Реферат: Статистическое исследование количества потребляемой электроэнергии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ<m:mathPr> <m:mathFont m:val=«Cambria Math»/> <m:brkBin m:val=«before»/> <m:brkBinSub m:val="--"/> <m:smallFrac m:val=«off»/> <m:dispDef/> <m:lMargin m:val=«0»/> <m:rMargin m:val=«0»/> <m:defJc m:val=«centerGroup»/> <m:wrapIndent m:val=«1440»/> <m:intLim m:val=«subSup»/> <m:naryLim m:val=«undOvr»/> </m:mathPr>

ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИРКУТСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУ ВПО ИГУ)

Физический факультет

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКЕ

Выполнил студент гр. 1322

Конусов Н.Ю.

Иркутск 2007


Проводилось статистическое исследование количествапотребляемой электроэнергии  в течениекаждого часа в дневное время на протяжении пяти дней в двухкомнатной квартире.Объем выборки n=90.


<div v:shape="_x0000_s1028">

1

Время

Показания счетчика кВт * час

Потребление кВт * час

5:00

30122,84

6:00

30122,93

0,09

7:00

30123,01

0,08

8:00

30123,19

0,18

9:00

30123,35

0,16

10:00

30123,75

0,40

11:00

30124,12

0,37

12:00

30124,67

0,55

13:00

30124,77

0,10

14:00

30124,97

0,20

15:00

30125,31

0,34

16:00

30125,48

0,17

17:00

30125,71

0,23

18:00

30126,23

0,52

19:00

30126,72

0,49

20:00

30127,34

0,62

21:00

30127,66

0,32

22:00

30128,17

0,51

23:00

30128,49

0,32

2

Время

Показания счетчика кВт * час

Потребление кВт * час

5:00

30130,26

6:00

30131,31

1,05

7:00

30131,86

0,55

8:00

30131,91

0,05

9:00

30131,97

0,06

10:00

30132,16

0,19

11:00

30132,58

0,42

12:00

30132,95

0,37

13:00

30133,58

0,63

14:00

30133,92

0,34

15:00

30134,17

0,25

16:00

30134,34

0,17

17:00

30134,55

0,21

18:00

30135,02

0,47

19:00

30135,40

0,38

20:00

30135,94

0,54

21:00

30136,56

0,62

22:00

30136,86

0,30

23:00

30136,88

0,02

<div v:shape="_x0000_s1031">

3

Время

Показания счетчика кВт * час

Потребление кВт * час

5:00

30137,17

6:00

30137,25

0,08

7:00

30137,31

0,06

8:00

30137,58

0,27

9:00

30137,74

0,16

10:00

30137,86

0,12

11:00

30138,12

0,26

12:00

30138,82

0,70

13:00

30139,49

0,67

14:00

30139,82

0,33

15:00

30140,20

0,38

16:00

30141,77

1,57

17:00

30143,12

1,35

18:00

30143,57

0,45

19:00

30144,32

0,75

20:00

30145,00

0,68

21:00

30145,53

0,53

22:00

30145,84

0,31

23:00

30147,17

1,33

4

Время

Показания счетчика кВт * час

Потребление кВт * час

5:00

30148,61

6:00

30148,68

0,07

7:00

30148,80

0,12

8:00

30148,88

0,08

9:00

30149,40

0,52

10:00

30150,32

0,92

11:00

30150,95

0,63

12:00

30151,10

0,15

13:00

30151,30

0,20

14:00

30151,67

0,37

15:00

30151,77

0,10

16:00

30152,16

0,39

17:00

30152,38

0,22

18:00

30153,00

0,62

19:00

30153,56

0,56

20:00

30154,29

0,73

21:00

30155,14

0,85

22:00

30155,66

0,52

23:00

30155,96

0,30




5

Время

Показания счетчика кВт * час

Потребление кВт * час

5:00

30157,52

6:00

30157,55

0,03

7:00

30158,01

0,46

8:00

30158,15

0,14

9:00

30158,67

0,52

10:00

30159,59

0,92

11:00

30160,79

1,20

12:00

30161,20

0,41

13:00

30161,40

0,20

14:00

30161,77

0,37

15:00

30162,23

0,46

16:00

30162,57

0,34

17:00

30162,79

0,22

18:00

30163,41

0,62

19:00

30163,97

0,56

20:00

30164,70

0,73

21:00

30165,55

0,85

22:00

30165,98

0,43

23:00

30166,28

0,30

ПЕРВИЧНАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКАДАННЫХ

1. Точечный вариационный ряд. Распределение xiпо частотам ni.

xi

0,02

0,03

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,12

0,14

0,15

0,16

0,17

ni

1

1

1

2

1

3

1

2

2

1

1

2

2

0,18

0,19

0,2

0,21

0,22

0,23

0,25

0,26

0,27

0,3

0,31

0,32

0,33

0,34

0,37

1

1

3

1

2

1

1

1

1

3

1

2

1

3

4

0,38

0,39

0,4

0,41

0,42

0,43

0,45

0,46

0,47

0,49

0,51

0,52

0,53

0,54

0,55

2

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

4

1

1

2

0,56

0,62

0,63

0,67

0,68

0,7

0,73

0,75

0,85

0,92

1,05

1,2

1,33

1,35

1,57

2

4

2

1

1

1

2

1

2

2

1

1

1

1

1

Переход к группированным выборочнымданным.

xmin= 0,02          xmax= 1,57.     Диапазон [xmin; xmax] разбиваем на kравных интервалов. Воспользуемсяформулой  k= log2 n+ 1.      k = 7.

Вариационный размах R = xmaxxmin = 1,55.     Длина интервала h = R / k = 0,221.

Интервальный ряд  <img src="/cache/referats/26169/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» ">

Ci – C i+1

0,02 – 0,241

0,241 – 0,463

0,463 – 0,684

0,684 – 0,906

0,906 – 1,127

1,127 – 1,349

1,349– 1,570

n*i

29

27

21

6

3

2

2

Равноточечный ряд по частотам         <img src="/cache/referats/26169/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» ">

x*i

0,131

0,352

0,574

0,795

1,016

1,238

1,459

n*i

29

27

21

6

3

2

2

Равноточечный ряд по относительнымчастотам            <img src="/cache/referats/26169/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">   ;     <img src="/cache/referats/26169/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» ">

x*i

0,131

0,352

0,574

0,795

1,016

1,238

1,459

w i

29/90

27 / 90

21 / 90

6 / 90

3 / 90

2 / 90

2 / 90

w i

0,3222

0,3000

0,2333

0,0667

0,0333

0,0222

0,0222

Равноточечный ряд по накопительнымчастотам

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» ">

x*i

0,131

0,352

0,574

0,795

1,016

1,238

1,459

m*i

29

56

77

83

86

88

90

ГРАФИКИ

<div v:shape="_x0000_s1033">

x*i

<div v:shape="_x0000_s1032">

n*i

<img src="/cache/referats/26169/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

<div v:shape="_x0000_s1034">

n*i

<img src="/cache/referats/26169/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

<div v:shape="_x0000_s1037">

m*i

<div v:shape="_x0000_s1036">

x*i

<img src="/cache/referats/26169/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

3. Построение эмпирическойфункции распределения

F* = nx / n  , где nx– число элементов выборки (объема n), меньших, чем x.

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» "> <td nowrap">

x*i

<td nowrap">

0,130714

<td nowrap">

0,352143

<td nowrap">

0,573571

<td nowrap">

0,795

<td nowrap">

1,016429

<td nowrap">

1,237857

<td nowrap">

1,459286

<td nowrap">

F*

<td nowrap">

0,322222

<td nowrap">

0,622222

<td nowrap">

0,855556

<td nowrap">

0,922222

<td nowrap">

0,955556

<td nowrap">

0,977778

<td nowrap">

1

<img src="/cache/referats/26169/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

4. Числовые характеристикивыборки     по ряду

<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» ">

x*i

0,131

0,352

0,574

0,795

1,016

1,238

1,459

n*i

29

27

21

6

3

2

2

а) Выборочные среднее и дисперсия

<xв > = (1/ n) ´ å( xi ´ ni ) = 0,43

Dв = (1 / n) ´ å( xi — < xв >)2 ´ ni  =0,0955                    sn = 0,309 =Dв2

б) Мода – значение, которое чаще всего встречается в данном вариационномряду.

xmod = 0,370

в) Медиана – средневероятное значение.

xmed = 0,385

г) Асимметрия

<img src="/cache/referats/26169/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1033">1,297

д) Эксцесс

<img src="/cache/referats/26169/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

5. Оценка близости выборочных наблюдений к нормальному закону

Положительная асимметрия говорит отом, что «длинная часть» кривой распределения расположена справа отматематического ожидания, а положительный эксцесс – о том, что криваяраспределения имеет более высокую и острую вершину, чем кривая нормальногораспределения.

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ

1. Несмещенная оценкаматематического ожидания – выборочное среднее.

          _

M X= x = 0,4284

Несмещенная дисперсия –исправленная выборочная дисперсия.

<img src="/cache/referats/26169/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035">0,096541


2. Построение доверительныхинтервалов для матожидания и дисперсии при неизвестных параметрах нормальногозакона с доверительной вероятностью, равной γ = 0,95 и 0,99.

а) γ=0,95           n = 90

МХ

<img src="/cache/referats/26169/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

<img src="/cache/referats/26169/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1037">

<img src="/cache/referats/26169/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

<img src="/cache/referats/26169/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

<img src="/cache/referats/26169/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1040">

 0,3633  < MX < 0,4953

Дисперсия

<img src="/cache/referats/26169/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

α=1-γ=0,05;

<img src="/cache/referats/26169/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> 64,793

<img src="/cache/referats/26169/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1043">116,989

0,073< <img src="/cache/referats/26169/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044">< 0,133

б) γ=0,99           n = 90

МХ

<img src="/cache/referats/26169/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

<img src="/cache/referats/26169/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1046">

<img src="/cache/referats/26169/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1047">

<img src="/cache/referats/26169/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1048">

<img src="/cache/referats/26169/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1049">

 0,3420< MX < 0,515

Дисперсия

<img src="/cache/referats/26169/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

α=1-γ=0,01;

<img src="/cache/referats/26169/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> 

<img src="/cache/referats/26169/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1052">116,989

0,068< <img src="/cache/referats/26169/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1053">< 0,147


3.  Используя таблицу случайных чисел получить 50равномерно распределенных чисел из интервала (0; 10)    X~R(a,b)

Вариационный ряд

1

2

Xi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2

2

ni

6

11

7

5

4

3

2

8

4

2

5

 

4

6

 

1

5

 

2

1

 

5

2

 

2

8

 

3

3

 

8

1

 

8

3

 

8

9

 

1

4

 

2

9

 

4

6

 

9

3

 

5

9

 

2

3

 

4

7

 

3

2

 

6

8

 

1

2

 

8

3

 

7

8

 

8

4

 

Интервальный ряд

Ci-Ci+1

0-2

2-4

4-6

6-8

8-10

ni*

17

12

7

10

4

Точечный ряд

xi*

1

3

5

7

9

ni*

17

12

7

10

4

xi*ni*

17

36

35

70

36

(xi*)2ni*

17

108

175

490

324

Методоммоментов найдем оценки неизвестных параметров равномерного распределения:

Методмоментов заключается в приравнивании определенного числа выборочных моментов ксоответствующим теоретическим моментам.

X~R(a,b)

f(x) = 1 /(b — a), если x Î[a; b]

f(x) = 0, впротивном случае

<img src="/cache/referats/26169/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

Þ<img src="/cache/referats/26169/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1055">    , а <img src="/cache/referats/26169/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1056">  

Получим систему уравнений

<img src="/cache/referats/26169/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1057">                   <img src="/cache/referats/26169/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1058">      

                        

b=7,76-a

a2+a(7.76-a)+60.2176-15.52a+a2=66.84

a2+7.76a-a2-15.52a+a2-6.6224=0

a2-7.76a-6.6224=0

D=60.2176-26.4896»33.728

Возможна пара решений

a = 6,7838       b = 0,9762

a = -0,9762     b = 8,7362

4. Методом максимальногоправдоподобия найдем точечную оценку параметра λ распределения Пуассона

X ~ П (λ) 

 P(X=k) =<img src="/cache/referats/26169/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1059">

Функция  правдоподобия:

L=<img src="/cache/referats/26169/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1060">

Ln L(λ)= <img src="/cache/referats/26169/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1061">

Уравнение правдоподобия:

<img src="/cache/referats/26169/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1062">              =>      <img src="/cache/referats/26169/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1063">        =>      <img src="/cache/referats/26169/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1064">                 

Докажем несмещенность:

<img src="/cache/referats/26169/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1065">

<img src="/cache/referats/26169/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1066">        

Докажемсосотоятельность: 

<img src="/cache/referats/26169/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1067"><img src="/cache/referats/26169/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1068">

<img src="/cache/referats/26169/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1069">

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ

1.   Пустьслучайная величина X~N(a,<img src="/cache/referats/26169/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1070">), причемпараметры распределения неизвестны.

а)  Проверимнулевую гипотезу H0: для <img src="/cache/referats/26169/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1071">, еслиальтернативная гипотеза H1: <img src="/cache/referats/26169/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1072">.

 Найдемнаблюдаемое значение критерия:

<img src="/cache/referats/26169/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1073">.

По условию конкурирующая гипотеза имеет вид первогослучая, поэтому критическая область правостороння, по уровню значимости равному0,05 и числу степеней свобо

еще рефераты
Еще работы по математике