- •Демчик с.П., Сапіліді т.М., Соколовська о.П.
- •Класичне та статистичне означення ймовірності
- •Теореми додавання та множення ймовірностей.
- •Ймовірність появи хоча б однієї події
- •Формула повної ймовірності
- •Формула Байєса
- •Формула Бернуллі
- •Локальна теорема Лапласа
- •Інтегральна теорема Лапласа
- •Відхилення відносної частоти від ймовірності в незалежних випробуваннях
- •Найімовірніше число появ події у незалежних випробуваннях
- •Закон розподілу ймовірностей дискретної випадкової величини. Біноміальний закон та закон розподілу Пуассона
- •Числові характеристики дискретних випадкових величин
- •Закон великих чисел Нерівність Чебишева
- •Теорема Чебишева
- •Функція і густина розподілу ймовірностей випадкових величин Функція розподілу ймовірностей випадкової величини
- •Густина розподілу ймовірності неперервної випадкової величини.
- •Числові характеристики неперервної випадкової величини
- •Рівномірний розподіл
- •Нормальний розподіл
- •Показниковий розподіл і його числові характеристики
- •Емпірична функція розподілу
- •Точкові оцінки
- •Інтервальні оцінки
- •Метод добутків обчислення вибіркових середньої та дисперсії
- •Лінійна кореляція
- •Завдання для аудиторної контрольної роботи
- •Завдання для самостійної роботи №1 з модуля «Випадкові події та випадкові величини»
- •Завдання для самостійної роботи №2 з модуля «Випадкові події та випадкові величини»
- •Завдання для аудиторної контрольної роботи з модуля «Випадкові події та випадкові величини»
- •Завдання для домашньої контрольної роботи з модуля «Випадкові події та випадкові величини»
- •Література
Інтервальні оцінки
Інтервальною називають оцінку, яка визначається двома числами - кінцями інтервалу, який оцінюється.
Довірчим називають інтервал, який з заданою надійністю γ покриває параметр,який оцінюється.
1)
Інтервальною оцінкою (з надійністю γ)
математичного сподівання а нормально
розподіленої кількісної ознаки X за
вибірковою середньою
при відомому середньому квадратичному
відхиленні σ генеральної сукупності
служить довірчий інтервал
,
де
точність
оцінки, n- об`єм вибірки, t- значення
аргументу функції Лапласа Ф(t) (див.
додаток 2), при якому Ф(t)=γ/2; при невідомому
σ (і об`ємі вибірки n<30)
.
де
s-«виправлене» вибіркове середнє
квадратичне відхилення,t
знаходять за таблицею додатка 3 по
заданих n і γ.
2) Інтервальною оцінкою (з надійністю γ) середнього квадратичного відхилення σ нормально розподіленої кількісної ознаки X за «виправленим» вибірковим середнім квадратичним відхиленням s служить довірчий інтервал
(при
q
< 1),
(при
q
> 1).
де q знаходять за таблицею додатка 4 по заданих n і γ .
196.
Знайти довірчий інтервал для оцінки з
надійністю 0,95 невідомого математичного
сподівання α нормально розподіленої
ознаки X генеральної сукупності, якщо
генеральне середнє квадратичне відхилення
σ=5, вибіркова середня
=14
і об`єм вибірки n=25.
Розв`язання. Потрібно знайти довірчий інтервал
![]()
Всі
величини, крім t, відомі. Знайдемо t із
співвідношення Ф(t)=0,95/2 = =0,475. За таблицею
додатка 2 знаходимо t=1,96. Підставивши
t=1,96,
=14,
σ =5, n=25, остаточно одержимо шуканий
довірчий інтервал 12,04 <α <15,96.
197.
Знайти довірчий інтервал для оцінки з
надійністю 0,99 невідомого математичного
сподівання α нормально розподіленої
ознаки X генеральної сукупності, якщо
відомі генеральне середнє квадратичне
відхилення σ, вибіркова середня
і об’єм вибірки n: а) σ=4,
=10,2,
n=16; б) σ=5,
=16,8,
n=25.
198.
Одним і тим же приладом із середнім
квадратичним відхиленням випадкових
помилок вимірювань σ=40 м проведено п'ять
рівноточних вимірювань відстані від
гармати до цілі. Знайти довірчий інтервал
для оцінки дійсної відстані α до мети
з надійністю γ=0,95, якщо відоме середнє
арифметичне результатів вимірів
=2000
м.
Передбачається, що результати вимірювань розподілені нормально.
199. Вибірка з великої партії електроламп містить 100 ламп. Середня тривалість горіння лампи вибірки виявилася рівною 1000 ч. Знайти з надійністю 0,95 довірчий інтервал для середньої тривалості α роботи лампи всієї партії, якщо відомо, що середнє квадратичне відхилення тривалості роботи лампи σ=40 ч. Передбачається, що тривалість роботи ламп розподілена нормально .
200. Верстат-автомат штампує, валики. За вибіркою об'єму n = 100 обчислена вибіркова середня діаметрів виготовлених валиків. Знайти з надійністю 0,95 точність σ, з якою вибіркова середня оцінює математичне сподівання діаметрів валиків,що виготовляється якщо їх середньоквадратичне відхилення σ = 2 мм. Передбачається, що діаметри валиків розподілені нормально.
201. Знайти мінімальний об`єм вибірки, при якому з надійністю 0,975 точність оцінки математичного сподівання α генеральної сукупності за вибірковою середньою дорівнює δ = 0,3, якщо відомо середнє квадратичне відхилення σ=1,2 нормально розподіленої генеральної сукупності.
Розв’язання.
Скористаємося формулою, що визначає
точність оцінки математичного сподівання
генеральної сукупності за вибірковою
середньою:
звідси
.
За умовою, γ=0.975; отже, Ф(t)=0,975/2=0,4875. За таблицею додатка 2 знайдемо t=2,24. Підставивши t=2,24, σ=1,2 і δ=0,3 в (*), отримаємо шуканий обсяг вибірки n=81.
202. Знайти мінімальний об`єм вибірки, при якому з надійністю 0,925 точність оцінки математичного сподівання нормально розподіленої генеральної сукупності за вибірковою середньою дорівнює 0,2, якщо відоме середнє квадратичне відхилення генеральної сукупності σ=1,5.
203. З генеральної сукупності добута вибірка об'єму n = 10:
варіанта xi -2 1 2 3 4 5
частота ni 2 1 2 2 2 1
Оцінити
з надійністю 0,95 математичне сподівання
нормально розподіленої ознаки генеральної
сукупності за вибірковою середньою за
допомогою довірчого інтервалу.
Розв’язання. Вибіркову середню та «виправлене» середньоквадратичне відхилення знайдемо відповідно за формулами:
,
.
Підставивши
в ці формули дані задачі, отримаємо
= 2, s = 2,4.
Знайдемо
tγ
.
Користуючись таблицею додатка 3, з γ =
0,95 і n = 10 знаходимо tγ
= 2,26.
Знайдемо шуканий довірчий інтервал:
![]()
Підставляючи
=
2, tγ
= 2,26, s = 2,4, n = I0, отримаємо шуканий довірчий
інтервал 0,3 < α <37, що покриває невідоме
математичне сподівання
з надійністю 0,95.
204. З генеральної сукупності добута вибірка об'єму n=12:
|
Варіанта |
xi |
-0.5 |
-0.4 |
-0.2 |
0 |
0.2 |
0.6 |
0.8 |
1 |
1.2 |
1.5 |
|
Частота |
ni |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
Оцінити з надійністю 0,95 математичне сподівання а нормально розподіленої ознаки генеральної сукупності за допомогою довірчого інтервалу.
205.
За
даними дев'яти незалежних рівноточних
вимірювань деякої фізичної величини
знайдені середнє арифметичне результатів
вимірювань
і «виправлене» середнє квадратичне
відхилення s = 6. Оцінити дійсне значення
вимірюваної величини за допомогою
довірчого інтервалу з надійністю
.
Вважається, що результати вимірювань
розподілені нормально.
Розв’язання. Дійсне значення вимірюваної величини дорівнює її математичному сподіванню а. Тому задача зводиться до оцінки математичного сподівання (при невідомому а) за допомогою довірчого інтервалу
![]()
![]()
Всі величини, окрім ty , відомі. За таблицею додатку 3 за
=
0,99 і n = 9 знаходимо t
= 2,36.
Підставивши
= 30,1, ty
= 2,36, s = 6, n=9 в (*), отримаємо шуканий
інтервал:
25,38 <α< 34,82.
206.За
даними 16 незалежних рівноточних
вимірювань деякої фізичної величини
знайдені середнє арифметичне результатів
вимірювань
і
«виправлене» середнє квадратичне
відхилення s
= 8. Оцінити
дійсне значення вимірюваної величини
з надійністю
.
207. За даними вибірки об'єму n=16 з генеральної сукупності знайдено «виправлене» середнє квадратичне відхилення s=l нормально розподіленої кількісної ознаки. Знайти довірчий інтервал, що покриває генеральне середнє квадратичне відхилення σ з надійністю 0,95.
Завдання зводиться до відшукання довірчого інтервалу
s(1 – q ) < σ < s(1+q) (якщо q<1) або 0 < σ < s (1+q) (якщо q>1) (*)
За
заданим
і n = 16 з таблиці додатку 4 знайдемо
q=0,44. Оскільки, то,
підставивши
s = 1,
в
співвідношення (*), отримаємо шуканий
довірчий інтервал 0,56 < σ < 1,44.
208. За заданими вибірки об'єму п з генеральної сукупності нормально розподіленої кількісної ознаки знайдено «виправлене» середнє квадратичне відхилення s. Знайти довірчий інтервал, що покриває генеральне середнє квадратичне відхилення σ з надійністю 0,999, якщо: а) n =10, s = 5,1; б) n = 50, s=14.
209. Проведено 12 вимірювань одним приладом (без систематичних помилок) деякої фізичної величини, причому «виправлене» середнє квадратичне відхилення s випадкових помилок вимірювань виявилося рівним 0,6. Знайти точність приладу з надійністю 0,99.Передбачається, що результати вимірювань розподілені нормально.
Розв’язання.
Точність приладу характеризується
середнім квадратичним відхиленням
випадкових помилок вимірювань. Тому
завдання зводиться до відшукання
довірчого інтервалу, що покриває є із
заданою надійністю
.
Зо
заданим
і n = 12 з таблиці додатку 4 знайдемо
q=0,9. Підставивши s =0,6, q=0,9 в співвідношення
(*), остаточно отримаємо:
0,06 < σ < 1,14.
210. Проведено 10 вимірювань одним приладом (без систематичних помилок) деякої фізичної величини, причому «виправлене» середнє квадратичне відхилення s випадкових помилок вимірювань виявилося рівним 0,8. Знайти точність приладу з надійністю 0,95. Вважається, що результати вимірювань розподілені нормально.
