1. Довірчий інтервал для оцінки математичного сподівання нормального розподілу при відомому .
2. Довірчий інтервал для оцінки математичного сподівання нормального розподілу при невідомому .
Приклад. Вимірявши 40 випадково відібраних після виготовлення деталей, знайшли вибіркову середню, що дорівнює 15 см. Із надійністю побудувати довірчий інтервал для середньої величини всієї партії деталей, якщо генеральна дисперсія дорівнює .
Розв’язання. Для побудови довірчого інтервалу необхідно знати: , n, x.
З умови задачі маємо: Величина х обчислюється з рівняння
Знайдемо числові значення кінців довірчого інтервалу:
Таким чином, маємо:
.
Приклад. Маємо такі дані про розміри основних фондів (у млн грн.) на 30-ти випадково вибраних підприємствах:
4,2; 2,4; 4,9; 6,7; 4,5; 2,7; 3,9; 2,1; 5,8; 4,0;
2,8; 7,8; 4,4; 6,6; 2,0; 6,2; 7,0; 8,1; 0,7; 6,8;
9,4; 7,6; 6,3; 8,8; 6,5; 1,4; 4,6; 2,0; 7,2; 9,1.
Побудувати інтервальний статистичний розподіл із довжиною кроку h = 2млн грн.
З надійністю знайти довірчий інтервал для , якщо = 5 млн грн.
Розв’язання. Інтервальний статистичний розподіл буде таким:
h = 2 млн грн. | 2–4 | 4–6 | 6–8 | 8–10 |
ni |
Для визначення необхідно побудувати дискретний статистичний розподіл, що має такий вигляд:
ni |
.
Тоді
Для побудови довірчого інтервалу із заданою надійністю необхідно знайти х:
Обчислюємо кінці інтервалу:
Отже, довірчий інтервал для буде .
Приклад. Якого значення має набувати надійність оцінки γ, щоб за обсягу вибірки n = 100 похибка її не перевищувала 0,01 при .
Розв’язання. Позначимо похибку вибірки
Далі маємо:
Як бачимо, надійність мала.
Приклад. Визначити обсяг вибірки n,за якого похибка гарантується з імовірністю 0,999, якщо .
Розв’язання. За умовою задачі Оскільки то дістанемо: Величину х знаходимо з рівності Тоді
Приклад. Випадково вибрана партія з двадцяти приладів була випробувана щодо терміну безвідмовної роботи кожного з них tі. Результати випробувань наведено у вигляді дискретного статистичного розподілу:
ti | |||||
ni |
З надійністю побудувати довірчий інтервал для «а» (середнього часу безвідмовної роботи приладу).
Розв’язання. Для побудови довірчого інтервалу необхідно знайти середнє вибіркове і виправлене середнє квадратичне відхилення.
Обчислимо :
Отже, дістали
Визначимо D B:
Отже, D B = 4348,75.
Виправлене середнє квадратичне відхилення дорівнюватиме:
За таблицею значень (додаток 3) розподілу Ст’юдента за заданою надійністю і числом ступенів свободи = 20 – 1 = 19 знаходимо значення
Обчислимо кінці довірчого інтервалу:
Отже, з надійністю можна стверджувати, що буде міститися в інтервалі .
При великих обсягах вибірки, а саме: на підставі центральної граничної теореми теорії ймовірностей (теореми Ляпунова) розподіл Ст’юдента наближається до нормального закону. У цьому разі знаходиться за таблицею значень функції Лапласа.
Приклад. У таблиці наведено відхилення діаметрів валиків, оброблених на верстаті, від номінального розміру:
h = 5 мк | 0–5 | 5–10 | 10–15 | 15–20 | 20–25 |
ni |
Із надійністю побудувати довірчий інтервал для .
Розв’язання. Для побудови довірчого інтервалу необхідно знайти , S.
Для цього від інтервального статистичного розподілу, наведеного в умові задачі, необхідно перейти до дискретного, а саме:
2,5 | 7,5 | 12,5 | 17,5 | 22,5 | |
ni |
Обчислимо :
Отже,
Визначимо D B:
Обчислимо виправлене середнє квадратичне відхилення S:
З огляду на великий (n = 250) обсяг вибірки можна вважати, що розподіл Ст’юдента близький до нормального закону. Тоді за таблицею значення функції Лапласа
Обчислимо кінці інтервалів:
Отож, довірчий інтервал для середнього значення відхилень буде таким: .
Звідси з надійністю (99%) можна стверджувати, що а [11,03 мк; 12,57 мк].