Результаты измерений некоторой физической величины представлены в таблице:
i
1 2 3 4 5 6 7 8
2;4,5 4,5;7 7;9,5 9,5;12 12;14,5 14,5;17 17;19,5 19,5;22
4 7 13 29 22 16 6 3
1.1. Найти функцию распределения выборки и построить ее график.
1.2. Построить гистограмму относительных частот.
1.3. Найти числовые характеристики выборки: выборочное среднее и исправленную выборочную дисперсию .
1.4. Используя функцию Лапласа, построить доверительный интервал для математического ожидания, соответствующий доверительной вероятности =0,97.
1.5. С помощью критерия (Пирсона) проверить гипотезу о нормальном распределении генеральной совокупности при уровне значимости .
Решение
Объем выборки , длина интервала . Для нахождения эмпирической функции распределения , построения гистограммы относительных частот и вычисления числовых характеристик выборки дополним заданную таблицу следующими строками: строкой, в которой расположим средние точки каждого интервала, строкой относительных частот строкой накопленных относительных частот и строкой, в которой вычислим высоты столбиков гистограммы относительных частот .
Таблица 1
i
1 2 3 4 5 6 7 8
2;4,5 4,5;7 7;9,5 9,5;12 12;14,5 14,5;17 17;19,5 19,5;22
4 7 13 29 22 16 6 3
3,25 5,75 8,25 10,75 13,25 15,75 18,25 20,75
0,04 0,07 0,13 0,29 0,22 0,16 0,06 0,03
0,04 0,11 0,24 0,53 0,75 0,91 0,97 1
0,016 0,028 0,052 0,116 0,088 0,064 0,024 0,012
1. Эмпирическая функция распределения определяется по значениям накопленных относительных частот, которые расположены в шестой строке Таблицы 1
. Эта функция имеет скачки в точках – серединах интервалов группированного статистического ряда.
Аналитическое выражение эмпирической функции распределения имеет вид:
График эмпирической функции распределения
2. Построим гистограмму относительных частот, для этого на каждом интервале группированной выборки строим столбики, высоты которых вычислены в седьмой строке Таблицы 1.
13144523571200042411654751070003144520475107000Найдем числовые характеристики выборки. Выборочное среднее находим по формуле :
Исправленную выборочную дисперсию находим по формуле :
4. При большом объеме выборки доверительный интервал для математического ожидания имеет вид.
Используя таблицу значений функции Лапласа (приложение 1) находим
.
Вычислим
,
тогда доверительный интервал для математического ожидания имеет вид
.
5