- •Розділ 5. Статистична перевірка гіпотез
- •§ 1. Статистичні дослідження рядів вимірів
- •2. Визначення граничних похибок
- •Граничне значення похибки виміру визначиться за формулою
- •Критична область визначається за формулою
- •3. Перевірка рівноточності рядів вимірів
- •Ряди вимірів будуть рівноточними, коли
- •§ 2. Перевірка закону розподілу статистичних рядів
- •Перевірка по асиметрії і ексцесу
- •При великій кількості вимірів відповідно маємо
- •Обчислюють нерівності
- •2. Критерій Колмогорова
- •Теоретичні значення функції розподілу розраховують за формулою
- •Гіпотеза нормальності розподілу приймається за умов
- •3. Критерій 2 (Пірсона)
- •Критична область для нульової гіпотези буде
При великій кількості вимірів відповідно маємо
;
.
(5.33)
За дисперсіями можна оцінити наскільки відхиляються асиметрія та ексцес від своїх математичних сподівань, тобто від нуля.
Обчислюють нерівності
|Sk|
t
та |Еk|
t
,
(5.34)
де t – параметр, який вибирає залежність від прийнятої довірчої ймовірності р та числа ступенів вільності k = п – 1 за таблицями розподілу Стьюдента (дод. 3).
Якщо нерівності (5.34) виконуються, то відхилення розподілу статистичного ряду від теоретичного НЗР незначні і ряд вимірів підкоряється НЗР і навпаки.
Критерій асиметрії і ексцесу використовують, коли об’єм вибірки невеликий (п < 20).
2. Критерій Колмогорова
Це
найбільш простий критерій перевірки
гіпотези про нормальний закон розподілу.
Використовується різниця D
між статистичною інтегральною функцією
розподілу
і відповідною теоретичною функцією
розподілу F(z).
При
невеликій кількості вимірів n
30 для
статистичного ряду обчислюють: середнє
арифметичне
,
відхилення
,
за формулою Бесселя середню квадратичну
похибку m.
Далі обчислюють нормовані похибки
і складають зростаючий ряд
Zmin,
Z1,
Z2,
…, Zmax.
Теоретичні значення нормованої функції
розподілу визначають за формулою
F (zi) = 0,5 + Ф(zi), (5.35)
де Ф(z) вибирають із таблиць дод. 1* (де нормовані величини z позначені через t) за значеннями zi; при цьому Ф(-z) = -Ф(z). Значення емпіричної функції розподілу для ряду нормованих величин обчислюється за формулою
.
(5.36)
де і – порядковий номер нормованої похибки, n – загальна кількість вимірів.
Обчислюють різниці між значеннями експериментальної і теоретичної функцій розподілу
.
(5.37)
Нульова гіпотеза про нормальний закон розподілу статистичного ряду підтверджується, коли
Dmax < Dq , (5.38)
Dq – визначається за таблицями дод. 10 при заданому рівні значності q і числі виміру n.
Приклад 1. Застосування критерію Колмогорова при n = 16 приведено в табл.5.1 для нормованих похибок вимірів при q = 0,05.
Таблиця 5.1
№ пор. |
zi |
|
F(zi) |
Di |
№ пор. |
zi |
|
F(zi) |
Di |
1 |
-1.2 |
0.031 |
0.115 |
-0.084 |
9 |
0.0 |
0.531 |
0.500 |
+0,031 |
2 |
-1.1 |
0.096 |
0.136 |
-0.042 |
10 |
+0.3 |
0.594 |
0.618 |
-0.024 |
3 |
-0.9 |
0.156 |
0.184 |
-0.028 |
11 |
+0.5 |
0.656 |
0.692 |
-0.036 |
4 |
-0.7 |
0.219 |
0.242 |
-0.023 |
12 |
+0.7 |
0.719 |
0.758 |
-0.039 |
5 |
-0.6 |
0.281 |
0.274 |
-0.014 |
13 |
+1.0 |
0.781 |
0.841 |
-0.060 |
6 |
-0,5 |
0.344 |
0.308 |
+0.036 |
14 |
+1.1 |
0.844 |
0.864 |
-0.020 |
7 |
-0.4 |
0.406 |
0.345 |
+0.061 |
15 |
+1.4 |
0.906 |
0.919 |
-0.013 |
8 |
-0.2 |
0.500 |
0.421 |
+0.079 |
16 |
+1.5 |
0.969 |
0.933 |
+0.036 |
При
розрахунках використані формули
(5.35), (5.37) Dmax
= -
0.084. При
q
= 0.05
і
n
= 16 за
табл. дод.10.
Dq
= 0.33.
|
|
< Dq
(0.084 <
0.33)
і
статистичний ряд вимірів підкоряється
нормальному закону розподілу.
При
великій кількості вимірів зростаючий
ряд нормованих похибок розбивають на
k
= 6
12
інтервалів. Довжину інтервалу можна
обчислити за формулою Стерджеса (4.1) або
за формулою (4.2). Для кожного інтервалу
обчислюють частоти і
(кількість нормованих похибок) та
середини інтервалів
.
Емпіричні значення функції розподілу
обчислюють за формулами
;
;
.
(5.39)
