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

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

 

 

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.