Задача №14
Случайная величина задана функцией распределения , требуется:
1) найти плотность вероятности;
2) математическое ожидание и дисперсию ;
3) построить графики функции распределения и функции плотности распределения.
.
Решение
Найдём плотность распределения. По определению:
.
Тогда
,
.
График функции распределения представлен на рисунке а)
Рисунок а
График функции плотности распределения представлен на рисунке б).
Рисунок б Задача №15
Заданы математическое ожидание и средне квадратическое отклонение нормально распределённой величины . Найти: 1) вероятность того, что примет значение, принадлежащие интервалу ; 2) вероятность того, что абсолютная величина отклонения окажется меньше .
.
Решение
1) Воспользуемся формулой:
,
подставив , получим:
.
По таблицам приложения находим ; . Тогда искомая вероятность равна:
.
2) Искомая вероятность находится по формуле:
.
По условию . Следовательно:
Задача №16
Провести исследование генеральной совокупности, используя выборочные данные соответствующего варианта.
1) Построить статистическое распределение выборки и гистограмму частот (шаг указан в варианте).
2) Дать точечные оценки генеральному среднему и дисперсии.
3) Предполагая, что выборка сделана из нормальной совокупности, построить доверительные интервалы для математического ожидания и дисперсии нормального распределения, приняв доверительную вероятность .
4) При уровне значимости =0,01 проверить гипотезу о нормальности генеральной совокупности, используя критерий согласия Пирсона [9].
Выборка объёма , начало первого интервала , шаг . 324
| 296
| 313
| 323
| 312
| 321
| 322
| 301
| 337
| 322
| 329
| 307
| 301
| 328
| 312
| 318
| 327
| 315
| 319
| 317
| 309
| 334
| 323
| 340
| 326
| 322
| 314
| 335
| 313
| 322
| 319
| 325
| 312
| 300
| 323
| 335
| 339
| 326
| 298
| 298
| 337
| 322
| 303
| 314
| 315
| 310
| 316
| 321
| 312
| 315
| 331
| 322
| 321
| 336
| 328
| 315
| 338
| 318
| 327
| 323
| 325
| 314
| 297
| 303
| 322
| 314
| 317
| 330
| 318
| 320
| 312
| 333
| 332
| 319
| 325
| 319
| 307
| 305
| 316
| 330
| 318
| 335
| 327
| 321
| 332
| 288
| 322
| 334
| 295
| 318
| 329
| 305
| 310
| 304
| 326
| 319
| 317
| 316
| 316
| 307
| 309
| 309
| 328
| 317
| 317
| 322
| 316
| 304
| 303
| 350
| 309
| 327
| 345
| 329
| 338
| 311
| 316
| 324
| 310
| 306
| 308
| 302
| 315
| 314
| 343
| 320
| 304
| 310
| 345
| 312
| 330
| 324
| 308
| 326
| 313
| 320
| 328
| 309
| 306
| 306
| 308
| 324
| 312
| 309
| 324
| 321
| 313
| 330
| 330
| 315
| 320
| 313
| 302
| 295
| 337
| 346
| 327
| 320
| 307
| 305
| 323
| 331
| 345
| 315
| 318
| 331
| 322
| 315
| 304
| 324
| 317
| 322
| 312
| 314
| 308
| 303
| 333
| 321
| 312
| 323
| 317
| 288
| 317
| 327
| 292
| 316
| 322
| 319
| 313
| 328
| 313
| 309
| 329
| 313
| 334
| 314
| 320
| 301
| 329
| 319
| 332
| 316
| 300
| 300
| 304
| 306
| 314
| 323
| 318
| 337
| 325
| 321
| 322
| 288
| 313
| 314
| 307
| 329
| 302
| 300
| 316
| 321
| 315
| 323
| 331
| 318
| 334
| 316
| 328
| 294
| 288
| 312
| 312
| 315
| 321
| 332
| 319
|
|
|
|
Решение
1. Упорядочив данные выборки по возрастанию, и найдя соответствующие частоты встречающихся значений, получим таблицу, задающую статистическое распределение выборки:
– объём выборки.
Разобьём интервал данных на 10 частичных интервала длины : 285 – 292; 292 – 299; 299 – 306; 306 – 313; 313 – 320; 320 – 327; 327 – 334; 334 – 341; 341 – 348; 348 – 355, и найдём новые частоты , приняв в качестве их значений сумму частот данных выборки, попавших в i-ый интервал. Итак:
; ; ; , ,
, ,
, ,
Вычислим плотности частот и построим таблицу распределения выборки для построения гистограммы частот:
|
|
|
|
|
| 5
| 7
| 26
| 41
|
| 0,021
| 0,03
| 0,11
| 0,173
|
|
|
|
|
| 59
| 50
| 31
| 12
| 5
| 0,249
| 0,211
| 0,131
| 0,051
| 0,021
|
| 1
| 0,004
|
Гистограмма частот изображена на рисунке:
Рисунок
2. Приняв в качестве новых вариант серединные значения частичных интервалов , построим распределение равноотстоящих вариант для вычисления точечных оценок генеральной средней и дисперсии методом произведений.
Напомним процедуру вычисления оценок генеральной средней и дисперсии по методу произведений.
Выберем .
Вычислим – условные варианты.
Найдём – условный момент первого порядка,
– условный момент второго порядка.
Тогда:
– выборочная средняя,
– выборочная дисперсия.
Результаты вычислений сведём в таблицу:
; ;
;
.
.
3. Для получения интервальной оценки математического ожидания нормально распределённой случайной величины по выборочной средней и неизвестной дисперсии используем формулу:
,
где – «исправленное» выборочное средне квадратическое отклонение, – случайная величина распределённая по закону Стьюдента с числом степеней свободы (находится по таблице при заданных и ).
Найдём .
Имеем .
Отсюда . При и имеем и . Тогда доверительный интервал для математического ожидания равен:
.
Для получения интервальной оценки дисперсии нормальной генеральной совокупности используют случайную величину . Величина имеет распределение Пирсона с числом степеней свободы и представлена в таблицах. По этим таблицам определяются два числа (критические точки распределения ) и :
, ;
, .
|