Курсовая работа: Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ

Текст работы

Содержание

Введение
Постановка задачи на выполнение курсовой работы (рабочая легенда)
. Основные понятия выборочной теории (тема 7)
.1 Выборочный метод
.2 Построение статистических рядов распределения
.3 Графическое представление рядов распределения
. Теория статистического оценивание параметров распределения (тема 8)
.1 Точечные оценки характеристик положения и мер изменчивости
.2 Интервальные оценки и доверительные интервалы
. Проверка статистических гипотез (тема 9)
.1 Гипотезы о параметрах распределения
.2 Гипотеза о законе распределения
. Корреляционный и регрессионный анализ (тема 10)
.1 Корреляционная зависимость
.2 Уравнение регрессии
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение

В данной курсовой работе отрабатываются выборочный метод матем
атической статистики, точечное и доверительное оценивание и проверка статистических гипотез.
Цели выполнения курсовой работы:
·подготовить курсантов к практическому применению методов математической статистики последующих дисциплин; профессионального и математического цикла (фундаментальное изложение которых предполагает использование понятий и методов математической статистики);
·привить необходимые в профессиональной деятельности навыки использования методов математической статистики для обработки и анализа статистической информации, изучить методы построения точечных и интервальных оценок, критерии согласия;
·развить аналитические способности курсантов, логику, интуицию, умение оперировать строгими определениями и проводить строгие доказательства.
В результате выполнения курсовой работы курсант должен приобрести практические навыки решения следующих задач:
·построения точечных и интервальных статистических рядов;
·нахождения точечных и интервальных оценок параметров распределения;
·проверки гипотезы о законе распределения с помощью критериев Пирсона и Колмогорова;
·проверки параметрических гипотез.
При выполнении курсовой работы необходимо провести обработку статистических данных соответствующей таблицы и получить необходимые результаты.
По данным таблиц наблюдения для каждого ряда распределения необходимо:
·вычислить статистики среднего значения, вариации, асимметрии и эксцесса;
·построить гистограмму и полигон частот;
·подобрать гипотетические кривые распределения;
·найти точечные оценки для параметров гипотетических распределений;
·построить доверительные интервалы для параметров нормального распределения;

Постановка задачи на выполнение курсовой работы (рабочая легенда)

В ходе выполнения курсовой работы (КР) необходимо провести исследование конкретной генеральной совокупности, которая представляет собой результаты тестирования 401 курсанта. Тестирование проводилось в целях получения оценки способностей курсантов к восприятию гуманитарных (признак Х) и военно-технических (признак Y) дисциплин.
В результате выполнения заданий КР курсант должен сформулировать конкретные выводы о законе распределения исследуемых признаков, а также о наличии и характере статистической связи между численными оценками способностей курсантов к восприятию гуманитарных и военно-технических дисциплин данной группы обучаемых.
Исследование генеральной совокупности проводится на материале парной выборки объемом n = 20. Такой объем выборки позволяет, с одной стороны, оценить подразделение в составе взвода (учебной группы), с другой стороны, обеспечивает объем вычислений, достаточный для приобретения курсантами необходимых практических навыков. Чтобы выполнить условие репрезентативности выборки, когда все объекты генеральной совокупности имеют одинаковую вероятность попасть в нее, необходимо обеспечить случайность выбора. Поэтому выборку курсанты получают (по заданию преподавателя) с помощью таблицы случайных чисел (см. приложения).
Из генеральной совокупности (Приложение 1), содержащей 401 пару значений признаков Х и Y, выбираются пары с номерами, соответствующими случайным числам, взятым из таблицы Приложения 2.

1. Основные понятия выборочной теории (тема 7)

1.1 Выборочный метод

Изучить:
а) понятия генеральной и выборочной совокупностей-
б) определение состава выборки:
-репрезентативность выборки-
-способы отбора-
-определение достаточного объема выборки.
в) устройство таблицы случайных чисел и правило ее использования при составлении выборки определенного объема.
Математическая статистика - раздел математики, разрабатывающий методы регистрации, описания и анализа данных наблюдений и экспериментов с целью построения вероятностных моделей массовых случайных явлений.
Генеральная совокупность (ГС) - множество всех объектов, подлежащих изучению.
Выборочная совокупность (ВС) - совокупность случайно выбранных объектов.
Определение состава выборки: поскольку ГС представляет собой всю изучаемую совокупность, то ее называют основной выборкой. Отбор единиц в ВС может быть повторным и бесповторным.
Для того, чтобы получить наиболее правильные ответы необходимо, чтобы выборка была представительной (репрезентативной), то есть правильно представлять совокупности.
Способы отбора:
1. Случайная выборка - отбор единиц из генеральной совокупности в целом без разделения на группы.
2. Механическая выборка - применяется в тех случаях, когда генеральная совокупность каким - то образом упорядочена.
3. Типическая выборка - используется в тех случаях, когда все единицы генеральной совокупности объединены в нескольких типических групп.
4. Серийная выборка. Сущность: В собственно случайной, либо механической выборке групп элементов проводится сплошная выборка.
Для определения объёма выборки можно воспользоваться таблицей достаточно больших чисел. При неограниченном увеличение число n независимых опытов, частность события А сходится по вероятности к его вероятности в отдельном опыте.

5.Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 1)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 2)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 3) где Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 4)- величина допустимой ошибки, которую мы можем себе позволить. P- показатель надежности.
Задание 1
1.1 Из генеральной совокупности данных, состоящей из N = 401 пары значений признаков X и Y, имеющих вполне определенное смысловое содержание, выделить систему двух выборок - выборка признака X и выборка признака Y - объемом n = 20.

Случайные числа по 19 варианту145144183159194240243348361363
3543552702602195149299296333

X5956636060636260626458596362646461626162
Y8382797676848483817981838081848078818381

1.2 Построение статистических рядов распределения


Изучить:
а) понятия варианта, вариационного и статистического рядов распределения и методику их построения-
б) понятия размаха выборки, частоты, относительной частоты (частости), накопленной частоты (частости) признака-
в) понятия интервального ряда, величины (шага) интервала, шкалы интервалов, методику их расчета и построения.
Каждое значение Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 5) называется вариантом, а изменение этого значения - варьированием.
Различные значения признака являются вариантами, а их последовательность, записанная в возрастающем или убывающем порядке, называется вариационным рядом. Для построения вариационного ряда необходимо упорядочить значения данных Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 6).
Статистический ряд - это перечень вариантов и соответствующих им частотам или относительных частот. Для построения необходимо записать значение признаков Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 7) в возрастающем порядке, частоту признака Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 8) (кол-во повторений), и относительную частоту.
Частота варианта - число Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 9), показывающие сколько раз повториться значение вариант Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 10) в ряде наблюдений, а его отношение к объему выборки - относительная частота варианта (частость) (Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 11)). Сумма частостей равна единице или 100 %.
Накопленная частота - сумма частот, накопленная с 1- ого варианта до данного.
Для построения интервального ряда необходимо определить величину, шаг, интервал, рассчитать шкалу интервалов, произвести расчёт интервальных частот.
Вариационные ряды строятся на основе количественного группировочного признака и состоят из двух элементов: вариант и частот.
Вариационные ряды в зависимости от характера вариации подразделяются на дискретные (прерывные) и интервальные (непрерывные). Дискретные ряды распределения основаны на дискретных (прерывных) признаках, имеющих только целые значения.
Интервальные ряды распределения базируются на непрерывно изменяющемся значении признака, принимающем любые (в том числе и дробные) количественные выражения, поэтому значение признаков таких рядах задается в виде интервала.
Для построения ряда распределения непрерывно изменяющихся признаков, либо дискретных, представленных в виде интервалов, необходимо установить оптимальное число групп (интервалов), на которые следует разбить все единицы изучаемой совокупности.
Задание 2
2.1 Для выборок признаков X и Y построить вариационный и статистический ряды распределения.

Таблица 1
Вариационный ряд
X5956636060636260626458596362646461626162

Таблица 2
Статистический ряд
Xi5658596061626364
mi11232533
miнк12479141720
ωi0,050,050,10,150,10,250,150,15
ωiнк0,050,10,20,350,450,70,851

Таблица 3
Вариационный ряд
Y8382797676848483817981838081848078818381

Таблица 4
Статистический ряд
Yi7678798081828384
mi21225143
miнк235712131720
ωi0,10,050,10,10,250,050,20,15
ωiнк0,10,150,250,350,60,650,851

m1нк =m1
mi+1нк = miнк + mi
ωi Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 12)
ω1нк =ω1
ωi+1нк = ωiнк +ωi

.2 Для выборки признака X построить интервальный ряд распределения.
Составляем ряд распределения X используя статистический ряд распределения X по формулам:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 13)

где Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 14) максимальное значение X,
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 15) - минимальное значение X,
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 16) - объем выборки.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 17)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 18)

Таблица 5
Интервальный ряд для X
Интервалы(55,25-56,75](56,75-58,25](58,25-59,75](59,75-61,25](61,25-62,75](62,75-64,25)
Xинт5657,55960,56263,5
mi112556
miнк12491420
ωi0,050,050,10,250,250,3
ωiнк0,050,10,20,450,71

.3 Для выборки признака Y построить интервальный ряд распределения
Составляем ряд распределения Y используя статистический ряд распределения Y по формулам:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 19)

где Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 20) максимальное значение Y,
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 21) - минимальное значение Y,
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 22) - объем выборки.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 23)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 24)

Таблица 6
Интервальный ряд
для Y
Интервалы(75,25-76,75](76,75-78,25](78,25-79,75](79,75-81,25](81,25-82,75](82,75-84,25)
Yинт7677,57980,58283,5
mi212717
miнк235121320
ωi0,10,050,10,350,050,35
ωiнк0,10,150,250,60,651

1.3 Графическое представление рядов распределения

Изучить:
а) понятие полигона распределения и методику его построения;
б) понятие гистограммы и методику ее построения;
в) понятие эмпирической функции распределения и методику ее построения для дискретного и интервального рядов.
Полигон распределения дискретного ряда - ломанная линия последовательно соединяющая в прямоугольной системе координат точки с координатами
Гистограммой частот (частостей) называют ступенчатую фигуру, состоящую из прямоугольников, основаниями которых служат частичные интервалы длины h, а высоты равны плотности частоты или плотность частости.
Для построения гистограммы по оси абсцисс указывают значения границ интервалов и на их основании строят прямоугольники, высота которых пропорциональна частотам (или частостям).
Эмпирической (выборочной) функцией распределения (или функцией распределения выборки) называется функция F*(x), задающая для каждого значения х относительную частоту события Х61,25Mo62Mе62
.1 Для выборки признака X:
по интервальному ряду (Таблица 5.) найти среднюю арифметическую, выборочные моду и медиану.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 61)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 62)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 63)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 64)

Для выборки признака
Y:
по статистическому ряду (Таблица 4.) найти среднюю арифметическую, выборочные моду и медиану.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 65)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 66)

Для статистического ряда Y

80,95
Mo80,43
80,82

Задание 5
5.1 Найти выборочную дисперсию Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 67), исправленную выборочную дисперсию Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 68), среднеквадратическое отклонение Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 69), эмпирические коэффициенты асимметрии Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 70) и эксцесса Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 71) для статистического ряда признака X.

Таблица 7
XimiXi-Xср(Xi-Xср)2·mi(Xi-Xср)3·mi(Xi-Xср)4·mi
561-5,2527,56-144,7759,69
581-3,2510,56-34,32111,56
592-2,2510,12-22,7851,25
603-1,254,68-5,857,32
612-0,250,12-0,030,007
6250,752,812,11,58
6331,759,1816,0728,13
6432,7522,6862,39171,57

S24,38
S2и4,61
и=Sи2,14
S3и9,92
S4и21,32
-0,64
-0,34

5.5 Найти выборочную дисперсиюПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 72), исправленную выборочную дисперсиюПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 73), среднеквадратическое отклонениеПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 74) , эмпирические коэффициенты асимметрии Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 75) и эксцесса Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 76) для статистического ряда признакаY.

Таблица 8
YimiYi - Yср(Yi - Yср)2· mi(Yi - Yср)3· mi(Yi - Yср)4· mi
762-4,9549,005-242,571200,74
781-2,958,7-25,6775,73
792-1,957,6-14,8228,91
802-0,951,8-1,71,62
8150,050,010,0060,000
8211,051,11,511,21
8342,0516,8134,4670,64
8433,0527,985,11259,6

S25,64
S2и5,94
и=Sи1,96
S3и14,49
S4и35,33
-0,5
-0,6


2.2 Интервальные оценки и доверительные интервалы


Изучить:
а) понятия интервальной оценки и доверительного интервала;
б) построение интервальных оценок;
в) интервальные оценки числовых характеристик;
г) как влияет на величину интервала объем выборки и доверительная вероятность γ;
д) интервальная оценка вероятности события.
Оценки неизвестных параметров бывают двух видов - точечные и интервальные.
Точечная оценка - оценка имеющая конкретное числовое значение. Например, среднее арифметическое:
= (x1+x2+…+xn)/n,

где: X - среднее арифметическое;1,x2,…xn - выборочные значения;- объем выборки.
Интервальная оценка - оценка, определяемая двумя числами, которые являются концами доверительного интервала.
Доверительный интервал - интервал, который с заданной точностью покрывает исследуемый параметр.
Задание 6
6.1 Рассчитать доверительные интервалы для оценки математического ожидания признаков Х и Y по выборочным средним и Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 77). Если Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 78),Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 79), а надежность ᵞ=0,9
Используя таблицу распределения Стьюдента, находим Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 80)
в зависимости от числа степеней свободы Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 81)
Для X

и=Sи2,14
1,73
0,831
xср-<M(x)<xср+60,4186< M(x)<<62,0814

Для Y

и=Sи2,43
1,73
0,943
yср-<M(x)<yср+80,0068< M(x)<<81,8932

6.1 Рассчитать доверительные интервалы для оценки математического ожидания признаков Х и Y по выборочным средним и Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 82).
Если Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 83),Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 84), а надежность ᵞ=0,9
Найдем Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 85) и Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 86) по таблице Пирсона:
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 87) (0,9;19)= 11,65091;
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 88)(Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 89)=Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 90)=3,413
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 91) (0,1;19)= 27,20357;
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 92)(0,1;19)=Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 93)=5,216
Доверительный интервал для СКО:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 94)

Для распределения
XПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 95)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 96)
Для распределения YПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 97);
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 98)(Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 99)=Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 100)=3,413
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 101)(0,1;19)=Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 102)=5,216
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 103)
статистический выборочный точечный корреляционный


3. Проверка статистических гипотез (тема 9)


3.1 Гипотезы о параметрах распределения

Изучить:
а) понятие статистической гипотезы. Классификация гипотез (параметрическая, непараметрическая, нулевая, альтернативная, простая, сложная);
б) понятия ошибок первого и второго рода;
в) статистический критерий проверки нулевой гипотезы;
г) уровень значимости статистического критерия и его связь с ошибками первого и второго рода. Критическая область и критические точки;
д) методика проверки статистических гипотез;
е) проверка гипотезы о генеральной средней при известной и неизвестной генеральной дисперсии;
ж) проверка гипотезы о генеральной дисперсии.
Статистическая гипотеза представляет собой некоторое предположение о законе распределения случайной величины или о параметрах этого закона, формулируемое на основе выборки. Гипотезы, в основе которых нет никаких допущений о конкретном виде закона распределения, называют непараметрическими, в противном случае - параметрическими.
Статистическая гипотеза называется непараметрической, если в ней сформированы предположения относительно вида функции распределения или закона распределения.
Статистическая гипотеза называется параметрической, если в ней сформулированы предположения относительно значений параметров функции распределения известного вида.
Нулевой гипотезой называют основную выдвинутую гипотезу и обозначают Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 104).
Альтернативной (Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 105)) называют гипотезу, конкурирующую с основной в том смысле, что если нулевая гипотеза отвергается, то принимается альтернативная.
Статистическая гипотеза называется простой, если она имеет вид: Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 106).
Сложной называют гипотезу, которая состоит из конечного или бесконечного числа простых гипотез.
Статистический критерий проверки нулевой гипотезы:
) Если выборка принадлежит критическому множеству Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 107), то отвергают основную гипотезу.
) Если выборка не принадлежит критическому множеству Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 108), то нет оснований отвергать основную гипотезу.
Критическая точка - точка раздела между критической областью Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 109) и областью допустимых значений. Критической областью называют совокупность значений критерия, при которых нулевую гипотезу отвергают.
Задание 7
7.1 Предположив, что признак X распределен по нормальному закону с известным стандартным отклонением sг = 2,003, по имеющейся выборке проверить гипотезу о том, что генеральная средняя равна числу a0 = 61,27. Проверку провести для трех основных видов альтернативных гипотез при уровне значимости a = 0,05.
1) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 110),Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 111);Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 112);Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 113);
) a = 0,05
) U - нормальный закон распределения

) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 114);
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 115)= 0,067
) Вычислим Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 116):
5.1: Для двусторонней области:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 117)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 118)

находим по таблице Лапласа:
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 119): ±1,96

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 120)

Вывод: Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 121)не отвергается
5.2:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 122)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 123)

находим по таблице Лапласа:
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 124): 1,65

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 125)

Вывод: Н0 не отвергается

5.3:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 126)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 127)

находим по таблице Лапласа:
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 128): -1,65

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 129)
Вывод: Н0 не отвергается

7.2 Предположив, что признак X распределен по нормальному закону, по имеющейся выборке проверить гипотезу о том, что генеральная дисперсия равна числу Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 130) = 4,2. Проверку провести для трех основных видов альтернативных гипотез при уровне значимости a = 0,05.
1)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 131)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 132)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 133)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 134)

)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 135)
) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 136)-распределение
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 137)
По критерию Пирсона:
Правосторонняя область:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 138)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 139)30,1

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 140)

Гипотеза не отвергается, т.к.
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 141)не лежит в областиПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 142)
Левостороння область:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 143)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 144)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 145)

Гипотеза не отвергается, т.к.
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 146)не лежит в областиПонятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 147)
Двустороння область:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 148)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 149)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 150)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 151)32,9

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 152)

Гипотеза
не отвергается

.2 Гипотеза о законе распределения


Изучить:
а) формулировку задачи, решаемой с помощью критериев согласия;
б) критерий Пирсона проверки гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности;
в) критерий Колмогорова и схему его применения.
Критерий Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 153) К. Пирсона
Использование этого критерия основано на применении такой меры (статистики) расхождения между теоретическим F(x) и эмпирическим распределением Fп(x), которая приближенно подчиняется закону распределения Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 154). Гипотеза Н0 о согласованности распределений проверяется путем анализа распределения этой статистики. Применение критерия требует построения статистического ряда.
Критерий Пирсона сконструирован так, что чем ближе нулевое значение статистики, то вероятнее, что нулевая гипотеза справедлива. Критерий Пирсона имеет только правостороннюю критическую область.
Примечание. Использование критерия Пирсона можно считать правомерным при объемах выборки не менее 50 наблюдений. Однако такой объем исходных данных значительно усложнил бы выполнение курсовой работы. Поэтому применение критерия Пирсона при выполнении задания 8 носит более иллюстративный характер.
Задание 8
8.1 Используя критерий Пирсона, при уровне значимости a = 0,05 проверить, согласуется ли гипотеза о нормальном распределении признака X, представленного в виде интервального ряда.
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 155)=61,25и = 2,14
1) Нулевая гипотеза: ГС распределена по нормальному закону
) a = 0,05

Таблица 9
Итервалы(55,25-6,75](56,75-8,25](58,25-9,75](59,75-1,25](61,25-2,75](62,75-4,25)
Xср5657,55960,56263,5
mi112556
Xинт-Xср инт-5,25-3,75-2,25-0,750,752,25
(Xинт-Xср инт)/Sи-2,44-1,74-1,05-0,350,351,05
F((Xинт-Xср инт)/Sи)0,01670,08780,25410,39390,32710,1456
miтеор0,261,394,026,235,172,30

4) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 156)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 157)

) Найдем по таблице Пирсона


Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 158)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 159)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 160)

Вывод: Гипотезу не отвергаем, т.к. не выходит за пределы

8.2 Используя критерий Пирсона, при уровне значимости a = 0,05 проверить, согласуется ли гипотеза о нормальном распределении признака Y, представленного интервальным рядом.
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 161)инт = 80,77и = 1,95
1) Нулевая гипотеза: ГС распределена по нормальному закону
) a = 0,05

Таблица 10
Интервалы(75,25-76,75](76,75-78,25](78,25-79,75](79,75-81,25](81,25-82,75](82,75-84,25)
Yинт7677,57980,58283,5
mi212717
Yинт-Yср инт-4,87-3,37-1,87-0,371,122,62
((Yинт-Yср инт)/Sи-2-1,38-0,77-0,150,461,08
F((Yинт-Yср инт)/Sи)0,0620,18040,33320,3980,30560,1518
miтеор0,822,394,425,284,052,01

4)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 162)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 163)

) Найдем по таблице Пирсона


Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 164)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 165)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 166)
Вывод: Гипотезу отвергаем, т.к. входит в пределы

4. Корреляционный и регрессионный анализ (тема 10)

4.1 Корреляционная зависимость

Изучить:
а) виды зависимостей между признаками (функциональная, статистическая, корреляционная);
б) двумерная случайная величина и ее числовые характеристики;
в) момент связи (ковариация) между составляющими X и Y двумерной случайной величины;
г) коэффициент корреляции и его свойства;
д) выборочный коэффициент корреляции;
е) проверка гипотезы о значимости коэффициента корреляции генеральной совокупности.
Корреляционный анализ (correlation analysis) [лат. correlatio - соотношение] - раздел математической статистики, объединяющий практические методы исследования корреляционной связи между двумя и более случайными признаками или факторами.
Цель корреляционного анализа - обеспечить получение некоторой информации об одной переменной с помощью другой переменной. В случаях, когда возможно достижение цели, говорят, что переменные коррелируют. В самом общем виде принятие гипотезы о наличии корреляции означает что изменение значения переменной X, произойдет одновременно с пропорциональным изменением значения Y.
Если зависимость между признаками на графике указывает на линейную корреляцию, рассчитывают коэффициент корреляции Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 167), который позволяет оценить тесноту связи переменных величин, а также выяснить, какая доля изменений признака обусловлена влиянием основного признака, какая - влиянием других факторов. Коэффициент варьирует в пределах от -1 до +1. Если Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 168)=0, то связь между признаками отсутствует. Равенство Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 169)=0 говорит лишь об отсутствии линейной корреляционной зависимости, но не вообще об отсутствии корреляционной, а тем более статистической зависимости. Если Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 170) = ±1, то это означает наличие полной (функциональной) связи. При этом все наблюдаемые значения располагаются на линии регрессии, которая представляет собой прямую.
Практическая значимость коэффициента корреляции определяется его величиной, возведенной в квадрат, получившая название коэффициента детерминации.
Задание 9
.1 По выборке X и Y построить поле корреляции и выдвинуть предположение о существовании (или не существовании) зависимости между признаками X и Y.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 171)
Рисунок 5

Из рисунка 5 видно, что точки на графике расположены беспорядочно, соответственно можно сделать такой вывод, что корреляционной зависимости между признаками X и Y нет.
.2 Найти выборочный коэффициент корреляции и подтвердить (опровергнуть) вывод, сделанный в пункте 9.1.
Данные в корреляционной таблице представляют случайную выборку. Статистические числовые характеристики (Sх,Sy), полученные по этой выборке, являются оценками параметров генеральной совокупности, поэтому о тесноте зависимости между признаками X и Y мы судим по величине оценки коэффициента корреляции Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 172). Следует проверить его значимость, т.е. установить - достаточна ли его величина при данном объеме выборки (n=20) для вывода о наличии корреляционной зависимости между признаками X и Y.
Выборочный коэффициент корреляции рассчитывается по формуле:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 173)

Таблица 11

XY((
15677-5,3-3,628,0912,9619,08
25879-3,3-1,610,892,565,28
35979-2,3-1,65,292,563,68
46079-1,3-1,61,692,562,08
56079-1,3-1,61,692,562,08
66179-0,3-1,60,092,560,48
76179-0,3-1,60,092,560,48
86179-0,3-1,60,092,560,48
96180-0,3-0,60,090,360,18
106180-0,3-0,60,090,360,18
116180-0,3-0,60,090,360,18
126181-0,30,40,090,16-0,12
1362810,70,40,490,160,28
1462820,71,40,491,960,98
1562820,71,40,491,960,98
1663821,71,42,891,962,38
1764832,72,47,295,766,48
1864832,72,47,295,766,48
1964842,73,47,2911,569,18
2065843,73,413,6911,5612,58
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 174)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 175)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 176)
Так как значение коэффициента корреляции очень мало, то можно подтвердить предположение, сделанное в п. 9.1 и сказать, что связь слабая.
.3 Проверить гипотезу о значимости выборочного коэффициента корреляции
Проверим значимость выборочного коэффициента корреляции Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 177), т.е. установим достаточна ли его величина при данном объеме выборки для обоснованного вывода о наличии корреляционной связи.
) H0: Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 178)=0;
H1: Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 179)Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 180)0
) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 181)- уровень значимости.
) По распределению Стьюдента:

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 182)

) Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 183) (двусторонняя критическая область)

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 184)
Вывод: Нулевая гипотеза не отвергается, т.е. между признаками X и Y отсутствует корреляционная зависимость.

4.2 Уравнение регрессии

Изучить:

а) понятие парной линейной регрессии;
б) составление системы нормальных уравнений;
в) свойства оценок по методу наименьших квадратов;
г) методику нахождения уравнения линейной регрессии.
Предположим, что между двумя признаками Х и У существует некоторая взаимосвязь (корреляционная зависимость), при которой с изменением одного признака изменяется и другой, но каждому значению признака Х могут соответствовать разные, заранее непредсказуемые значения признака У, и наоборот.
Основная задача корреляционного анализа состоит в выявлении связи между случайными переменными путем точечной и интервальной оценок различных (парных, множественных, частных) коэффициентов корреляции Дополнительная задача корреляционного анализа (являющаяся основной в регрессионном анализе) заключается в оценке уравнений регрессии одной переменной по другой.
Связь между признаками бывает положительной и отрицательной.
Если с увеличением (уменьшением) одного признака в основном увеличиваются (уменьшаются) значения другого, то такая корреляционная связь называется прямой или положительной.
Если с увеличением (уменьшением) одного признака в основном уменьшаются (увеличиваются) значения другого, то такая корреляционная связь называется обратной или отрицательной.
Задание 10
10.1 Предположив, что между признаками X и Y существует линейная зависимость, найти коэффициенты уравнения регрессии Y на X и записать уравнение в виде y = b0 + b1x.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 185)
Рисунок 6.

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 186)


Заключение


Итак, статистические ряды распределения представляют собой один из наиболее важных элементов статистического исследования.
Статистические ряды распределения являются базисным методом для любого статистического анализа.
Статистический ряд распределения представляет собой упорядоченное распределение единиц изучаемой совокупности на группы по определенному варьирующему признаку, характеризует структуру изучаемого явления. Анализируя рассчитанные показатели статистического ряда распределения, можно делать выводы об однородности или неоднородности совокупности, закономерности распределения и границах варьирования единиц совокупности. Изучив основные приемы исследования и практики применения рядов распределения, а также методику вычисления наиболее важных статистических величин, необходимо отметить, что конечная цель изучения статистики в целом - анализ изучаемого явления - крайне важен для всех сфер человеческой жизни. Анализ отображает явления в целом и вместе с этим учитывает влияние каждого фактора в отдельности. На основании проведенного анализа можно учитывать и прогнозировать факторы, негативно влияющие на развитие событий.
Социально-экономическая статистика обеспечивает предоставление важной цифровой информации об уровне и возможностях развития страны: ее экономическом положении, уровне жизни населения, его составе и численности, рентабельности предприятий, динамике безработице и т.д. Статистическая информация является одним из решающих ориентиров государственной экономической политики.

Список литературы


1.Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Высшая школа, 2011. - 479 с.
2.Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. - М.: Высшая школа, 2004. - 400 с.
3.Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 576 с.
4.Вентцель Е.С. Задачи и упражнения по теории вероятностей. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 448 с.
5.Бочаров П.П., Печинкин А.В. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие. - М.: ФИЗМАТЛИТ 2005. - 296 с
.Вентцель Е.С. Теория вероятностей и её инженерные приложения: Учебное пособие для вузов. - М.: «Академия», 2009. - 432 с.
.Кибзун А.И., Горяинова Е.Р., Наумов А.В. Теория вероятностей и математическая статистика: Базовый курс с примерами и задачами. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. - 232 с.
.Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей: Классический университетский учебник. - М.: ЛКИ, 2007. - 448 с.
.Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ ДАНА, 2009. - 551 с.

Приложение 1

Генеральная совокупность статистических данных по результатам тестирования курсантов


№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY
61806481618264795882
62816283628365775781
63846182648260796181
62826083638361806282
63796179598062796383
62765979618163816484
61806178608261805982
62816277618363795881
60806480628262795780
63825981638362805879
61795882597663815979
60766081587764826180
59806082577961836381
60816180568059846479
61806283558157826379
62796384598258796279
63786180618359816381
64796379628056826081
62776480648159836180
63806078638057826281
62825976647958806175
61815879598057826276
62805680588158836377
63825982568260826079
60835984568361795978
64845881578062816076
61815982587960806178
59826080598061796279
58806184608162816375
59826283618361806281
61805984608160796382
63825881598259786180
62826082597860766081
61826280617661816183
62836378628159826185
63816479638260836284
64806277598061826383
64796379608159816082
63815981598160806181
61825883618059816280
62805782628158826378
63796084638159836479

№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY№ п/пXY
61816184608163836383
62836280618062825981
63826378628160836080
64796479617958826281
62806281607861796482
63796179637763786379
64825980597962816482
63836278588259806483
64845977578158816381
61825879598359836179
62805880628562824016077
6379598263846383
6477608362826484
6076628461796283
6177638062786182
6276617963806281
6375627864836381
6076637961846479
6179648262836383
6281628163846282
6383638264835977
6082628163825878
6183638264815979
6281628365806182
6380618362796383
6481608463786581
6080628461796480
6181618560826381
6283628158836283
6384638059846180
6485648360856279
6085608261826480
6284618162816078
6083628064795976
6382638163765877
6483647964765778
6182657860785979
6376647762796281
6278627964826383
6179638165816485
6380618361806384
6481628462796485
6583618263796085
6482628164816182
6285618064826284

Приложение 2

Значения случайных чисел для различных вариантов исходных данных


№1073211052378096057078064139082
058389043369046076223002087056
№2268070329128002083341265074052
094053212096043089333008039077
№3076265196093080135074303070361
340045020053035085149065047077
№4100375084099128325048068025097
076064196313080135074303070361
№5346248232383064054240256311264
367353068090358094042074057342
№6174177066142050080077214291068
058045043369046076223002087056
№7005052068296234073077067110341
065080074069098176356099268205
№8073211045076096057078064139082
002143268094054165053026056145
№9068269085111165276368047020344
046070329128040083341265074052
№10291128087259341085135151065165
125376092362281047073220149304
№11382067008313250285034163124093
274118191307136322266274076401
№12221050137367291158045043369046
040268170067089076203102187156
№13340245020053135076182065147064
366353168090358361242057074342
№14198118045068099177254163040167
11123418608335229109788256243
№15221150137367091248170167353089
260294184090293143242061276368
№16186273284260398143085165287203
366353068190358361242257074342
№17145296333183299051363354049144
355159240243348270260219194381
№18346248232383032054240125311366
076064196093080135074303070361
№19273211245176096194253157097143
058178064139279089333240188077
№20366353068290358361042157074342
221050137367091340170167268189
№21055159400143348070206215094281
344289201269310188148233205246
№22080206159088198091104347174168
065186073284060398074085287203
№23073211052378096057078064139082
058389043369046076223002087056

Приложение 3


Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 187)
Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 188)

Приложение 4


Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 189)

Приложение 5


Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 190)

Приложение 6

Понятия выборочной теории. Ряды распределения. Корреляционный и регрессионный анализ (рис. 191)

🔍
Похожие материалы не найдены

Комментарии

💬
Пока нет комментариев. Будьте первым!

Вы не можете оставлять комментарии. Пожалуйста, зарегистрируйтесь.