Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow О теории вероятностей

Выборочный метод

В реальных условиях обычно бывает трудно или экономически нецелесообразно, а иногда и невозможно, исследовать всю совокупность, характеризующую изучаемый признак (генеральную совокупность). Поэтому на практике широко применяется выборочное наблюдение, когда обрабатывается часть генеральной совокупности (выборочная совокупность). Свойства (закон распределения и его параметры) генеральной совокупности неизвестны, поэтому возникает задача их оценки по выборке. Для получения хороших оценок характеристик генеральной совокупности необходимо, чтобы выборка была репрезентативной (представительной). Репрезентативность, в силу закона больших чисел, достигается случайностью отбора.

Различают 5 основных типов выборок. 1).Собственно-случайная: а) повторная (элементы после выбора возвращаются обратно); б) бесповторная (выбранные элементы не возвращаются).

2). Типическая - генеральная совокупность предварительно разбивается на группы типических элементов, и выборка осуществляется из каждой. Следует различать: а) равномерные выборки (при равенстве объемов исходных групп в генеральной совокупности выбирается одинаковое количество элементов из каждой); б) пропорциональные (численность выборок формируют пропорционально численностям или средним квадратическим отклонениям групп генеральной совокупности); в) комбинированные (численность выборок пропорциональна и средним квадратическим отклонениям, и численностям групп генеральной совокупности).

3) механическая отбор элементов проводится через определенный интервал.

4).Серийная - отбор проводится не по одному элементу, а сериями для проведения сплошного обследования.

5). Комбинированная - используются различные комбинации вышеуказанных методов, например, типическая выборка сочетается с механической и собственно случайной.

После осуществления выборки возникает задача оценки числовых характеристик генеральной совокупности по элементам выборочной совокупности. Различают точечные и интервальные оценки.

Специальные законы распределения

1. х2 -распределение Пирсона. Пусть X1, X2, ...,Хn одинаково распределенные по нормальному закону случайные величины, являющиеся взаимно-независимыми, для которых математическое ожидание равно нулю, а среднеквадратическое отклонение 1, тогда сумма квадратов этих случайных величин носит название случайной величины х2 - xu-квадрат с v=n степенями свободы:

При v=l (учитывая дифференциальная функция:

Дифференциальная функция распределения ч2 с v=n степенями свободы задается формулой

где Г(х) - гамма, функция Эйлера.

при R+; если n Z, то Г(n+ 1)=n!

С возрастанием числа степеней свободы v = n, распределение ч2 медленно приближается к нормальному закону распределения. На практике используют обычно не плотность вероятности, а квантили распределения.

Квантилью ч2n распределения, отвечающей заданному уровню значимости б (альфа) - ч2б,н , называется такое значение ч2= ч2б,н, при котором вероятность того, что ч2 превысит значение ч2б,н, равна б:

Дифференциальная функция распределения чс н степенями свободы

Рис. Дифференциальная функция распределения ч 2 с н степенями свободы.

С геометрической точки зрения нахождение квантили заключается в выборе такого значения Х2= 5Ca v при котором площадь криволинейной трапеции ограниченной дифференциальной функцией была бы равна а. Значения квантилей затабулированы. При n>30 распределение практически не отличается от нормального.

Замечание. Квантиль СВ X порядка a - это такое значение СВ X, что F(xa) = а, где F(x)=P(X<x). Например, медиана - это квантиль x0.5.

2. t- распределение Стъюдента. Это распределение имеет важное значение при статистических вычислениях, связанных с нормальным законом, распределения, где a - неизвестный параметр распределения и подлежит определению из опытных данных, например, при статистической обработке наблюдений с неизвестной точностью.

Пусть X, X,, X2,...,Xk независимые нормально распределённые случайные величины с нулевыми математическими ожиданиями и одинаковыми дисперсиями. Безразмерная величина

называется дробью Стьюдента.

Ее распределение не зависит от а в силу ее безразмерности. Дифференциальная функция t-распределения с v=k степенями свободы имеет вид

t - распределение Стьюдента быстрее, чем х2 стремится к нормальному.

На практике используют квантили распределения в зависимости от числа степеней свободы и уровня значимости б.

С геометрической точки зрения нахождение квантилей (для двусторонней области) заключается в выборе такого значения t, при котором суммарная площадь криволинейной трапеции была бы равна б, в силу симметрии распределения:

F-распределение Фишера-Снедекора.

Пусть Х1, X2, ...,Xm и Y1, Y2, ...,Yn одинаково распределенные по нормальному закону случайные величины, являющиеся взаимно-независимыми, для которых математическое ожидание равно нулю, а среднеквадратическое отклонение равно единице.

Рассмотрим дробь Фишера F(m,n)=(ч2m/m)/(ч2n/n), она имеет F - распределение с v1= m - числом степеней свободы числителя, и v2=n - числом степеней свободы знаменателя ((m, n) степенями свободы), которое называется распределением Фишера-Снедекора. Обычно используют квантили распределения в зависимости от числа степеней свободы (m, n) и уровня значимости а:

Дифференциальная функция F распределения Фишера -Снедекора с v=5, v=50 степенями свободы

Рис. Дифференциальная функция F распределения Фишера -Снедекора с v1=5, v2=50 степенями свободы

Для квантилей распределения Фишера-Снедекора геометрический смысл аналогичен другим распределениям (рис.23). Имеет место равенство

Распределения ч2 - Пирсона, t - Стьюдента, F -Фишера-Снедекора нашли широкое применение в математической статистике, в частности при проверке статистических гипотез и в дисперсионном анализе.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее