Например, если rxy = 0,8, то rxy2 = 0,64, т.е. 64 % всех изменений одного признака связано с изменением другого.
Доверительным интервалом статистической оценки истинного значения коэффициента корреляции нормально распределенных случайных величин Х и Y является интервал
|
|
|
|
1 r 2 |
|
|
|
1 r 2 |
|
||||
r |
t |
|
|
xy |
;r |
t |
|
|
xy |
. |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
xy |
|
|
|
n |
xy |
|
|
|
n |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь rxy – выборочный коэффициент корреляции, величина t находится по таблице значений функции Лапласа (прил. 1) из условия Ф( t ) = 2 , где –
заданный доверительный уровень.
11. УРАВНЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКИХ РЕГРЕССИЙ
Уравнением линейной среднеквадратической регрессии величины X
на величину Y называется уравнение
x xâ rxy y yâ .â( X ) â( Y )
Уравнением линейной среднеквадратической регрессии величины Y
на величину X называется уравнение
y yâ rxy x xâ .â( Y ) â( X )
Пример 11.1
23
Найти коэффициент корреляции и составить уравнение линейной регрессии величины Y на величину X .
|
xi |
20 |
|
25 |
|
|
30 |
|
|
|
|
35 |
|
|
|
40 |
|
45 |
n j |
y j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
10 |
40 |
|
4 |
|
1 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
17 |
50 |
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
6 |
18 |
60 |
|
5 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
2 |
|
|
20 |
70 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
5 |
13 |
ni |
|
12 |
|
12 |
|
|
12 |
|
|
|
|
19 |
|
|
|
12 |
|
11 |
n =78 |
|
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для упрощения расчетов введем условные варианты: |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
u |
x u |
0 |
|
|
|
|
y j |
v0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
i |
, |
v |
|
|
|
|
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
i |
hx |
|
|
|
|
|
hy |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где u0 M0 (X ) 35 |
(max ni 19); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
v0 M0 (Y ) 60 |
(max nj |
20); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
hx |
= 5 (разность между соседними значениями вариант xi ); |
|
|||||||||||||||||
hy |
= 10 (разность между соседними значениями вариант y j ). |
|
|||||||||||||||||
Составим корреляционную таблицу с условными вариантами:
|
ui |
–3 |
|
–2 |
|
–1 |
0 |
1 |
2 |
n j |
|
v j |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–3 |
|
|
6 |
|
|
4 |
|
|
10 |
||
–2 |
|
4 |
1 |
|
5 |
|
7 |
|
17 |
||
–1 |
|
3 |
|
|
|
|
4 |
5 |
|
6 |
18 |
0 |
|
5 |
3 |
|
|
10 |
2 |
|
20 |
||
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
3 |
5 |
13 |
||
ni |
|
12 |
12 |
|
12 |
19 |
12 |
11 |
n =78 |
||
|
Затем находим |
|
B и |
vB : |
|
|
|
|
|||
|
u |
|
|
|
|
||||||
24
|
|
|
|
|
|
|
k1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ni ui |
|
12 ( 3) 12 ( 2) 12 ( 1) 19 0 12 1 11 2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
u |
B |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
36 24 12 0 12 22 |
38 0,487; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n j |
v j |
|
|
|
10 |
( 3) 17 ( 2) 18 ( 1) 20 0 13 1 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
v |
|
|
|
|
j 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
B |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
30 34 18 0 13 |
69 0,885. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Теперь находим |
|
uB |
2 и |
|
vB |
2 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ni |
ui |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
12 9 12 4 12 1 19 0 12 1 11 4 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
u |
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
108 48 12 0 12 44 |
|
224 |
2,872; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n j v j 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
2 |
j 1 |
|
|
|
|
|
|
|
10 9 17 4 18 1 20 0 13 1 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 68 18 0 13 |
|
|
189 |
2,423. |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Определяем B (U ) и B (V ) :
B (U ) = 
uB 2 (uB )2 
2,872 ( 0,487)2 1,623;
B (V ) = 
vB 2 (vB )2 
2,423 ( 0,885)2 1,281.
Коэффициент корреляции r |
найдем по формуле |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
В (U ) В (V ) |
|
|
||
|
1 |
n |
|
|
|
|
|
||
где |
ui vi |
|
B vB |
корреляционный момент. |
|
|
|||
u |
|
|
|||||||
|
|
|
|||||||
|
n i 1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
При вычислении ui vi складываем члены вида |
nij ui v j |
( nij частота |
|||||||
i 1
появления пары ( ui ,v j )):
25
n |
|
|
ui |
vi |
6 ( 2) ( 3) 4 0 ( 3) 4 ( 3) ( 2) 1 ( 2) ( 2) 5 ( 1) ( 2) |
i 1 |
|
|
7 1 ( 2) 3 ( 3) ( 1) 4 ( 1) ( 1) 5 0 ( 1) 6 2 ( 1) 5 ( 3) 0
3 ( 2) 0 10 0 0 2 1 0 2 ( 2) 1 3 ( 1) 1 3 1 1 5 2 1 67.
Тогда 781 67 ( 0,487) ( 0,885) 0,428 , а значит
r |
0,428 |
0,206. |
1,623 1,281 |
Осуществим переход к исходным вариантам:
xB hx uB u0 5 ( 0,487) 35 32,565;
yB hy vB v0 10 ( 0,885) 60 51,15;
B (X ) hx B (U ) 5 1,623 8,115;
B (Y ) hy B (V ) 10 1,281 12,81.
Находим уравнение линейной регрессии величины Y на величину X . Это уравнение имеет вид:
|
|
y yB |
r |
x xB |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
B (Y ) |
B ( X ) |
|||||
Подставляя вычисленные значения xB , yB , B (X ), B (Y ), r в это |
||||||||
уравнение, получаем |
|
|
|
|
|
|||
|
y 51,15 |
0,206 |
x 32,565 |
. |
||||
|
|
|
||||||
12,81 |
|
8,115 |
|
|||||
После упрощения получаем уравнение линейной регрессии величины Y на величину X в виде:
y =0,325 x +40,566.
12.ВЫРАВНИВАНИЕ ЭМПИРИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО КРИВОЙ НОРМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Рассмотрим дискретную случайную величину X , закон распределения которой неизвестен. Пусть произведено n испытаний, в которых величина X
26
приняла n1 раз значение x1 , n2 раз значение x2 , … , nk раз значение xk ,
k
причем ni n . i 1
Эмпирическими частотами называют фактически наблюдаемые частоты ni .
Пусть имеются основания предположить, что изучаемая случайная величина X распределена по некоторому определенному закону. Чтобы проверить, согласуется ли это предположение с данными наблюдений,
вычисляют |
частоты наблюдаемых значений, |
т. е. находят |
теоретически |
||
|
каждого из наблюдаемых значений в предположении, что величина |
||||
частоту ni |
|||||
X распределена по предполагаемому закону. |
|
|
|
||
Выравнивающими |
(теоретическими) |
частотами в |
отличие |
от |
|
фактически |
наблюдаемых |
эмпирических частот называют |
частоты |
|
|
ni , |
|||||
найденные теоретически (вычислением). Выравнивающие частоты находят с помощью равенства
|
|
n Pi , |
|
|
ni |
|
|
где n – число испытаний; |
Pi – |
вероятность наблюдаемого значения |
õi , |
вычисленная при допущении, что X имеет предполагаемое распределение. |
|
||
Итак, выравнивающая |
частота наблюдаемого значения |
õi |
|
дискретного распределения равна произведению числа испытаний на вероятность этого наблюдаемого значения.
В случае непрерывного распределения, вероятности отдельных возможных значений равны нулю. Поэтому весь интервал возможных значений делят на k непересекающихся интервалов и вычисляют вероятности Pi
попадания X в i-й частичный интервал, а затем, как и для дискретного распределения, умножают число испытаний на эти вероятности.
Итак, выравнивающие частоты непрерывного распределения находят по равенству
n n P ,
i i
27