Построение вариационного ряда выборки

Моделирование выборки из равномерного закона распределения. Построение вариационного ряда выборки, гистограммы и полигона частот, эмпирической функции распределения. Расчет выборочного среднего и выборочной дисперсии. Нахождение выборочной моды и медианы.

Рубрика Математика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 22.11.2012
Размер файла 325,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Часть I.

Дана выборка из равномерного на распределения.

0,423

0,365

0,943

0,586

0,375

0,466

0,619

0,35

0,537

0,708

0,993

0,992

0,272

0,66

0,799

0,36

0,184

0,126

0,791

0,209

0,037

0,818

0,549

0,44

0,575

0,235

0,631

0,44

0,379

0,402

0,748

0,156

0,888

0,332

0,28

0,844

0,53

0,598

0,761

0,773

0,733

0,382

0,89

0,146

0,12

0,877

0,626

0,035

0,375

0,661

0,581

0,532

0,789

0,892

0,778

0,889

0,639

0,244

0,294

0,789

0,738

0,698

0,27

0,253

0,46

0,632

0,823

0,306

0,072

0,727

0,563

0,795

0,114

0,984

0,029

0,945

0,569

0,301

0,565

0,542

0,241

0,511

0,085

0,325

0,88

0,83

0,929

0,17

0,096

0,738

0,041

0,969

0,053

0,223

0,105

0,165

0,365

0,059

0,929

0,618

1. Смоделировать выборку из равномерного закона распределения с параметрами a=-2,52 и b =0,51 (R[-2,52; 0,51]).

2. Построить вариационный ряд выборки .

3. Построить гистограмму и полигон частот.

4. Построить эмпирическую функцию распределения.

5. Найти выборочное среднее и выборочную дисперсию.

6. Найти выборочную моду и медиану.

7. Найти выборочный коэффициент асимметрии и выборочный эксцесс.

8. Проверить по правилу «3 сигма», что выборка получена из заданного закона распределения.

9. Проверить гипотезу о законе распределения по критерию согласия с уровнем значимости =0,054 и по критерию Колмогорова.

Часть II

Оценить интеграл методом Монте-Карло, используя 100 полученных наблюдений , и сравните с точным значением. Найти минимальное число наблюдений , которые с надёжностью =0,96 обеспечат верхнюю границу ошибки =0,023.

Решение

выборка дисперсия медиана

Часть I.

Смоделируем выборку из заданного закона распределения

Дан закон распределения R[-2,52; 0,51]. Это равномерное R[a;b] распределение с параметрами a= -2,52 и b =0,51.

На основе данной в условии выборки из равномерного на распределения смоделируем выборку из равномерного R[-2,52; 0,51] распределения.

-1,23831

-1,41405

0,33729

-0,74442

-1,38375

-1,10802

-0,64443

-1,4595

-0,89289

-0,37476

0,48879

0,48576

-1,69584

-0,5202

-0,09903

-1,4292

-1,96248

-2,13822

-0,12327

-1,88673

-2,40789

-0,04146

-0,85653

-1,1868

-0,77775

-1,80795

-0,60807

-1,1868

-1,37163

-1,30194

-0,25356

-2,04732

0,17064

-1,51404

-1,6716

0,03732

-0,9141

-0,70806

-0,21417

-0,17781

-0,29901

-1,36254

0,1767

-2,07762

-2,1564

0,13731

-0,62322

-2,41395

-1,38375

-0,51717

-0,75957

-0,90804

-0,12933

0,18276

-0,16266

0,17367

-0,58383

-1,78068

-1,62918

-0,12933

-0,28386

-0,40506

-1,7019

-1,75341

-1,1262

-0,60504

-0,02631

-1,59282

-2,30184

-0,31719

-0,81411

-0,11115

-2,17458

0,46152

-2,43213

0,34335

-0,79593

-1,60797

-0,80805

-0,87774

-1,78977

-0,97167

-2,26245

-1,53525

0,1464

-0,0051

0,29487

-2,0049

-2,22912

-0,28386

-2,39577

0,41607

-2,35941

-1,84431

-2,20185

-2,02005

-1,41405

-2,34123

0,29487

-0,64746

По полученной выборке построим вариационный ряд. Элементы выборки располагаем в порядке возрастания.

,

-2,43213

-2,17458

-1,80795

-1,53525

-1,30194

-0,87774

-0,64443

-0,29901

-0,11115

0,1767

-2,41395

-2,1564

-1,78977

-1,51404

-1,23831

-0,85653

-0,62322

-0,28386

-0,09903

0,18276

-2,40789

-2,13822

-1,78068

-1,4595

-1,1868

-0,81411

-0,60807

-0,28386

-0,04146

0,29487

-2,39577

-2,07762

-1,75341

-1,4292

-1,1868

-0,80805

-0,60504

-0,25356

-0,02631

0,29487

-2,35941

-2,04732

-1,7019

-1,41405

-1,1262

-0,79593

-0,58383

-0,21417

-0,0051

0,33729

-2,34123

-2,02005

-1,69584

-1,41405

-1,10802

-0,77775

-0,5202

-0,17781

0,03732

0,34335

-2,30184

-2,0049

-1,6716

-1,38375

-0,97167

-0,75957

-0,51717

-0,16266

0,13731

0,41607

-2,26245

-1,96248

-1,62918

-1,38375

-0,9141

-0,74442

-0,40506

-0,12933

0,1464

0,46152

-2,22912

-1,88673

-1,60797

-1,37163

-0,90804

-0,70806

-0,37476

-0,12933

0,17064

0,48576

-2,20185

-1,84431

-1,59282

-1,36254

-0,89289

-0,64746

-0,31719

-0,12327

0,17367

0,48879

,

Построим гистограмму и полигон частот.

- ширина столбцов

-- число элементов выборки, попавших в i-ый интервал.

, где n = 100 -- частота попадания в i-ый интервал.

- высота i-го столбца

ui* - середина i-го интервала

N

Границы

mi

Pi*

hi

ui*

1

-2,43213

-2,06702

13

0,13

0,356

-2,24957

2

-2,06702

-1,7019

12

0,12

0,329

-1,88446

3

-1,7019

-1,33679

16

0,16

0,438

-1,51934

4

-1,33679

-0,97167

5

0,05

0,137

-1,15423

5

-0,97167

-0,60656

17

0,17

0,466

-0,78911

6

-0,60656

-0,24144

11

0,11

0,301

-0,424

7

-0,24144

0,123675

12

0,12

0,329

-0,05888

8

0,123675

0,48879

14

0,14

0,383

0,306233

Построим гистограмму:

Построим полигон частот:

Построим эмпирическую функцию распределения

F(x)

границы

0

-беск

-2,2496

0,12

-2,2496

-1,8845

0,25

-1,8845

-1,5193

0,37

-1,5193

-1,1542

0,51

-1,1542

-0,7891

0,62

-0,7891

-0,4240

0,71

-0,4240

-0,0589

0,84

-0,0589

0,3062

1

0,3062

+беск

Найдем выборочное среднее и выборочную дисперсию

Выборочное среднее

= -0.96906

Выборочная дисперсия

= 0.742561

Найдем выборочную моду и выборочную медиану.

У равномерного закона распределения моды не существует

- выборочная медиана

Если n=100, то

Me = ==

Найдем выборочный коэффициент асимметрии и выборочный эксцесс.

- коэффициент асимметрии

- коэффициент эксцесса

Проверка по правилу «три сигма»

=

Проверить гипотезу о законе распределения по критерию с уровнем значимости =0,054 и по критерию Колмогорова.

1) Гипотеза о законе распределения по критерию

H0 - гипотеза. Выборка получена из заданного закона распределения.

- число степеней свободы

=8-1=7

n=100

Границы

mi

-беск

-2,43213

0

-2,43213

-2,06702

13

-2,06702

-1,7019

12

-1,7019

-1,33679

16

-1,33679

-0,97167

5

-0,97167

-0,60656

17

-0,60656

-0,24144

11

-0,24144

0,123675

12

0,123675

0,48879

14

0,48879

+беск

0

Т.к. в 1-ый интервал попадают менее 5 наблюдений, то объединим их со 2-ым, чтобы было больше 5. Аналогично объединяем 9-ый с 10-ым.

Границы

mi

Pi

mi-nPi

(mi-nPi)^2

(mi-nPi)^2/nPi

-беск

-2,06702

13

0,125

0,5

0,25

0,02

-2,06702

-1,7019

12

0,125

-0,5

0,25

0,02

-1,7019

-1,33679

16

0,125

3,5

12,25

0,98

-1,33679

-0,97167

5

0,125

-7,5

56,25

4,5

-0,97167

-0,60656

17

0,125

4,5

20,25

1,62

-0,60656

-0,24144

11

0,125

-1,5

2,25

0,18

-0,24144

0,123675

12

0,125

-0,5

0,25

0,02

0,123675

+беск

14

0,125

1,5

2,25

0,18

=7.52

=7, =0,054. По таблице находим .

=14,07 (p=0,05; r=7)

< => гипотеза верна.

2) Критерий Колмогорова

xi

Fn(x)

Fтеор(x)=(x-a)/(b-a)

|Fn(x)-F(x)|

-2,43213

0,01

0,02900

0,019000

-2,41395

0,02

0,03500

0,015000

-2,40789

0,03

0,03700

0,007000

-2,39577

0,04

0,04100

0,001000

-2,35941

0,05

0,05300

0,003000

-2,34123

0,06

0,05900

0,001000

-2,30184

0,07

0,07200

0,002000

-2,26245

0,08

0,08500

0,005000

-2,22912

0,09

0,09600

0,006000

-2,20185

0,1

0,10500

0,005000

-2,17458

0,11

0,11400

0,004000

-2,1564

0,12

0,12000

0,000000

-2,13822

0,13

0,12600

0,004000

-2,07762

0,14

0,14600

0,006000

-2,04732

0,15

0,15600

0,006000

-2,02005

0,16

0,16500

0,005000

-2,0049

0,17

0,17000

0,000000

-1,96248

0,18

0,18400

0,004000

-1,88673

0,19

0,20900

0,019000

-1,84431

0,2

0,22300

0,023000

-1,80795

0,21

0,23500

0,025000

-1,78977

0,22

0,24100

0,021000

-1,78068

0,23

0,24400

0,014000

-1,75341

0,24

0,25300

0,013000

-1,7019

0,25

0,27000

0,020000

-1,69584

0,26

0,27200

0,012000

-1,6716

0,27

0,28000

0,010000

-1,62918

0,28

0,29400

0,014000

-1,60797

0,29

0,30100

0,011000

-1,59282

0,3

0,30600

0,006000

-1,53525

0,31

0,32500

0,015000

-1,51404

0,32

0,33200

0,012000

-1,4595

0,33

0,35000

0,020000

-1,4292

0,34

0,36000

0,020000

-1,41405

0,35

0,36500

0,015000

-1,41405

0,36

0,36500

0,005000

-1,38375

0,37

0,37500

0,005000

-1,38375

0,38

0,37500

0,005000

-1,37163

0,39

0,37900

0,011000

-1,36254

0,4

0,38200

0,018000

-1,30194

0,41

0,40200

0,008000

-1,23831

0,42

0,42300

0,003000

-1,1868

0,43

0,44000

0,010000

-1,1868

0,44

0,44000

0,000000

-1,1262

0,45

0,46000

0,010000

-1,10802

0,46

0,46600

0,006000

-0,97167

0,47

0,51100

0,041000

-0,9141

0,48

0,53000

0,050000

-0,90804

0,49

0,53200

0,042000

-0,89289

0,5

0,53700

0,037000

-0,87774

0,51

0,54200

0,032000

-0,85653

0,52

0,54900

0,029000

-0,81411

0,53

0,56300

0,033000

-0,80805

0,54

0,56500

0,025000

-0,79593

0,55

0,56900

0,019000

-0,77775

0,56

0,57500

0,015000

-0,75957

0,57

0,58100

0,011000

-0,74442

0,58

0,58600

0,006000

-0,70806

0,59

0,59800

0,008000

-0,64746

0,6

0,61800

0,018000

-0,64443

0,61

0,61900

0,009000

-0,62322

0,62

0,62600

0,006000

-0,60807

0,63

0,63100

0,001000

-0,60504

0,64

0,63200

0,008000

-0,58383

0,65

0,63900

0,011000

-0,5202

0,66

0,66000

0,000000

-0,51717

0,67

0,66100

0,009000

-0,40506

0,68

0,69800

0,018000

-0,37476

0,69

0,70800

0,018000

-0,31719

0,7

0,72700

0,027000

-0,29901

0,71

0,73300

0,023000

-0,28386

0,72

0,73800

0,018000

-0,28386

0,73

0,73800

0,008000

-0,25356

0,74

0,74800

0,008000

-0,21417

0,75

0,76100

0,011000

-0,17781

0,76

0,77300

0,013000

-0,16266

0,77

0,77800

0,008000

-0,12933

0,78

0,78900

0,009000

-0,12933

0,79

0,78900

0,001000

-0,12327

0,8

0,79100

0,009000

-0,11115

0,81

0,79500

0,015000

-0,09903

0,82

0,79900

0,021000

-0,04146

0,83

0,81800

0,012000

-0,02631

0,84

0,82300

0,017000

-0,0051

0,85

0,83000

0,020000

0,03732

0,86

0,84400

0,016000

0,13731

0,87

0,87700

0,007000

0,1464

0,88

0,88000

0,000000

0,17064

0,89

0,88800

0,002000

0,17367

0,9

0,88900

0,011000

0,1767

0,91

0,89000

0,020000

0,18276

0,92

0,89200

0,028000

0,29487

0,93

0,92900

0,001000

0,29487

0,94

0,92900

0,011000

0,33729

0,95

0,94300

0,007000

0,34335

0,96

0,94500

0,015000

0,41607

0,97

0,96900

0,001000

0,46152

0,98

0,98400

0,004000

0,48576

0,99

0,99200

0,002000

0,48879

1

0,99300

0,007000

следовательно, условие критерия Колмогорова выполняется

Оценим интеграл методом Монте-Карло, используя 100 полученных наблюдений.

Решение:

,

Вводим случайную величину ,

f(x) - плотность распределения случайной величины о:

,

Обозначим

,

тогда .

Моделируем выборку Х1, Х2 … Хn из равномерного на распределения и оцениваем интеграл J выборочным средним

Пусть Y1, Y2 … Yn - наблюдения над случайной величиной ;

xi

Фи(xi)

yi

-2,43213

2,510175

7,60583

-2,41395

2,577775

7,810658

-2,40789

2,599774

7,877314

-2,39577

2,642942

8,008114

-2,35941

2,765508

8,379488

-2,34123

2,822692

8,552758

-2,30184

2,936662

8,898087

-2,26245

3,036382

9,200237

-2,22912

3,109142

9,420702

-2,20185

3,160529

9,576402

-2,17458

3,204457

9,709504

-2,1564

3,22956

9,785566

-2,13822

3,2513

9,85144

-2,07762

3,299468

9,997389

-2,04732

3,309627

10,02817

-2,02005

3,310957

10,0322

-2,0049

3,308544

10,02489

-1,96248

3,290076

9,968931

-1,88673

3,216102

9,74479

-1,84431

3,153298

9,554493

-1,84128

3,148262

9,539235

-1,80795

3,088267

9,357449

-1,78977

3,052121

9,247925

-1,75341

2,973055

9,008358

-1,7019

2,846963

8,626299

-1,69584

2,83114

8,578355

-1,6716

2,765949

8,380826

-1,62918

2,64519

8,014927

-1,60797

2,581996

7,823449

-1,59282

2,535845

7,683611

-1,54737

2,39304

7,250912

-1,51404

2,284941

6,923371

-1,4595

2,103863

6,374706

-1,4292

2,001932

6,065855

-1,41405

1,950811

5,910957

-1,41405

1,950811

5,910957

-1,38375

1,848551

5,60111

-1,38375

1,848551

5,60111

-1,37163

1,807722

5,477397

-1,36254

1,777154

5,384777

-1,30194

1,575447

4,773605

-1,21104

1,28485

3,893097

-1,1868

1,210817

3,668775

-1,1868

1,210817

3,668775

-1,1262

1,033711

3,132144

-1,10802

0,983022

2,978556

-0,9141

0,524146

1,588163

-0,90804

0,51238

1,552512

-0,89289

0,483666

1,465507

-0,87774

0,455953

1,381537

-0,85653

0,418831

1,269059

-0,85047

0,408583

1,238007

-0,81411

0,350407

1,061732

-0,80805

0,341258

1,034011

-0,79593

0,323424

0,979974

-0,77775

0,297821

0,902399

-0,75957

0,273578

0,828943

-0,74442

0,254397

0,770824

-0,70806

0,212055

0,642528

-0,64746

0,152509

0,462101

-0,64443

0,149875

0,454121

-0,63231

0,139653

0,423148

-0,60807

0,120674

0,365641

-0,60504

0,118435

0,358858

-0,58383

0,103569

0,313813

-0,5202

0,066857

0,202577

-0,51717

0,065383

0,198109

-0,40506

0,02548

0,077203

-0,37476

0,018819

0,05702

-0,31719

0,009787

0,029656

-0,29901

0,007758

0,023507

-0,28386

0,00632

0,01915

-0,28386

0,00632

0,01915

-0,25356

0,004046

0,012259

-0,21417

0,002072

0,006278

-0,17781

0,000989

0,002997

-0,16266

0,000694

0,002102

-0,12933

0,000278

0,000843

-0,12933

0,000278

0,000843

-0,12327

0,00023

0,000696

-0,11115

0,000152

0,000461

-0,09903

9,59E-05

0,00029

-0,04146

2,95E-06

8,95E-06

-0,02631

4,79E-07

1,45E-06

-0,0051

6,77E-10

2,05E-09

0,03732

1,94E-06

5,87E-06

0,13731

0,000353

0,00107

0,1464

0,000456

0,001382

0,17064

0,00084

0,002544

0,17367

0,000901

0,002729

0,1767

0,000965

0,002923

0,18276

0,001103

0,003343

0,29487

0,007343

0,022251

0,29487

0,007343

0,022251

0,33729

0,012459

0,037751

0,34335

0,01336

0,040482

0,41607

0,028279

0,085684

0,46152

0,042238

0,127982

0,48576

0,051435

0,155847

0,48879

0,052677

0,159612

Найдём n - число наблюдений, при котором с заданной точностью г=0,96, точность оценки не превзойдёт заданной точности у=0,023, т.е. . Так как , а , по центральной предельной теореме n > ?

, следовательно,

или откуда , где корень уравнения

Находим по таблицам значений для функции Ф(х) в качестве оценки для берём несмещённую оценку для дисперсии , получаем

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Числовые характеристики для статистических распределений. Построение интервального вариационного ряда, многоугольника частостей, графика выборочной функции распределения и определения среднего значения выборки и выборочной дисперсии двумя способами.

    презентация [140,3 K], добавлен 01.11.2013

  • Порядок и принципы построения вариационного ряда. Расчет числовых характеристик статистического ряда. Построение полигона и гистограммы относительных частот, функции распределения. Вычисление асимметрии и эксцесса. Построение доверительных интервалов.

    контрольная работа [108,5 K], добавлен 03.10.2010

  • Определение числовых характеристик производной случайной функции. Расчет корреляционной функции и дисперсии спектральной плотности. Группировка заданной выборки, построение выборочной функции распределения и гистограммы, доверительного интервала.

    контрольная работа [681,0 K], добавлен 02.06.2010

  • Построение полигона относительных частот, эмпирической функции распределения, кумулянты и гистограммы. Расчет точечных оценок неизвестных числовых характеристик. Проверка гипотезы о виде распределения для простого и сгруппированного ряда распределения.

    курсовая работа [216,2 K], добавлен 28.09.2011

  • Таблица значений выборки дискретных случайных величин в упорядоченном виде. Таблица интервального статистического ряда относительных частот. Задание эмпирической функции распределений и построение ее графика. Полигон и распределение случайной величины.

    практическая работа [109,3 K], добавлен 26.07.2012

  • Нахождение вероятности того, что наудачу взятое натуральное число не делится. Построение гистограммы для изображения интервальных рядов, расчет средней арифметической дискретного вариационного ряда, среднего квадратического отклонения и дисперсии.

    контрольная работа [140,8 K], добавлен 18.05.2009

  • Понятие вариационного ряда, статистического распределения. Эмпирическая функция и основные характеристики математического ожидания выборочной дисперсии. Точечные и интервальные оценки распределений. Теория гипотез - аналог теории доверительных интервалов.

    контрольная работа [172,9 K], добавлен 22.11.2013

  • Теоретические основы юридической статистики, числовые характеристики. Построение гистограммы выборки. Оценка среднего значения, дисперсии и эксцесса. Выборочное уравнение регрессии по данным корреляционных таблиц. Интервальная оценка распределения.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.11.2013

  • Уравнения с разделяющими переменными. Частное решение линейного дифференциального уравнения. Оценка вероятностей с помощью неравенства Чебышева. Нахождение плотности нормального распределения. Построение гистограммы и выборочной функции распределения.

    контрольная работа [387,4 K], добавлен 09.12.2011

  • Вероятность совместного появления двух белых шаров. Расчет числа исходов, благоприятствующих интересующему событию. Функция распределения случайной величины. Построение полигона частот, расчет относительных частот и эмпирической функции распределения.

    задача [38,9 K], добавлен 14.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.