Оцінка параметрів розподілу за допомогою надійних інтервалів
В § 4.4 розглянули точковий спосіб визначення точкових оцінок. Проте більш досконалим є спосіб надійних інтервалів. Справа полягає в тому, що точкова оцінка без вказаної ступені точності і надійності мало що визначає, тому що отримані величини оцінок становлять лиш часткові значення деяких випадкових величин.
Щоб мати досить точну і надійну оцінку а* параметра а треба дотриматись умови
Р(|a* - a| < x ) = P (-x < |a* - a| < x ) = P (a* - x < a < a* + x ) = 1 – б, (4.52)
де бдосить мала величина.
Співвідношення (4.52) показує ймовірність того, що невідомий параметр а буде знаходитись в межах інтервалу ( а* - x, а* + x), дорівнює 1 – б = Р. Такий інтервал і називають надійним інтервалом.
Треба зазначити, що чим менше буде x, тим точніше буде оцінка а* параметра а.
Графічно надійний інтервал для параметра а можна показати на рис.4.5.
Рис.4.5
Припустимо, що параметром а буде математичне сподівання випадкової величини Х.
Емпіричне середнє арифметичне значення випадкової величини Х: (х1, х2, ..., хп)визначається за формулою (4.23) і є випадковою величиною, якщо її обчислювати по різним серіям вимірів (по вибірках) при проведенні дослідів. Таким чином із серійних середніх арифметичних також формується статистичний ряд. Причому всі вони з деяким рівнем ймовірності р = b будуть належати інтервалу
а* - x < a = MX < a* + x. (4.53)
Визначимо математичне сподівання та дисперсію випадкової величини , або параметра а.Відповідно за формулою (3.48) маємо
= (4.54)
Це означає, що математичне сподівання випадкової величини Х залежить від числа п вимірів і дорівнює математичному очікуванню МХ = а випадкової величини Х.
Дисперсія середнього арифметичного відповідно за формулою (3.59) буде
= , або . (4.55)
Із формули (4.55) маємо висновок, що дисперсія математичного сподівання (емпіричного середнього арифметичного) залежить від параметра sта числа вимірів п.
Величину називають стандартом математичного сподівання середнього арифметичного
. (4.56)
Якщо дисперсію m2обчислюють по статистичному ряду чи статистичній сукупності (формули 4.22 і 4.28), то емпіричне значення стандарту середнього арифметичного називають середнім квадратичним відхиленням арифметичної середини, або