courses:statistical_methods_of_experimental_data_handling:prac3
Содержание
Практическая работа №3: Обработка выборочных данных. Нахождение интервальных оценок параметров распределения. Проверка статистической гипотезы о нормальном распределении
Цель работы
Получение практических навыков вычисления интервальных статистических оценок параметров распределения выборочных данных и проверки «справедливости» статистических гипотез.
Постановка задачи
Для заданной надежности определить (на основании выборочных данных и результатов выполнения практической работы №2) границы доверительных интервалов для математического ожидания и среднеквадратичного отклонения случайной величины. Проверить гипотезу о нормальном распределении исследуемой случайной величины с помощью критерия Пирсона $ \chi^2 $. Дать содержательную интерпретацию полученным результатам.
Порядок выполнения работы
- Вычислить точность и доверительный интервал для математического ожидания при неизвестном среднеквадратичном отклонении при заданном объёме выборки для доверительной точности $ \gamma \in \{0.95, 0.99\} $. Сделать выводы.
- Для вычисления границ доверительного интервала для среднеквадратичного отклонения определить значение $ q $ при заданных $ \gamma $ и $ n $. Построить доверительные интервалы, сделать выводы.
- Проверить гипотезу о нормальности заданного распределения с помощью критерия $ \chi^2 $ (Пирсона). Для этого необходимо найти теоретические частоты и вычислить наблюдаемое значение критерия. Для удобства вычисления необходимо заполнить табл. 1.
- Доказать, что $$ \chi^2_{\textit{набл}} = \sum_{i = 1}^k\frac{n^2_i}{n'_i} - n. $$ Проконтролировать корректность вычисления $ \chi^2_{\textit{набл}} $.
- По заданному уровню значимости $ \alpha = 0.05 $ и числу степеней свободы $ df $ найти критическую точку $ \chi^2_{\textit{крит}} $ и сравнить с наблюдаемым значением. Сделать выводы.
Расчётные таблицы
Таблица №1
$ i $ | $ (x_{i-1}, x_i] $ | $ n_i $ | $ p_i $ | $ n'_i $ | $ (n_i - n'_i)^2 $ | $ \cfrac{(n_i - n'_i)^2}{n'_i} $ | $ n_i^2 $ | $ \cfrac{n_i^2}{n'_i} $ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | ||||||||
… | ||||||||
$ \Sigma $ | - | - |
Содержание отчёта
- Цель работы.
- Краткое изложение основных теоретических понятий.
- Постановка задачи с кратким описанием порядка выполнения работы.
- Необходимые формулы, рисунки и таблицы.
- Краткие выводы по полученным результатам.
- Общий вывод по проделанной работе.
- Код программы (если имеется).
Вопросы для самоконтроля
- Дать определение интервальных статистических оценок.
- Сформулировать алгоритм нахождения доверительного интервала для математического ожидания при неизвестном СКО.
- Сформулировать алгоритм нахождения доверительного интервала для СКО при неизвестном математическом ожидании случайной величины.
- Дать определение статистической гипотезы.
- Односторонние и двухсторонние критерии проверки статистических гипотез.
- Ошибки первого и второго рода при проверке статистической гипотезы.
- Мощность критерия.
- Критерий Пирсона для проверки гипотезы о нормальном распределении исследуемой случайной величины.
- Методика проверки гипотезы о нормальном распределении исследуемой случайной величины с помощью критерия Пирсона.