Наиболее часто приходится проверять следующие вида гипотез:
- гипотезы об однородности средних выборочной и генеральной совокупностей;
- гипотеза об однородности средних двух выборочных совокупностей (т.е. проверку их принадлежности к одной и той же гeнеральной совокупности);
- гипотезы об однородности средних нескольких (более двух) выборочных совокупностей.
При проверке однородности средних полагаем, что выборки взяты из нормального распределенных генеральных совокупностей .
a) Проверка однородности средних выборочной и генеральной совокупностей.
Рассмотрим два случая:
1) Когда дисперсия D( x ) генеральной совокупности известна.
В этом случае подданным статистических наблюдений вычисляется V - статистика , значение которой сравнивается со значением величины или
(5.28)
где = ,
n - объем наблюдений;
2) Когда дисперсия генеральной совокупности неизвестна. В этом случае значение V - статистики сравнивается с значением величин: Z или t.
(5.29)
или
(5.30)
где S( x ) - среднее квадратическое отклонение величины x в выборке объемом n ;
- значение t -критерия, взятого при уровне значимости α/2 (или α) b числе степеней свободы К=n-1 .
Пример:
т.е.
Вычисляем значение Ѵ -статистики:
Пользуемся двухсторонним критериев, тогда ( приложение 2 табл. 3)
Следовательно, расхождение между средними значениями и случайно (незначимо), и гипотеза об однородности этих величин должна быть принята.
Если D(T) – неизвестна, а S(T) =3,3, то будем иметь:
гипотеза о равенстве средних , с вероятностью 0,95 не отвергается;
б) Проверка гипотезы о равенстве двух выборочных средних.
1) Дисперсия D( x ) генеральной совокупности известна.
Проверка производятся с использованием V - статистики, т.е.
(5.31)
2) Дисперсия генеральной совокупности неизвестна. В этом случае значение. V - статистики вычисляется по формуле:
(5.32)
где - значение t -критерия, взятого при уровне значимости α/2 и α и числе степеней свободы ;
- приведенная дисперсия.
Пример
Ранее для этого прамера проверялась однородность дисперсий . Проверим однородность средних по значению V -статистики :
Зададимся доверительной вероятностью 1 - α = 0,90. Тогда для α/2 = 0,05 и К= 23+22-2=43:
; т.е
Следовательно, гипотеза о случайности расхождений средних этих групп наблюдений должна быть отвергнута;
3) Дисперсия выборочных совокупностей неоднородны.
В этих случаях используется приближенная зависимость:
(5.33)
Величина представляет собой приведенное значение t - критерия и вычисляется по формуле:
(5.34)
Пример.
Проверим однородность дисперсий с использованием F - критерия
т.е. расхождение дисперсай не случайно.
Проверяем однородность средних, т.е. устанавливаем справедливость неравенства
,
где
В связи с тем, что , то гипотеза о случайности расхождений между средними должна быть отвергнута.
в) Проверка гипотез об однородности средних нескольких выборочных совокупностей , т.е. когда их число более двух.
Рассмотрим два случая:
1) с использованием F - критерия
В этом случае статистическое значение F -критерия вычисляется по формуле:
(5.35)
где
- дисперсия, характеризующая рассеивание средних значений;
m - число сравниваемых средних;
- среднее значение случайной величины в j -той выборке;
- Среднее значение m - средних величин:
если если объемы наблюдений различны, то
- общее число наблюдений ;
- оценка дисперсий (средневзвешенная дисперсия);
- число степеней свободы j -той выборки;
- общее число степеней свободы.
Таким образом, F - статистика в этом случае представляет собой отношение двух дисперсий, из которых одна характеризует рассеивание средних, а другая представляет собой средневзвешенное значений всех дисперсий. Здесь всегда
Вычисленное значение F - статистики сравнивается с
Пример.
Проверим однородность средних для условий, приведенных в таблице 5.1 и K= 27; m = 5 ; n = 32; α = 0,05.
Вычисляем рассеивание средних величин
Где
Тогда:
Следовательно, расхождение между средними величинами незначительно, т.е. толщина стенки трубы несущественно влияет на величину характеристики прочности бв;
2) Использованием Lо - критерия.
Здесь Lо - преобразованный критерии Неймана - Пирсона .
Статистическое значение величина Lо вычисляется по формула:
, (5.36)
где - полная дисперсия выборочных значений;
- общее число наблюдений;
- общая средняя /среднее значение средних величин;
m - число групп наблюдений;
- среднее геометрическое значение числа наблюдений (приведенное число наблюдений);
- средняя геометрическая дисперсия выборок.
Необходимо иметь в виду, что проверка однородности средних должна предшествовать проверке однородности дисперсий.
Пример . Дано m = 5; α = 0,05
Вычисляем значение величин, входных в формулу (5.36):
Или
Откуда
Тогда статистическое значение; /'о -критерия, ;
Приведенное значение числа наблюдений •
По таблице 15, для -критерия, определяем:
Так как то выборочные характеристики однородны и, влияние толщины стенки на s в незначимо . При этом полагаем, что выборочные наблюдения взяты из генеральной совокупности, распределенной по нормальному закону. Применение t -критерия допустимо и для проверки гипотезы об однородности выборочных, наблюдений, относящихся к генеральной совокупности, у которой распределение несколько отличается от нормального.
Если распределение признака генеральной совокупности не подчиняется нормальному распределению, то в таких случаях для проверки гипотез об однородности наблюдений применяются непараметрические гипотезы и критерии.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 260.