                                                  H 0 : p X ( x) = p( x) = ⎨ 8 − 0                                   (5.64)
область вида ( xпр ,α ,+∞ ) . Критическая точка xпр ,α находится из                                        ⎪⎩0,    для остальных x.
условия P ( χ k2 > xпр ,α ) = α . В табл. П3 приведены значения χ γ2 ,
                                                                          Вычислим вероятность попадания случайной величины X в каж-
                                                                          дый интервал:
удовлетворяющие условию P ( χ k2 < χ γ2 ) = γ . Следовательно,
                                                                                              i
                                                                                                  1     1             1
                        x пр ,α = χ 2 (1 − α , l − 1) .          (5.63)             pi =    ∫ 8 dx = 8 (i − i + 1) = 8 ,     i = 1,2,...,8 .
                                                                                           i =1
Если числовое значение критерия K наб , вычисляемое по формуле
(5.61), попадает в критическую область ( x пр ,α , ∞) , то делается вы-   Поэтому npi = 1 144 = 18 при любом i . Так как np i ≥ 10 , то нет
                                                                                        8
вод о неправомерности гипотезы Н0 (5.60). Следует помнить, что            необходимости объединять несколько интервалов. Результаты
этот вывод может быть ошибочным (т.е. генеральная совокупность            дальнейших вычислений сведены в табл. 5.1.
имеет плотность распределения p (x) с вероятностью α (ошибка
                                                                                                                                           Таблица 5.1
первого рода)).                                                                                                                      (mi − npi ) 2
                                                                           Номер         mi           npi         mi − npi
    Отметим одну рекомендацию для выбора длины интервала h .
                                                                          интервала                                                      npi
                               l   (mi − npi ) 2
Чтобы случайная величина      ∑                  была приемлемо близка        1          16            18           –2                  0.22
                              i =1     npi                                    2          17            18           –1                  0.06
к распределению χ l2−1 , достаточным для практических расчетов                3          19            18            1                  0.06
                                                                              4          16            18           –2                  0.22
является выполнение условия npi ≥ 10 для всех i. В том случае,                5          24            18            6                  2.00
когда для некоторого i имеет место np i < 10 , рекомендуется объ-             6          19            18            1                  0.06
единить несколько интервалов, пока данное условие не будет вы-                7          17            18           –1                  0.06
полнено.                                                                      8          16            18           –2                  0.22
                                                                              ∑         144           144           0                   2.9
    ♦ Пример 5.11. По выборке объема n = 144 составлен груп-
пированный статистический ряд:
                                   129                                                                        130