Файл: Методические указания к проведению практических занятий по разделу математическая статистика дисциплины Основы системного анализа и математической статистики..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.03.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
( di )2 |
|
|
|
|
|
|
di |
|
|
|
|
Sd |
вычисляется по формуле: Sd |
n |
|
. |
|||
|
|
|
|
||||
|
n |
(n 1) |
|
||||
|
|
|
|
|
Число степеней свободы k n 1.
Пример 11
Используя t - критерий Стьюдента для равных по численности выборок, принять или отклонить гипотезу о том, что в результате отработки навыков время решения эквивалентных задач , имеющих один и тот же алгоритм решения, будет значимо уменьшаться.
Нулевая гипотеза H0: время решения задач не отличается. Альтернативная гипотеза H1: время решения третьей задачи меньше
времени решения первой.
Результаты измерения времени решения (в мин.) первой и третьей
задач у восьми испытуемых, а также необходимые расчеты представим
в виде таблице 7.
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
1 задача |
3 задача |
di |
xi |
yi |
di2 |
|
|
|
|
|||||
xi |
yi |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4,0 |
3,0 |
|
1,0 |
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3,5 |
3,0 |
|
0,5 |
|
0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4,1 |
3,8 |
|
0,3 |
|
0,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5,5 |
2,1 |
|
3,4 |
|
11,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4,6 |
4,9 |
|
-0,3 |
0,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6,0 |
5,3 |
|
0,7 |
|
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
5,1 |
3,1 |
|
2,0 |
|
4,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4,3 |
2,7 |
|
1,6 |
|
2,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37,1 |
27,9 |
|
9,2 |
|
20,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22
Решение:
Вначале произведем расчет по формуле
|
|
|
di |
|
(xi yi ) |
|
9,2 |
1,15. |
|
||||
d |
|
|
|
||||||||||
n |
|
n |
|
8 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Затем вычислим Sd |
20,04 9,2 |
2 /8 |
0,41. |
||||||||||
|
8 |
(8 1) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Получим t |
эмп |
|
1,15 |
2,8. |
|
|
|
|
|
||||
0,41 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число степеней свободы k 8 1 7. По таблице критических точек распределения Стъюдента при уровне значимости 0,05 находим tкр 2,37.
Таким образом, на 5% уровне значимости среднее время решения
третьей задачи существенно меньше среднего времени решения первой
задачи. В терминах статистических гипотез делаем вывод: на 5%
уровне принимается гипотеза H1.
4.3. F -- критерий Фишера
Критерий Фишера позволяет сравнивать величины выборочных дисперсий двух выборок. Для вычисления F'эмп нужно найти отношение
дисперсий двух выборок с объемами n1 и n2, причем так, чтобы
большая по величине дисперсия находилась бы в числителе, а меньшая знаменателе.
F |
|
S 2 |
, (F |
1). |
|
x |
|||
|
||||
'эмп |
|
S y2 |
'эмп |
|
|
|
|
|
Sx2 |
1 |
(xi |
|
)2 , S y2 |
1 |
|
(yi |
|
)2 |
|
||
X |
Y |
|
||||||||||
|
|
|
||||||||||
|
n |
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Число степеней свободы определяется k1 |
n1 |
1 |
для первой |
|||||||||
выборки, величина дисперсии которой больше, и |
k2 |
n2 |
1для второй |
23
выборки. В таблице 18 Приложения 6 критические значения F-критерия Фишера Fкр находятся по величинам k1 и k2 .
Для применения F-критерия Фишера необходимо, чтобы сравниваемые выборки были распределены по нормальному закону. Измерение может быть проведено в шкале интервалов и отношений.
Пример 12
В двух третьих классах школы проводилось тестирование умственного развития десяти учащихся. Полученные значения величин средних достоверно не различались, однако психолога интересует
существуют ли различия в степени однородности показателей умственного развития между классами.
Результаты тестирования представлены в табл. 8.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ уч-ся |
1 кл (X) |
2 кл (Y) |
xi |
|
|
yi |
|
|
(xi |
|
)2 |
|
(yi |
|
)2 |
X |
Y |
X |
Y |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
90 |
41 |
29,4 |
|
-22,6 |
|
864,36 |
|
510,76 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
29 |
49 |
-31,6 |
|
-14,6 |
|
998,56 |
|
213,16 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
39 |
56 |
-21,6 |
|
-7,6 |
|
466,56 |
|
57,76 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4 |
79 |
64 |
18,4 |
|
0,4 |
|
338,56 |
|
0,16 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
88 |
72 |
27,4 |
|
8.4 |
|
750,76 |
|
70,56 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6 |
53 |
65 |
-7,6 |
|
1,4 |
|
57,76 |
|
1,96 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 |
34 |
63 |
-26,6 |
|
-0,6 |
|
707,56 |
|
0,36 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8 |
40 |
87 |
-20,6 |
|
23,4 |
|
424,36 |
|
547,56 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9 |
75 |
77 |
14,4 |
|
13,4 |
|
207,36 |
|
179,56 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
10 |
79 |
62 |
18,4 |
|
-1,6 |
|
338,56 |
|
2,56 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
606 |
636 |
|
|
|
|
|
|
5154,4 |
|
1584,4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
60,6 |
63,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24
Решение:
Как видно из таблицы, величины средних в обеих группах практически совпадают между собой 60,6 63,6. Величина t - критерия Стьюдента оказалась равной 0, 347 и незначимой.
Вычислим дисперсии для переменных X и Y
Sx2 |
|
1 |
|
(xi |
|
|
)2 |
515,44 |
|
|||||
X |
|
|||||||||||||
n |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S y2 |
|
|
1 |
|
(yi |
|
)2 158,44 |
|
||||||
|
|
Y |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
n2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
Следовательно, |
F |
эмп |
|
515,44 |
3,25 . |
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
158,44 |
|
Для F – критерия Фишера при степенях свободы k1 k2 10 1 9 находим Fкр:
Fкр 3,18для 0,05
Психолог может утверждать, что по степени однородности умственное развитие, имеется различие между выборками из двух
классов.
4.4. Критерий 2 (Пирсона)
Критерий Пирсона – наиболее часто употребляемый критерий для проверки простой гипотезы о законе распределения. Наблюдаемое значение критерия:
|
m |
(n |
i |
n' )2 |
|
эмп2 |
|
|
i |
. |
|
|
|
|
|||
|
i 1 |
|
|
ni' |
m- число интервалов, на которые разбит вариационный ряд,
ni - эмпирическая частота, ni' - теоретическая частота i – го интервала.