В результате эксперимента получены данные, записанные в виде статистического ряда. Требуется:
а) записать значения результатов эксперимента в виде вариационного ряда;
б) найти размах выборки и разбить его на интервалы;
в) построить полигон частот, гистограмму относительных частот и график эмпирической функции распределения;
г) найти числовые характеристики выборки x и Dx;
д) найти доверительные интервалы для математического ожидания и среднеквадратического отклонения при надежности p.
p=0,98
189 207 213 208 186 210 198 219 231 227
202 211 220 236 227 220 210 183 213 190
197 227 187 226 213 191 209 196 202 235
211 214 220 195 182 228 202 207 192 226
193 203 232 202 215 195 220 233 214 185
234 215 196 220 203 236 225 221 193 215
204 184 217 193 216 205 197 203 229 204
225 216 233 223 208 204 207 182 216 191
210 190 207 205 232 222 198 217 211 201
185 217 225 201 208 211 189 205 207 199
Решение
А) записать значения результатов эксперимента в виде вариационного ряда
Объем выборки n=100
Для построения вариационного ряда занесем в первый столбец таблицы неповторяющиеся значения случайной величины xi, а во второй – частоту ni их повторений в выборке (табл. 1).
Контроль: ni=n=100.
Таблица 1. Вариационный ряд
xi
ni
182 2
183 1
184 1
185 2
186 1
187 1
189 2
190 2
191 2
192 1
193 3
195 2
196 2
197 2
198 2
199 1
201 2
202 4
203 3
204 3
205 3
207 5
208 3
209 1
210 3
211 4
213 3
214 2
215 3
216 3
217 3
219 1
220 5
221 1
222 1
223 1
225 3
226 2
227 3
228 1
229 1
231 1
232 2
233 2
234 1
235 1
236 2
б) найти размах выборки и разбить его на интервалы;
Минимальное и максимальное значения случайной величины равны:
xmin=182, xmax=236
Размах выборки:
R=xmax-xmin=236-182=54
Число интервалов приближенно определяется по формуле Стерджесса:
L=1+3,22lgn
Получим: L=1+3,22∙2=7,44≈8
Длина частичного интервала равна h=548=6,75.
Получим интервальный вариационный ряд (табл. 2).
Таблица 2. Интервальный вариационный ряд
xi..xi+1
182..188,75 188,75..195,5 195,5..202,25 202,25..209 209..215,75 215,75..222,5 222,5..229,25 229,25..236
ni
8 12 13 17 16 14 11 9
в) построить полигон частот, гистограмму относительных частот и график эмпирической функции распределения;
Для построения полигона частот перейдем к серединам частичных интервалов. Получим следующее распределение (табл
. 3)
Таблица 3
xi*
185,375 192,125 198,875 205,625 212,375 219,125 225,875 232,625
ni
8 12 13 17 16 14 11 9
Строим ломаную, соединяющую соседние точки xi*;ni.
Для построения гистограммы относительных частот найдем относительные частоты по формуле: wi=nin, n=ni=100 и плотности частоты wih, h=6,75 – длина интервала.
Результаты сведем в табл 4.
Таблица 4
номер интервала
i
интервал
xi..xi+1
сумма частот вариант интервала,
ni
относительные частоты
wi=nin
плотность частоты,
wih
1 182..188,75 8 0,08 0,012
2 188,75..195,5 12 0,12 0,018
3 195,5..202,25 13 0,13 0,019
4 202,25..209 17 0,17 0,025
5 209..215,75 16 0,16 0,024
6 215,75..222,5 14 0,14 0,021
7 222,5..229,25 11 0,11 0,016
8 229,25..236 9 0,09 0,013
Построим гистограмму относительных частот. Построим на оси абсцисс данные частичные интервалы, а по оси ординат откладываем плотности относительных частот.
Найдем эмпирическую функцию распределения. Используем интервальный вариационный ряд (табл. 2).
xi..xi+1
182..188,75 188,75..195,5 195,5..202,25 202,25..209 209..215,75 215,75..222,5 222,5..229,25 229,25..236
ni
8 12 13 17 16 14 11 9
Наименьшее значение xi равно 182, значит, Fx=0 при x≤182.
Если 182<x≤188,75, то Fx=8100=0,08.
Если 188,75<x≤195,5, то Fx=8+12100=0,2
Если 195,5<x≤202,25, то Fx=8+12+13100=0,33
Если 202,25<x≤209, то Fx=8+12+13+17100=0,5
Если 209<x≤215,75, то Fx=8+12+13+17+16100=0,66
Если 215,75<x≤222,5, то Fx=8+12+13+17+16+14100=0,8
Если 222,5<x≤229,25, то Fx=8+12+13+17+16+14+11100=0,91
Если 229,5<x≤236, то Fx=8+12+13+17+16+14+11+9100=1
Получим:
Fx=0x≤1820,08,182<x≤188,750,2,188,75<x≤195,50,33,195,5<x≤202,250,5,202,25<x≤2090,66,209<x≤215,750,8,215,75<x≤222,50,91,222,5<x≤229,251,229,25<x≤236
Построим график эмпирической функции