Многократные прямые измерения ряда параметров некоего сложного объекта дали результаты, представленные в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Относительная влажность в рабочей камере , %
40 63 55 67 51 74 50 77 52 65
61 50 59 60 45 59 58 61 49 68
54 66 60 55 55 51 64 56 59 58
47 80 50 53 62 58 52 66 53 57
61 62 56 57 66 63 62 56 62 63
57 67 66 57 68 59 57 58 69 63
48 58 55 69 56 70 68 54 60 61
53 63 65 67 62 56 64 52 54 69
58 61 64 59 61 55 46 52 56 64
62 64 69 73 68 59 64 51 63 72
Построить гистограмму и полигон распределения параметра как случайной величины, найти теоретический закон распределения, проверить гипотезу о его соответствии экспериментальным данным при уровне значимости 0,05.
Решение
Определяем минимальное и максимальное значения выборки:
Xmin=40 %; Xmax=80 %.
Определяем число интервалов:
N=1+3,3*lg100≈8.
Определяем ширину интервала:
d=80-408=5 %.
Число значений mj, где j=1,2,…,N, измерений X, приходящихся на каждый j-й интервал.
Вероятность попадания измерений X в j-й интервал определяется как доля значений mj в общем числе значений Pj*=mjn.
Статистический ряд представим в виде таблицы:
j
1 2 3 4 5 6 7 8
Xj
40-45 45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 70-75 75-80
mj
1 5 16 28 27 17 4 2
Pj*
0,01 0,05 0,16 0,28 0,27 0,17 0,04 0,02
Проверка:
j=18mj=100; j=18Pj*=1.
Высоты прямоугольников гистограммы hj=Pj*d представлены в таблице:
j
1 2 3 4 5 6 7 8
hj
0,002 0,01 0,032 0,056 0,054 0,034 0,008 0,004
Строим гистограмму и полигон распределения 100 измерений относительной влажности в рабочей камере по результатам расчетов, приведенных в таблицах:
По виду гистограммы и полигона сформулируем гипотезу о теоретическом законе распределения; используя метод моментов, найдем оценки параметров выбранного закона распределения; теоретический закон распределения построим вместе с гистограммой и полигоном в одной системе координат; с помощью критерия Пирсона проверим гипотезу о соответствии выбранного теоретического закона экспериментальным данным.
Анализ вида гистограммы и полигона позволяет выдвинуть гипотезу о том, что величина относительной влажности в рабочей камере распределена по нормальному закону, плотность распределения вероятностей которого описывается формулой:
ρX, a, b=1b2π*e-X-a22b2.
В соответствии с методом моментов:
a=Xср и b=σ.
Вычисляем Xср и σ по результатам n испытаний по формулам:
Xср=1n*j=1nXj; σ=1n-1*j=1nXj-Xср2.
Получаем:
a=Xср=59,74 %; b=σ=7,1 %