дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

3. Случайные величины. Понятие случайной величины

Случайной величиной Называется величина, которая в результате испытаний, проводимых в одних и тех же условиях, принимает различные, вообще говоря, значения, зависящие от не учитываемых случайных факторов. Примеры случайных величин: число выпавших очков на игральной кости, число дефектных изделий в партии, отклонение точки падения снаряда от цели, время безотказной работы устройства и т. п. Различают дискретные и непрерывные случайные величины. Дискретной Называется случайная величина, возможные значения которой образуют счетное множество, конечное или бесконечное (т. е. такое множество, элементы которого могут быть занумерованы).

Непрерывной Называется случайная величина, возможные значения которой непрерывным образом заполняют некоторый конечный или бесконечный интервал числовой оси. Число значений непрерывной случайной величины всегда бесконечно.

Законом распределения дискретной случайной величины называется задаваемое в любой форме соответствие между возможными значениями случайной величины и их вероятностями.

Пусть возможными значениями случайной величины X Являются дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. В результате испытания случайная величина примет одно из этих значений, т. е. Произойдет одно событие из полной группы попарно несовместных событий.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Пусть также известны вероятности этих событий:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Закон распределения случайной величины X Может быть записан в виде таблицы, которую называют Рядом распределения Дискретной случайной величины:

Источник

Дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Модуль 2. Тема 4. Числовые характеристики случайных величин

Закон распределения и плотность распределения полностью характеризует случайную величину. Однако при решении многих практических задач достаточно знать лишь некоторые числовые параметры, характеризующие отдельные существенные свойства закона распределения случайной величины. Такие числа принято называть числовыми характеристиками случайной величины.

Важнейшими среди них являются характеристики положения: математическое ожидание (центр распределения случайной величины), мода, медиана; характеристики рассеяния: дисперсия (отклонение случайной величины от ее центра), среднее квадратическое отклонение.

Математическое ожидание обозначается через дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина(или дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина). Таким образом, по определению

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. (1)

Если число возможных значений случайной величины конечно, то

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, (2)

Заметим, что ряд в правой части (1) предполагается сходящимся (в противном случае случайная величина дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинане имеет математического ожидания).

Вероятностный смысл математического ожидания состоит в том, что оно является средним значением случайной величины. Действительно, так как дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, то

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. (3)

Интеграл в правой части равенства (3) предполагается абсолютно сходящимся, т.е.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

в противно случае непрерывная случайная величина дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинане имеет математического ожидания.

Свойства математического ожидания.

1. Математическое ожидание постоянной равно самой этой постоянной, т.е. дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

2. Постоянный множитель выносится за знак математического ожидания, т.е. дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

3. Математическое ожидание суммы (разности) случайных величин равно сумме (разности) математических ожиданий, т.е. дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина( дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина).

4. Математическое ожидание отклонения случайной величины от ее математического ожидания равно нулю, т.е. дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

5. Математическое ожидание произведения независимых случайных величин равно произведению их математических ожиданий, т.е. если дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинанезависимы, то дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

Пример. В лотерее имеется 1000 билетов, из них выигрышных: 10 по 500 руб., 50 по 50 руб., 100 по 10 руб., 150 по 1 руб. Найти математическое ожидание выигрыша на один билет.

Решение. Ряд распределения случайной величины Х- суммы выигрыша на один билет таков:

Источник

Дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

1. Формирование представление о случайной величине, дискретных и непрерывных случайных величинах.

2. Знакомство с законом распределения дискретной случайной величины, функцией распределения и плотностью распределения непрерывной случайной величины, числовых характеристиках случайных величин.

1. Виды случайных величин.

2. Закон распределения дискретной случайной величины.

3. Функция распределения вероятностей случайной величины.

4. Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины.

5. Математическое ожидание.

6. Дисперсия и среднеквадратическое отклонение.

1. Виды случайных величин.

Случайной величиной называется такая величина, которая случайно принимает какое-то значение из множества возможных значений.

По множеству возможных значений различают дискретные и непрерывные случайные величины.

Дискретными называются случайные величины, значениями которых являются только отдельные точки числовой оси. (Число их может быть как конечно, так и бесконечно).

Пример: Число родившихся девочек среди ста новорожденных за последний месяц- это дискретная случайная величина, которая может принимать значения 1,2,3,…

Непрерывными называются случайные величины, которые могут принимать все значения из некоторого числового промежутка.

2. Закон распределения дискретной случайной величины.

Закон распределения дискретной случайной величины— это соответствие между возможными значениями случайной величины и их вероятностями.

Закон распределения можно задать таблично, аналитически, графически.

При задании закона распределения таблично, в первую строку таблицы вносятся возможные значения случайно величины, а во вторую- их вероятности.

Пример: Монету подбросили 3 раза. Запишите закон распределения числа выпадения «герба».

Возможные значения данной случайной величины: 0, 1, 2, 3.

Найдем вероятность того, что «герб» не появится (0 раз).

Найдем вероятность того, что «герб» появится 1 раз.

Найдем вероятность того, что «герб» появится 2 раза.

Найдем вероятность того, что «герб» появится 3 раза.

Тогда закон распределения данной дискретной случайной величины можно представить таблицей:

Для наглядности закон распределения дискретной случайной величины можно изобразить графически, для чего в прямоугольной системе координат строят точки с координатами (xi ; pi), а затем соединяют их отрезками прямых. Полученная фигура называется многоугольником распределения.

Однако, такой способ задания (перечисление всех возможных значений случайной величины и их вероятностей) не подходит для непрерывных случайных величин. Составить перечень их возможных значений невозможно.

3. Функция распределения вероятностей случайной величины.

Дадим новый способ задания любых типов случайных величин. С этой целью введем функцию распределения вероятностей случайной величины.

Функцией распределения случайной величины называют функцию F ( x ), определяющую вероятность того, что случайная величина Х в результате испытания примет значение меньшее х, т.е. F ( x ) P ( X x ).

Геометрически это равенство можно истолковать так: F ( x ) –есть вероятность того, что случайная величина примет значение, которое изображается на числовой оси точкой, лежащей левее точки х.

Иногда вместо термина «функция распределения» используется термин «интегральная функция».

Свойства функции распределения:

Следствие 1: Вероятность того, что случайная величина примет значение, заключенное в интервале (а; b ), равна приращению функции распределения на этом интервале:

Пример: Случайная величина Х задана функцией распределения:

Найдите вероятность того, что в результате испытания Х примет значение, принадлежащее интервалу (0; 2).

Следствие: Если возможные значения непрерывной случайной величины распределены на всей числовой оси, то справедливы следующие предельные соотношения:

Рассмотренные выше свойства позволяют представить, как выглядит график функции распределения непрерывной случайной величины.

График расположен в полосе, ограниченной прямыми у=0, у=1 (1 свойство).

4. При возрастании значения х в интервале ( a ; b ), в котором заключены все возможные значения случайной величины, график растет вверх (2 свойство).

5. При ординаты графика равны 0, при ординаты графика равны 1 (3 свойство).

Замечание: График функции распределения дискретной случайной величины имеет ступенчатый вид.

Пример: Дискретная случайная величина Х задана таблицей распределения:

Найдите функцию распределения и постройте ее график.

Итак, функция распределения имеет следующий вид:

4. Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины.

Непрерывную случайную величину можно также задать, используя другую функцию, которую называют плотностью распределения или плотностью вероятности (дифференциальной функцией).

Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f ( x )- первую производную от функции распределения F ( x ).

Пример: Задана плотность вероятностей случайной величины Х.

Найдите вероятность того, что в результате испытания Х примет значение, принадлежащее интервалу (0,5; 1).

Свойства плотности распределения вероятностей:

Свойство 1: Плотность распределения- неотрицательная функция: f ( x ) > 0.

Часто, для того чтобы характеризовать случайную величину используют числа, которые описывают случайную величину суммарно. Такие числа называются числовыми характеристиками случайной величины. К числу важнейших числовых характеристик относятся математическое ожидание и дисперсия.

5. Математическое ожидание.

Математическое ожидание приближенно равно среднему значению случайной величины. Например, если известно, что математическое ожидание числа выбиваемых очков у первого стрелка больше, чем у второго, то первый стрелок в среднем выбивает больше очков, чем второй, и следовательно стреляет лучше.

Пример: Найдите математическое ожидание, зная закон распределения дискретной случайной величины.

Источник

Дисперсия и ее свойства — справочник студента

Дисперсией случайной величины называется математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от ее математического ожидания

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Пример. Пусть случайные величины и имеют следующее законы распределения

-0,10,10,4-100,5
0,30,150,30,250,40,20,4

Найти математические ожидания и дисперсии этих случайных величин.

Решение. Воспользовавшись формулой для вычисления математических ожиданий, находим

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

С помощью формулы (2) вычислим дисперсии заданных случайных величин

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина.

Из полученных результатов делаем вывод: математические ожидания случайных величин и одинаковы, однако дисперсии различны. Дисперсия случайной величины мала и мы видим, что ее значение сконцентрированы около ее математического ожидания дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Напротив, значения случайной величины значительно рассеяны относительно дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина, а поэтому дисперсия имеет большое значение. ●

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Свойство 3. Дисперсия суммы двух независимых случайных величин равна сумме их дисперсий

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Свойство 4. Дисперсия случайной величины равна математическому ожиданию

квадрата этой величины минус квадрат ее математического ожидания

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Дисперсия, виды и свойства дисперсии

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина2. Взвешенная дисперсия (для вариационного ряда):
дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинагде n — частота (повторяемость фактора Х)

Пример нахождения дисперсии

На данной странице описан стандартный пример нахождения дисперсии, также Вы можете посмотреть другие задачи на её нахождение

Пример 1. Имеются следующие данные по группе из 20 студентов заочного отделения. Нужно построить интервальный ряд распределения признака, рассчитать среднее значение признака и изучить его дисперсию

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинаПостроим интервальную группировку. Определим размах интервала по формуле:
дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинагде X max– максимальное значение группировочного признака;
X min–минимальное значение группировочного признака;

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинаПринимаем n=5. Шаг равен: h = (192 — 159)/ 5 = 6,6

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинаДля дальнейших расчетов построим вспомогательную таблицу:
дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинаX’i– середина интервала. (например середина интервала 159 – 165,6 = 162,3)

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величинаОпределим дисперсию по формуле:
дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Из этой формулы следует, что дисперсия равна разности средней из квадратов вариантов и квадрата и средней.

Дисперсия в вариационных рядах с равными интервалами по способу моментов может быть рассчитана следующим способом при использовании второго свойства дисперсии (разделив все варианты на величину интервала). Определении дисперсии, вычисленной по способу моментов, по следующей формуле менее трудоемок:

Подставляя в данную формулу дисперсии q =1- р, получаем:

Виды дисперсии

Общая дисперсия измеряет вариацию признака по всей совокупности в целом под влиянием всех факторов, обуславливающих эту вариацию. Она равняется среднему квадрату отклонений отдельных значений признака х от общего среднего значения х и может быть определена как простая дисперсия или взвешенная дисперсия.

Внутригрупповая дисперсия характеризует случайную вариацию, т.е.

часть вариации, которая обусловлена влиянием неучтенных факторов и не зависящую от признака-фактора, положенного в основание группировки.

Такая дисперсия равна среднему квадрату отклонений отдельных значений признака внутри группы X от средней арифметической группы и может быть вычислена как простая дисперсия или как взвешенная дисперсия.

Таким образом, внутригрупповая дисперсия измеряет вариацию признака внутри группы и определяется по формуле:

где хi — групповая средняя;
ni — число единиц в группе.

Например, внутригрупповые дисперсии, которые надо определить в задаче изучения влияния квалификации рабочих на уровень производительности труда в цехе показывают вариации выработки в каждой группе, вызванные всеми возможными факторами (техническое состояние оборудования, обеспеченность инструментами и материалами, возраст рабочих, интенсивность труда и т.д.), кроме отличий в квалификационном разряде (внутри группы все рабочие имеют одну и ту же квалификацию).

Средняя из внутри групповых дисперсий отражает случайную вариацию, т. е. ту часть вариации, которая происходила под влиянием всех прочих факторов, за исключением фактора группировки. Она рассчитывается по формуле:

Межгрупповая дисперсия характеризует систематическую вариацию результативного признака, которая обусловлена влиянием признака-фактора, положенного в основание группировки. Она равняется среднему квадрату отклонений групповых средних от общей средней. Межгрупповая дисперсия рассчитывается по формуле:

Правило сложения дисперсии в статистике

Согласно правилу сложения дисперсий общая дисперсия равна сумме средней из внутригрупповых и межгрупповых дисперсий:

Смысл этого правила заключается в том, что общая дисперсия, которая возникает под влиянием всех факторов, равняется сумме дисперсий, которые возникают под влиянием всех прочих факторов, и дисперсии, возникающей за счет фактора группировки.

Пользуясь формулой сложения дисперсий, можно определить по двум известным дисперсиям третью неизвестную, а также судить о силе влияния группировочного признака.

Свойства дисперсии

1. Если все значения признака уменьшить (увеличить) на одну и ту же постоянную величину, то дисперсия от этого не изменится.
2. Если все значения признака уменьшить (увеличить) в одно и то же число раз n, то дисперсия соответственно уменьшится (увеличить) в n^2 раз.

Источник: Балинова B.C. Статистика в вопросах и ответах: Учеб. пособие. — М.: ТК. Велби, Изд-во Проспект, 2004. — 344 с.

Дисперсия — свойства, виды и формулы

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

В различных научных дисциплинах словосочетание «дисперсия это» характеризует мало схожие понятия. С латыни «dispersio» переводится как «рассеяние».

В физике, например, означает связь фазовой скорости волны с частотой. В химии описывает несмешиваемые субстанции. В биологии – многообразие признаков популяции.

В данной статье речь пойдет о математической трактовке. Рассматривается как одно из свойств случайных величин.

Что такое дисперсия в статистике

Статистика, в частности, оперирует рядами данных, характеризующих какой-либо признак, явление. Интересует их изменение.

Вариация представляет собой отличие величин одинакового показателя у разных предметов. Ее изучение позволит понять причины отклонений от нормы, анализировать их и в какой-то мере прогнозировать. Также станет возможным выявить факторы, влияющие на значения, отсеяв случайные.

Характеристики равномерного распределения представлены на картинке:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

При значительном объеме статистики, средняя величина очевидно близка к нормальной. Об этом говорят и законы распределения. Отклонения от нее будут являться объективной характеристикой.

Только вот отрицательные значения этих разбросов будут сбивать с толку при расчетах, погашая положительные. А оставлять лишь модули – для математика не корректно. Напрашивается возвести в четную степень, а именно – во вторую.

Решение оказалось не только удобным. Оно открыло бо́льшие возможности в изучении отклонений. А важны именно они, поскольку сама по себе средняя мало что дает.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

В качестве одного из важных показателей вариации, вводится понятие «дисперсия» – усредненный квадрат отклонений численных значений каких-либо событий от средней величины.

Кратко записывается D[X] в русскоязычных источниках и Var[X] (от «variance») в английских. В статистических выкладках используется σ2.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Никакого наглядного смысла величина не несет. Другое дело, среднее квадратическое отклонение – корень квадратный из дисперсии.

Виды дисперсии дискретной случайной величины

Для анализа данных цифр в таком виде недостаточно. Гораздо больше можно выжать из последовательности, если разбить ее на группы по определенному признаку.

Общая дисперсия

Как можно заметить, вычисленная по приведенному выше определению величина характеризует отклонения в целом. Без учета определяющих вариацию факторов. Вернее, с учетом всех, включая совершенно случайные. Поэтому и называется «общей» и рассчитывается по формулам, указанным ниже.

Простая дисперсия, без разделения на группы:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Межгрупповая дисперсия

Характеризует систематическое отклонение, возникающее из-за фактора, по которому производилось выделение признаков в группы. Поэтому также называется «факторной».

Как найти данную дисперсию? По формуле:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Внутригрупповая дисперсия

Возникает по хаотичной причине, не связанной с причиной сделанной выборки. Неучтенный фактор. Еще обозначается как «остаточная».

Например, рассматривается количество выпущенных деталей за месяц каждым фрезеровщиком цеха.

В качестве критерия отбора в группу выбираем возраст оборудования. Он-то и не будет влиять на производительность внутри подборки: там станки у всех практически одинаковые.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

то получим характеристику случайного разброса. Иными словами, составляющую вариации, зависящую от чего угодно, кроме фактора отбора.

Взаимосвязь

В соответствии с правилом сложения, общая D[X] включает средние выражения остаточной и факторной. И это логично, поскольку учитывает и случайное изменение в группе, и систематическое в факторной.

Свойства дисперсии

Если последовательность состоит из одинаковых чисел, то D[X] будет нулевой.

Уменьшение всех значений на постоянную величину на дисперсию не влияет. Иначе говоря, рассчитать σ2 можно по отклонениям от фиксированного числа.

Уменьшение всех цифр в k раз приведет к падению D[X] в k2 раз. Можно, например, иметь в виду значения в метрах, а результат вычислить в футах. Достаточно учесть один раз то, на что следует умножить.

Средний квадрат отклонений от постоянной величины X отличается в большую сторону от того же с использованием среднего значения. Разница составит (Xcр – X)2.

Показатели вариаций

Кроме размаха (разницы максимального и минимального значений), среднего линейного и дисперсии, изменения описываются коэффициентом вариации:

Оценить масштаб разброса проще по относительной величине. Тем более, что измеряются в одних единицах.

Пример расчета дисперсии

Компания объявила конкурсный отбор для приема сотрудников. В качестве критерия принят стаж работы по специальности. Приведем исходные данные и расчеты.

Заключение

Статистика оперирует значительными объемами данных. Вариация, как одно из основных понятий – не исключение. И дисперсия в качестве основной характеристики.

Для упрощения расчетов существует масса онлайн калькуляторов. Имеется упомянутый инструмент в MS Excel.

Дисперсия и ее оценка

Дисперсия – норма, отражающая, с точки зрения теории, ожидаемое отклонение случайной величины от ее математического ожидания.

В математической статистике она определяется в качестве центрального момента второго порядка. Приведем формулу дисперсии:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

где М(х) – математическое ожидание, а D(х) – дисперсия.

На основе данной формулы можно вывести другую, которая дает оценку дисперсии:

где S2— оценка дисперсии, Xi— наблюдаемые значения, n – объем собранных эмпирических значений, X-— оценка математического ожидания.

В первой формуле оценка математического ожидания не смещена, но во второй формуле дисперсия является выборочной. Т.е. эта оценка дает характеристику величине дисперсии данной выборки, не для популяции данных. Обычно для эксперимента необходимо оценить популяционный характер математического ожидания и дисперсию.

Так как вторая формула предполагает сравнение эмпирических знаний не с истинной величиной, а с оценочной, то происходит смещение оценки дисперсии. Способами дифференциального исчисления определено: ожидаемая величина оценки дисперсии по второй формуле описывает соотношение:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Данная формула отражает выборочную дисперсию. Из нее следует, что при наличии 10 выборочных значений случайной величины идет занижение значения. Получается 9/10 дисперсий анализируемой величины для генеральной совокупности.

Если увеличить объем в десять раз, то уменьшиться величина смещения до одной сотой, и при этому полученный результат будет отличаться от ожидаемого значения.

При помощи третьей формулы можно рассчитать несмещенную оценку дисперсии:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Данная формула называется популяционной дисперсией, или дисперсией генеральной совокупности. Эту формулу используют для расчета генеральной совокупности, третью – для определения вариантов внутри выборки и выход за пределы имеющихся значений, который не предполагается теорией.

Характеристика оценивания стандартного отклонения

Иногда для оценивания важна не сама дисперсия, а оценка стандартного отклонения. Эти две величины связаны однозначным соотношением.

Оценивание стандартного отклонения также применяется для выборки и генеральной совокупности, как и дисперсия. Оценка данной величины является предпочтительной, так как она удобна для восприятия из-за своей размерности.

Помимо этого, эту величину используют для вычисления стандартной ошибки. Формула выглядит следующим образом:

где SE – стандартная ошибка.

Данная статистика необходима для интервальной оценки исследуемой случайной величины.

Характеристика оценки полумежквартильного интервала

Это еще один способ оценивания вариантов в распределении случайной величины. Ее обозначают Q. Она используется в качестве альтернативы стандартного отклонения, несмотря на то, что они связаны соотношением Q = 0,67σ.

Квартиль – это вариант названия квантиля распределения.

При соответствии медианы с половиной распределения, то квартиль равен четверти. Т.е. первая четверть – это первый квартиль, половина – второй квартиль, три четвертых – третий, общая сумма величины – четвертый квартиль. Формула межквартильного интервала выглядит следующим образом:

Данную оценку используют, например, в сенсорной психофизике при оценивании порога способом констант.

Характеристика ковариации

Иногда необходимо оценить не одну дисперсию, а две (х,у). Такая статистика называется ковариацией. Ее формула выглядит следующим образом:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Она определяет степень связи между двумя переменами. Отличительная особенность ковариации – это ее выражение и в положительных и в отрицательных числах.

Так как ковариация зависит от размерности, то оценить степень между переменными невозможно. Поэтому в качестве меры двух переменных используют термин «корреляция».

Ее величина может быть определена за счет деления ковариации на произведение стандартных отклонений двух случайных величин, между которыми вычисляют ковариацию.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

Свойства дисперсии случайной величины

Дисперсией (рассеянием) дискретной случайной величиныD(X) называют математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от ее математического ожидания

1 свойство. Дисперсия постоянной величины C равна нулю; D(C) = 0.

Доказательство. По определению дисперсии, D(C) = M<[C – M(C)]2>.

Доказательство. В силу третьего свойства D(X − Y) = D(X) + D(–Y). По второму свойству

D(X − Y) = D(X) + (–1)2 D(Y) или D(X − Y) = D(X) + D(Y)

Числовые характеристики систем случайных величин. Коэффициент корреляции, свойства коэффициента корреляции.

Корреляционный момент.Характеристикой зависимости между случайными величинами и служит математическое ожидание произведения отклонений и от их центров распределений (так иногда называют математическое ожидание случайной величины), которое называется корреляционным моментом или ковариацией:

Для вычисления корреляционного момента дискретных величин используют формулу:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

а для непрерывных величин – формулу:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Коэффициентом корреляции rxy случайных величин X и Y называют отношение корреляционного момента к произведению среднеквадратичных отклонений величин: — коэффициент корреляции;

Свойства коэффициента корреляции:

1. Если Х и У независимые случайные величины, то r =0;

3. r характеризует относительную величину отклонения М(ХУ) от М(Х)М(У), и т.к. отклонение имеет место только для зависимых величин, то rхарактеризует тесноту зависимости.

Линейная функция регрессии.

Рассмотрим двумерную случайную величину (X, Y), где X и У — зависимые случайные величины. Представим одну из величин как функцию другой. Ограничимся приближенным представлением (точное приближение, вообще говоря, невозможно) величины Y в виде линейной функции величины X:

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Все слагаемые этой суммы неотрицательны. Отбросим те слагаемые, у которых |xi – M(X)| https://infopedia.su/1x7d0.html

Дисперсия и стандартное отклонение в EXCEL

Вычислим в MS EXCEL дисперсию и стандартное отклонение выборки. Также вычислим дисперсию случайной величины, если известно ее распределение.

Дисперсия выборки

Дисперсия случайной величины

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

где x i – значение, которое может принимать случайная величина, а μ – среднее значение ( математическое ожидание случайной величины ), р(x) – вероятность, что случайная величина примет значение х.

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Стандартное отклонение выборки

По определению, стандартное отклонение равно квадратному корню из дисперсии :

дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Смотреть картинку дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Картинка про дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина. Фото дисперсия имеет ту же размерность что и случайная величина

Стандартное отклонение можно также вычислить непосредственно по нижеуказанным формулам (см. файл примера ) =КОРЕНЬ(КВАДРОТКЛ(Выборка)/(СЧЁТ(Выборка)-1)) =КОРЕНЬ((СУММКВ(Выборка)-СЧЁТ(Выборка)*СРЗНАЧ(Выборка)^2)/(СЧЁТ(Выборка)-1))

Другие меры разброса

Вычисления в функции СРОТКЛ () производятся по формуле:

Дисперсия и ее свойства

Дисперсия определяется по формулам

Она обладает рядом свойств:

3. Если уменьшить или увеличить все значения признака в постоянное число С, то дисперсия уменьшится или увеличится в квадрат этого числа раз, т.е.

Среднее квадратическое отклонение — это корень квадратный из дисперсии:

На практике обычно отклонения нс превышают За. Это положение называют правилом трех сигм.

Определить дисперсию, используя ее свойства.

Выпуск продукции, млн руб.Число предприятий /х,х’x’f
1-332-2-612
3-584-1-88
5-7126000
7-978+1+77
I30-727

Определяем условное значение дисперсии:

Если необходимо определить дисперсию для нескольких рядов, то можно воспользоваться формулой сложения дисперсий:

где ст^, г — межгрупповая дисперсия, определяемая по формуле

где х< — средняя арифметическая в каждой i-й группе; щ —количество признаков в группе; лг0 — общая средняя, определяемая по формуле

ст в.г — средняя из внутригрупповых дисперсий, определяемая по формуле

где внутригрупповая дисперсия, определяемая по формуле

Определить внутригрупповую, межгрупповую и общую дисперсии.

ГруппаРазряд рабочих в бригадахX
Х25632321
(*i-*)22,252,256,250,252,250,2513,5
*234453423
(х2 — х)20,640,040,041,440,640,042,84
ГруппаРазряд рабочих в бригадахЕ
*356622324
(*з — *)214444118

Определяем средние арифметические величины для каждой группы:

Средняя из внутригрупповых дисперсий Межгрупповая дисперсия Общая дисперсия

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *