Matematika/Pasikliautiniai intervalai dispersijose

Iš testwiki.
Pereiti į navigaciją Jump to search

Sudarysime pasikliautinį intervalą pagal normalųjį dėsnį pasiskirsčiusio dydžio X𝒩(μ,σ2) dispersijai 𝐃[X]=σ2. Jeigu atsitiktinio dydžio vidurkis yra žinomas, o N1,N2,,Nn atsitiktinė imtis, tai dispersijos taškiniam įverčiui galime naudoti statistiką

S02=1ni=1n(Xiμ)2.


Šis įvertis yra nepaslinktas, t.y. 𝐄[S02]=σ2. Jeigu padalytume iš dispersijos, gautume

S02σ2=1nσ2i=1n(Xiμ)2=1ni=1n(Xiμσ)2,   nS02σ2=i=1n(Xiμσ)2.

Panagrinėkime dydžius Yi=(Xiμ)/σ. Jie yra nepriklausomi, normalieji. Dar daugiau, kadangi 𝐄[Yi]=0, 𝐃[Yi]=1, tai dydžiai yra standartiniai normalieji, Yi𝒩(0,1). Tačiau tada

nS02σ2=i=1nYi𝒳2(n),

taigi žinome koks yra statistikos nS02/σ2 pasiskirstymo dėsnis. Toliau sudaryti pasikliautinį intervalą galime panašiai kaip vidurkio atveju. Po dydžio 𝒳n2𝒳2(n) tankiu tiesėmis x=u, x=v, y=0 apribokime ploto Q figūrą. Čia 0<Q<1 yra pasikliovimo lygmuo. Tada

P(u<nS02σ2<v)=Q,   arba P(nS02v<σ2<nS02u)=Q

Kaip parinkti skaičius u, v? Geriausia juos parinkti taip, kad plotai po tankio grafiku į kairę nuo tiesės x=u ir į dešinę nuo tiesės x=v būtų lygūs (1Q)/2. Tada šie skaičiai būtų lygūs dydžio 𝒳n2 atitinkamai (1Q)/2 ir (1+Q)/2 lygmens kvantiliai, t.y. lygčių

F𝒳n2(u)=1Q2,   F𝒳n2(v)=1+Q2,

sprendiniai. Juos galime rasti iš lentelių arba apskaičiuoti kompiuteriu.