- •«Статистические методы обработки экспериментальных данных»
- •Вариант № 3
- •Москва – 2012г Вариант №3
- •1. Построение интервального и точечного статистических распределений результатов наблюдений. Построение полигона и гистограммы относительных частот.
- •2. Нахождение точечных оценок математического ожидания и дисперсии.
- •, .
- •3. Выдвижение гипотезы о распределении случайной величины.
- •4. Построение графика теоретической плотности распределения.
- •5. Проверка гипотезы о распределении с помощью критерия согласия Пуассона.
- •5.1. Группировка исходных данных.
- •5.2. Вычисление теоретических частот.
- •5.3. Статистика и вычисление ее значения по опытным данным.
- •5.4. Распределение статистики .
- •5.5. Правило проверки гипотезы о законе распределения случайной величины.
- •5.6. Вывод о соответствии выдвинутой гипотезы и опытных данных в примерах.
5.2. Вычисление теоретических частот.
Критерий Пирсона основан на сравнении эмпирических (опытных) частот с теоретическими. Эмпирические частоты определяются по фактическим результатам наблюдений. Теоретические частоты, обозначаемые далее через, находят с помощью равенства
,
где - количество испытаний, а- теоретическая вероятность попадания значений случайной величины вi-й промежуток . Теоретические вероятности вычисляются в условиях выдвинутой гипотезы о законе распределения изучаемой случайной величины.
Здесь принята гипотеза о нормальном распределении случайной величины. В этом случае теоретические вероятности вычисляются по формуле
,
где:
- выборочная средняя;
– исправленная выборочная дисперсия;
– функция Лапласа.
Процедура отыскания теоретических вероятностей и частот показана в расчетной таблице:
( ,,)
1 |
9,3 |
-1,88 |
-0,5000 |
-0,4699 |
0,0301 |
5,418 | ||
2 |
9,3 |
9,5 |
-1,88 |
-1,47 |
-0,4699 |
-0,4292 |
0,0407 |
7,326 |
3 |
9,5 |
9,7 |
-1,47 |
-1,06 |
-0,4292 |
-0,3554 |
0,0738 |
13,284 |
4 |
9,7 |
9,9 |
-1,06 |
-0,64 |
-0,3554 |
-0,2389 |
0,1165 |
20,97 |
5 |
9,9 |
10,1 |
-0,64 |
-0,23 |
-0,2389 |
-0,0910 |
0,1479 |
26,622 |
6 |
10,1 |
10,3 |
-0,23 |
0,19 |
-0,0910 |
0,0753 |
0,1663 |
29,934 |
7 |
10,3 |
10,5 |
0,19 |
0,60 |
0,0753 |
0,2257 |
0,1504 |
27,072 |
8 |
10,5 |
10,7 |
0,60 |
1,01 |
0,2257 |
0,3437 |
0,118 |
21,24 |
9 |
10,7 |
10,9 |
1,01 |
1,43 |
0,3437 |
0,4236 |
0,0799 |
14,382 |
10 |
10,9 |
11,1 |
1,43 |
1,84 |
0,4236 |
0,4671 |
0,0435 |
7,83 |
11 |
11,1 |
1,84 |
0,4671 |
0,5000 |
0,0329 |
5,922 |
180,000
5.3. Статистика и вычисление ее значения по опытным данным.
Для того чтобы принять или отвергнуть гипотезу о законе распределения изучаемой случайной величины, в каждом из критериев согласия рассматривается некоторая (специальным образом подбираемая) величина, характеризующая степень расхождения теоретического (предполагаемого) и статистического распределения.
В критерии Пирсона в качестве такой меры расхождения используется величина
,
называемая статистикой«хи-квадрат» илистатистикой Пирсона. Ясно, что всегда, причемтогда и только тогда, когдапри каждом, т.е. когда все соответствующие эмпирические и теоретические частоты совпадают. Во всех остальных случаях; при этом значениетем больше, чем больше различаются эмпирические и теоретические частоты.
Прежде чем рассказать о применении статистики к проверке гипотезы о законе распределения, вычислим ее значение для данного варианта; это значение, найденное по данным наблюдений и в рамках выдвинутой гипотезы, будем обозначать через.
1 |
5 |
5,418 |
0,032 |
2 |
8 |
7,326 |
0,062 |
3 |
15 |
13,284 |
0,222 |
4 |
22 |
20,97 |
0,05 |
5 |
25 |
26,622 |
0,099 |
6 |
30 |
29,934 |
1,455 |
7 |
23 |
27,072 |
0,612 |
8 |
20 |
21,24 |
0,072 |
9 |
18 |
14,382 |
0,91 |
10 |
8 |
7,83 |
0,004 |
11 |
6 |
5,922 |
0,001 |
180 180 3,519