आइए ज्ञात फैलाव मूल्य के मामले में वितरण के औसत मूल्य का अनुमान लगाने के लिए MS EXCEL में एक विश्वास अंतराल का निर्माण करें।

बेशक चुनाव विश्वास का स्तरपूरी तरह से समस्या के समाधान पर निर्भर करता है। इस प्रकार, हवाई जहाज की विश्वसनीयता में एक हवाई यात्री के विश्वास की डिग्री निस्संदेह एक विद्युत प्रकाश बल्ब की विश्वसनीयता में खरीदार के विश्वास की डिग्री से अधिक होनी चाहिए।

समस्या सूत्रीकरण

चलिए मान लेते हैं कि से जनसंख्यालिया जा चुका है नमूनाआकार एन. यह मान लिया है कि मानक विचलनयह वितरण ज्ञात है। इसके आधार पर यह जरूरी है नमूनेअज्ञात का मूल्यांकन करें वितरण माध्य(μ, ) और संगत रचना कीजिए दोहरा विश्वास अंतराल.

बिंदु लागत

जैसा कि ज्ञात होता है आंकड़े(आइए इसे निरूपित करें एक्स औसत) है माध्य का निष्पक्ष अनुमानयह जनसंख्याऔर इसका वितरण N(μ;σ 2 /n) है।

टिप्पणी: यदि आपको निर्माण करने की आवश्यकता हो तो क्या करें? विश्वास अंतरालवितरण के मामले में क्या नहीं है सामान्य?इस मामले में, बचाव के लिए आता है, जो बताता है कि पर्याप्त बड़े आकार के साथ नमूने n वितरण से नहीं बनना सामान्य, आँकड़ों का नमूना वितरण X औसतइच्छा लगभगअनुरूप सामान्य वितरणपैरामीटर N(μ;σ 2 /n) के साथ।

इसलिए, बिंदु लागत औसत वितरण मूल्यहमारे पास है - यह नमूना माध्य, अर्थात। एक्स औसत. अब चलिए शुरू करते हैं विश्वास अंतराल।

एक विश्वास अंतराल का निर्माण

आमतौर पर, वितरण और उसके मापदंडों को जानकर, हम इस संभावना की गणना कर सकते हैं कि यादृच्छिक चर हमारे द्वारा निर्दिष्ट अंतराल से एक मान लेगा। अब आइए इसके विपरीत करें: उस अंतराल को ढूंढें जिसमें यादृच्छिक चर किसी दी गई संभावना के साथ गिर जाएगा। उदाहरण के लिए, गुणों से सामान्य वितरणयह ज्ञात है कि 95% की संभावना के साथ, एक यादृच्छिक चर वितरित किया जाता है सामान्य कानून, लगभग +/- 2 से की सीमा के भीतर आएगा औसत मूल्य(इसके बारे में लेख देखें)। यह अंतराल हमारे लिए एक प्रोटोटाइप के रूप में काम करेगा विश्वास अंतराल.

अब देखते हैं कि क्या हम वितरण जानते हैं , इस अंतराल की गणना करने के लिए? प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें वितरण के आकार और उसके मापदंडों को इंगित करना होगा।

वितरण का स्वरूप हम जानते हैं - यह है सामान्य वितरण(याद रखें कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं नमूने का वितरण आंकड़े एक्स औसत).

पैरामीटर μ हमारे लिए अज्ञात है (इसे केवल इसका उपयोग करके अनुमान लगाने की आवश्यकता है विश्वास अंतराल), लेकिन हमारे पास इसका एक अनुमान है एक्स औसत,के आधार पर गणना की गई नमूने,जिसका उपयोग किया जा सकता है.

दूसरा पैरामीटर - नमूना माध्य का मानक विचलन हम इसे ज्ञात मानेंगे, यह σ/√n के बराबर है।

क्योंकि हम μ नहीं जानते, तो हम अंतराल +/- 2 बनाएंगे मानक विचलनइससे नहीं औसत मूल्य, और इसके ज्ञात अनुमान से एक्स औसत. वे। गणना करते समय विश्वास अंतरालहम ऐसा नहीं मानेंगे एक्स औसत+/- 2 की सीमा के अंतर्गत आता है मानक विचलन 95% की संभावना के साथ μ से, और हम मान लेंगे कि अंतराल +/- 2 है मानक विचलनसे एक्स औसत 95% संभावना के साथ यह μ को कवर करेगा – सामान्य जनसंख्या का औसत,जिससे यह लिया गया है नमूना. ये दोनों कथन समतुल्य हैं, लेकिन दूसरा कथन हमें निर्माण करने की अनुमति देता है विश्वास अंतराल.

इसके अलावा, आइए अंतराल को स्पष्ट करें: एक यादृच्छिक चर वितरित किया गया सामान्य कानून, 95% संभावना के साथ अंतराल +/- 1.960 के भीतर आता है मानक विचलन,नहीं +/- 2 मानक विचलन. इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है =NORM.ST.REV((1+0.95)/2), सेमी। उदाहरण फ़ाइल शीट अंतराल.

अब हम एक संभाव्य कथन तैयार कर सकते हैं जो हमें बनाने में मदद करेगा विश्वास अंतराल:
"संभावना है कि आबादी मतलबसे स्थित है नमूना औसत 1,960 के भीतर" नमूना माध्य के मानक विचलन", 95% के बराबर"।

कथन में उल्लिखित संभाव्यता मान का एक विशेष नाम है , जिससे सम्बंधित हैएक सरल अभिव्यक्ति द्वारा महत्व स्तर α (अल्फा)। विश्वास स्तर =1 . हमारे मामले में महत्वपूर्ण स्तर α =1-0,95=0,05 .

अब, इस संभाव्य कथन के आधार पर, हम गणना के लिए एक अभिव्यक्ति लिखते हैं विश्वास अंतराल:

जहां Z α/2 मानक सामान्य वितरण(यादृच्छिक चर का यह मान जेड, क्या पी(जेड>=जेड α/2 )=α/2).

टिप्पणी: ऊपरी α/2-मात्राचौड़ाई को परिभाषित करता है विश्वास अंतरालवी मानक विचलन नमूना माध्य। ऊपरी α/2-मात्रा मानक सामान्य वितरणहमेशा 0 से अधिक, जो बहुत सुविधाजनक है।

हमारे मामले में, α=0.05 के साथ, ऊपरी α/2-मात्रा 1.960 के बराबर है। अन्य महत्व स्तरों के लिए α (10%; 1%) ऊपरी α/2-मात्रा जेड α/2 सूत्र =NORM.ST.REV(1-α/2) या, यदि ज्ञात हो, का उपयोग करके गणना की जा सकती है विश्वास स्तर, =NORM.ST.OBR((1+विश्वास स्तर)/2).

आमतौर पर निर्माण करते समय माध्य का अनुमान लगाने के लिए आत्मविश्वास अंतरालकेवल उपयोग ऊपरी α/2-मात्रात्मकऔर उपयोग न करें निचला α/2-मात्रात्मक. ऐसा इसलिए संभव है क्योंकि मानक सामान्य वितरण x अक्ष के बारे में सममित रूप से ( इसका वितरण घनत्वके बारे में सममित औसत, यानी 0). इसलिए गणना करने की कोई जरूरत नहीं है निचला α/2-मात्रा(इसे बस α कहा जाता है /2-मात्रात्मक), क्योंकि यह बराबर है ऊपरी α/2-मात्रात्मकऋण चिह्न के साथ.

आइए हम याद करें कि, मान x के वितरण के आकार के बावजूद, संगत यादृच्छिक चर एक्स औसतवितरित लगभग अच्छा N(μ;σ 2 /n) (इसके बारे में लेख देखें)। इसलिए, सामान्य तौर पर, उपरोक्त अभिव्यक्ति के लिए विश्वास अंतरालकेवल एक अनुमान है. यदि मान x को वितरित किया जाता है सामान्य कानून N(μ;σ 2 /n), फिर के लिए अभिव्यक्ति विश्वास अंतरालसही है।

MS EXCEL में कॉन्फिडेंस अंतराल गणना

आइए समस्या का समाधान करें.
इनपुट सिग्नल के लिए इलेक्ट्रॉनिक घटक का प्रतिक्रिया समय डिवाइस की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। एक इंजीनियर 95% के आत्मविश्वास स्तर पर औसत प्रतिक्रिया समय के लिए एक विश्वास अंतराल का निर्माण करना चाहता है। पिछले अनुभव से, इंजीनियर जानता है कि प्रतिक्रिया समय का मानक विचलन 8 एमएस है। यह ज्ञात है कि प्रतिक्रिया समय का मूल्यांकन करने के लिए, इंजीनियर ने 25 माप किए, औसत मूल्य 78 एमएस था।

समाधान: एक इंजीनियर किसी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का प्रतिक्रिया समय जानना चाहता है, लेकिन वह समझता है कि प्रतिक्रिया समय एक निश्चित मान नहीं है, बल्कि एक यादृच्छिक चर है जिसका अपना वितरण होता है। इसलिए, वह जो सबसे अच्छी उम्मीद कर सकता है वह इस वितरण के मापदंडों और आकार को निर्धारित करना है।

दुर्भाग्य से, समस्या की स्थिति से हम प्रतिक्रिया समय वितरण के आकार को नहीं जानते हैं (ऐसा होना जरूरी नहीं है)। सामान्य). , यह वितरण भी अज्ञात है। वही तो जाना जाता है मानक विचलनσ=8. इसलिए, जबकि हम संभावनाओं की गणना और निर्माण नहीं कर सकते विश्वास अंतराल.

हालाँकि, इस तथ्य के बावजूद कि हम वितरण को नहीं जानते हैं समय अलग प्रतिक्रिया, हम उसके अनुसार जानते हैं सीपीटी, नमूने का वितरण औसत प्रतिक्रिया समयलगभग है सामान्य(हम मान लेंगे कि शर्तें सीपीटीकिया जाता है, क्योंकि आकार नमूनेकाफी बड़ा (n=25)) .

इसके अतिरिक्त, औसतयह वितरण बराबर है औसत मूल्यएकल प्रतिक्रिया का वितरण, अर्थात μ. ए मानक विचलनइस वितरण की गणना (σ/√n) सूत्र =8/ROOT(25) का उपयोग करके की जा सकती है।

यह भी ज्ञात हुआ कि इंजीनियर को प्राप्त हुआ बिंदु लागतपैरामीटर μ 78 एमएस (एक्स औसत) के बराबर। इसलिए, अब हम संभावनाओं की गणना कर सकते हैं, क्योंकि हम वितरण का स्वरूप जानते हैं ( सामान्य) और इसके पैरामीटर (X avg और σ/√n)।

इंजीनियर जानना चाहता है अपेक्षित मूल्यμ प्रतिक्रिया समय वितरण। जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह μ के बराबर है औसत प्रतिक्रिया समय के नमूना वितरण की गणितीय अपेक्षा. अगर हम उपयोग करते हैं सामान्य वितरण N(X avg; σ/√n), तो वांछित μ लगभग 95% की संभावना के साथ +/-2*σ/√n की सीमा में होगा।

महत्वपूर्ण स्तर 1-0.95=0.05 के बराबर है।

अंत में, आइए बाएँ और दाएँ बॉर्डर खोजें विश्वास अंतराल.
बाईं सीमा: =78-NORM.ST.REV(1-0.05/2)*8/रूट(25) = 74,864
दाहिनी सीमा: =78+NORM.ST.INV(1-0.05/2)*8/रूट(25)=81.136

बाईं सीमा: =NORM.REV(0.05/2; 78; 8/रूट(25))
दाहिनी सीमा: =NORM.REV(1-0.05/2; 78; 8/रूट(25))

उत्तर: विश्वास अंतरालपर 95% आत्मविश्वास स्तर और σ=8मिसेके बराबर होती है 78+/-3.136 एमएस.

में सिग्मा शीट पर उदाहरण फ़ाइलज्ञात, गणना और निर्माण के लिए एक प्रपत्र बनाया दोहरा विश्वास अंतरालमनमानी के लिए नमूनेदिए गए σ और के साथ स्तर का महत्व.

कॉन्फिडेंस.नॉर्म() फ़ंक्शन

यदि मान नमूनेके दायरे में हैं बी20:बी79 , ए महत्वपूर्ण स्तर 0.05 के बराबर; फिर MS Excel सूत्र:
=औसत(बी20:बी79)-आत्मविश्वास.मानदंड(0.05;σ; गिनती(बी20:बी79))
बाईं सीमा वापस कर देंगे विश्वास अंतराल.

उसी सीमा की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
=औसत(B20:B79)-NORM.ST.REV(1-0.05/2)*σ/रूट(COUNT(B20:B79))

टिप्पणी: CONFIDENCE.NORM() फ़ंक्शन MS EXCEL 2010 में दिखाई दिया। MS EXCEL के पुराने संस्करणों में, TRUST() फ़ंक्शन का उपयोग किया गया था।

गणितीय अपेक्षा के लिए विश्वास अंतराल - यह डेटा से गणना किया गया एक अंतराल है, जिसमें ज्ञात संभावना के साथ, सामान्य जनसंख्या की गणितीय अपेक्षा शामिल होती है। गणितीय अपेक्षा के लिए एक प्राकृतिक अनुमान उसके देखे गए मूल्यों का अंकगणितीय माध्य है। इसलिए, पूरे पाठ में हम "औसत" और "औसत मूल्य" शब्दों का उपयोग करेंगे। आत्मविश्वास अंतराल की गणना करने की समस्याओं में, सबसे अधिक बार एक उत्तर की आवश्यकता होती है जैसे "औसत संख्या का विश्वास अंतराल [किसी विशेष समस्या में मूल्य] [छोटे मूल्य] से [बड़े मूल्य] तक होता है।" आत्मविश्वास अंतराल का उपयोग करके, आप न केवल औसत मूल्यों का मूल्यांकन कर सकते हैं, बल्कि सामान्य जनसंख्या की किसी विशेष विशेषता के अनुपात का भी मूल्यांकन कर सकते हैं। औसत मान, फैलाव, मानक विचलन और त्रुटि, जिसके माध्यम से हम नई परिभाषाओं और सूत्रों पर पहुंचेंगे, पाठ में चर्चा की गई है नमूने और जनसंख्या के लक्षण .

माध्य के बिंदु और अंतराल अनुमान

यदि जनसंख्या के औसत मूल्य का अनुमान किसी संख्या (बिंदु) द्वारा लगाया जाता है, तो एक विशिष्ट औसत, जिसकी गणना टिप्पणियों के नमूने से की जाती है, को जनसंख्या के अज्ञात औसत मूल्य के अनुमान के रूप में लिया जाता है। इस मामले में, नमूना माध्य का मान - एक यादृच्छिक चर - सामान्य जनसंख्या के माध्य मान से मेल नहीं खाता है। इसलिए, नमूना माध्य इंगित करते समय, आपको साथ ही नमूना त्रुटि भी इंगित करनी होगी। नमूनाकरण त्रुटि का माप मानक त्रुटि है, जिसे माध्य के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। इसलिए, निम्नलिखित संकेतन का अक्सर उपयोग किया जाता है: .

यदि औसत के अनुमान को एक निश्चित संभाव्यता के साथ जोड़ने की आवश्यकता है, तो जनसंख्या में रुचि के पैरामीटर का आकलन एक संख्या से नहीं, बल्कि एक अंतराल द्वारा किया जाना चाहिए। एक विश्वास अंतराल एक ऐसा अंतराल है जिसमें, एक निश्चित संभावना के साथ पीअनुमानित जनसंख्या सूचक का मान ज्ञात किया जाता है। कॉन्फिडेंस इंटरवल जिसमें यह संभावित है पी = 1 - α यादृच्छिक चर पाया जाता है, जिसकी गणना निम्नानुसार की जाती है:

,

α = 1 - पी, जो सांख्यिकी पर लगभग किसी भी पुस्तक के परिशिष्ट में पाया जा सकता है।

व्यवहार में, जनसंख्या माध्य और विचरण ज्ञात नहीं हैं, इसलिए जनसंख्या विचरण को नमूना विचरण से और जनसंख्या माध्य को नमूना माध्य से प्रतिस्थापित कर दिया जाता है। इस प्रकार, अधिकांश मामलों में विश्वास अंतराल की गणना निम्नानुसार की जाती है:

.

जनसंख्या माध्य का अनुमान लगाने के लिए आत्मविश्वास अंतराल सूत्र का उपयोग किया जा सकता है

  • जनसंख्या का मानक विचलन ज्ञात है;
  • या जनसंख्या का मानक विचलन अज्ञात है, लेकिन नमूना आकार 30 से अधिक है।

नमूना माध्य जनसंख्या माध्य का निष्पक्ष अनुमान है। बदले में, नमूना विचरण जनसंख्या भिन्नता का निष्पक्ष अनुमान नहीं है। नमूना विचरण सूत्र, नमूना आकार में जनसंख्या विचरण का निष्पक्ष अनुमान प्राप्त करने के लिए एनद्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए एन-1.

उदाहरण 1।एक निश्चित शहर में यादृच्छिक रूप से चुने गए 100 कैफे से जानकारी एकत्र की गई कि उनमें कर्मचारियों की औसत संख्या 4.6 के मानक विचलन के साथ 10.5 है। कैफे कर्मचारियों की संख्या के लिए 95% विश्वास अंतराल निर्धारित करें।

महत्व स्तर के लिए मानक सामान्य वितरण का महत्वपूर्ण मूल्य कहां है α = 0,05 .

इस प्रकार, कैफे कर्मचारियों की औसत संख्या के लिए 95% विश्वास अंतराल 9.6 से 11.4 तक था।

उदाहरण 2. 64 अवलोकनों की जनसंख्या से एक यादृच्छिक नमूने के लिए, निम्नलिखित कुल मूल्यों की गणना की गई:

प्रेक्षणों में मानों का योग,

माध्य से मानों के वर्ग विचलन का योग .

गणितीय अपेक्षा के लिए 95% विश्वास अंतराल की गणना करें।

आइए मानक विचलन की गणना करें:

,

आइए औसत मूल्य की गणना करें:

.

हम विश्वास अंतराल के लिए अभिव्यक्ति में मानों को प्रतिस्थापित करते हैं:

महत्व स्तर के लिए मानक सामान्य वितरण का महत्वपूर्ण मूल्य कहां है α = 0,05 .

हम पाते हैं:

इस प्रकार, इस नमूने की गणितीय अपेक्षा के लिए 95% विश्वास अंतराल 7.484 से 11.266 तक था।

उदाहरण 3. 100 अवलोकनों के यादृच्छिक जनसंख्या नमूने के लिए, परिकलित माध्य 15.2 है और मानक विचलन 3.2 है। अपेक्षित मूल्य के लिए 95% विश्वास अंतराल की गणना करें, फिर 99% विश्वास अंतराल की। यदि नमूना शक्ति और इसकी भिन्नता अपरिवर्तित रहती है और आत्मविश्वास गुणांक बढ़ता है, तो क्या आत्मविश्वास अंतराल संकीर्ण या चौड़ा होगा?

हम इन मानों को विश्वास अंतराल के लिए अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करते हैं:

महत्व स्तर के लिए मानक सामान्य वितरण का महत्वपूर्ण मूल्य कहां है α = 0,05 .

हम पाते हैं:

.

इस प्रकार, इस नमूने के माध्य के लिए 95% विश्वास अंतराल 14.57 से 15.82 तक था।

हम फिर से इन मानों को विश्वास अंतराल के लिए अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करते हैं:

महत्व स्तर के लिए मानक सामान्य वितरण का महत्वपूर्ण मूल्य कहां है α = 0,01 .

हम पाते हैं:

.

इस प्रकार, इस नमूने के माध्य के लिए 99% विश्वास अंतराल 14.37 से 16.02 तक था।

जैसा कि हम देखते हैं, जैसे-जैसे विश्वास गुणांक बढ़ता है, मानक सामान्य वितरण का महत्वपूर्ण मूल्य भी बढ़ता है, और परिणामस्वरूप, अंतराल के शुरुआती और समाप्ति बिंदु माध्य से आगे स्थित होते हैं, और इस प्रकार गणितीय अपेक्षा के लिए विश्वास अंतराल बढ़ता है .

विशिष्ट गुरुत्व के बिंदु और अंतराल अनुमान

कुछ नमूना विशेषता के हिस्से की व्याख्या शेयर के बिंदु अनुमान के रूप में की जा सकती है पीसामान्य जनसंख्या में समान विशेषताएँ। यदि इस मान को संभाव्यता के साथ संबद्ध करने की आवश्यकता है, तो विशिष्ट गुरुत्व के विश्वास अंतराल की गणना की जानी चाहिए पीसंभाव्यता के साथ जनसंख्या में विशेषता पी = 1 - α :

.

उदाहरण 4.किसी शहर में दो उम्मीदवार हैं और बीमेयर के लिए दौड़ रहे हैं. 200 शहर निवासियों का यादृच्छिक सर्वेक्षण किया गया, जिनमें से 46% ने जवाब दिया कि वे उम्मीदवार को वोट देंगे , 26% - उम्मीदवार के लिए बीऔर 28% को नहीं पता कि वे किसे वोट देंगे। उम्मीदवार का समर्थन करने वाले शहर निवासियों के अनुपात के लिए 95% विश्वास अंतराल निर्धारित करें .

विश्वास अंतराल- एक सांख्यिकीय मात्रा के सीमित मूल्य, जो किसी दिए गए आत्मविश्वास की संभावना के साथ, बड़ी मात्रा का नमूना लेते समय इस अंतराल में होंगे। P(θ - ε) के रूप में दर्शाया जाता है। व्यवहार में, विश्वास संभावना γ को एकता के काफी करीब मूल्यों से चुना जाता है: γ = 0.9, γ = 0.95, γ = 0.99।

सेवा का उद्देश्य. इस सेवा का उपयोग करके, आप यह निर्धारित कर सकते हैं:

  • सामान्य माध्य के लिए विश्वास अंतराल, विचरण के लिए विश्वास अंतराल;
  • मानक विचलन के लिए विश्वास अंतराल, सामान्य शेयर के लिए विश्वास अंतराल;
परिणामी समाधान एक वर्ड फ़ाइल में सहेजा गया है (उदाहरण देखें)। प्रारंभिक डेटा कैसे भरें, इस पर एक वीडियो निर्देश नीचे दिया गया है।

उदाहरण क्रमांक 1. एक सामूहिक फार्म पर, 1000 भेड़ों के कुल झुंड में से, 100 भेड़ों को चयनात्मक नियंत्रण कतरन से गुजरना पड़ा। परिणामस्वरूप, प्रति भेड़ औसतन 4.2 किलोग्राम ऊन की कतरन स्थापित की गई। प्रति भेड़ औसत ऊन कतरन का निर्धारण करते समय नमूने की औसत वर्ग त्रुटि 0.99 की संभावना के साथ निर्धारित करें और यदि भिन्नता 2.5 है तो कतरनी मूल्य किस सीमा के भीतर निहित है। नमूना गैर-दोहरावदार है.
उदाहरण क्रमांक 2. मॉस्को उत्तरी सीमा शुल्क के पद पर आयातित उत्पादों के एक बैच से, उत्पाद "ए" के 20 नमूने यादृच्छिक दोहराया नमूने द्वारा लिए गए थे। परीक्षण के परिणामस्वरूप, नमूने में उत्पाद "ए" की औसत नमी सामग्री स्थापित की गई, जो 1% के मानक विचलन के साथ 6% के बराबर निकली।
आयातित उत्पादों के पूरे बैच में उत्पाद की औसत नमी सामग्री की सीमा 0.683 संभावना के साथ निर्धारित करें।
उदाहरण संख्या 3. 36 छात्रों के एक सर्वेक्षण से पता चला कि शैक्षणिक वर्ष के दौरान उनके द्वारा पढ़ी गई पाठ्यपुस्तकों की औसत संख्या 6 के बराबर थी। यह मानते हुए कि प्रति सेमेस्टर एक छात्र द्वारा पढ़ी जाने वाली पाठ्यपुस्तकों की संख्या 6 के बराबर मानक विचलन के साथ एक सामान्य वितरण कानून है, खोजें : ए) इस यादृच्छिक चर की गणितीय अपेक्षा के लिए 0.99 अंतराल अनुमान की विश्वसनीयता के साथ; बी) हम किस संभावना के साथ कह सकते हैं कि इस नमूने से गणना की गई प्रति सेमेस्टर एक छात्र द्वारा पढ़ी जाने वाली पाठ्यपुस्तकों की औसत संख्या गणितीय अपेक्षा से पूर्ण मूल्य में 2 से अधिक नहीं भटकेगी।

आत्मविश्वास अंतराल का वर्गीकरण

मूल्यांकन किए जा रहे पैरामीटर के प्रकार के अनुसार:

नमूना प्रकार के अनुसार:

  1. अनंत नमूने के लिए विश्वास अंतराल;
  2. अंतिम नमूने के लिए विश्वास अंतराल;
नमूने को पुनः नमूनाकरण कहा जाता है, यदि चयनित वस्तु अगले वस्तु को चुनने से पहले जनसंख्या में वापस कर दी जाती है। नमूने को गैर-दोहराना कहा जाता है, यदि चयनित वस्तु जनसंख्या में वापस नहीं आती है। व्यवहार में, हम आम तौर पर गैर-दोहराव वाले नमूनों से निपटते हैं।

यादृच्छिक नमूनाकरण के लिए औसत नमूनाकरण त्रुटि की गणना

नमूने से प्राप्त संकेतकों के मूल्यों और सामान्य जनसंख्या के संबंधित मापदंडों के बीच विसंगति को कहा जाता है प्रतिनिधित्व संबंधी त्रुटि.
सामान्य और नमूना आबादी के मुख्य मापदंडों के पदनाम।

गणित और कंप्यूटर विज्ञान. संपूर्ण पाठ्यक्रम के लिए अध्ययन मार्गदर्शिका

मान लीजिए कि जनसंख्या के यादृच्छिक चर X को सामान्य रूप से वितरित किया जाता है, यह ध्यान में रखते हुए कि इस वितरण के विचरण और मानक विचलन ज्ञात हैं। नमूना माध्य का उपयोग करके अज्ञात गणितीय अपेक्षा का अनुमान लगाना आवश्यक है। इस मामले में, कार्य विश्वसनीयता बी के साथ गणितीय अपेक्षा के लिए विश्वास अंतराल खोजने के लिए नीचे आता है। यदि आप आत्मविश्वास संभाव्यता (विश्वसनीयता) बी का मान निर्दिष्ट करते हैं, तो आप सूत्र (6.9ए) का उपयोग करके अज्ञात गणितीय अपेक्षा के अंतराल में गिरने की संभावना पा सकते हैं:

जहां Ф(t) लाप्लास फ़ंक्शन (5.17a) है।

परिणामस्वरूप, यदि विचरण D = s 2 ज्ञात हो तो हम गणितीय अपेक्षा के लिए विश्वास अंतराल की सीमाओं को खोजने के लिए एक एल्गोरिदम तैयार कर सकते हैं:

  1. विश्वसनीयता मान निर्धारित करें - बी.
  2. (6.14) से Ф(t) = 0.5× b व्यक्त करें। मान Ф(t) के आधार पर लाप्लास फ़ंक्शन के लिए तालिका से t का मान चुनें (परिशिष्ट 1 देखें)।
  3. सूत्र (6.10) का उपयोग करके विचलन ई की गणना करें।
  4. सूत्र (6.12) का उपयोग करके एक आत्मविश्वास अंतराल लिखें, ताकि संभावना बी के साथ असमानता बनी रहे:

.

उदाहरण 5.

यादृच्छिक चर X का सामान्य वितरण होता है। अज्ञात गणितीय अपेक्षा ए की विश्वसनीयता बी = 0.96 के साथ एक अनुमान के लिए विश्वास अंतराल खोजें, यदि दिया गया हो:

1) सामान्य मानक विचलन s = 5;

2) नमूना औसत;

3) नमूना आकार n = 49।

गणितीय अपेक्षा के अंतराल अनुमान के सूत्र (6.15) में विश्वसनीयता b के साथ t को छोड़कर सभी मात्राएँ ज्ञात हैं। t का मान (6.14) का उपयोग करके पाया जा सकता है: b = 2Ф(t) = 0.96। एफ(टी) = 0.48.

लाप्लास फ़ंक्शन Ф(t) = 0.48 के लिए परिशिष्ट 1 में तालिका का उपयोग करके, संबंधित मान t = 2.06 ज्ञात करें। इस तरह, . ई के परिकलित मान को सूत्र (6.12) में प्रतिस्थापित करके, आप एक विश्वास अंतराल प्राप्त कर सकते हैं: 30-1.47< a < 30+1,47.

अज्ञात गणितीय अपेक्षा की विश्वसनीयता बी = 0.96 के साथ एक अनुमान के लिए आवश्यक आत्मविश्वास अंतराल बराबर है: 28.53< a < 31,47.

औसत नमूनाकरण त्रुटि सूत्र
पुनः चयनचयन दोहराएँ
औसत के लिएशेयर के लिएऔसत के लिएशेयर के लिए
नमूनाकरण त्रुटि सीमा (Δ) के बीच संबंध कुछ संभाव्यता के साथ गारंटीकृत है Р(टी),और औसत नमूनाकरण त्रुटि का रूप है: या Δ = t·μ, जहां टी- आत्मविश्वास गुणांक, लाप्लास इंटीग्रल फ़ंक्शन की तालिका के अनुसार संभाव्यता स्तर पी (टी) के आधार पर निर्धारित किया जाता है।

विशुद्ध रूप से यादृच्छिक नमूनाकरण विधि का उपयोग करके नमूना आकार की गणना के लिए सूत्र

मान लें कि CB X सामान्य जनसंख्या बनाता है और β को अज्ञात पैरामीटर CB हालाँकि, व्यवहार में, हमारे पास बहुत बड़े नमूने नहीं हैं, इसलिए हम अधिक सटीकता की गारंटी नहीं दे सकते।

मान लीजिए b* c के लिए एक सांख्यिकीय अनुमान है। मूल्य |में* - में| अनुमान सटीकता कहलाती है. यह स्पष्ट है कि सटीकता सीबी है, क्योंकि β* एक यादृच्छिक चर है। आइए हम एक छोटी सकारात्मक संख्या 8 निर्दिष्ट करें और अनुमान की सटीकता की आवश्यकता करें |в* - в| 8 से कम था, यानी | में* - में |< 8.

किसी अनुमान की विश्वसनीयता g या आत्मविश्वास संभाव्यता * वह संभाव्यता g है जिसके साथ असमानता | in * - in|< 8, т. е.

आमतौर पर, विश्वसनीयता g पहले से निर्दिष्ट होती है, और g को 1 (0.9; 0.95; 0.99; ...) के करीब की संख्या माना जाता है।

असमानता के बाद से |में * -में|< S равносильно двойному неравенству в* - S < в < в* + 8, то получаем:

अंतराल (* - 8 में, * + 5 में) को कॉन्फिडेंस इंटरवल कहा जाता है, यानी कॉन्फिडेंस अंतराल अज्ञात पैरामीटर को प्रायिकता y के साथ कवर करता है। ध्यान दें कि विश्वास अंतराल के सिरे यादृच्छिक हैं और नमूने से नमूने में भिन्न होते हैं, इसलिए यह कहना अधिक सटीक है कि अंतराल (* - 8 में, * + 8 में) अज्ञात पैरामीटर को कवर करता है, बजाय इसके कि यह संबंधित है मध्यान्तर।

मान लीजिए कि जनसंख्या को एक यादृच्छिक चर X द्वारा परिभाषित किया गया है, जो एक सामान्य कानून के अनुसार वितरित है, और मानक विचलन ज्ञात है। अज्ञात गणितीय अपेक्षा a = M (X) है। किसी दी गई विश्वसनीयता y के लिए विश्वास अंतराल ज्ञात करना आवश्यक है।

नमूना माध्य

xr = a के लिए एक सांख्यिकीय अनुमान है।

प्रमेय. एक यादृच्छिक चर xB का सामान्य वितरण होता है यदि X का सामान्य वितरण होता है और M (XB) = a,

ए (एक्सबी) = ए, जहां ए = वाई/बी (एक्स), ए = एम (एक्स)। एल/आई

ए के लिए विश्वास अंतराल का रूप है:

हमें 8 मिलते हैं।

अनुपात का उपयोग करना

जहां Ф(r) लाप्लास फ़ंक्शन है, हमारे पास है:

पी ( | एक्सबी - ए |<8} = 2Ф

लाप्लास फ़ंक्शन के मानों की तालिका में हम t का मान ज्ञात करते हैं।

नामित होना

टी, हमें एफ(टी) = जी मिलता है क्योंकि जी दिया गया है, तो द्वारा

समानता से हम पाते हैं कि अनुमान सटीक है।

इसका मतलब यह है कि a के लिए विश्वास अंतराल का रूप इस प्रकार है:

जनसंख्या X से एक नमूना दिया गया है

एनजी को" एक्स2 एक्सएम
एन। एन 1 एन 2 एनएम

n = U1 + ... + nm, तो आत्मविश्वास अंतराल होगा:

उदाहरण 6.35. नमूना माध्य Xb = 10.43, नमूना आकार n = 100 और मानक विचलन s = 5 को जानते हुए, 0.95 की विश्वसनीयता के साथ सामान्य वितरण की गणितीय अपेक्षा ए का अनुमान लगाने के लिए आत्मविश्वास अंतराल खोजें।

आइए सूत्र का उपयोग करें

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