- •Оглавление
- •Задачи с решениями
- •§2. Случайные события и их классификация. Алгебра событий. Вероятность события. Теоремы сложения и умножения вероятностей Случайные события
- •Вероятность события
- •Теоремы сложения и умножения вероятностей
- •Задачи с решениями
- •§3. Формула полной вероятности. Повторные испытания. Формула Бернулли Формула полной вероятности
- •Повторные испытания. Формула Бернулли
- •Формулы Лапласа
- •Формула Пуассона
- •Задачи с решениями
- •Глава 2. Случайные величины §4. Дискретная случайная величина Понятие случайной величины. Закон распределения дискретной случайной величины
- •Фунция распределения
- •Свойства функции распределения
- •Числовые характеристики дискретной случайной величины
- •Свойства математического ожидания
- •Свойства дисперсии
- •Некоторые законы распределения дискретной случайной величины
- •§5. Непрерывная случайная величина Понятие непрерывной случайной величины. Функция распределения непрерывной случайной величины
- •Свойства функции распределения
- •Функция плотности распределения вероятностей
- •Свойства функции плотности распределения вероятностей
- •Числовые характеристики непрерывной случайной величины
- •§6. Некоторые законы распределения непрерывной случайной величины Равномерный закон распределения
- •Показательный (экспоненциальный) закон распределения
- •Нормальный закон распределения
- •"Правило трех сигм"
- •Глава 3. Элементы математической статистики §7. Статистическое распределение выборки Задачи математической статистики
- •Генеральная и выборочная совокупности
- •Статистическое распределение выборки. Полигон и гистограмма
- •Свойства функции (х)
- •Задачи с решениями
- •§8. Статистические оценки параметров Точечные статистические оценки параметров распределения
- •Интервальные оценки параметров нормального распределения
- •Задачи с решениями
- •§9. Проверка статистических гипотез Статистические гипотезы
- •Проверка гипотез
- •Сравнение двух дисперсий нормальных генеральных совокупностей
- •Сравнение нескольких дисперсий нормальных генеральных совокупностей
- •Сравнение двух средних нормальных генеральных совокупностей
- •Задачи с решениями
- •§10. Критерий согласия Пирсона Проверка гипотезы о нормальном распределении
- •Задачи с решениями
- •§11. Элементы теории корреляции
- •Коэффициент корреляции
- •Свойства коэффициента корреляции
- •Проверка значимости выборочного коэффициента корреляции
- •Линейная корреляция. Уравнение регрессии
- •Ранговая корреляция
- •Правило проверки наличия связи между качественными признаками
- •Приложение 1 Контрольные работы и контрольные вопросы по теории
- •Элементы теории вероятностей
- •Элементы математической статистики
- •3. Контрольные вопросы по теории
- •Приложение 2 Вероятностные таблицы
- •Значения функции
- •Критические точки распределения
- •Критические точки распределения Стьюдента
- •Критические точки распределения f Фишера – Снедекора
Задачи с решениями
Задача 7.1. В результате эксперимента получены следующие значения случайной величины X:
3; 6; 8; 11; 6; 10; 7; 9; 7; 3; 4; 8;
7; 9; 4; 9; 11; 7; 8; 4; 10; 5; 6; 7; 2.
Требуется: а) составить статистический ряд;
б) построить статистическое распределение;
в) изобразить полигон распределения.
Решение. а) Объем выборки n = 25.
Построим статистический ряд данной выборки: в первой строке таблицы укажем все различные значения, принимаемые случайной величиной X; во второй строке укажем, сколько раз она приняла эти значения.
Таблица 7.2
xi |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
mi |
1 |
2 |
3 |
1 |
3 |
5 |
3 |
3 |
2 |
2 |
б) Найдем статистическое распределение случайной величины X, для чего в табл. 7.2 заменим вторую строку строкой, содержащей относительные частоты .
Таблица 7.3
xi |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Контроль:
= 1. |
в) На плоскости Oxy построим точки:
Соединим их (рис. 7.3). Полученная ломаная – полигон данного распределения.
Рис. 7.3
Ответ: а) табл. 7.2, б) табл. 7.3, в) рис. 7.3.
Задача 7.2. В результате эксперимента получены следующие значения случайной величины X:
16; 17; 9; 13; 21; 11; 7; 7; 19; 5; 17; 5; 20;
18; 11; 4; 6; 22; 21; 15; 15; 23; 19; 25; 1.
Требуется: а) построить интервальный статистический ряд, разбив промежуток [0; 25] на 5 промежутков равной длины;
б) построить гистограмму относительных частот.
Решение. а) Объем выборки n = 25. По экспериментальным данным составим таблицу (табл. 7.4). В её первой строке укажем промежутки разбиения:
[0; 5), [5; 10), [10; 15), [15; 20) [20; 25].
Во второй строке укажем соответствующие числа mi сколько раз случайная величина X приняла значение из этого промежутка.
Таблица 7.4
[ai; ai+1) |
[0; 5) |
[5; 10) |
[10; 15) |
[15; 20) |
[20; 25] |
mi |
2 |
6 |
3 |
8 |
6 |
Контроль: 2 + 6 + 3 + 8 + 6 = 25.
По табл. 7.4 составим интервальный статистический ряд, где во второй строке указаны относительные частоты (табл. 7.5).
Таблица 7.5
[ai; ai+1) |
[0; 5) |
[5; 10) |
[10; 15) |
[15; 20) |
[20; 25] | |||||
б) На оси Ox отложим промежутки:
[0; 5), [5; 10), [10; 15), [15; 20) [20; 25]
интервального статистического ряда, а на оси Oy – относительные частоты. Построив по этим данным прямоугольники с основаниями [ai; ai+1) и высотами , получим ступенчатую фигуру – гистограмму (рис. 7.4).
Рис. 7.4
Ответ: а) табл. 7.4; б) рис. 7.5.
Задача 7.3. Дан статистический ряд
хi |
15 |
16 |
17 |
18 | ||
0,4 |
0,1 |
0,3 |
0,2 |
Найти статистическую функцию распределения и построить её график.
Решение. Воспользовавшись формулой
),
где n – объем выборки; mx – число выборочных значений, меньших x, вычисляем:
0 при
0,4 при 15< ≤16,
) = 0,5 при 16<≤17, (1)
0,8 при 17<≤18,
1 при ≥18.
Построим график функции ).
Рис. 7.5
Ответ: а) формула (1); б) рис. 7.5.
Задачи
7.1. В результате испытаний получены следующие статистические значения случайной величины X:
0,9; 0,1; 2,9; 1,1; 5,1; 0,1; 6,9; 1,1; 3,9; 0,9;
5,1; 8,9; 2,9; 0,1; 1,1; 6,1; 3,1; 0,1; 1,1; 2,9;
2,9; 0,1; 3,9; 0,9; 0,1; 3,1; 0,1; 1,1; 3,1; 0,1.
Требуется: а) составить статистический ряд;
б) найти статистическую функцию распределения );
в) изобразить полигон относительных частот.
7.2. В результате испытаний получены следующие статистические значения случайной величины X:
1,36; 1,37; 1,35; 1,31; 1,34; 1,36; 1,38; 1,35; 1,39; 1,40;
1,33; 1,34; 1,36; 1,35; 1,37; 1,41; 1,36; 1,34; 1,39; 1,36;
1,35; 1,37; 1,38; 1,40; 1,37; 1,36; 1,35; 1,34; 1,37; 1,38.
Требуется: а) составить статистический ряд;
б) найти статистическую функцию распределения );
в) изобразить полигон относительных частот.
7.3. В результате испытаний получены следующие статистические значения случайной величины X:
3,45; 3,47; 3,47; 3,43; 3, 46; 3,44; 3,40; 3,45; 3,41; 3,42;
3,47; 3,49; 3,41; 3,48; 3,43; 3,40; 3,43; 3,47; 3,45; 3,44;
3,41; 3,40; 3,48; 3,46; 3,51; 3,39; 3,50; 3,50; 3,47; 3,38;
3,44; 3,40; 3,40; 3,44; 3,47; 3,53; 3,46; 3,46; 3,52; 3,47;
3,41; 3,44; 3,47; 3,45; 3,44; 3,45; 3,47; 3,42; 3,44; 3,50;
3,45; 3,50; 3,42; 3,48; 3,40; 3,45; 3,48; 3,48; 3,46; 3,47;
3,44; 3,44; 3,47; 3,43; 3,44; 3,47; 3,44; 3,45; 3,44; 3,46;
3,46; 3,44; 3,44; 3,44; 3,44; 3,46; 3,44; 3,42; 3,50; 3,46;
3,48; 3,43; 3,40; 3,46; 3,46; 3,47; 3,45; 3,48; 3,42; 3,46;
3,48; 3,38; 3,45; 3,43; 3,52; 3,43; 3,50; 3,51; 3,41; 3,52.
Построить: а) интервальный статистический ряд;
б) статистический ряд, рассматривая в качестве значений середины интервалов;
в) статистическую функцию распределения );
г) гистограмму относительных частот.
7.4. При измерении диаметров ста подшипниковых шариков, выбранных из большой партии шариков для определения стандартности, получены следующие результаты:
8,31; 8,42; 8,37; 8,40; 8,40; 8,30; 8,30; 8,42; 8,32; 8,29;
8,33; 8,36; 8,34; 8,37; 8,32; 8,36; 8,38,8,38; 8,33; 8,36;
8,40; 8,36; 8,32; 8,36; 8,36; 8,30; 8,30; 8,33; 8,35; 8,37;
8,37; 8,30; 8,41; 8,34; 8,33; 8,37; 8,34; 8,38; 8,29; 8, 34;
8,31; 8,36; 8,37; 8,30; 8,41; 8,34; 8,34; 8,37; 8,354 8,40;
8,34; 8,36; 8,37; 8,37; 8,41; 8,35; 8,38; 8,33; 8,36; 8,36;
8,36; 8,37; 8,36; 8,40; 8,37; 8,34; 8,37; 8,32; 8,35; 8,36;
8,37; 8,41; 8,36; 8,36; 8,36; 8,40; 8,34; 8,40; 8,34; 8,33;
8,35; 8,37; 8,34; 8,36; 8,37; 8,37; 8,35; 8,36; 8,34; 8,42;
8,36; 8,33; 8,34; 8,35; 8,36;8,32; 8,38; 8,32; 8,36; 8,37;
Построить: а) интервальный статистический ряд;
б) статистический ряд, рассматривая в качестве значений середины интервалов;
в) статистическую функцию распределения );
г) гистограмму относительных частот.
Ответы
7.1. а)
хi |
8,9 |
6,9 |
3,9 |
2,9 |
0,9 |
0,1 |
1,1 |
3,1 |
5,1 |
6,1 |
i |
1 |
1 |
2 |
4 |
3 |
8 |
5 |
3 |
2 |
1 |
0 при 8,9,
1/30 при 8,9 < ≤6,9,
1/15 при 6,9 <≤3,9,
2/15 при 3,9 <≤2,9,
4/15 при 2,9 < ≤0,9,
б) ) = 11/30при 0,9 <≤ 0,1,
19/30 при 0,1 <≤ 1,1,
4/5 при 1,1 < ≤ 3,1,
9/10 при 3,1 <≤ 5,1,
29/30 при 5,1 <≤ 6,1,
1 при > 6,1.
в)
7.2. а)
хi |
1,31 |
1,33 |
1,34 |
1,35 |
1,36 |
1,37 |
1,38 |
1,39 |
1,40 |
1,41 |
i |
1 |
1 |
4 |
5 |
6 |
5 |
3 |
2 |
2 |
1 |
0 при 1,31,
1/30 при 1,31 < ≤ 1,33,
1/15 при 1,33 <≤ 1,34,
1/5 при 1,34 <≤ 1,35,
11/30 при 1,35 < ≤ 1,36,
б) ) = 17/30при 1,36<≤ 1,37,
11/15 при 1,37 <≤ 1,38,
5/6 при 1,38 < ≤ 1,39,
9/10 при 1,39 <≤ 1,40,
29/30 при 1,40 <≤ 1,41,
1 при > 1,41.
7.3. а)
[хi; хi+1) |
i | |
[3,38; 3,40) |
3 |
0,03 |
[3,40; 3,42) |
12 |
0,12 |
[3,42; 3,44) |
12 |
0,12 |
[3,44; 3,46) |
27 |
0,27 |
[3,46; 3,48) |
25 |
0,25 |
[3,48; 3,50) |
9 |
0,09 |
[3,50; 3,52) |
8 |
0,08 |
[3,52; 3,54] |
4 |
0,04 |
Указания:
Из заданной выборки найти:
xнаиб = 3,53, xнаим = 3,38, xнаиб xнаим = 0,15.
Число интервалов определить по формуле:
k = 1+3,322 · lg n = 1 + 3,322· lg 100 = 1+6,644 = 7,644 ≈ 8.
Взять в качестве шага, то есть длины интервалов, число:
0,15 : 8 = 0,019 ≈ 0,02.
Из данной выборки найти i – число значений, попавших в промежуток [хi; хi+1).
i |
3,39 |
3,41 |
3,43 |
3,45 |
3,47 |
3,49 |
3,51 |
3,53 |
i |
3 |
12 |
12 |
27 |
25 |
9 |
8 |
4 |
0,03 |
0,12 |
0,12 |
0,27 |
0,25 |
0,09 |
0,08 |
0,04 |
0 при 3,39,
0,03 при 3,39 < ≤ 3,41,
0,15 при 3,41 <≤ 3,43,
0,27 при 3,43 <≤ 3,45,
0,54 при 3,45 < ≤ 3,47,
в) ) = 0,79при 3,47<≤ 3,49,
0,88 при 3,49 <≤ 3,51,
0,96 при 3,51 < ≤ 3,53,
1 при > 3,53.
г)
7.4. а)
[хi; хi+1) |
i | |
[8,29; 8,31) |
8 |
0,08 |
[8,31; 8,33) |
8 |
0,08 |
[8,33; 8,35) |
20 |
0,20 |
[8,35; 8,37) |
28 |
0,28 |
[8,37; 8,39) |
22 |
0,22 |
[8,39; 8,41) |
7 |
0,07 |
[8,41; 8,43] |
7 |
0,07 |
i |
8,30 |
8,32 |
8,34 |
8,36 |
8,38 |
8,40 |
8,42 |
i |
8 |
8 |
20 |
28 |
22 |
7 |
7 |
0,08 |
0,08 |
0,20 |
0,28 |
0,22 |
0,07 |
0,07 |
0 при 8,30,
0,08 при 8,30 < ≤ 8,32,
0,16 при 8,32 <≤ 8,34,
в) ) = 0,36при 8,34 <≤ 8,36,
0,64 при 8,36 < ≤ 8,38,
0,86 при 8,38<≤ 8,40,
0,93 при 8,40 <≤ 8,42,
1 при > 8,42.
г)