Файл: Гришин В.К. Статистические методы анализа результатов измерений учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.07.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где

 

 

и

 

? - ? * %г

 

 

 

 

 

 

lb.iv>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J?

 

 

б

 

вычисляются согласно (8.1'0 и

(В.15),

приписав ему значения доверительной вероятности

 

Р «

0,7.

Действительно,

как

мы увидим

в дальнейшем,

такого

рода

суж­

дение близко

к

истинному

при

П »

I . В других

случаях

(осо­

бенно,

если

мы располагаем

очень малым объемом

выборки)

дис­

персия

оценки

6

и

€Г~

оказывается

настолько

большой,

что мы не можем использовать

квантили нормального

распре­

деления

с

точно

известными

параметрами.

 

 

 

 

 

 

 

Другими

словами, доверительная

вероятность,

соотнетст •

вующан

интернату (8.17),

может

существенно

отличиться

от

зна­

чения

 

Р

=0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос о величинах необходимых поправок ыовет бить ре­

шен после

выяснения

достоверности оценок

б"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З А Д А Ч И

 

 

 

 

 

 

 

 

I .

В серии

из

П.

 

испытаний

событие

Л наблюдалось

Ш раз. Указать оценку вероятность р появления события Л.

 

Решение. Фушция правдоподобия

в данном

эксперименте

тп. - т.

Поэтому сравнение для определения цепки р записывается

de*L пг п~ т

Р1

Отоюда


г.

Показать,

что:

 

а)

оценку

о

можно представить в виде

І.

б) величина оценок (8.14) и (8.15) не изменится, если

3

Достоиерцость

оценки

диспорсии

нормального

 

 

 

распределения

 

 

Рассмотрим более подробно

соотношение (8.15). Оказыва­

ется,

случаіііі-дя

величина

б

как функция

стохастических

переменных

^

, оолздает свойствами

д

-распределения,

отмеченного

в §

3.

 

 

 

 

Действительно, рассмотрим сушу квадратов независимых величин

Согласно определению, такая сумма имеет

свойства

л -

распределения с числом степеней свободы

п

 

 

 

(9.2)

Произведем в этой сумме простые преобразования:

її/

1 1 1

л»

Если

р

совпадает

с выборочным средним, т»е.

 

 

то в

соотношении

(9.3)

среднее

слагаемое

обращается

в

нуль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.4)

где

 

 

 

 

 

т 2

.

з

 

 

 

 

 

 

і

 

 

і

 

 

 

Здесь

 

С

- линейные

комбинации

1 1 .

.Так как вследст-

вие определения

Г)

мы имеем одно

линейное уравнение

(связь)

между

U -

« т о

соотношения

(9.5)

представляют

Q

суммы

со

степенями свободы

п. -

'f

ТІ 4 я а 1

«и» так

как

4*

* 4га

И"

т о » используя теорему о разложении

?С - распределения, приходим к выводу, что обе суммы обла­ дают уС - распределениями с £ * ft - f и =1, т . е .

Итак, величина (8.15)

(9.7)


при

^ =

П. -

і.

 

 

г

 

 

 

 

 

Танин обрязом, поскольку

% -

распределение хорошо

изучено, ыы располагаем

теперь методом,

с

помощью

которого

нетрудно

указать

достоверность

оценки

дисперсии

по

( 8 Л 5 ) .

 

Для указанной величини доверительный интервал с уровней

значимости

£

вычисляется по

Р

-квантилям

 

% -

распределения:

 

 

 

 

 

 

 

 

P f r *

<

А

< * Р а Ь З - £ « / - « . (9.R)

Отсюда

Р(\

 

 

~2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решая это уравнение относительно

б

, определяв!' до ­

верительный интервал, в пределах которого с вероятностью

Р*

І -

Є

находится

истинное

значение

дисперсии

генераль­

ной

совокупности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.9)

,2

Значение

А р

 

вычисляется по

таблицам квантилей

~)С

- распределения или по таблицам

Vt.p

 

 

-

квантилей (см. § 3 ) .

Как

правило,

Рг

и

Р^

выбираю* т а ­

ким образом,

чтобы

= 1 - Р2=

%

. Д л я уровней

значи­

мостей

£

=0,3 и 0,05

при небольшом

объеме

выборки

имеем


следующие

значения

величин

 

(верхнее

значение

в

таблице I

соответствует

Є =0,3,

нижнее

-

Є =0,05).

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

I

 

 

 

 

!

і

 

г

 

10

оо

 

I

 

2

3

4

5

!

6

 

 

 

 

 

ъ

0,483

0,526

0,556

0,593

0,617

• 0,638 0,690

I

0,199

0,271

0,321

0,358

0,389

0,415

0,488

I

 

28,6

5,71

3,75

2,86

1,79

2,27

1,79

I

Ї1

1018

39,5

13,9

8,36

6,02

4,85

3,08

I

 

Для

сравнения

в таблице I указаны величины

г

 

 

 

 

 

 

бесконечном

объеме выборки. Так как у у . г

 

 

 

 

г

^

f

го

о

» ©

,

что и подтверждает состоятельность

ки

 

о

по

6

.

 

Рпги

і,

оцен-

Напротив, при малых объемах выборки неопределенность

оценки о

по

о

довольно велика.

Пример.

Пусть

мы располагаем следующими данными:

Оценим

 

, - o f 9 S

ft

- 1 , 1 ;

ft-

1,0.

дисперсию

генеральной

вероятности.

 

y

-

=1,0 и

~ г

=0,01;

 

€f =0,1 . Используя

Здесь

J?

О

 

 

данные таблицы I , находим,

что при

£

=0,3 истинное зна­

чение

о

 

лежит

в пределах

 

 

 

 

 

 

 

0,14

 

 

 

 

б =

0 ' 1

-

0,03

£

=0,3.

 

 

 

 

"Ошибка" превосходит 100$. Столь большая неточность в

оценке

С

является

результатом большой

доли случайности,

допуоквеиой в выборке малого объема. Так, увеличив объеи


выборки до

а

=5 и

П, =10

 

(предполагается,

что значение

#—*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Є

не изменилось)

имеем соответственно (

Є

=0,3)

 

°

-

и»1

-

0,022

а ~5'

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

= ° ' 1

І

0,'0І7

!

Л = Ю .

 

 

ЗА Д А Ч И

1.Не является ли неравенство Чебышева более чувстви­ тельным, чем критерий (9.9)?

2.Указать объем выборки, при котором доверительный ин-

терзал становится уже, чем ©

(при

Є =0,05).

§ ГО. Достоверность оценки среднего генераль­

ной совокупности

Нормальное распределение.

Для оценки достоверности в определении генерального

среднего вновь используем результаты (9.7). Величина

 

 

 

 

U «

.

 

 

 

(юл)

 

 

 

 

 

Ж

 

 

 

 

где

р

-

выборочное

среднее,

a

lp

- «агинное

значе­

ние среднего,

представляет, как показано

в § 8, случайную

величину с

нормированным

нормальным распределением. С другой

стороны функция

может быть

выражена через

рС*~

величину: