Контрольная работа №2

Задание №1

Комитетом по физической культуре и спорту были проведены исследования спортсменов, занимающихся стрельбой. Было отобрано 200 стрелков из 4000 для определения среднего количества патронов, необходимых одному спортсмену для одной тренировки. Результаты обследования представлены в таблице:

Число

Патронов

(шт.)

Менее

200

200-300

300-400

400-500

500-600

600-700

Более

700

Итого

Число

спортсменов

4

20

57

65

31

15

8

200

Х

150

250

350

450

550

650

750

Найти: а) границы, в которых с вероятность 0,95 заключено среднее число патронов, необходимых для тренировки одного спортсмена;

б) вероятность того, что доля спортсменов, расходующих более 500 патронов за тренировку, отличается от доли таких спортсменов в выборке не более чем на 5% (по абсолютной величине);

в) объем бесповторной выборки, при котором те же границы для среднего числа патронов можно гарантировать с вероятностью 0,9876.

Решение:

В крайних интервалах примем ширину интервалов равной 100, как и у внутренних интервалов. Обозначим признак «число спортсменов» через Х. За значения признака примем середины интервалов, значения признака приведены в третьей строке. Объем вариационного ряда равен n=200, и полный объем данных N=4000.

Вычислим выборочную среднюю и исправленную выборочную дисперсию для распределения величины Х.

1)                Найдем границы, в которых с вероятностью 0,95 заключено среднее число патронов.

Так как выборка бесповторная, то среднее квадратическое отклонение генеральной средней вычисляется по формуле:

Получим . Отсюда

И получим неравенство для среднего числа патронов

420,52M(X) 455.48

2) Выборочная доля спортсменов, у которых число патронов более 500 по таблице равна  (31+15+8)/200=0.27. Найдем вероятность того, что доля таких спортсменов отличается не более чем на 5% (0,05).

Тогда t=1,61

По таблице функции Лапласа находим , что при t=1,61 P=0,8923.

Таким образом, вероятность равна 989,23%.

2)                Найдем число рабочих, которых следует выбрать, чтобы вероятность выполнения условия:  станет равной 0,9876.

При бесповторной выборке для определения необходимого объема выборки, при которой с вероятностью Р=0,9876 можно утверждать, что средняя отличается от математического ожидания по абсолютной величине меньше чем на =17,48 используется формула:

По таблице функции Лапласа находим, что при Р =0,9876 t=2,5 и, следовательно вычисляем необходимый объем выборки по приведенной формуле: n341.

Задание №2

По данным задачи 1, используя критерий - Пирсона, при уровне значимости =0,05 проверить гипотезу о том, что случайная величина Х –число патронов – распределена нормальному закону. Построить на одном чертеже гистограмму эмпирического распределения и соответствующую нормальную кривую.

Решение:

Критерий Пирсона есть критерий проверки гипотезы о предлагаемом законе неизвестного распределения. В последующей таблице приводятся эмпирические частоты, рассчитываются теоретические вероятности, исходя из предположения о нормальности распределения с параметрами, рассчитанными в задаче 1.

В третьем столбце приводятся теоретические частоты, для чего вероятность попадания в данный интервал для величин, имеющих нормальное распределение, умножаются на количество данных. В последних столбцах рассчитаны вспомогательные величины.

Для  расчета вероятностей используем таблицы функции Лапласа.

Например,

Интервал

100-200

4

5,63

0,67

200-300

20

21,98

0,20

300-400

57

48,35

1,31

400-500

65

60,06

0,37

500-600

31

42,16

4,01

600-700

15

16,70

0,19

700-800

8

3,73

2,28

9,04

Теория

9,49

Вычисляем величину

В рассматриваемом случае статистика

 =9,81.

Так как число интервалов равно 7, то число степеней свободы в данном случае равно 7-2-1=4. Соответствующее критическое значение статистики на уровне значимости 0,05 равно 9,49. Так как <9,49, то гипотеза о нормальности данного распределения не отвергается. Таким образом, случайная величина – число спортсменов может быть распределена по нормальному закону.

Для наглядности построим гистограмму эмпирического распределения и соответствующую нормальную кривую.

Так как длинна интервала равна 100, эмпирические частоты умножаем на 100, график нормальной кривой строим по точкам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

─ Гистограмма

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

    Норм.распр.

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

100

200

300

400

500

600

700

800

 

 

 

Задание №3

В таблице приведено распределение 200 драгоценных изделий по количеству примесей в них Х(%) и стоимости Y(тыс.руб.):

       Y

X

3-9

9-15

15-21

21-27

27-33

Более 33

Итого

20-30

2

5

2

9

30-40

4

8

4

3

19

40-50

4

10

20

10

44

50-60

5

36

23

6

70

60-70

12

11

11

34

70-80

6

10

16

80-90

8

8

Итого

14

27

55

54

35

15

200

Необходимо:

1)                вычислить групповые средние и построить эмпирические линии регрессии;

2)                предполагая, что между переменными X и Y существует линейная корреляционная зависимость: а) найти уравнения прямых регрессии и построить их графики на одном чертеже  с эмпирическими линиями регрессии; б) вычислить коэффициент корреляции на уровне значимости а=0,05, оценить его значимость и сделать вывод о тесноте и направлении связи  между переменными X и Y; в) используя соответствующее уравнение регрессии, определить количество примесей в драгоценном изделии, если его стоимость составляет 25 тыс. руб.

Решение:

Составим таблицу для расчета вспомогательных величин, через которое выражается средние и дисперсии случайных величин Х и Y.

Вычислим групповые средние.

В 8 и 9 колонках приведены следующие величины:

В 10 и 11 строках приведены следующие величины:

Для средних величин получаем значения по формулам:

=54,05

=21,42

Выборочная дисперсия переменной Х вычисляется по формуле:

=184,6. Выборочная дисперсия переменнойY вычисляется по формуле:

=62,46. В ячейке (11 строка, 9 колонка) вычислено значение =1077,90.

Выборочный корреляционный момент вычисляется по формуле:

=-79,85.

Приведем всю построенную таблицу:

Y

3-9

9-15

15-21

21-27

27-33

33-39

Сумма

Групповая средняя

X

6

12

18

24

30

36

25

2

5

2

9

30

35

4

8

4

3

19

25,89

45

4

10

20

10

44

28,91

55

5

36

23

6

70

20,57

65

12

11

11

34

17,82

75

6

10

16

9,75

85

8

8

6

Сумма

14

27

55

54

35

15

200

средняя

80,71

66,85

54,82

51,11

42,71

40,33

1077,9

54,05

184,6

µ=

-79,85

21,42

62,46

Yx=ByxX+D1

Xy=BxyY+D2

Byx

D1

Bxy

D2

Xsr

Ysr

r

t

-0,43

44,8

-1,28

81,43

54,05

21,42

-0,74

15,65

Уравнения регрессий имеют вид: