Построение эмпирической функции распределения
Рисунок 6 - Вычисление эмпирической функции распределения
Для построения кумуляты формируется вектор kum – вектор накопленных частот. Формирование этого вектора показано на листинге рисунка 4.13. Элементы вектора kum заданы как ранжированная переменная, значения которой вычисляются при i от 1 до 6 шагом 1. Следует учитывать, что в операторе i := 1..6 многоточие набирается на клавиатуре английского регистра – русская буква ж.Графическое представление этого вектора в виде кусочно–линейной кривой, соединяющей точки ( ) int1i , kumi дано на рисунке 7.
Рисунок 7 - Кумулята и эмпирическая функция распределения
Построение эмпирической функции распределения Fn (x)проводится через функцию femp(z) , задание которой показано на листинге рисунка 6 с помощью условных операторах присваивания – кнопки Add Line и if.
График функции femp(z) показан на рисунке 4.14 в виде кусочнопостоянной линии с разрывами в серединах интервалов.
Выводы: На основе анализа гистограммы и теоретической кривой, а также вследствие малости выборочных эксцесса и асимметрии можно выдвинуть гипотезу о нормальном распределении генеральной случайной величины.
2.СТАТИСТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА ИСТИННОСТИ ВЫДВИНУТОЙ НУЛЕВОЙ ГИПОТЗЫ
Поскольку по виду гистограммы было выдвинуто предположение о нормальном распределении генеральной совокупности, то это предположение – основная выдвинутая гипотеза H0. Конкурирующая гипотеза: генеральное распределении не является нормальным.
2.1 Проверка истинности гипотезыH0 по критерию Пирсона
1) Вычисляются вероятности pi – вероятности попадания генеральной случайной величины X в каждый из интервалов статистического ряда, используя функцию Лапласа, т.е.
(1)
На рисунке 8 – окно приложения Mathсad, где формируется вектор pt – вектор вероятностей попадания в интервалы статистического ряда, заданные вектором int1. Эти вероятности подсчитываются по формуле (1) с помощью функции распределения нормального закона pnorm(int1, a, σ), в которой в качестве параметров распределения взяты их точечные оценки, т.е. a = x = 0,902 , σ = s =1,094 . На этом же листинге вычислен вектор pt1 – вектор значений pi*n .
Рисунок 8 – вычисление вектор вероятностей попадания в интервалы статистического ряда
2) Вычисляется статистика χ^2 набл по формуле
(2)
Для этого выделяется второй столбец матрицы f (рис. 4.7) – вектор pn – вектор количеств выборочных значений ni в каждом интервале статистического ряда. Вектор pt1 – вектор значений pi* n . Вектор ptx – вектор квадратичных невязок – слагаемых в сумме для статистики χ^2набл , вычисляемой по формуле (2).
Формирование векторов pn и ptx показаны на листинге рисунка 9. Статистика χ^2набл критерия Пирсона вычислена оператором суммирования Σ элементов вектора ptx , который находится на панели Matrix
Рисунок 9 - Вычисление статистики критерия Пирсона и границы критической области
На этом же рисунке вычисляется граница критической области χ^2кр через встроенную функцию qchisq(β, m), где β – доверительная вероятность, m – число степеней свободы. Доверительная вероятность выбрана равной 0,99 , соответствующей уровню значимости α = 0,01, а число степеней свободы m = l −1− r = 6 −1− 2 = 3 . Поскольку χ^2набл =10,13 меньше χ^2кр =11,345 , то основная гипотеза о нормальном распределении генеральной случайной величины принимается.
2.2 Проверка истинности гипотезыH0 по критерию Колмогорова
Вычисляется статистика критерия Колмогорова:
(3)
в граничных точках интервального ряда – вектор int1, вычисленный ранее. Эмпирическая функция распределения femp(z) также построена (рисунок 6). На рисунке 10 показано вычисление статистики Колмогорова – ξK . Для этого в точках, являющихся границами интервалов ( int1), вычислены значения эмпирической функции распределения – вектор pv и значения функции распределения нормального закона – вектор po , через встроенную функцию pnorm(x,a,σ) . Затем вычислен вектор pm – вектор модулей разностей значений функций распределения – эмпирической Fn *(x) и гипотетической F0 (x), который затем упорядочен (вектор pp ) по возрастанию через функцию sort(x) . Поскольку вектор pp упорядочен по возрастанию, то ясно, что
(4)
На основании этого по формуле (3) вычислена статистика Колмогорова.
Рисунок 10 - Вычисление статистики Колмогорова
Для заданного уровня значимости q = 0,01 вычисляется граница критической области (ПРИЛОЖЕНИЕ А, Таблица 1) λq =1,627 . Поскольку ξK = 0,752 < λq = 1,627 , то гипотеза о нормальном распределении генеральной совокупности принимается.
|