Курсовая работа
Анализ
и построение зависимостей
Введение
Цель: показать знание теории точечных статистических оценок, продемонстрировать умение грамотно проводить обработку статистических данных и статистических рядов и на основании результатов вычислений делать заключение об изучаемом процессе.
Задачи: уметь производить обработку экспериментальных данных; уметь выбрать схему изучения статистических данных, подобрать необходимые методы и формулы для расчётов; уметь сравнивать результаты расчётов, полученных разными методами; закрепить навыки вычислений и анализа.
Необходимые расчеты рекомендуется выполнять с
использованием различных пакетов математических и статистических программ. Все
графики выполняются только с использованием пакетов математических и
статистических программ.
1. Согласование выборочных распределений
.1 Пояснительная записка
Пусть у нас есть так много наблюдений, что их гистограмма "почти совпадает" с точным априорным распределением. Допустим также, что эта гистограмма построена так, что не проставлены числа вдоль осей. Без чисел на вертикальной оси мы не можем сказать, сколь велика выборка. Но поскольку нам интересно распределение, а не выборка и выборка велика, можем забыть об этих числах. Далее, без чисел на горизонтальной оси мы не можем сказать даже приблизительно, каковы значения выпавших наблюдений, как распределение растянуто или сжато, каковы его положение и масштаб. выборочный статистический генеральный совокупность
Потеряв положение и масштаб, мы теряем лишь два числа и соответственно многое остаётся. Вот всё то, что остаётся, и обозначается обычно словом форма. Даже распределения, принадлежащие к одному и тому же математическому семейству, могут иметь весьма разные формы. Реальная практика согласования выборочных распределений показывает, что их принадлежность к какому-либо известному теоретическому распределению часто нелегко установить, анализируя отдельную выборку или даже весь объём имеющихся данных, составляющий, быть может, тысячи наблюдений.
В части I настоящей работы предлагается
согласовать распределение выборочных изделий со свойствами избранного семейства
"нормальных" распределений, плотность вероятности которых задаётся
формулой
для -∞ < X < ∞, где μ и σ - соответственно генеральные среднее и стандартное отклонение, е - основание натуральных логарифмов 2,7182818… , а π - наш старый знакомый 3,1415926…
Термин "нормальное" многие
истолковывают как обыкновенно появляющееся, что не совсем правильно, ведь
известно, на практике никогда не бывает распределений, в точности
удовлетворяющих этой формуле,- ни для отдельных наблюдений, ни для средних
значений, ни для других производных величин, хотя есть как умозрительные, так и
фактические основания считать, что многие эмипирические распределения должны
хорошо ею аппроксимироваться.
.2 Общее описание задания
При выполнении части I курсовой работы (КР) необходимо провести обработку статистических данных по схеме:
. Отбор экспериментальных данных с помощью таблицы случайных чисел.
. Составление таблиц распределения частот по данным выборки.
. Графическое представление распределения частот полученных наблюдений.
. Вычисление числовых характеристик распределения выборочных частот.
. Проверка степени соответствия полученного распределения выборочных частот нормальному распределению.
. Проверка, что выборка осуществлялась по случайному закону.
. Проверка гипотезы о нормальном распределении генеральной совокупности.
. Проверка предположения, что распределение генеральной совокупности является нормальным.
2. Отбор экспериментальных данных с помощью
таблицы случайных чисел
Результаты наблюдений, в общем случае, представляют собой ряд чисел, расположенных в беспорядке.
С самого начала должно быть ясно, что ко всем собранным статистическим данным будут применяться одни и те же методы анализа независимо от природы данных.
То есть независимо от того, измеряются ли данные в миллиметрах, фунтах на квадратный дюйм, килограммах, градусах, миллиметрах ртутного столба и т.д.
Генеральная совокупность (см. таблицу А) содержит несистематизированные данные, полученные в результате замера наружнего диаметра всех 1000 деталей, изготовленных предприятием за дневную смену.
На основании предшествующих опытных данных относительно характера контроля производственного процесса известно, что партия имеет приближённо нормальное распределение со средним значением, равным 60, и стандартным отклонением, равным примерно 10.
Для контроля за правильностью производственного процесса из этой генеральной совокупности выбирается по случайному закону 150 изделий.
Для такого отбора используется таблица случайных чисел (см. таблицу Б) и отбор производят в следующем порядке:
1. Начав с верхнего левого трёхзначного номера (543) и последовательно опускаясь вниз, выписывают из таблицы Б случайных чисел все первые 150, включая и повторяющиеся.
Если при этом встречается число 000, то его следует заменить на 1000. Отметим, что мы вольны применить любой другой способ систематического выбора этих случайных чисел, помня о правиле запрета повторения пройденного пути.
2. Выбранные случайные числа
являются порядковыми номерами деталей из генеральной совокупности (таблица А) и
мы выписываем соответствующие значения Хi признака Х в таблицу 1.
Таблица А
Нормальная генеральная совокупность: N=1000, μ=60, σ=10
|
67 |
56 |
65 |
50 |
52 |
48 |
57 |
56 |
56 |
74 |
67 |
48 |
56 |
69 |
78 |
67 |
68 |
50 |
73 |
45 |
|
30 |
53 |
47 |
78 |
73 |
50 |
40 |
56 |
58 |
40 |
51 |
62 |
58 |
55 |
70 |
58 |
73 |
70 |
51 |
77 |
|
58 |
46 |
47 |
55 |
70 |
57 |
54 |
59 |
67 |
62 |
64 |
67 |
49 |
57 |
52 |
79 |
51 |
48 |
46 |
61 |
|
54 |
63 |
58 |
67 |
72 |
57 |
62 |
31 |
67 |
64 |
75 |
73 |
79 |
70 |
69 |
69 |
46 |
49 |
73 |
61 |
|
33 |
58 |
63 |
70 |
63 |
54 |
69 |
71 |
64 |
53 |
71 |
61 |
52 |
64 |
64 |
54 |
50 |
71 |
71 |
70 |
|
37 |
66 |
64 |
55 |
70 |
69 |
50 |
39 |
58 |
59 |
48 |
65 |
62 |
64 |
78 |
53 |
72 |
74 |
66 |
68 |
|
59 |
53 |
61 |
67 |
72 |
46 |
55 |
51 |
64 |
52 |
46 |
57 |
63 |
64 |
61 |
60 |
61 |
54 |
68 |
68 |
|
46 |
56 |
57 |
65 |
43 |
43 |
85 |
61 |
62 |
57 |
55 |
75 |
45 |
57 |
65 |
49 |
69 |
65 |
43 |
61 |
|
35 |
63 |
46 |
53 |
52 |
54 |
66 |
56 |
72 |
59 |
66 |
65 |
48 |
64 |
59 |
61 |
78 |
48 |
56 |
61 |
|
65 |
57 |
48 |
67 |
51 |
80 |
70 |
47 |
58 |
39 |
64 |
49 |
56 |
35 |
59 |
67 |
58 |
64 |
58 |
81 |
|
74 |
62 |
77 |
50 |
66 |
57 |
57 |
56 |
54 |
60 |
70 |
56 |
63 |
64 |
57 |
48 |
75 |
50 |
73 |
58 |
|
53 |
34 |
71 |
52 |
63 |
54 |
52 |
56 |
57 |
49 |
64 |
76 |
55 |
64 |
42 |
63 |
60 |
48 |
74 |
45 |
|
52 |
45 |
48 |
62 |
60 |
78 |
83 |
56 |
58 |
59 |
41 |
62 |
63 |
58 |
62 |
75 |
62 |
71 |
56 |
79 |
|
62 |
63 |
48 |
50 |
81 |
57 |
52 |
68 |
74 |
63 |
39 |
68 |
76 |
56 |
56 |
62 |
37 |
61 |
75 |
79 |
|
58 |
82 |
48 |
51 |
58 |
57 |
59 |
65 |
56 |
46 |
51 |
62 |
39 |
58 |
47 |
67 |
66 |
71 |
73 |
26 |
|
58 |
44 |
61 |
47 |
66 |
49 |
67 |
68 |
58 |
79 |
60 |
62 |
46 |
64 |
67 |
43 |
54 |
49 |
79 |
|
|
77 |
44 |
60 |
53 |
68 |
54 |
66 |
45 |
58 |
55 |
74 |
66 |
67 |
52 |
55 |
58 |
69 |
59 |
64 |
70 |
|
60 |
36 |
62 |
50 |
40 |
67 |
36 |
64 |
66 |
74 |
60 |
66 |
53 |
62 |
72 |
69 |
63 |
67 |
63 |
45 |
|
39 |
72 |
40 |
57 |
61 |
58 |
54 |
64 |
64 |
65 |
56 |
54 |
79 |
60 |
62 |
74 |
81 |
46 |
56 |
79 |
|
79 |
85 |
57 |
49 |
68 |
52 |
52 |
62 |
58 |
59 |
60 |
74 |
66 |
69 |
66 |
36 |
73 |
72 |
74 |
79 |
|
42 |
56 |
50 |
49 |
63 |
54 |
65 |
56 |
57 |
46 |
51 |
59 |
56 |
37 |
68 |
57 |
77 |
52 |
62 |
26 |
|
73 |
49 |
50 |
49 |
52 |
74 |
51 |
45 |
72 |
55 |
58 |
45 |
59 |
55 |
75 |
47 |
77 |
31 |
74 |
79 |
|
60 |
66 |
73 |
66 |
52 |
64 |
55 |
57 |
65 |
59 |
80 |
61 |
62 |
79 |
89 |
48 |
57 |
71 |
74 |
52 |
|
59 |
45 |
51 |
43 |
65 |
45 |
66 |
72 |
49 |
36 |
58 |
61 |
57 |
74 |
72 |
68 |
57 |
72 |
47 |
63 |
|
77 |
51 |
58 |
41 |
75 |
49 |
66 |
57 |
69 |
59 |
60 |
62 |
63 |
52 |
67 |
69 |
52 |
68 |
46 |
80 |
|
64 |
68 |
74 |
59 |
66 |
57 |
73 |
61 |
74 |
51 |
69 |
58 |
56 |
53 |
61 |
74 |
54 |
61 |
56 |
48 |
|
65 |
67 |
44 |
71 |
76 |
63 |
40 |
48 |
58 |
73 |
72 |
43 |
56 |
62 |
66 |
68 |
44 |
51 |
48 |
73 |
|
58 |
58 |
42 |
63 |
50 |
88 |
56 |
50 |
76 |
73 |
49 |
62 |
60 |
69 |
58 |
68 |
69 |
72 |
75 |
45 |
|
67 |
44 |
55 |
47 |
54 |
63 |
55 |
49 |
80 |
75 |
68 |
62 |
63 |
64 |
43 |
61 |
70 |
46 |
47 |
78 |
|
59 |
46 |
65 |
50 |
66 |
68 |
72 |
64 |
59 |
62 |
71 |
57 |
67 |
52 |
66 |
68 |
43 |
72 |
59 |
68 |
|
52 |
68 |
70 |
57 |
66 |
70 |
69 |
57 |
65 |
60 |
56 |
44 |
82 |
54 |
47 |
48 |
74 |
42 |
75 |
37 |
|
48 |
56 |
65 |
43 |
57 |
61 |
80 |
68 |
75 |
45 |
65 |
59 |
57 |
64 |
50 |
66 |
70 |
68 |
36 |
64 |
|
62 |
53 |
48 |
87 |
49 |
58 |
56 |
60 |
75 |
67 |
52 |
58 |
79 |
38 |
57 |
65 |
74 |
67 |
78 |
70 |
|
50 |
69 |
49 |
46 |
53 |
49 |
58 |
72 |
67 |
53 |
62 |
63 |
42 |
59 |
46 |
52 |
72 |
51 |
68 |
|
|
80 |
64 |
54 |
46 |
41 |
55 |
52 |
42 |
62 |
60 |
58 |
62 |
67 |
58 |
69 |
72 |
65 |
59 |
73 |
71 |
|
59 |
46 |
58 |
65 |
58 |
54 |
57 |
66 |
77 |
53 |
61 |
50 |
42 |
57 |
55 |
68 |
70 |
62 |
52 |
56 |
|
43 |
82 |
49 |
53 |
65 |
54 |
62 |
62 |
59 |
46 |
48 |
65 |
63 |
44 |
68 |
71 |
56 |
58 |
48 |
82 |
|
42 |
63 |
52 |
66 |
79 |
67 |
39 |
62 |
49 |
68 |
71 |
58 |
46 |
65 |
80 |
31 |
67 |
72 |
71 |
54 |
|
70 |
48 |
47 |
51 |
54 |
92 |
66 |
57 |
64 |
67 |
52 |
62 |
89 |
44 |
70 |
45 |
64 |
70 |
59 |
83 |
|
48 |
48 |
60 |
50 |
82 |
54 |
57 |
65 |
52 |
60 |
68 |
73 |
49 |
71 |
48 |
56 |
64 |
45 |
85 |
52 |
|
74 |
46 |
52 |
57 |
56 |
56 |
59 |
69 |
81 |
54 |
64 |
63 |
65 |
51 |
55 |
45 |
70 |
72 |
54 |
84 |
|
47 |
52 |
61 |
50 |
79 |
66 |
64 |
51 |
66 |
64 |
61 |
67 |
69 |
49 |
75 |
60 |
82 |
58 |
76 |
56 |
|
70 |
48 |
81 |
40 |
73 |
58 |
60 |
68 |
61 |
65 |
61 |
48 |
69 |
57 |
71 |
48 |
40 |
51 |
56 |
64 |
|
45 |
81 |
81 |
67 |
58 |
52 |
49 |
35 |
60 |
55 |
63 |
58 |
64 |
59 |
67 |
59 |
57 |
63 |
65 |
55 |
|
70 |
70 |
52 |
51 |
68 |
72 |
69 |
53 |
59 |
60 |
55 |
57 |
64 |
59 |
70 |
67 |
64 |
53 |
50 |
86 |
|
66 |
59 |
60 |
69 |
53 |
51 |
76 |
66 |
51 |
68 |
49 |
65 |
72 |
69 |
64 |
61 |
73 |
62 |
49 |
67 |
|
41 |
59 |
47 |
58 |
53 |
52 |
63 |
44 |
63 |
51 |
61 |
51 |
60 |
58 |
51 |
68 |
70 |
58 |
76 |
50 |
|
43 |
68 |
43 |
68 |
63 |
63 |
60 |
57 |
59 |
79 |
51 |
62 |
64 |
56 |
72 |
63 |
70 |
57 |
76 |
89 |
|
65 |
56 |
73 |
46 |
53 |
69 |
56 |
46 |
74 |
62 |
67 |
70 |
63 |
53 |
60 |
52 |
64 |
59 |
55 |
57 |
|
66 |
57 |
50 |
53 |
53 |
55 |
53 |
71 |
43 |
60 |
54 |
67 |
48 |
71 |
62 |
50 |
60 |
76 |
64 |
58 |
Таблица Б
Случайные пятизначные числа
|
66543 |
35797 |
80287 |
64760 |
83991 |
55408 |
81670 |
|
89005 |
99730 |
39911 |
75470 |
53389 |
35801 |
|
|
32847 |
20542 |
55657 |
91402 |
21246 |
37246 |
46685 |
|
37901 |
58727 |
97473 |
43808 |
20103 |
35624 |
30091 |
|
39972 |
25417 |
56891 |
76038 |
04102 |
91039 |
75045 |
|
74087 |
56307 |
02349 |
29841 |
88863 |
46655 |
35213 |
|
76222 |
98420 |
27195 |
33611 |
72828 |
42673 |
77588 |
|
26575 |
40836 |
14780 |
34952 |
46634 |
30460 |
07527 |
|
18912 |
25832 |
12659 |
29080 |
14222 |
97572 |
19923 |
|
28290 |
42878 |
96063 |
73708 |
57375 |
80685 |
06499 |
|
29880 |
80021 |
66134 |
56942 |
04110 |
99124 |
35899 |
|
06115 |
83765 |
64563 |
25555 |
45578 |
25701 |
48755 |
|
20655 |
92351 |
42607 |
89656 |
14777 |
95173 |
51170 |
|
09922 |
35648 |
93161 |
46565 |
22923 |
05438 |
37408 |
|
56873 |
54328 |
59920 |
70663 |
38261 |
70533 |
98590 |
|
66969 |
81995 |
69774 |
19661 |
10158 |
55408 |
04167 |
|
87589 |
76797 |
41688 |
47363 |
59688 |
72459 |
23149 |
|
94970 |
86645 |
84855 |
41151 |
89920 |
08597 |
00597 |
|
11398 |
98947 |
02008 |
31720 |
08472 |
13313 |
92621 |
|
02987 |
45766 |
15475 |
35931 |
95850 |
75639 |
10121 |
|
50490 |
71500 |
48413 |
48373 |
01548 |
62688 |
40539 |
|
59744 |
11817 |
49518 |
28865 |
40801 |
17447 |
55277 |
|
81249 |
84637 |
45585 |
46751 |
86337 |
68725 |
71179 |
|
76463 |
40801 |
70002 |
87074 |
38261 |
52926 |
55560 |
|
59516 |
65989 |
94884 |
57102 |
10158 |
79688 |
18197 |
|
14778 |
05998 |
88267 |
64584 |
13944 |
80584 |
97029 |
|
81536 |
55536 |
96189 |
66520 |
24579 |
26295 |
40539 |
|
61362 |
18019 |
14361 |
42416 |
04643 |
17877 |
55277 |
|
63904 |
28168 |
89286 |
76655 |
93335 |
86688 |
11573 |
|
22209 |
44137 |
69352 |
65855 |
16496 |
68725 |
06045 |
|
99547 |
61607 |
17247 |
80150 |
22039 |
52926 |
76179 |
|
36086 |
04880 |
48223 |
54262 |
01807 |
79688 |
73865 |
|
08625 |
32427 |
13300 |
37888 |
28575 |
80584 |
98630 |
|
82271 |
69975 |
92259 |
09250 |
34374 |
26295 |
92566 |
Таблица 1
случайных чисел и результирующая случайная выборка 150 изделий из генеральной совокупности объёма N=1000
|
СЧ |
Хi |
СЧ |
Хi |
СЧ |
Хi |
СЧ |
Хi |
СЧ |
Хi |
СЧ |
Хi |
|
543 |
61 |
778 |
68 |
797 |
68 |
780 |
68 |
300 |
55 |
074 |
45 |
|
005 |
33 |
536 |
61 |
645 |
64 |
659 |
64 |
259 |
54 |
102 |
47 |
|
847 |
70 |
362 |
56 |
947 |
76 |
063 |
45 |
760 |
67 |
584 |
62 |
|
901 |
73 |
904 |
73 |
766 |
67 |
134 |
49 |
470 |
59 |
520 |
60 |
|
972 |
79 |
209 |
52 |
500 |
60 |
563 |
62 |
402 |
58 |
416 |
58 |
|
087 |
46 |
547 |
61 |
817 |
69 |
607 |
63 |
808 |
69 |
655 |
64 |
|
222 |
52 |
086 |
46 |
637 |
63 |
161 |
50 |
038 |
42 |
855 |
71 |
|
575 |
62 |
625 |
63 |
801 |
68 |
920 |
74 |
841 |
70 |
150 |
50 |
|
912 |
74 |
271 |
54 |
989 |
83 |
774 |
68 |
611 |
63 |
262 |
54 |
|
290 |
54 |
797 |
68 |
89 |
688 |
65 |
952 |
77 |
888 |
72 |
|
|
880 |
72 |
730 |
66 |
536 |
61 |
855 |
71 |
080 |
46 |
250 |
53 |
|
115 |
48 |
542 |
61 |
019 |
39 |
008 |
35 |
708 |
65 |
991 |
84 |
|
655 |
64 |
727 |
66 |
168 |
50 |
475 |
59 |
942 |
76 |
389 |
57 |
|
922 |
74 |
417 |
58 |
137 |
49 |
413 |
58 |
555 |
61 |
246 |
53 |
|
873 |
71 |
307 |
55 |
607 |
63 |
518 |
60 |
656 |
64 |
103 |
47 |
|
969 |
79 |
420 |
58 |
880 |
72 |
585 |
62 |
565 |
62 |
102 |
47 |
|
589 |
62 |
836 |
70 |
427 |
58 |
002 |
30 |
663 |
64 |
863 |
71 |
|
970 |
79 |
832 |
70 |
975 |
80 |
884 |
72 |
661 |
64 |
828 |
69 |
|
398 |
57 |
878 |
72 |
287 |
54 |
267 |
54 |
363 |
56 |
634 |
63 |
|
987 |
82 |
021 |
42 |
911 |
73 |
189 |
51 |
151 |
50 |
222 |
52 |
|
490 |
60 |
765 |
67 |
657 |
64 |
361 |
56 |
720 |
66 |
375 |
57 |
|
744 |
67 |
351 |
56 |
473 |
59 |
286 |
54 |
931 |
75 |
110 |
48 |
|
249 |
53 |
648 |
64 |
891 |
72 |
352 |
56 |
373 |
57 |
578 |
62 |
|
463 |
59 |
328 |
56 |
349 |
56 |
247 |
53 |
865 |
71 |
777 |
68 |
|
516 |
60 |
995 |
86 |
195 |
51 |
223 |
52 |
751 |
67 |
923 |
74 |
|
СЧ - случайное число |
|||||||||||
Экстремальные значения случайной выборки: хmin =
30 и хmах = 89.
3. Составление таблиц распределения частот по
данным выборки
В том виде, в каком данные представлены в
таблице 1, они мало приспособлены для осуществления контроля производственного
процесса. Гораздо больших результатов можно достичь при распределении частот
наблюдаемого признака в порядке увеличения их численных значений (ранжирования
данных).
Таблица 2
Распределение частот вариационного ряда по данным из таблицы 1
|
30 |
| |
50 |
|||| |
70 |
|||| |
|
31 |
|
51 |
|| |
71 |
||||| |
|
32 |
|
52 |
|||| |
72 |
||||| | |
|
33 |
| |
53 |
|||| |
73 |
||| |
|
34 |
|
54 |
||||| || |
74 |
|||| |
|
35 |
| |
55 |
|| |
75 |
| |
|
36 |
|
56 |
||||| || |
76 |
|| |
|
37 |
|
57 |
|||| |
77 |
| |
|
38 |
|
58 |
||||| | |
78 |
|
|
39 |
| |
59 |
|||| |
79 |
||| |
|
40 |
|
60 |
||||| |
80 |
| |
|
41 |
|
61 |
||||| | |
81 |
|
|
42 |
|| |
62 |
||||| | |
82 |
| |
|
43 |
|
63 |
||||| | |
83 |
| |
|
44 |
| |
64 |
||||| |||| |
84 |
| |
|
45 |
|| |
65 |
|| |
85 |
|
|
46 |
||| |
66 |
||| |
86 |
| |
|
47 |
||| |
67 |
||||| |
87 |
|
|
48 |
|| |
68 |
||||| || |
88 |
|
|
49 |
|| |
69 |
||| |
89 |
| |