Различают точечные и интервальные оценки. Точечная оценка некоторого параметра определяется по результатам выборки одним числом. Для того, чтобы точечная оценка была «хорошей» необходимо, чтобы она была состоятельной, несмещенной, эффективной. Задача оценивания параметров и сводится к нахождению таких функций от выборки и , которые могут быть использованы для приближенного определения параметров и . В качестве точечных оценок для и нормально распределенной СВ () принимаются:
(1.2)
(1.3)
Точечные оценки не указывают величины ошибки, которая совершается при замене и их приближенными значениями и . Поэтому иногда выгоднее пользоваться интервальной оценкой, которая определяется двумя числами и – концами интервала, накрывающего оцениваемый параметр с заданной вероятностью (надежностью).
Пусть – точечная оценка параметра . Она тем лучше, чем меньше разность . Тогда в качестве характеристики точности оценки можно взять некоторое такое, что .
Доверительной вероятностью оценки называется вероятность выполнения неравенства . Доверительный интервал – это интервал, который накрывает неизвестный параметр с заданной надежностью . Чем меньше длина доверительного интервала, тем точнее оценка.
При неизвестном доверительный интервал для математического ожидания СВ имеет вид:
, (1.4)
где величина определяется по таблицам по заданному уровню значимости (либо надежности ) и объему выборки .
Доверительный интервал для задается неравенствами
, если , (1.5)
либо
, если . (1.6)
Величина определяется по таблице доверительных интервалов для по доверительной вероятности и объему выборки .
Медианой называется вариант, который приходится на середину ряда распределения. При вычислении медианы дискретного ряда рассматриваются два случая: объем совокупности четный и нечетный. В первом случае применяется формула , если ( – объем совокупности). Если , то медиана: .
Модой называется вариант, который наиболее часто встречается. Мода – это вариант, которому соответствует наибольшая частота или частоты.
Эмпирической функцией распределения СВ называют функцию
,
где – число значений меньших, чем ;
– объем выборки.
Эмпирическая функция распределения используется в качестве оценки функции распределения.
Для наглядности данные выборки можно представить графически в виде гистограммы, а также полигона относительных частот. Для построения гистограммы интервал наблюдаемых значений СВ разбивается над подынтервалы равной длины , на каждом из которых строится прямоугольник с высотой , где – число значений СВ из выборки, попадающих в рассматриваемый подынтервал. Ломаная, соединяющая точки пересечения середин подынтервалов с соответствующими высотами , образуют полигон относительных частот.
Если форма гистограммы или полигона относительных частот напоминает кривую Гаусса, то можно выдвинуть гипотезу о нормальном распределении СВ . Для проверки того, что СВ можно использовать следующие характеристики: асимметрию и эксцесс , где .
Для нормального распределения , . По данным выборки объема можно найти точечные оценки и :
, , (1.7)
где , а также средние квадратичные ошибки и их определения
; . (1.8)
Гипотеза о нормальности закона распределения СВ выдвигается, если и . В противном случае она отвергается.
После предварительного выбора закона распределения рекомендуется применять строгие критерии согласия.
1.3. Критерий -Пирсона
При проверке гипотезы о нормальном распределения СВ с помощью критерия -Пирсона поступают следующим образом:
1) вычисляют вероятности попадания СВ в подынтервалы , ;
2) вычисляют выборочную статистику
; (1.9)
3) сравнивают с квантилем , определяемым по таблицам по заданному уровню значимости и числу степеней свободы , где – число параметров предполагаемого распределения СВ . Если , то считают, что нет оснований для отклонения проверяемой гипотезы. В противном случае гипотеза отклоняется.