1. Проверим совпадение эмпирического распределения с теоретическим по
к |
[1эмп ~ L e o ) 2 |
, где |
критерию xu-квадрат, воспользовавшись формулой х1мп —2 |
.............. |
|
i=l |
tтеор |
|
Lm ~ эмпирическая частота, fmeop - теоретическая частота. |
|
|
Распишем формулу, подставим числовые значения из условия эксперимента:
, |
^ (Г.„ - - U f _ (98 - 75У (52 - 75)2 |
эмп |
/ j |
г |
|
<=1 |
L e a p |
|
r 1 |
|
* |
7 |
5 |
7 |
5 |
2. По статистической таблице для критерия хи-квадрат найдем критические значения, для этого следует определить число степеней свободы по формуле v = k ~ 1 = 2 - 1 = 1.
з[3,841 для Р < 0,05
X'v ~ | б,635 для Р < 0,01
3. Строим ось значимости:
4. Полученные результаты оказались значимыми на уровне 1 %. Иными словами, испытуемые статистически значимо предпочитают выбор упаковки Xй 1.
В терминах статистических гипотез этот вывод звучит так: выбор упаковки оказался не случайным, поэтому нулевая гипотеза Н0 отклоняется и на высоком уровне значимости принимается альтернативная гипотеза Hi о различии. Если специалисту интересны причины подобного выбора, то их следует выяснять в последующих экспериментах.
Задание № 9.3. Было опрошено 210 родителей: «Какие кружки в детском дошкольном учреждении Вы предпочитаете: рисование, танцы, теннис?». Ожидалось, что каждому виду занятий отдадут предпочтение одинаковое количество человек. Однако, в результате опроса - 125 человек выбрали рисование, 50 человек - танцы, 35 родителей - теннис. Можно ли утверждать, что подобный выбор обусловлен какой-либо причиной?
П ример № 9.4. Управление образованием провело эксперимент, в котором выяснилось, что из 30 учащихся лингвистической школы 22 справились с заданиями, а из 35 обычной школы с тем же заданием справились 16 человек. Можно ли считать, что различия в успешности выполнения заданий учащимися спецшколы и обычной достоверны?
Решение. В качестве критерия выберем ср-критерий Фишера, поскольку с его помощью можно оценить различия в любых двух выборках.
1. |
Переведем данные в условия задачи в проценты: |
|
|
— ■100% = 0,73, |
— '100% = 0,45. |
|
30 |
35 |
2. |
По статистической таблице для ф-критерия Фишера найдем величины, |
|
соответствующие процентным долям в каждой группе:
81
0,73-* ft =2,053
0,45 —» ft =1,483
3. |
Вычислим эмпирическое значение (р-критерия Фишера по формуле: |
|||||
|
<Р> |
i\ + п2 - < » 3 |
■Л Ж - * 29 |
|||
|
^ |
|||||
|
По статистической |
таблице для |
Критерия Фишера определяем |
|||
критические значения <р = |
1,64 |
для |
Р < 0,05 |
|
||
2,28 |
для |
Р<0,01* |
||||
|
|
|||||
5. |
Строим «ось значимости»: |
|
|
|
||
Эмпирическое значение попало на границу зоны значимости и зоны неопределенности, то в терминах статистических гипотез можно принять гипотезу Hi на уровне значимости 5 % и отклонить ее на 1 % уровне значимости. Можно принять гипотезу о различии между успешностью учащихся на уровне 1 % на усмотрение экспериментатора.
Задание № 9.4. Психологом исследуется уровень дезадаптации студентов к обучению в вузе. Будет ли уровень дезадаптации у абитуриентов из сельской местности более высоким, чем у их сверстников, проживающих в городе? В первой группе из 20 человек очень высокий уровень дезадаптации наблюдался у 13 человек, во второй группе из 15 человек он был обнаружен у 5 испытуемых. Проверьте, можно ли считать подобные различия статистически значимыми?
п. 9.3. Понятие корреляционной связи
При исследовании гуманитарных объектов специалиста интересует, как связаны между собой две или большее количество переменных. Возникает задача выяснить тесноту корреляционной связи, т.е. согласованного изменения двух признаков, отражающее тот факт, что изменчивость одного признака находится в соответствии с изменчивостью другого.
Задача корреляционного анализа сводится к установлению направления (положительного или отрицательного) и формы (линейная, нелинейная) связи между варьирующими признаками, измерению тесноты, и, наконец, к проверке уровня значимости полученных коэффициентов корреляции.
Коэффициент корреляции Пирсона точно устанавливает тесноту связи между признаками. Если коэффициент корреляции по модулю оказывается близким к единице, то это соответствует высокому уровню связи между переменными. Если же получен знак минус, то большей величине одного признака соответствует меньшая величина другого. Расчет коэффициента корреляции Пирсона предполагает, что признаки X и Y распределены нормально и имеют одинаковое количество переменных. Таблицы уровней значимости рассчитаны от п=5 до п—1000. Оценка уровня значимости по таблицам осуществляется при числе степеней свободы к = п - 2 .
82
В общем виде формула для подсчета коэффициента корреляции такова:
|
|
|
|
|
Г |
— |
T i(xi - x ) - ( V i - y ) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
'ху |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
( ъ ~ |
х )2 |
|
- y f |
|
|
|
|
|
|
В модифицированном и более удобном виде на практике используют |
||||||||||||||
следующую формулу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
'ху |
|
|
Z |
(*.!/. ) ~ ( Х :с.Х ?/.) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
г |
^ |
2 |
|
\21Г |
2 |
7 ^ v |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
у|_п‘2-ж< |
|
\1п ‘ Ъ у* ~\Lyi) |
|
|
|
|||||
|
П ример № 9.5. Найти |
коэффициент |
корреляции |
между |
уровнем |
||||||||||
стрессоустойчивости |
(X) |
и способностью принимать |
решения |
(У) |
для |
||||||||||
X i |
2,8 |
2,2 |
3,0 |
3,5 |
|
3,2 |
3,7 |
4,0 |
4,8 |
6,0 |
5,4 |
5,2 |
5,4 |
6,0 |
9,0 |
Vi |
6,7 |
6,9 |
7,2 |
7,3 |
|
8,4 |
8,8 |
9,1 |
9,8 |
10,6 |
10,7 |
11,1 |
11,8 |
12,1 |
12,4 |
|
ешение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Вычислим необходимые суммы.
14
У ' —2,8 +2,2 + 3 + 3,5 +3,2 + 3,7 + 4 + 4,8 + 6 +5,4 +5,2 +5,4 + 6 + 9 —64,2 г=1
14
J > 2 = 2,82 + 2,22 + З2 + 3,52 + 3,22 + 3,72 + 42 + 4,82 + 62 + 5,42 + 5,22 + 5,42 + 62 + 92 = 335,26 i=i
14
= 6,7 + 6,9 + 7,2 + 7,3 + 8,4 + 8,8 + 9,1 + 9,8 + 10,6 + 10,7 + 1.1,1 + 11,8 + 12,1 + 12,4 = 132,9
i=i
14
Y j V l = М 2 + 6,92 + 7,2s + 7,3s + 8,42 + 8,8а + 9,12 + 9,82 + 10,62 +10,72 + 11,12 +11,82 + 12Д2 +12,42 -1313,95
i=l
14
X З Д = 2,8'6,7 + 2,2 -6,9 + 3-7,2 + 3,5 -7,3 + 3,2 -8,4 + 3,7- 8,8 + 4- 9,1 +
*=1
+4,8-9,8 + 6-10,6+ 5,4-10,7+ 5,2-11,1+ 5,4-11,8 +6-12,1 +9-12,4 = 650,99 2. Подставим полученные данные в формулу.
п X ( ;,» . ) - ( X - i:.X ?a)
цI
7«-Х*МХ*92}[«-Х1/МХ4
|
г, |
= ______ 14 ■650,99 - 64,2.132,9 |
= 0)Ш |
|
|
|
Д14 • 335,26 - 64,22 Д 4 • 1313,95 -132,42 |
||
|
|
Коэффициент Пирсона близок к 1. |
||
3. |
Определяем |
критические значения для |
полученного коэффициента |
|
корреляции по статистической таблице, учитывая что число степеней свободы |
||||
рассчитывается как |
к = п - |
2 = 12: |
|
|
|
|
|
_ Г0,53йля Р < 0,05 |
|
|
|
|
Гкр ~ [0,66 для Р < 0,01 |
|
Экспериментальное значение коэффициента корреляции попадает в зону значимости. Связь между стрессоустойчивостью людей и способностью принимать решения статистически значима на уровне 1 % и положительна. Полученная прямо пропорциональная зависимость говорит о том, что чем выше уровень
83
стрессоустойчивости, тем выше уровень способности принимать решения и наоборот.
Задача № 9.5. Имеются следующие данные о связи между социальным статусом подростков и стилями семейного воспитания.
32 |
30 |
36 |
40 |
41 |
47 |
56 |
54 |
60 |
55 |
61 |
67 |
69 |
76 |
У> 20 |
24 |
28 |
30 |
31 |
33 |
34 |
37 |
38 |
40 |
41 |
43 |
45 |
48 |
'Необходимо оценить тесноту связи и направление между переменными с помощью коэффициента корреляции.
Индивидуальное задание № 9. «Элементы математической статистики »
1.Группа учащихся исследовалась на предмет усвоения нового материала. Для этого был предложен тест. В качестве результата регистрировалось время выполнения теста в минутах. Были получены следующие результаты (приведены для каждого варианта). Найти моду, медиану, среднее, размах, дисперсию, стандартное отклонение. Сгруппировать данные и нарисовать полигон и гистограмму распределения сгруппированных относительных частот. Выяснить, удовлетворяют ли экспериментальные данные нормальному закону распределения.
2.Специалиста интересует, эффективна ли его деятельность. Для этого он провел эксперимент и зафиксировал числовые данные. В группе, в которой велась целенаправленная работа, полученные результаты обозначены за X. В группе, в которой работа велась традиционными методами, полученные результаты обозначены за У. Специалист предполагает, что существуют различия в полученных результатах. Проверить статистическую гипотезу по рекомендуемому критерию хи-квадрат.
3.Специалист хочет доказать влияние своей методики на оптимизацию некоторого процесса. Данные представлены в таблице. Установите, есть ли корреляционная зависимость между двумя признаками.
№ |
Экспериментальные данные |
1.К заданию № 1: 17, 15, 29, 25, 22, 27, 34, 37, 38, 40, 45, 56, 57, 53, 54, 65, 66, 77, 79,
74, |
75, |
85, |
83, |
85, |
86, |
17, |
15, |
40, |
25, |
22, |
27, |
40, |
40, |
38, |
40, |
45, |
56, |
40, |
53, |
54, |
65, |
66, |
77, |
79, |
74, |
75, |
85, |
83, |
85, |
86. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К заданию № 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
21 |
|
26 |
24 |
|
26 |
|
27 |
|
23 |
|
24 |
28 |
|
26 |
|
27 |
|
|
||||
17 |
|
21 |
22 |
|
19 |
|
21 |
|
15 |
|
18 |
25 |
|
14 |
|
20 |
|
|
||||
К заданию № 3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
12 |
|
13 |
|
15 |
|
18 |
|
19 |
|
20 |
|
21 |
|
22 |
|
23 |
|
25 |
|
|
||
85 |
|
84 |
81 |
|
79 |
|
78 |
|
77 |
|
75 |
|
71 |
|
69 |
|
68 |
|
|
|||
2.К заданию № 1: 18, 16, 14, 22, 28, 39, 30, 36, 34, 33, 49, Ш, 47, 58, 54, 55, 52, 56, 58,
68, 60, 74, 73 ,75, 76, |
82 , 49, |
16, |
14, 22, 49, 39, 30, 49, |
4 9, 33, 42, |
45, |
47, 58, 54, 55, |
||||||||
52, |
56, |
58, |
68, |
60, |
74, |
49 |
,49, |
76, |
82. |
|
|
|
|
|
К заданию № 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
21 |
|
26 |
|
24 |
|
26 |
|
27 |
23 |
24 |
28 |
26 |
27 |
|
22 |
|
23 |
|
22 |
|
22 |
|
26 |
29 |
21 |
22 |
20 |
20 |
|
84
|
К заданию № 3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
14 |
|
15 |
|
19 |
|
|
||||||
|
16 |
|
19 |
15 |
|
15 |
|
17 |
|
16 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
19 |
|
19 |
15 |
|
19 |
|
19 |
|
18 |
|
15 |
20 |
|
21 |
|
21 |
|
|
||||
3. |
К заданию № 1: 14, 17, 25, 60, 27, 60, 39, 33, 32, 37, 60, ^L8, 45, 60, 56, 59, 52, 56, 59, |
||||||||||||||||||||||
|
63, |
66, |
63, |
78, |
79, |
14, |
17, |
25, |
26, |
60, |
38, |
39, |
33, |
50, |
57, |
4 1, |
48, |
45, |
52, |
60, |
59, |
52, |
56, |
|
59, |
63, |
66, |
63, |
78, |
79. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К заданию № 2: |
|
|
26 |
|
|
|
23 |
|
24 |
28 |
|
26 |
|
22 |
|
|
||||||
|
21 |
|
26 |
24 |
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
32 |
|
32 |
29 |
|
25 |
|
17 |
|
27 |
|
21 |
22 |
|
26 |
|
25 |
|
|
||||
|
К заданию № 3: |
|
|
|
|
55 |
|
|
|
60 |
58 |
|
61 |
|
65 |
|
|
||||||
|
151 |
|
53 |
55 |
|
57 |
|
|
59 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
121 |
|
21 |
19 |
|
18 |
|
20 |
|
18 |
|
17 |
15 |
|
14 |
|
10 |
|
|
||||
4. |
18, |
11, |
14, |
10, |
18, |
21, |
24, |
27, |
33, |
36, |
40, |
48, |
45, |
43, |
41, |
55, |
57, |
58, |
59, |
64, |
66, |
62, |
67, |
|
64, |
78, |
73, |
11, |
14, |
10, |
18, |
21, |
24, |
60, |
33, |
61, |
40, |
48, |
45, |
63, |
41, |
65, |
60, |
68, |
59, |
60, |
60, |
|
60, |
67, |
60, |
78, |
73. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К заданию № 2: |
|
|
|
|
|
|
23 |
|
24 |
|
28 |
|
26 |
|
22 |
|
|
|||||
|
21 |
|
26 |
24 |
|
26 |
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
17 |
|
18 |
|
17 |
|
17 |
|
16 |
|
18 |
|
18 |
|
17 |
|
17 |
|
18 |
|
|
||
|
К заданию № 3: |
|
|
|
|
|
|
41 |
|
44 |
|
45 |
|
44 |
|
47 |
|
|
|||||
|
34 |
|
35 |
36 |
|
37 |
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
11 |
|
10 |
|
10 |
|
9 |
|
9 |
|
8 |
|
7 |
|
|
4 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
5. |
4 заданию № 1: 18, 15, 15, 15, 18, 22, 23, 27, 33, 36, 45, |
18, 45, 4;3, 45, 45, 45, 58, 59, |
|||||||||||||||||||||
|
64, |
46, |
45, |
45, |
64, |
45, |
45, И , |
24, 20, 18, 41, 24, 50, 33, |
6 1, 45, |
45, |
45, |
63, |
41, |
45, |
60, |
||||||||
|
45, 45, |
60, |
45, |
60, 45, |
60 |
78, |
73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
К заданию № 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
22 |
|
|
||||
|
21 |
|
26 |
24 |
|
26 |
|
27 |
|
23 |
|
24 |
|
|
26 |
|
|
|
|||||
|
15 |
|
20 |
|
20 |
|
15 |
|
16 |
|
20 |
|
21 |
|
21 |
|
15 |
|
15 |
|
|
||
|
К заданию № 3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
74 |
|
|
|
69 |
|
65 |
|
|
|||||
|
87 |
|
84 |
83 |
|
80 |
. |
80 |
|
75 |
|
70 |
|
|
|
|
|||||||
|
34 |
|
35 |
36 |
|
37 |
|
39 |
|
41 |
|
44 |
45 |
|
44 |
|
47 |
|
|
||||
б. |
К заданию № 1: 25, 25, 25, 25, 26, 28, 23, 27, 33, 36, 35, 1}8, 35, 33, 31, 31, 31, 31, 29, |
||||||||||||||||||||||
|
34, |
36, |
35, |
25, |
34, |
35, |
35, |
40, |
30, |
31, |
28, |
31, |
34, |
30, |
33, |
4 1, |
45, |
29, |
31, |
33, |
41, |
35, |
30, |
|
35, |
29, |
30, |
30, |
30, |
29, |
30, |
28, |
43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К заданию № 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
28 |
|
26 |
|
22 |
|
|
||||||
|
21 |
|
26 |
24 |
|
26 |
|
27 |
|
23 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
22 |
|
27 |
25 |
|
27 |
|
28 |
|
24 |
|
25 |
29 |
|
27 |
|
23 |
|
|
||||
|
К заданию № 3: |
|
|
|
|
14 |
|
|
|
18 |
22 |
|
24 |
|
28 |
|
|
||||||
|
2 |
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
|
16 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
87 |
|
84 |
83 |
|
80 |
|
80 |
|
75 |
|
74 |
70 |
|
69 |
|
65 |
|
|
||||
7.К заданию № 1: 25, 25, 25, 25, 26, 28, 23, 27, 33, 36, 35, 38, 35, 33, 31, 31, 31, 31, 29,
34, |
36, |
35, |
25, |
34, |
35, |
35, |
40, |
30, |
31, |
28, |
31, |
34, |
30, |
33, |
4 1, |
45, |
29, |
31, |
33, |
41, |
35, |
30, |
35, |
29, |
30, |
30, |
30, |
29, |
30, |
28, |
43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85