Основы математической статистики

Ознакомление с особенностями составления интервального вариационного ряда. Исследование процесса создания группированных статистических рядов. Определение среднего значения и дисперсии группированных выборок. Расчет оценок генеральных дисперсий.

Рубрика Математика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 27.06.2015
Размер файла 265,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (Сибстрин)

Контрольная работа по математической статистике

Проверил: Федоров А.В.

Новосибирск 2013

Исходные данные

X

Y

1,955887

11,650307

-0,51744

9,576991

0,873345

10,567775

0,132079

5,030357

3,254915

6,021142

0,781598

7,411927

0,440332

8,402712

-0,300934

9,793497

-2,37425

10,784282

3,812687

8,710965

0,00732

7,969699

0,998104

9,360484

-2,807263

8,619218

1,647623

10,010004

4,770459

9,268737

0,565592

10,659523

3,687927

9,918256

-1,058706

9,576991

3,254915

8,835724

-0,950453

8,494459

2,172383

9,485244

-0,300934

10,876029

2,821902

10,134763

0,348585

9,793497

-1,724731

5,588129

-0,733946

8,710965

0,656839

9,70175

-0,084427

7,628433

3,038408

8,619218

2,297142

8,277953

0,223826

9,268737

1,214611

7,195421

2,605396

8,186205

3,596181

9,035724

2,713649

11,758561

3,704434

12,60808

1,631117

10,134763

0,889851

8,061446

-1,183465

6,237648

2,730155

7,736687

1,847623

6,995421

0,565092

6,654155

1,955877

7,64494

1,214611

6,870661

0,873345

12,516333

1,86413

11,633801

1,522864

6,345902

0,240332

11,200788

-1,183465

11,650307

-1,383465

8,602712

Задание 1

Составить группированные статистические ряды, разбив выборки на 5 интервалов.

Для составления интервального вариационного ряда необходимо разбить весь интервал варьирования на равные частичные интервалы.

Для этого сначала определяем минимальное и максимальное значения во всем интервале:

4,770459

-2,807263

12,608080

5,030357

Далее находим размах R

7,577722

7,577723

Нам необходимо разбить весь интервал на частичные интервалы равной длины h

1,515544

1,515545

Далее определяем нижнюю границу первого частичного интервала

-2,807263

5,030357

находим границы всех интервалов по формуле:

Составим группированный статистический ряд для признака X:

№ интервала

Левая граница интервала

Правая граница интервала

n

1

-2,807263

-1,291719

4

2

-1,291719

0,223826

11

3

0,223826

1,739370

17

4

1,739370

3,254915

11

5

3,254915

4,770459

7

Сумма

50

Составим группированный статистический ряд для признака Y

№ интервала

Левая граница интервала

Правая граница интервала

n

1

5,030357

6,545902

5

2

6,545902

8,061446

10

3

8,061446

9,576991

15

4

9,576991

11,092535

13

5

11,092535

12,608080

7

Сумма

50

где n - частота (количество чисел выборки попадающих в соответствующей интервал)

Задание 2

Вычислить среднее значение и дисперсии группированных выборок.

Так как у нас интервальный вариационный ряд, то будут использоваться следующие формулы:

Среднее арифметическое:

где xi - середина i-го интервала, ni - частота i-го интервала

Выборочная дисперсия:

для удобства, вычисления сведем в таблицу

Вычислим среднее значение и дисперсию для признака X:

№ интервала

Левая граница интервала

Правая граница интервала

Частота n

середина интервала xi

1

-2,807263

-1,2917186

4

-2,0494908

-8,1979632

41,292297

2

-1,2917186

0,2238258

11

-0,5339464

-5,8734104

31,693198

3

0,2238258

1,7393702

17

0,981598

16,687166

0,562275

4

1,7393702

3,2549146

11

2,4971424

27,468566

19,565698

5

3,2549146

4,7704591

7

4,0126869

28,088808

56,826522

Сумма

50

58,173167

149,93999

Вычислим среднее значение и дисперсию для признака Y:

№ интервала

Левая граница интервала

Правая граница интервала

Частота n

середина интервала xi

1

5,030357

6,5459016

5

5,7881293

28,940647

52,593854

2

6,5459016

8,0614462

10

7,3036739

73,036739

29,850193

3

8,0614462

9,5769908

15

8,8192185

132,28828

0,6752814

4

9,5769908

11,092535

13

10,334763

134,35192

22,083998

5

11,092535

12,60808

7

11,850308

82,952154

55,623892

Сумма

50

451,56974

160,82722

Задание 3

Составить программу и провести расчет средних значений и дисперсий выборок.

Вводим исходные данные в ячейки первого и второго столбца. Для расчета среднего значения воспользуемся стандартной функцией СРЗНАЧ, а для расчета дисперсии - функцией ДИСП.

Получим следующие значения:

Для признака X:

1,046153

3,0134878

Для признака Y:

8,996346

3,2362803

Задание 4

Вычислить значения состоятельных и несмещенных оценок генеральных дисперсий D(X) и D(Y).

Значения состоятельных и несмещенных оценок генеральных дисперсий D(X) и D(Y) находим по формулам:

3,0599998

3,2821881

где n - число элементов выборки

Задание 5

Построить гистограммы, разбив выборки, на пять интервалов

Ось x - количество элементов в интервале, ось y - середина интервала.

Задание 6

Проверить гипотезу о том, что генеральные совокупности X и У распределены по нормальному закону. Использовать критерий Пирсона.

Для признака X:

Определим границы интервалов по формуле:

Для удобства вычислений составим таблицу:

i

Границы интервалов

Границы интервалов

xi

xi+1

zi

zi+1

1

-2,807263

-1,2917186

-2,269913

-1,4035341

2

-1,2917186

0,2238258

-1,403534

-0,537155

3

0,2238258

1,7393702

-0,537155

0,3292241

4

1,7393702

3,2549146

0,329224

1,1956031

5

3,2549146

4,7704591

1,195603

2,0619823

Найдем фактические вероятности pi и теоретические частоты n`i, по формулам: вариационный дисперсия статистический

где Ф(zi) - значение функции Лапласа в точке zi

где n = 50 - количество элементов выборки

Результаты расчетов запишем в таблицу:

i

Границы интервалов

Ф(zi)

Ф(zi+1)

pi

ni`=pi*50

zi

zi+1

1

-2,2699132

-1,4035341

-0,488394

-0,4197712

0,0686224

3,4311193

2

-1,4035341

-0,537155

-0,419771

-0,2044197

0,2153515

10,767573

3

-0,537155

0,3292241

-0,20442

0,1290068

0,3334266

16,671328

4

0,3292241

1,1956031

0,129007

0,3840743

0,2550674

12,753372

5

1,1956031

2,0619823

0,384074

0,4803953

0,096321

4,816051

Сумма

0,9687889

48,439443

Вычислим наблюдаемое значение критерия Пирсона по формуле:

Для удобства, вычисления сведем в таблицу

i

ni

ni`

ni-ni`

(ni-ni`)^2

X^2набл

1

4

3,4311193

0,568881

0,3236253

0,0943206

2

11

10,767573

0,232427

0,0540225

0,0050171

3

17

16,671328

0,328672

0,1080251

0,0064797

4

11

12,753372

-1,753372

3,0743135

0,2410589

5

7

4,816051

2,183949

4,769633

0,9903618

Сумма

50

48,439443

1,3372381

1,3372381

По уровню значимости =0,05 и количеству степеней свободы k=n-3=5-3=2 находим по таблице критических точек распределения «хи-квадрат»:

Так как , то нет оснований отвергнуть гипотезу о нормальном распределении генеральной совокупности признака X.

Для признака Y:

Определим границы интервалов по формуле:

Для удобства вычислений составим таблицу:

i

Границы интервалов

Границы интервалов

xi

xi+1

zi

zi+1

1

5,030357

6,5459016

-2,208467

-1,3719265

2

6,5459016

8,0614462

-1,371926

-0,5353859

3

8,0614462

9,5769908

-0,535386

0,3011546

4

9,5769908

11,092535

0,301155

1,1376951

5

11,092535

12,60808

1,137695

1,9742356

Найдем фактические вероятности pi и теоретические частоты n`i, по формулам:

где Ф(zi) - значение функции Лапласа в точке zi

где n = 50 - количество элементов выборки

Результаты расчетов запишем в таблицу:

i

Границы интервалов

Ф(zi)

Ф(zi+1)

pi

ni`=pi*50

zi

zi+1

1

-2,208467

-1,3719265

-0,486394

-0,4149568

0,0714373

3,5718648

2

-1,3719265

-0,5353859

-0,414957

-0,2038085

0,2111483

10,557417

3

-0,5353859

0,3011546

-0,203808

0,1183517

0,3221602

16,108009

4

0,3011546

1,1376951

0,118352

0,3723761

0,2540244

12,70122

5

1,1376951

1,9742356

0,372376

0,4758225

0,1034464

5,1723214

Сумма

0,9622167

48,110833

Вычислим наблюдаемое значение критерия Пирсона по формуле:

Для удобства, вычисления сведем в таблицу

i

ni

ni`

ni-ni`

(ni-ni`)^2

X^2набл

1

5

3,5718648

1,428135

2,03957

0,5710099

2

10

10,557417

-0,557417

0,3107138

0,0294308

3

15

16,108009

-1,108009

1,2276847

0,0762158

4

13

12,70122

0,29878

0,0892694

0,0070284

5

7

5,1723214

1,827679

3,3404089

0,6458239

Сумма

50

48,110833

1,889167

3,5689529

1,3295088

1,3295088

По уровню значимости =0,05 и количеству степеней свободы k=n-3=5-3=2 находим по таблице критических точек распределения «хи-квадрат»:

Так как , то нет оснований отвергнуть гипотезу о нормальном распределении генеральной совокупности признака X.

Задание 7

Из выборки, для которой гипотеза о нормальном распределении подтвердилась, взять первые 10 элементов. Найти доверительный интервал для генеральной средней. В качестве дисперсии генеральной совокупности взять значение дисперсии, полученное на ЭВМ.

Для признака X:

Рассчитаем среднее значение и дисперсию для n = 10.

xi

1,955887

-0,517440

0,873345

0,132079

3,254915

0,781598

0,440332

-0,300934

-2,374250

3,812687

0,8058219

3,3381546

Находим среднее квадратическое отклонение:

1,8270617

Доверительный интервал - интервал, который с заданной вероятностью «накрывает» неизвестное истинное значение генеральной характеристики. Границы, в которые попадает генеральная средняя, задаются неравенствами:

где - предельная ошибка выборки, t - коэффициент доверия, который определим из соотношения:

где Ф(х) - интегральная функция Лапласа, по условию p = 0,95 из таблицы значений интегральной функции Лапласа определим t:

Тогда

1,1324246

Для признака Y:

Рассчитаем среднее значение и дисперсию для n = 10.

yi

11,650307

9,576991

10,567775

5,030357

6,021142

7,411927

8,402712

9,793497

10,784282

8,710965

8,7949955

4,5335473

Находим среднее квадратическое отклонение:

2,1292128

Доверительный интервал - интервал, который с заданной вероятностью «накрывает» неизвестное истинное значение генеральной характеристики. Границы, в которые попадает генеральная средняя, задаются неравенствами:

где - предельная ошибка выборки, t - коэффициент доверия, который определим из соотношения:

где Ф(х) - интегральная функция Лапласа, по условию p = 0,95

Из таблицы значений интегральной функции Лапласа определим t

Тогда

1,3196998

Задание 8

Составить корреляционную таблицу.

Числовой характеристикой, измеряющей степень тесноты линейной связи между случайными переменными X и У. является коэффициент корреляции между X и У, который обозначим P(Х,У).

Составим корреляционную таблицу:

p (X,Y)

5,030357

6,545902

8,061446

9,576991

11,092535

ni

6,545902

8,061446

9,576991

11,092535

12,608080

-2,807263

-1,291719

1

2

1

4

-1,291719

0,223826

2

3

5

1

11

0,223826

1,739370

3

4

5

2

3

17

1,739370

3,254915

1

3

3

3

1

11

3,254915

4,770459

1

2

2

2

7

nj

5

5

10

15

13

7

ni nj частоты интервалов для выборки X и Y соответственно

Задание 9

Используя корреляционную таблицу, вычислить значения выборочного коэффициента корреляций.

Точечной оценкой теоретического коэффициента корреляции р(Х,У) является выборочный коэффициент корреляции который находится по формуле:

где xi yi - середины интервалов, - среднее по выборке X и Y соответственно, nxy - частота на пересечении x и y в корреляционной таблице

1,0461531

8,9963465

Для удобства, вычисления сведем в таблицу

середины интервалов

(xi-X)

(yi-Y)

(xi-X)^2

(yi-Y)^2

p (X,Y)

(xi-X)*(yi-Y)*p(X,Y)

1

xi

yi

2

-2,0494908

5,7881293

-3,095644

-3,2082172

9,5830114

10,292657

0

0

3

-0,5339464

7,3036739

-1,5801

-1,6926726

2,4967146

2,8651404

2

5,349182

4

0,981598

8,8192185

-0,064555

-0,177128

0,0041674

0,0313743

5

0,057173

5

2,4971424

10,334763

1,450989

1,3384166

2,1053698

1,7913591

3

5,826085

6

4,0126869

11,850308

2,966534

2,8539612

8,8003223

8,1450948

2

16,93274

?

22,989585

23,125626

12

28,16518

0,1017933

Задание 10

Составить программу и вычислить значение выборочного коэффициента корреляций

Рассчитаем в Ехсеlе значение выборочного коэффициента корреляции, воспользовавшись стандартной функцией КОРРЕЛ:

0,0926423

Задание 11

Проверить гипотезу о независимости генеральных совокупностей X и У. Для проверки использовать критерий, значение которого вычисляется с помощью корреляционной таблицы.

Рассчитаем по формуле:

где n = ?ni + ?nj

для удобства, вычисления сведем в таблицу

nij^2/(ni*nj)

6,5459016

8,061446

9,5769908

11,092535

12,60808

ni

-1,2917186

0

0,025

0,0666667

0,0192308

0

4

0,2238258

0

0,036364

0,0545455

0,1748252

0,012987

11

1,7393702

0,1058824

0,094118

0,0980392

0,0180995

0,0756303

17

3,2549146

0,0181818

0,081818

0,0545455

0,0629371

0,012987

11

4,7704591

0,0285714

0

0,0380952

0,043956

0,0816327

7

nj

5

10

15

13

7

0

20,411262

Задаем уровень значимости 0,05. Находим число степеней свободы

.

По таблицам находим

Т.к. , то можно принять гипотезу о независимости генеральных совокупностей X и Y.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Числовые характеристики для статистических распределений. Построение интервального вариационного ряда, многоугольника частостей, графика выборочной функции распределения и определения среднего значения выборки и выборочной дисперсии двумя способами.

    презентация [140,3 K], добавлен 01.11.2013

  • Нахождение вероятности того, что наудачу взятое натуральное число не делится. Построение гистограммы для изображения интервальных рядов, расчет средней арифметической дискретного вариационного ряда, среднего квадратического отклонения и дисперсии.

    контрольная работа [140,8 K], добавлен 18.05.2009

  • Составление характеристики непрерывного признака. Методы составления приближенного распределения признака, имеющего непрерывное распределения. Относительные частоты и их плотности. Статистическое распределение частот интервального вариационного ряда.

    творческая работа [17,8 K], добавлен 10.11.2008

  • Определение вероятность срабатывания устройств при аварии. Расчет математического ожидания, дисперсии и функции распределения по заданному ряду распределения. Построение интервального статистического ряда распределения значений статистических данных.

    контрольная работа [148,8 K], добавлен 12.02.2012

  • Ознакомление с механизмом проверки гипотезы для случая единственной выборки, двух и нескольких независимых выборок. Проверка совпадений карт, выбор фильмов разных жанров. Обоснование результатов, полученных после проверки статистических гипотез.

    курсовая работа [726,2 K], добавлен 26.02.2015

  • Исторические аспекты развития статистики, ее предмет. Понятие статистической методологии. Организация государственной и международной статистики. Программа и формы статистического наблюдения. Формы вариационного ряда. Средняя арифметическая и ее свойства.

    шпаргалка [37,9 K], добавлен 12.12.2010

  • Понятие математической статистики как науки о математических методах систематизации и использования статистических данных для научных и практических выводов. Точечные оценки параметров статистических распределений. Анализ вычисления средних величин.

    курсовая работа [215,1 K], добавлен 13.12.2014

  • Построение полигона относительных частот, эмпирической функции распределения, кумулянты и гистограммы. Расчет точечных оценок неизвестных числовых характеристик. Проверка гипотезы о виде распределения для простого и сгруппированного ряда распределения.

    курсовая работа [216,2 K], добавлен 28.09.2011

  • Основные этапы обработки данных натуральных наблюдений методом математической статистики. Оценка полученных результатов, их использование при принятии управленческих решений в области охраны природы и природопользования. Проверка статистических гипотез.

    практическая работа [132,1 K], добавлен 24.05.2013

  • Теоретические основы юридической статистики, числовые характеристики. Построение гистограммы выборки. Оценка среднего значения, дисперсии и эксцесса. Выборочное уравнение регрессии по данным корреляционных таблиц. Интервальная оценка распределения.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.11.2013

  • Определение вероятности наступления определенного события по законам теории вероятности. Вычисление математического ожидания, дисперсии и среднего квадратичного отклонения. Нахождение выборочного уравнения регрессии по данным корреляционной таблицы.

    контрольная работа [212,0 K], добавлен 01.05.2010

  • Исследование сходимости числового ряда. Использование признака Даламбера. Исследование на сходимость знакочередующегося ряда. Сходимость рядов по признаку Лейбница. Определение области сходимости степенного ряда. Сходимость ряда на концах интервала.

    контрольная работа [131,9 K], добавлен 14.12.2012

  • Ознакомление с математическим аппаратом анализа временных рядов и моделями авторегрессии. Составление простейших моделей авторегрессии стационарных временных рядов. Оценка дисперсии и автоковариации, построение графика автокорреляционной функции.

    лабораторная работа [58,7 K], добавлен 14.03.2014

  • Изучение изменений анализируемых показателей во времени как важнейшая задача статистики. Понятие рядов динамики (временных рядов). Числовые значения того или иного статистического показателя, составляющего ряд динамики. Классификация рядов динамики.

    презентация [255,0 K], добавлен 28.11.2013

  • Определение среднего квадратичного отклонения. Расчет значения критерия Стьюдента, значения доверительных границ с его учетом. Обоснование выбора математической модели прогнозирования. Параметры по методу наименьших квадратов, наработка до отказа.

    контрольная работа [394,1 K], добавлен 18.06.2014

  • Определение условий сходимости положительного ряда и описание свойств гармонических рядов Дирихле. Изучение теорем сравнения рядов и описание схемы Куммера для вывода из нее признаков сравнения ряда. Вывод признаков сравнения Даламбера, Раабе и Бертрана.

    курсовая работа [263,6 K], добавлен 14.06.2015

  • Основные понятия математической статистики, интервальные оценки. Метод моментов и метод максимального правдоподобия. Проверка статистических гипотез о виде закона распределения при помощи критерия Пирсона. Свойства оценок, непрерывные распределения.

    курсовая работа [549,1 K], добавлен 07.08.2013

  • Решение неравенств и определение области сходимости рядов по признаку Даламбера и теореме Лейбница для знакопеременных рядов. Условия и пределы сходимости ряда. Исследование границ интервала. Проверка условия Лейбница при знакочередующемся ряде.

    контрольная работа [127,2 K], добавлен 07.09.2010

  • Определение математической вероятности правильного набора, если на нечетных местах комбинации стоят одинаковые цифры. Использование классического определения вероятности. Расчет математического ожидания и дисперсии для очков, выпавших на игральных костях.

    контрольная работа [90,2 K], добавлен 04.01.2011

  • Алгоритм определения вероятности события и выполнения статистических ожиданий. Оценка возможных значений случайной величины и их вероятности. Расчет математического ожидания, дисперсии и среднего квадратического отклонения. Анализ характеристик признака.

    контрольная работа [263,8 K], добавлен 13.01.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.