Краткие методические указания к решению задачи 1.10.
Под математическим выравниванием частот эмпирического ряда в общем случае понимается замена его теоретическим рядом распределения, имеющим определенное аналитическое выражение (параметры последнего определяются по данным эмпирического ряда).
В практике статистического исследования приходится встречаться с самыми различными распределениями. Наиболее распространенными является нормальное распределение. Для того, чтобы построить нормальное распределение достаточно располагать двумя статистическими характеристиками – и , расчеты которых неоднократно проводилась в предшествующих задачах данной работы.
Кривая нормального распределения выражается уравнением:
,
где – ордината кривой нормального распределения; , e – математические константы, = 3,1416; e = 2,7132 – основание натурального логарифма.
В этом уравнении рассматривается как функция t, то есть каждому значению t соответствует определенное значение .
Например, если t = 0, то .
Так как = 1; при t = 1; .
Точечная функция затабулирована и представлена во всех учебных пособиях по теории статистики как приложение (таблица значений распределения вероятностей в случае нормального распределения).
Последовательность расчета теоретических частот по этой формуле сводится к следующему:
1. Рассчитывается средняя арифметическая ряда ;
2. Рассчитывается среднеквадратическое отклонение σ;
3. Находится нормированное отклонение каждого варианта от средней арифметической т.е. ;
4. Для найденных t по таблице значений: находится (теор);
5.Рассчитывается константа ;
6. Каждое значение (1) умножается на константу const.
Результаты умножения (после округления до целых чисел) будут искомыми частотами теоретической кривой распределения.
После выравнивания ряда, т.е., исчисления теоретических частот возникает необходимость в проверке, «случайности» или «не случайности» расхождения между эмпирическими и теоретическими частотами, и тем самым проверки правильности выдвинутой гипотезы об обоснованности нормального распределения. В этих целях рассчитываются критерии согласия:
а) критерии согласи Пирсона: .
Полученные результаты расчетов значение сравнивается с табличным значением при принятом уровне значимости (0,10; 0,05; 0,01) к заданным числом степеней свободы (см. в приложениях к учебным пособиям таблицу значений, t-критерий). Число степеней свободы определяется как число групп в ряду распределения минус число параметров и минус единица: K-n-1.
При определении нормального распределения используется 2 параметра – это , и σ, т.е., если К = 6, то число степеней свободы определяется 6 – 2 – 1 = 3;
Если фактическое значение оказывается меньше табличного, то расхождение между эмпирическими и теоретическими частотами признается случайным и распределение не отвергается;
б) критерий Романовского
Если значение критерия Романовского меньше 3, то можно считать расхождение между эмпирическими и теоретическими частотами случайным;
в) критерий Колмогорова
,
где d – максимальная разность между накопленными эмпирическими и теоретическими частотами; n – число единиц совокупности.
При принятом уровне значимости и заданном числе степеней свободы по специальной таблице значений Функции Колмогорова определяется расчетное значение критерия, которое сопоставляется с расчетным. Ниже представляется последовательность расчетов и их результаты.
В расчете использованы следующие статистические характеристики: ; ; i = 1500.
Таблица 26
Последовательность расчета теоретических частот φ
№ | Нижние и верхние границы интервалов | Эмпирические частоты f | Серединные значения интервалов | Нормируемые отклонения | φ(t) | Теоретические частоты φ |
I | 3000–4500 | –1,77 | 0,083172 | |||
II | 4500–6000 | –1,06 | 0,228439 | |||
III | 6000–7500 | –0,34 | 0,376391 | |||
IV | 7500–9000 | 0,37 | 0,372036 | |||
V | 9000–10500 | 1,09 | 0,220600 | |||
VI | 10500–12000 | 1,80 | 0,078469 | |||
ИТОГО | – | – | – |
Рис. 2. Эмпирические и теоретические распределения частот
Таблица 27