Главная страница
Навигация по странице:

  • Кафедра Дисциплина

  • Индивидуальное Домашнее задание № __

  • Вариационный ряд

  • Размах варьирования

  • Полигон частот и Эмпирическая функция распределения

  • Выборочное среднее и выборочная дисперсия

  • Доверительные Интервалы

  • Список использованных источников

  • Д. Ф. Устинова Кафедра


    Скачать 137.33 Kb.
    НазваниеД. Ф. Устинова Кафедра
    Дата10.04.2023
    Размер137.33 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаotchet_matan.docx
    ТипДокументы
    #1051965

    Министерство науки и высшего образования

    Балтийский государственный технический университет

    «ВОЕНМЕХ»  им. Д.Ф. Устинова 
    Кафедра



    ДисциплинааМатематика
    Индивидуальное Домашнее задание № __19.1__

    __________________________________________________________
    __________________________________________________________
    _________________________________________________________


    Выполнили студенты

    Чудов.С

    Львов.И

    Фамилия И.О.

    группа

    А411С

    _________________







    Преподаватель

    Еськова.Е.А



    Фамилия И. О.




    Подпись преподавателя

    Дата

    Допуск







    Выполнение







    Санкт-Петербург

    2023 г.

    Содержание



    Введение 3

    Вариационный ряд 4

    Размах варьирования 5

    Полигон частот и Эмпирическая функция распределения 6

    Выборочное среднее и выборочная дисперсия 8

    Сравнение эмпирических и теоретических частот 10

    Доверительные Интервалы 12

    Выводы 13

    Список использованных источников: 14



    Введение



    В результате эксперимента получены данные, записанные в виде статистического ряда.

    Требуется:

    а) записать значения результатов эксперимента в виде вариационного ряда;

    б) найти размах варьирования и разбить его на 7 интервалов;

    в) построить полигон частот, гистограмму относительных частот и график эмпирической функции распределения;

    г) Найти числовые характеристики выборки и ;

    д) принять в качестве нулевой гипотезу Н0: генеральная совокупность, из которой извлечена выборка, имеет нормальное распределение, проверить её, пользуясь критерием Пирсона при уровне значимости α=0,025;

    е) найти доверительные интервалы для математического ожидания и среднего квадратичного отклонения при степени надёжности γ=0,9


    Вариационный ряд



    а) записать значения результатов эксперимента в виде вариационного ряда;
    Таблица 1 - Вариационный ряд.

    15

    16

    17

    17

    18

    19

    21

    25

    30

    32

    33

    34

    35

    36

    37

    38

    39

    40

    41

    48

    49

    50

    51

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    61

    64

    65

    66

    67

    68

    69

    70

    71

    72

    73

    76

    77

    78

    80

    81

    82

    84

    85

    86

    87

    88

    89

    90

    91

    92

    93

    93

    94

    94

    96

    97

    98

    99

    100

    101

    102

    103

    104

    105

    109

    110

    112

    113

    114

    115

    121

    123

    124

    125

    126

    128

    129

    130

    131

    135

    137

    138

    139

    140

    141

    142

    144

    145

    146

    147

    149

    150

    151

    158

    159



    Размах варьирования



    б) Находим размах варьирования [1]. По формуле [2], где l - число интервалов, вычисляем длину частичного интервала:

    [1]

    [2]

    [3] [4]

    [5]

    [6]

    В качестве границы первого интервала возьмём X(min). Границы следующих интервалов вычисляем по формуле: [3] и [4], где d=1,2,3…9.

    Находим середины интервалов: Подсчитываем число значений результатов эксперимента, попавших в каждый интервал, т.е. находим частоты интервалов n(i) . Далее вычисляем относительные частоты [5], (n=100) и их плотности [6]

    Все полученные результаты помещаем в таблицу 2.
    Таблица 2- Вычисление границ и относительных частот и её плотности.

    Номер частичного интервала

    Границы интервала

    Середина интервала

    Частота интервала

    Относительная частота

    Плотность относительной частоты

    1

    13,5

    34,5

    24

    12

    0,12

    0,0057

    2

    34,5

    55,5

    45

    15

    0,15

    0,0071

    3

    55,5

    76,5

    66

    14

    0,14

    0,0067

    4

    76,5

    97,5

    87

    20

    0,2

    0,0095

    5

    97,5

    118,5

    108

    14

    0,14

    0,0067

    6

    118,5

    139,5

    129

    13

    0,13

    0,0062

    7

    139,5

    160,5

    150

    12

    0,12

    0,0057


    Полигон частот и Эмпирическая функция распределения



    в) построить полигон частот, гистограмму относительных частот и график эмпирической функции распределения;

    Рис. 1. Гистограмма относительных частот.



    Таблица 3 – Значения эмпирической функции.

    F(13,5)

    0

    F(34,5)

    0,12

    F(55,5)

    0,27

    F(76,5)

    0,41

    F(97,5)

    0,61

    F(118,5)

    0,75

    F(139,5)

    0,88

    F(160,5)

    1


    Рис. 2. Полигон частот.

    Рис. 3. График эмпирической функции.



    Выборочное среднее и выборочная дисперсия



    [7]

    [8]

    г) Найдём выборочное среднее [7] и выборочную дисперсию [8]. Составляем расчётную таблицу:

    Таблица 4 - Расчётная таблица №4, вычисление границ интервалов и её частот.

    m

    Граница интервала x

    Частота интервала, n

    n*x'

    (x')^2

    n*(x')^2

    Середина интервала, x'

    1

    13,5

    34,5

    12

    288

    576

    6912

    24

    2

    34,5

    55,5

    15

    675

    2025

    30375

    45

    3

    55,5

    76,5

    14

    924

    4356

    60984

    66

    4

    76,5

    97,5

    20

    1740

    7569

    151380

    87

    5

    97,5

    118,5

    14

    1512

    11664

    163296

    108

    6

    118,5

    139,5

    13

    1677

    16641

    216333

    129

    7

    139,5

    160,5

    12

    1800

    22500

    270000

    150









    100

    8616




    899280





    Таблица 5 – Нахождение выборочных средних значений и оценки.

    Выборочное среднее xср

    xср =

    Выборочная дисперсия Dв




    Выб. ср. квадр. Откл. Σв

    σв = в = 39,61382


    Несмещенная оценка σв2

    σв2 = √Dв2 = 39,81338

    Смещенная оценка Dв2

    Dв2 =(n/(n-1)) Dв = 1585,105


    Сравнение эмпирических и теоретических частот



    [9]

    [10]

    д). Согласно критерию Пирсона необходимо сравнить эмпирические и теоретические частоты. Эмпирические частоты даны. Найдём теоретические частоты. Для этого пронумеруем Х, т.е. перейдём к случайной величине [9] и вычислим концы интервалов: [10], причём наименьшее значение z, точнее z1 положим стремящимся к -бесконечности, а наибольшее, точнее Z(m+1) - стремящемся к + бесконечности. Вычислим всё в расчётных таблицах 6-8.
    Таблица 6 – Расчетная таблица №6.

    i

    Границы интервала Xi; Xi+1

    Xi-Xср

    Xi+1-Xср

    Границы интервала Zi; Zi+1




    Xi

    Xi+1










    Zi = (Xi-Xср) / σв

    Zi+1 = (Xi+1/Xср) / σв




    1

    13,5

    34,5




    -72,66

    -51,66

    -

    -1,30409




    2

    34,5

    55,5




    -51,66

    -30,66

    -1,30409

    -0,77397




    3

    55,5

    76,5




    -30,66

    -9,66

    -0,77397

    -0,24385




    4

    76,5

    97,5




    -9,66

    11,34

    -0,24385

    0,286264




    5

    97,5

    118,5




    11,34

    32,34

    0,286264

    0,816382




    6

    118,5

    139,5




    32,34

    53,34

    0,816382

    1,3465




    7

    139,5

    160,5




    53,34

    74,34

    1,3465

    -





    Таблица 7 – Расчетная таблица №7.

    i

    Границы интервала Xi; Xi+1

    Ф (Zi)

    Ф (Zi+1)

    Pi = Ф (Zi+1) - Ф (Zi)

    n'I = 100Pi




    Zi

    Zi+1
















    1

    -

    -1,30409




    -0,5

    -0,4039

    0,096101




    9,610137

    2

    -1,30409

    -0,77397




    -0,4039

    -0,28053

    0,123372




    12,33722

    3

    -0,77397

    -0,24385




    -0,28053

    -0,09633

    0,184198




    18,41983

    4

    -0,24385

    0,286264




    -0,09633

    0,112662

    0,20899




    20,89901

    5

    0,286264

    0,816382




    0,112662

    0,292859

    0,180197




    18,01972

    6

    0,816382

    1,3465




    0,292859

    0,410929

    0,11807




    11,80702

    7

    1,3465

    -




    0,410929

    0,5

    0,089071




    8,907067

    Сумма
















    1




    100



    Таблица 8 – Расчетная таблица № 8.

    i

    ni

    n'i

    ni-n'i

    (ni-n'i)^2

    (ni-n'i)^2/n'i

    ni^2

    ni^2/n'i

    1

    12

    9,610137

    2,389863

    5,711446

    0,594315

    144

    14,98418

    2

    15

    12,33722

    2,662781

    7,090403

    0,574716

    225

    18,2375

    3

    14

    18,41983

    -4,41983

    19,53487

    1,060535

    196

    10,64071

    4

    20

    20,89901

    -0,89901

    0,808223

    0,038673

    400

    19,13966

    5

    14

    18,01972

    -4,01972

    16,15812

    0,896691

    196

    10,87697

    6

    13

    11,80702

    1,192978

    1,423197

    0,120538

    169

    14,31352

    7

    12

    8,907067

    3,092933

    9,566233

    1,074005

    144

    16,16694



    100

    100

    -

    -

    4,359

    -

    104,3595

    Доверительные Интервалы



    е) найти доверительные интервалы для математического ожидания и среднего квадратичного отклонения при степени надёжности γ=0,9.

    Таблица 9 – Расчётная таблица № 9.

    X^2набл =

    4,359

    Контроль: ∑n^2i/n'I - n

    4,359

    Число степени свободы k:

    4

    X^2кр =

    13,3


    Доверительный интервал :(Хср - (σв2/√n) *ty; Хср + (σв2/√n)*ty)

    (78,2610; 94,0589)

    Доверительный интервал, покрывающий среднее квадратичное отклонение σ, где q = 0,143: (σв2(1-q);σв2(1+q))

    (34,12; 45,506)

    34,12

    Выводы



    В данном задании из предложенных чисел, разбросанных хаотично, мы составили вариационный ряд, что позволило нам отсортировать значения и в дальнейшем проанализировать. Следующим этапом мы разбили значения на интервалы, чтобы найти интервалы варьирования. С помощью полученных результатов мы построили Гистограмму, полигон частот, график эмпирической функции распределения, с помощью которых мы можем наглядно видеть, как часто попадаются те или иные значения. Также был вычислен доверительный интервал, который характеризует усредненные значения величин.

    Список использованных источников:





    1. Математическая статистика: Учеб. Для студ. сред. спец. учеб. образования/В. Н. Калинина, В. Ф. Панкин. 4-е изд.,испр. М.: Дрофа, 2002. — 336 с.

    2. СБОРНИК ИДЗ РЯБУШКО А.П. 4 ЧАСТЬ. [Электронный ресурс]. – URL: https://studfile.net/preview/5836550/ . Дата обращения 12.02.2023


    написать администратору сайта