Курсовая работа: Разработка программы определительных испытаний
В ячейках
В16:В25 вычислим плотности относительных частот как частное от деления
относительных частот (ячейки F25:F34) на шаг (ячейка $F$22) из таблицы 4.
Плотности
экспоненциального, нормального и гамма-распределений рассчитываются в
соответствии с формулами:
С16 =
ЭКСПРАСП (А16;$B$5;ЛОЖЬ);
D16 = НОРМРАСП (А16;$B$8;$B$9;ЛОЖЬ);
E16 = ГАММАРАСП (А16;$B$12;$B$13;ЛОЖЬ).
Затем копируем
их в блок ячеек С17:Е25.
После чего
строим гистограмму частот, совмещенную с плотностью каждого из указанных ранее
распределений. Графическое изображение гистограммы кривых различных
распределений приведены на рисунках 3- 5.
Рисунок 3 –
Сглаживание гистограммы плотностью экспоненциального распределения
Рисунок 4 –
Сглаживание гистограммы плотностью нормального распределения
Рисунок 5 –
Сглаживание гистограммы плотностью гамма-распределения
Используя
критерий χ2, установим, верна ли принятая гипотеза о том, что
статистические данные подчиняются нормальному распределению.
Для
применения критерия χ2 необходимо, чтобы частоты ni, соответствующие каждому
интервалу, были не меньше 5. Для этого при необходимости объединим рядом
стоящие интервалы, а их частоты суммируем. Далее вычислим следующую сумму:
,
где pi – теоретическая
вероятность того, что случайная величина Х примет значение из интервала [ai-1,ai].
Предположим,
что случайная величина t имеет функцию распределения F(t), поэтому pi = F(ai) – F(ai-1).
Образец
расчетов по предыдущей формуле для трех распределений представлен в таблице 6.
В колонке А
содержатся левые, а в колонке В – праве границы интервалов. В колонке С
находятся соответствующие частоты. В колонке D рассчитываются
теоретические вероятности в зависимости от вида распределения.
Для экспоненциального
распределения:
D31 = ЭКСПРАСП (B31; $B$5; ИСТИНА) – ЭКСПРАСП
(А31; $B$5;
ИСТИНА);
Для
нормального распределения:
D40 = НОРМРАСП (В40; $B$8; $B$9; ИСТИНА) – НОРМРАСП
(А40; $B$8;
$B$9; ИСТИНА);
Для
гамма-распределения:
D49 = ГАММАРАСП (В49; $B$12; $B$13; ИСТИНА) – ГАММАРАСП
(А49; $B$12;
$B$13$ ИСТИНА).
В колонке Е
рассчитываются слагаемые соотношения по формуле:
Е31 = (С31-100*В31)^2/(100*D31), которая копируется в
другие ячейки колонки Е.
После чего
для каждого рассмотренного распределения определим итоговые суммы:
Е38 =
СУММ(E34:E39);
Е47 =
СУММ(E42:E47);
Е56 =
СУММ(Е50:Е55).
Которые равны
соответственно 659,6862; 5,2199 и 3,8740.
Гипотеза о
виде закона распределения должна быть принята, если вычисленное значение χ2выч
достаточно мало, а именно не превосходит критического значения χ2кр,
которое определяется по распределению χ2 в зависимости от
заданного уровня значимости α и числа степеней свободы r=k’ – s – 1. где k’ – количество интервалов
после объединения; s – число неизвестных параметров распределения, которые были
определены по выборке.
В данном
примере r
= 7 – 2 – 1 = 2
Критическое
значение рассчитывается по формуле:
Е57 =
ХИ2ОБР(0,05;4), из таблицы 6 видно, оно равно 9,4877.
Поскольку 5,2199<9,4877,
то принимается гипотеза о том, что статистические данные имеют нормальное распределение
с параметрами α = = 98,68 и σ = 8,7673 соответственно.
Таблица 6 –
Подбор распределения на основе критерия χ2
|
А
|
B
|
С
|
D
|
E
|
29
|
Левая граница |
Правая граница |
Частота |
Вероятности |
χ² |
30
|
|
|
|
Экспоненциальное
распределение |
|
31
|
70 |
85 |
5 |
0,069374468 |
0,5411 |
32
|
85 |
90 |
16 |
0,020878363 |
92,7028 |
33
|
90 |
95 |
18 |
0,019846835 |
129,2349 |
34
|
95 |
100 |
24 |
0,018866271 |
259,1934 |
35
|
100 |
105 |
16 |
0,017934153 |
112,5378 |
36
|
105 |
110 |
11 |
0,017048088 |
50,6805 |
37
|
110 |
120 |
10 |
0,031610928 |
14,7957 |
38
|
Сумма |
659,6862 |
39
|
|
|
|
Нормальное
распределение |
|
40
|
70 |
85 |
5 |
0,058804812 |
0,1318 |
41
|
85 |
90 |
16 |
0,101737571 |
3,3365 |
42
|
90 |
95 |
18 |
0,176260064 |
0,0079 |
43
|
95 |
100 |
24 |
0,222500256 |
0,1376 |
44
|
100 |
105 |
16 |
0,204663183 |
0,9747 |
45
|
105 |
110 |
11 |
0,137173828 |
0,5383 |
46
|
110 |
120 |
10 |
0,090811892 |
0,0930 |
47
|
Сумма |
5,2199 |
48
|
|
|
|
Гамма-распределение |
|
49
|
70 |
85 |
5 |
0,053672643 |
0,0251 |
50
|
85 |
90 |
16 |
0,107072418 |
2,6163 |
51
|
90 |
95 |
18 |
0,185399233 |
0,0157 |
52
|
95 |
100 |
24 |
0,224931406 |
0,1009 |
53
|
100 |
105 |
16 |
0,197757868 |
0,7209 |
54
|
105 |
110 |
11 |
0,129724735 |
0,2999 |
55
|
110 |
120 |
10 |
0,090713209 |
0,0951 |
56
|
Сумма |
3,8740 |
57
|
Критическое
значение критерия |
9,4877 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 |