Многоократные прямые измерения ряда параметров некоего сложного объекта дали результаты, представленные в таблице 1. 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.
Температура в рабочей камере, ˚С Таблица 1
61 50 59 60 45 59 58 61 49 68
40 63 55 67 51 74 50 77 52 65
47 80 50 53 62 58 52 66 53 57
54 66 60 55 55 51 64 56 59 58
62 64 69 73 68 59 64 51 63 72
58 61 64 59 61 55 46 52 56 64
48 58 55 69 56 70 68 54 60 61
53 63 65 67 62 56 64 52 54 69
57 67 66 57 68 59 57 58 69 63
61 62 56 57 66 63 62 56 62 63
Решение
Для остроения гистограммы выбираем:
Xmax = 80 ˚С
Xmin = 40˚С
Определим количество интервалов N:
N =1 + 3,3 · lgn
где n – число результатов измерений.
N =1 + 3,3 · lg100 = 7,6 ≈ 8
Вычислим ширину интервалов гистограммы d:
d = Xmax- XminN = 80 -408 = 5
Последующие границы интервалов рассчитываем путем сложения предыдущей границы и интервала:
Xi = Xi-1 + d
Распределение результатов испытаний по интервалам:
40 – 45: 40
45 – 50: 47, 48, 45, 46, 49
50 – 55: 54, 53, 50, 50, 53, 51, 51, 50, 52, 51, 52, 54, 52, 52, 53, 54
55 – 60: 58, 57, 58, 59, 55, 55, 56, 55, 59, 57, 57, 55, 56, 59, 58, 59, 55, 56, 59, 58, 57 56, 58, 56, 59,
56, 57, 58
60 – 65: 61, 62, 61, 63, 64, 61, 63, 62, 60, 64, 60, 62, 61, 62, 63, 64, 64, 64, 62, 61, 63, 60, 62, 64, 61,
63, 63
65 – 70: 66, 67, 69, 65, 66, 67, 69, 67, 68, 68, 66, 68, 66, 69, 68, 65, 69
70 – 75: 73, 74, 70, 72
75 – 80: 80, 77
Число значений mj, где j = 1, 2, … N, испытаний х, приходящихся на каждый j – й интервал.
Вероятность попадания испытаний х в j – й интервал определяется как доля значений mj в общем числе значений .
Статистический ряд распределения представим в виде таблицы:
j 1 2 3 4 5 6 7 8
Xj
40~45 45~50 50~55 50~60 60~65 65~70 70~75 75~80
mj
1 5 16 28 27 17 4 2
0,01 0,05 0,16 0,28 0,27 0,17 0,04 0,02
Проверка: .
Высоты прямоугольников гистограммы hj= представлены в таблице
j 1 2 3 4 5 6 7 8
hj ,˚С 0,005 0,025 0,08 0,14 0,135 0,085 0,02 0,01
По результатам расчётов, приведенных в таблицах построим гистограмму и полигон для экспериментального закона распределения температуры в рабочей камере, ˚С.
-337820317500
Полученная гистограмма на основе экспериментальных данных соответствует «колоколу» Гаусса, что говорит о нормальном распределении результатов измерения.