Задача 1.
Генерация случайных чисел с заданным законом распределения с помощью случайных чисел, равномерно распределенных на интервале (0,1):
используя центральную предельную теорему, с помощью сумм 6 независимых равномерно распределенных на интервале (0,1) случайных чисел получить 25 случайных числа со стандартным нормальным законом распределения; найти выборочное среднее и выборочную дисперсию;
получить 11 случайных чисел с законом распределения Стьюдента с 10 степенями свободы; найти выборочное среднее и выборочную дисперсию.
Решение:
С помощью сумм 6 независимых равномерно распределенных на интервале (0,1) случайных чисел получим 24 случайных числа со стандартным нормальным законом распределения по формуле , где zi - равномерно распределенные на интервале (0,1) случайные числа.
Получены следующие числа: -1.235 | -0.904 | -1.674 | 1.918 | -0.335 | 1.082 | -0.584 | -0.565 | 0.149 | 0.528 | 1.076 | 1.011 | 0.671 | -1.011 | -1.502 | 0.627 | -0.489 | -0.486 | 1.022 | -0.472 | -0.844 | 0.92 | -0.583 | 0.645 | -0.495 |
Найдем выборочное среднее по формуле
Найдем выборочную дисперсию по формуле
Получим 11 случайных чисел с законом распределения Стьюдента с 10 степенями свободы:
С лучайные числа, распределенные по закону «хи квадрат» с 10 степенями свободы: , где xi – нормальные независимые случайные величины.
Случайные числа, распределенные по закону Стьюдента с 10 степенями свободы: , где x – нормальная случайная величина, а 2 – независимая от x величина, которая распределена по закону «хи квадрат» с 10 степенями свободы.
Получены следующие числа: -0.58 | -2.496 | -0.06 | -0.932 | 1.547 | 0.418 | 1.658 | 1.51 | -0.171 | -0.821 | -1.728 |
Найдем выборочное среднее по формуле
Найдем выборочную дисперсию по формуле
Задача 2.
Проверка статистической гипотезы:
получить 100 случайных чисел {x1,…,x100}, распределенных по показательному закону с параметром = 1/6, найти такое наименьшее целое число N, что N xk для всех k = 1,…,100;
разделить отрезок [0, N] на 10 равных отрезков; получить группированную выборку {n1,…,n10}, где ni – число чисел, попавших в i-ый интервал; построить гистограмму относительных частот; по группированной выборке найти оценку В параметра ;
проверить с помощью критерия «хи квадрат» гипотезу о соответствии группированной выборки показательному распределению с параметром В при уровне значимости 0.05.
Решение:
Получим 100 случайных чисел {x1,…,x100}, распределенных по показательному закону с параметром = 1/6: 4,9713 | 3,2905 | 2,7849 | 4,1093 | 2,1764 | 9,9659 | 10,343 | 4,6924 | 13,966 | 14,161 | 0,4258 | 0,6683 | 8,8884 | 5,3392 | 2,7906 | 4,7696 | 3,0867 | 0,9414 | 2,8222 | 3,4177 | 10,148 | 3,5312 | 8,4915 | 3,0179 | 3,2209 | 4,2259 | 1,8006 | 2,8645 | 1,3051 | 3,3094 | 0,5557 | 1,9075 | 2,4227 | 6,9307 | 7,1085 | 13,322 | 0,9665 | 11,19 | 15,203 | 2,6685 | 3,6408 | 5,3646 | 4,5871 | 11,277 | 1,823 | 1,142 | 0,8126 | 7,2223 | 12,371 | 1,4527 | 2,9692 | 15,762 | 2,5493 | 13,533 | 8,8944 | 0,5005 | 2,4678 | 4,2491 | 4,1972 | 4,0488 | 2,2424 | 3,0025 | 30,785 | 13,778 | 0,8824 | 1,7475 | 5,8036 | 3,5565 | 0,2718 | 10,404 | 12,166 | 0,297 | 21,487 | 17,302 | 12,166 | 0,875 | 1,9573 | 25,326 | 2,0727 | 9,1516 | 10,669 | 6,4555 | 6,005 | 1,3209 | 3,8486 | 1,3525 | 11,593 | 5,4617 | 11,946 | 16,293 | 3,3376 | 3,6084 | 7,0011 | 1,279 | 7,5471 | 0,6641 | 1,776 | 6,1109 | 8,857 | 8,8327 |
Находим такое наименьшее целое число N, что N xk для всех k = 1,…,100: N = 31
Разделяем отрезок [0, 31] на 10 равных отрезков и получим группированную выборку {n1,…,n10}, где ni – число чисел, попавших в i-ый интервал: xi | Xi+1 | ni | ni/n | 0 | 3,1 | 39 | 0,39 | 3,1 | 6,2 | 25 | 0,25 | 6,2 | 9,3 | 12 | 0,12 | 9,3 | 12,4 | 12 | 0,12 | 12,4 | 15,5 | 6 | 0,06 | 15,5 | 18,6 | 3 | 0,03 | 18,6 | 21,7 | 1 | 0,01 | 21,7 | 24,8 | 0 | 0 | 24,8 | 27,9 | 1 | 0,01 | 27,9 | 31 | 1 | 0,01 |
Гистограмма относительных частот:
Находим выборочное среднее по формуле
По группированной выборке находим оценку В параметра по формуле
Проверяем с помощью критерия «хи квадрат» гипотезу о соответствии группированной выборки показательному распределению с параметром В при уровне значимости 0.05:
Находим вероятности попадания X в частичные интервалы (xi, xi+1) по формуле
Вычисляем теоретические частоты по формуле xi | Xi+1 | ni | Pi | fi | (ni - fi)2 / fi | 0 | 3,1 | 39 | 0,3955 | 39,55 | 0,0076 | 3,1 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
|