Основы математической статистики

Содержание

Слайд 2

План лекции: Задачи математической статистики. Дискретные и интервальные ряды распределения. Числовые характеристики. Точечные и интервальные оценки.

План лекции:

Задачи математической статистики.
Дискретные и интервальные ряды распределения. Числовые характеристики.
Точечные

и интервальные оценки.
Слайд 3

Что такое математическая статистика? математическая статистика – это одновременно искусство и

Что такое математическая статистика?

математическая статистика – это одновременно искусство и наука

извлечения полезной информации из данных, полученных в результате наблюдений или экспериментов
Слайд 4

Объекты, изучаемые математической статистикой Генеральная совокупность – конечное или бесконечное множество

Объекты, изучаемые математической статистикой

Генеральная совокупность – конечное или бесконечное множество объектов,

обладающих определенными математическими свойствами.
Выборка - некоторое число случайным образом выбранных объектов из конечной или бесконечной генеральной совокупности; число выбранных объектов называют объемом выборки.
Слайд 5

Какие задачи нас интересуют? определение закона распределения случайной величины по выборочным

Какие задачи нас интересуют?

определение закона распределения случайной величины по выборочным

данным;
задача проверки правдоподобия гипотез (отличия характеристик выборки от некоторых неслучайных величин; отличия характеристик нескольких выборок; связь случайных величин из разных выборок);
- Задача нахождения неизвестных параметров распределения.
Слайд 6

Статистическая функция распределения Пусть имеется некоторая случайная величина Х, закон распределения

Статистическая функция распределения

Пусть имеется некоторая случайная величина Х, закон распределения которой

неизвестен и требуется проверить гипотезу о том, что эта случайная величина подчиняется тому или иному закону. С этой целью над случайной величиной проводится ряд независимых опытов. В каждом из них случайная величина Х принимает определенное значение.
Первичный статистический материал: совокупность найденных значений Х (простой статистический ряд).
Эти данные необходимо обрабатывать, но как?
Слайд 7

Статистическая функция распределения случайной величины Х Рассмотрим эксперимент, который поможет понять

Статистическая функция распределения случайной величины Х

Рассмотрим эксперимент, который поможет понять смысл

этой функции:
Дана некоторая группа людей, мы измеряем их рост и пытаемся определить закономерности распределения людей по росту.
Слайд 8

Результаты эксперимента Эмпирическая функция распределения Эмпирическая функция плотности распределения

Результаты эксперимента

Эмпирическая функция распределения

Эмпирическая функция плотности распределения

Слайд 9

Математическая статистика (числовые данные) Статистика случайных величин (одномерная статистика ) Многомерная статистика (факторный анализ) Временные ряды

Математическая статистика (числовые данные)

Статистика случайных величин (одномерная статистика )

Многомерная статистика (факторный анализ)

Временные

ряды
Слайд 10

Задачи одномерной статистики Описательная статистика (представление экспериментальных данных, определение точечных и

Задачи одномерной статистики

Описательная статистика (представление экспериментальных данных, определение точечных и интервальных

оценок)
Проверка статистических гипотез
(о законе распределения, параметрах распределения)
Слайд 11

Значения изучаемого признака называются вариантами Последовательность вариант, расположенных в возрастающем порядке

Значения изучаемого признака называются вариантами
Последовательность вариант, расположенных в возрастающем порядке называется

вариационным рядом
Например: 172, 179, 158, 186, 164
Вариационный ряд:
158, 164, 172, 179, 186
Слайд 12

Непараметрические характеристики Me-медиана Варианта, которая делит ряд пополам 158, 164, 172,

Непараметрические характеристики

Me-медиана
Варианта, которая делит ряд пополам
158, 164, 172, 175, 175, 179,

186
при n- нечетном
Ме=175
158, 164, 168, 172, 174, 175, 179, 186
при n- четном
Слайд 13

Непараметрические характеристики Mo-наиболее часто встречающаяся варианта 158, 164, 172, 175, 175,

Непараметрические характеристики

Mo-наиболее часто встречающаяся варианта
158, 164, 172, 175, 175, 175, 179,

186
Мо=175
158, 164, 173, 173, 175, 175, 179, 186

бимодальные выборки- если два несмежных значения имеют одинаковые частоты

Слайд 14

Вариационные ряды дискретные непрерывные Статистическим рядом распределения называется набор вариант и

Вариационные ряды

дискретные

непрерывные

Статистическим рядом распределения называется набор вариант и соответствующих им абсолютных

и относительных частот
Слайд 15

Статистический ряд распределения

Статистический ряд распределения

Слайд 16

Да Нет Закон распределения-нормальный? М±σ, М±m, M (95% ДИ) Сравнение 2-х

Да

Нет

Закон распределения-нормальный?

М±σ, М±m,
M (95% ДИ)

Сравнение 2-х выборок по критерию Стьюдента

Корреляция

по Пирсону

Параметрическая статистика

Ме [25%-75%],
Мo, Min-Max

Сравнение 2-х выборок по критериям Манна-Уитни, Вилкоксона

Корреляция по Спирмену

Непараметрическая статистика

Слайд 17

Основные этапы исследования: Сгруппировать исследуемый ряд по классам. Подсчитать середины интервалов

Основные этапы исследования:

Сгруппировать исследуемый ряд по классам. Подсчитать середины интервалов и

частоты попадания в интервал.
Построить гистограмму и полигон распределения.
Найти эмпирическую функцию распределения и построить ее график.
Вычислить числовые (точечные) характеристики распределения.
Проверить гипотезу о том, что генеральная совокупность, из которой извлечена выборка, распределена по нормальному закону, используя критерии асимметрии и эксцесса.
Проверить гипотезу о том, что генеральная совокупность, из которой извлечена выборка, распределена по нормальному закону, используя критерий Пирсона χ2
Слайд 18

Ряд распределения студентов по росту 148 158 149 162 170 156

Ряд распределения студентов по росту

148 158 149 162 170 156 186

151 161 152 171 165 174 157 172 172 177 166 157 149 159 154 164 167 173 176 147 163 185 164 161 153 168 162 184 162 169 154 167 163 166 172 158 155 165 179 165 160 159 169
Слайд 19

Размах распределения Из имеющихся значений признака Х выбирают наименьшее (Хmin), наибольшее

Размах распределения

Из имеющихся значений признака Х выбирают наименьшее (Хmin), наибольшее (Хmax),

определяют размах распределения
(Хmax – Хmin)

186-147=39

Слайд 20

Статистический ряд распределения студентов по росту

Статистический ряд распределения студентов по росту

Слайд 21

Гистограмма распределения студентов по росту (m, m/n, f(x))

Гистограмма распределения студентов по росту (m, m/n, f(x))

Слайд 22

Функция распределения вероятностей

Функция распределения вероятностей

Слайд 23

График F(x)

График F(x)

Слайд 24

Точечные характеристики

Точечные характеристики

Слайд 25

Числовые характеристики

Числовые характеристики

Слайд 26

D(X)=100 σ=10 см

D(X)=100
σ=10 см

Слайд 27

Числовые характеристики статистического распределения Среднее Свойства точечных оценок: дисперсия Оценка называется

Числовые характеристики статистического распределения

Среднее

Свойства точечных оценок:

дисперсия

Оценка называется несмещённой, если ее математическое

ожидание равно оцениваемому параметру генеральной совокупности
Оценка называется эффективной, если она обладает минимальной дисперсией среди всех возможных несмещенных точечных оценок.
Оценка называется состоятельной, если она по вероятности с увеличением объема выборки n стремится к параметру генеральной совокупности
Слайд 28

Доверительный интервал для роста студентов с вероятностью p=0,95 (α=0,05); M(x)=163,6 см,

Доверительный интервал для роста студентов с вероятностью p=0,95 (α=0,05);
M(x)=163,6 см,

σ=10 см

Δх=1,96⋅10≈20 см

Следовательно, рост студентов находится в интервале: 163,6-20 143,6 см