ch6三大统计分布实验6
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概率论第六章习题解答习题6.11. 求下列总体分布中参数的矩估计:(1)21,01,(;)0,,x x f x θθθ+−≤≤⎧=⎨⎩其他 其中θ < 1;(2)f (x ; p ) = p (1 − p ) x − 1,x = 1, 2, …;其中0 < p < 1;(3)1211221e ,,(;,)0,,x x f x θθθθθθ−−⎧⎪≥=⎨⎪⎩其他 其中−∞ < θ 1 < +∞,θ 2 > 0. 解:(1)因11320021211E()(21)d ()323226X x x x x x θθθθθθθ−−=+−=+=+=+∫,有θ = 6 E (X ) − 3,故θ 的矩估计为ˆ63X θ=−; (2)因1121111d d d 11E()(1)d d d 1(1)x x x x x x x x q X x p p p x qp q p q p p q q q q p q ∞∞∞∞−−====⎛⎞=⋅−=⋅=====⎜⎟−−⎝⎠∑∑∑∑, 故1E()p X =,p 的矩估计为1ˆpX=; (3)因∫∫∫∞+−−+∞−−∞+−−∞+−−+−=−⋅=⋅=121121121121d eede)1(d e1)(E 2θθθθθθθθθθθθθx x x x x X x x x x212121121eeθθθθθθθθθ+=−−=+∞−−+∞−−x x x ,且∫∫∫∞+−−+∞−−∞+−−∞+−−⋅+−=−⋅=⋅=121121121121d 2eede)1(d e1)(E 22222θθθθθθθθθθθθθx x x x x x X x x x x22212122122222)(E 2d e12e121121θθθθθθθθθθθθθθ++=+=⋅+−=∫∞+−−+∞−−X x x x x x , 则2222122212122)(22)](E [)(E )(D θθθθθθθ=+−++=−=X X X ,即)(D 2X =θ,)(D )(E 1X X −=θ,故θ 1和θ 2的矩估计为n S X −=1ˆθ,nS =2ˆθ. 2. 求下列总体分布中参数的极大似然估计:(1)f (x ; θ ) = θ (1 − θ ) x − 1,x = 1, 2, …;其中0 < θ < 1; (2)λλλ−=e !);(x x f x,x = 0, 1, 2, …;其中λ > 0;(3)222)(ln 2eπ21),;(σµσσµ−−=x xx f ,x = 0;其中−∞ < µ < +∞,σ > 0.解:(1)nx nx x x n ni i n x f x f x f L −−−−∑−=−−⋅−===121)1()1()1()1();();();()(11121θθθθθθθθθθθθ"",即)1ln()(ln )(ln 1θθθ−−∑+==n x n L ni i ,令011)(1d )(ln d 1=−−⋅−∑+⋅==θθθθn x n L n i i ,得xx nni i11==∑=θ, 故θ 的极大似然估计为X1ˆ=θ; (2)λλλλλλλλλλλλn n x n x x x n x x x x x x x f x f x f L ni in−−−−∑=⋅===e !!!e !e !e !);();();()(212121121""",即λλλn x x x x L n ni i −−⋅∑==)!!!ln(ln )(ln 211",令01d )(ln d 1=−⋅∑==n x L n i i λλλ,得x x n ni i ==∑=11λ, 故λ 的极大似然估计为X =λˆ; (3)),;(),;(),;(),(222212σµσµσµσµn x f x f x f L "=212222222212)(ln 212)(ln 2)(ln 22)(ln 1e)π2(1eπ21eπ21eπ21σµσµσµσµσσσσ∑===−−−−−−−−ni i n x nnx nx x x x x x x x "",即21221222)(ln )ln()ln π2(ln 2),(ln σµσσµ∑−−−+−==ni i n x x x x nL ",令0ln 2)1()(ln 2),(ln 21212=−∑=∑−⋅−−=∂∂==σµσµµσµn x x L ni i ni i ,得∑==ni i x n 1ln 1µ,再令02)(ln 12),(ln 412222=∑−+⋅−=∂∂=σµσσσµni i x n L ,得∑−==n i i x n 122)(ln 1µσ, 故µ和σ 2的极大似然估计为∑==n i i X n 1ln 1ˆµ,∑−===∧∑n i n i i i X n X n 1212)ln 1(ln 1σ. 3. 设总体X 的密度函数为⎩⎨⎧<<+=,,0,10,)1();(其他x x x f θθθ求参数θ 的极大似然估计与矩法估计,并看看它们是否一致?今获得样本观测值为0.4, 0.7, 0.27, 0.55,0.68, 0.31, 0.45, 0.83.试分别求θ 的极大似然估计值与矩估计值.解:因121212()(;)(;)(;)(1)(1)(1)(1)()n n n n L f x f x f x x x x x x x θθθθθθθθθθθθ==+⋅++=+""",即ln L (θ ) = n ln (θ + 1) + θ ln (x 1 x 2 … x n ),令12d ln ()1ln()0d 1n L n x x x θθθ=⋅+=+", 则12111ln()ln nn ii nnx x x x θ==−−=−−∑",故θ 的极大似然估计为1ˆ1ln nii nX θ==−−∑;因1211E()(1)d (1)22xX x x x θθθθθθθ++=⋅+=+⋅=++∫,有2E()11E()X X θ−=−,故θ 的矩法估计为21ˆ1X Xθ−=−; 显然参数θ 的极大似然估计与矩法估计不一致;又因样本观测值为0.4, 0.7, 0.27, 0.55, 0.68, 0.31, 0.45, 0.83,有1(0.40.70.83)0.523758x =+++=",故θ 的极大似然估计值为8ˆ10.3982ln 0.4ln 0.7ln 0.83θ=−−=+++",θ 的矩估计值为20.523751ˆ0.099710.52375θ×−==−. 习题6.21. 设容量为3的随机样本X 1 , X 2 , X 3取自概率密度函数为1,0,(;)0,,x f x θθθ−⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他的总体.证明1(1)ˆ4X θ=和2(3)ˆ43X θ=都是θ 的无偏估计量. 证:总体X 的分布函数为0,0,(;),0,1,,x x F x x x θθθθ<⎧⎪⎪=≤<⎨⎪≥⎪⎩则容量为3的样本的最小顺序统计量X (1) 的分布函数和密度函数为33(1)0,0,(;)1[1(;)]11,0,1,,x x F x F x x x θθθθθ<⎧⎪⎪⎛⎞=−−=−−≤<⎨⎜⎟⎝⎠⎪⎪≥⎩23(1)(1)3(),0,(;)(;)0,x x f x F x θθθθθ⎧−<<⎪′==⎨⎪⎩其他且最大顺序统计量X (3) 的分布函数和密度函数为33(3)0,0,(;)[(;)],0,1,,x x F x F x x x θθθθθ<⎧⎪⎪⎛⎞==≤<⎨⎜⎟⎝⎠⎪⎪≥⎩23(3)(3)3,0,(;)(;)0,x x f x F x θθθθ⎧<<⎪′==⎨⎪⎩其他得234222321(1)33300031212ˆE()4E()4()d (2+)d 2+234x x x X x x x x x x x θθθθθθθθθθθθθ⎛⎞==⋅−=−=−=⎜⎟⎝⎠∫∫,2432(3)33300044344ˆE()E()d d 334x x X x x x x θθθθθθθ==⋅==⋅=∫∫,故1(1)ˆ4X θ=和2(3)ˆ43X θ=都是θ 的无偏估计量. 2. 设总体X 服从伯努利分布B (1, p ),p 为未知参数(0 < p < 1).样本X 1 , …, X n 来自于X .(1)证明:当n = 1时,p 2不存在无偏估计;(2)若n ≥ 2,求p 2的一个无偏估计量. 解:(1)当n = 1时,样本X 1的概率分布为101~1X p p ⎛⎞⎜⎟−⎝⎠, 则任何统计量T = T (X 1)的数学期望为E (T ) = T (0) ⋅ (1 − p ) + T (1) ⋅ p = T (0) + [T (1) − T (0)] ⋅ p ≠ p 2, 故当n = 1时,p 2不存在无偏估计;(2)若n ≥ 2,有样本均值11n i i X X n ==∑,样本方差2211()1n i i S X X n ==−−∑, 则E()E()X X p ==,22E()D()(1)S X p p p p ==−=−,即222E()E()E()X S X S p −=−=, 故2X S −是p 2的一个无偏估计量.3. 设从均值为µ ,方差为σ 2(> 0)的总体X 中分别抽取容量为n 1 , n 2的两个独立样本,样本均值分别为1X 和2X .试证:对于任意满足条件a + b = 1的常数a 和b ,12ˆaX bX µ=+都是µ 的无偏估计,并确定a 、b 使方差ˆD()µ达到最小. 解:因12E()E()X X µ==,211D()X n σ=,222D()X n σ=,有12ˆE()E()E()()a X b X a b a b µµµµ=+=+=+,故当a + b = 1时,ˆE()µµ=,12ˆaX bX µ=+都是µ 的无偏估计; 又22222222222121112121212()2(1)ˆD()D()D()(1)n n a n a n a a a X b X a a n n n n n n σσµσ⎡⎤+−+−=+=⋅+−⋅=+=⎢⎥⎣⎦, 令212112ˆ2()2d D()0d n n a n a n n µσ+−==,得112n a n n =+,且2212212ˆ2()d D()0d n n n n a µσ+=>,故当112n a n n =+,2121n b a n n =−=+时,方差ˆD()µ达到最小. 4. 设X 1 , X 2 , X 3 , X 4是来自均值为θ 的指数分布的样本,其中θ 未知.证明下列三个估计量1123411()()36T X X X X =+++,212341(6543)10T X X X X =+−+,T 3 = 2 X 1 − X 2 + 3 X 3 − 3 X 4 ,均为θ的无偏估计量,并说明上述估计量中哪个最有效.证:因总体X 服从均值为θ 的指数分布,即X ~ e (1/θ ),有E (X ) = θ ,D (X ) = θ 2 ,则112341111E()[E()E()][E()E()]()()3636T X X X X θθθθθ=+++=+++=,2123411E()[6E()5E()4E()3E()](6543)1010T X X X X θθθθθ=+−+=+−+=,E (T 3) = 2 E (X 1) − E (X 2) + 3 E (X 3) − 3 E(X 4) = 2θ − θ + 3θ − 3θ = θ , 故T 1 , T 2 , T 3均为θ 的无偏估计量;又222221123411115D()[D()D()][D()D()]()()93693618T X X X X θθθθθ=+++=+++=, 22222212341143D()[36D()25D()16D()9D()](3625169)10010050T X X X X θθθθθ=+++=+++=,D (T 3) = 4 D (X 1) + D (X 2) + 9 D (X 3) + 9 D (X 4) = 4θ 2 + θ 2 + 9θ 2 + 9θ 2 = 23θ 2 , 显然D (T 1) < D (T 2) < D (T 3), 故T 1最有效,T 2其次,T 3最差.5. 设ˆθ是参数θ 的无偏估计量,且ˆD()0θ>,试证:2ˆ()θ不是θ 2的无偏估计量. 证:因ˆθ是参数θ 的无偏估计量,即ˆE()θθ=,有2222ˆˆˆˆE[()]()[E()]()D D θθθθθθ=+=+>, 故2ˆ()θ不是θ 2的无偏估计量. 习题6.31. 随机地从一批零件中抽取10个,测得其长度(单位:cm )为:2.13, 2.14, 2.12, 2.13, 2.11, 2.15, 2.14, 2.13, 2.12, 2.13.假设该批零件的长度服从正态分布N (µ , σ 2),试求总体均值µ 的置信系数为95%的置信区间:(1)若已知σ = 0.01;(2)若σ 未知. 解:(1)单个正态总体,已知σ ,估计µ ,总体均值µ 的点估计为X,枢轴量为~(0,1)X U N =,置信系数1 − α = 0.95,置信区间为/2/2(X u u αα−+,因1(2.13 2.14 2.13) 2.1310x =+++=",σ = 0.01,n = 10,u 0.025 = 1.96, 故µ 的置信系数95%的置信区间为(2.13 1.96 2.13 1.96(2.1238,2.1362)−+=;(2)单个正态总体,未知σ ,估计µ ,总体均值µ 的点估计为X,枢轴量为~(1)X T t n =−,置信系数1 − α = 0.95,置信区间为/2/2((1)(1)X t n t n αα−−+−,因1(2.13 2.14 2.13) 2.1310x =+++=", 222221[(2.13 2.13)(2.14 2.13)(2.13 2.13)]0.01159s =−+−++−=",n = 10,t 0.025 (9) = 2.2622,故µ 的95%置信区间为(2.13 2.2622 2.13 2.2622(2.1217,2.1383)−+=.2. 为估计制造某件产品所需的单件平均工时(单位:小时),现制造了五件,记录所需工时为:10.5, 11, 11.2, 12.5, 12.8.设制造单件产品所需工时服从正态分布,试求单件平均工时的置信系数95%的置信区间.解:单个正态总体,未知σ ,估计µ ,总体均值µ 的点估计为X,枢轴量为~(1)X T t n =−,置信系数1 − α = 0.95,置信区间为/2/2((1)(1)X t n t n αα−−+−,因1(10.51112.8)11.65x =+++=",222221[(10.511.6)(1111.6)(12.811.6)]0.99754s =−+−++−=",n = 5,t 0.025 (4) = 2.7764,故µ 的95%置信区间为(11.6 2.7764 2.7764(10.3615,12.8385)−+=.3. 设有两台机床用来生产规格相同的铝合金薄板.随机选取每台机床轧制的产品若干张,测得它们的厚度(单位:cm )如下:机器I :0.243, 0.238, 0.248, 0.245, 0.236, 0.241, 0.239, 机器II :0.261, 0.254, 0.255, 0.257, 0.253, 0.250,设两台机床所生产的薄板的厚度服从方差相等的正态分布.试给出两台机床生产的铝合金薄板平均厚度差的置信系数为95%的置信区间.解:两个正态总体,未知22,x y σσ(但22x yσσ=),估计µ x −µ y ,均值差µ x −µ y 的点估计为X Y −,枢轴量为()()~(2)X Y T t n m µµ−−−=+−, 置信系数1 − α = 0.95,置信区间为(, 因1(0.2430.2380.239)0.24147x =+++=",1(0.2610.2540.250)0.2556y =+++=", 222221[(0.2430.2414)(0.2380.2414)(0.2390.2414)]0.00426x s =−+−++−=",222221[(0.2610.255)(0.2540.255)(0.2500.255)]0.00375ys =−+−++−=", n = 7,m = 6,t 0.025 (11) = 2.2010, 故µ 的95%置信区间为(0.24140.255 2.2010(0.0185,0.0087)−±=−−.4. 由容量为15,取自正态总体N (µ , σ 2)的随机样本算得23.2, 4.24x s ==,确定σ 2和σ 的置信系数90%的置信区间.解:单个正态总体,估计σ 2,总体方差σ 2的点估计为S 2,枢轴量为2222(1)~(1)n S n χχσ−=−,置信系数1 − α = 0.90,置信区间为2222/21/2(1)(1)(,)(1)(1)n S n S n n ααχχ−−−−−,因s 2 = 4.24,n = 15,20.05(14)23.685χ=,20.95(14) 6.571χ=,故σ 2的90%置信区间为14 4.2414 4.24(,(2.5062,9.0336)23.685 6.571××=; σ 的90%置信区间为(1.5831,3.0056)=.5. 设有两个化验员A 和B 独立对某种聚合物中的含氯量用同一种方法各做了10次测定,其测定值的方差分别为220.512,0.665ABs s ==.假定各自的测定值均服从正态分布,方差分别为2Aσ和2Bσ,求22ABσσ的置信系数为0.90的置信区间.解:两个正态总体,估计22A B σσ,方差比22A Bσσ的点估计为22A B S S ,枢轴量为2222~(1,1)A AB B S F F n m S σσ=−−,置信系数1 − α = 0.90,置信区间为2222/22222/21/2/2111(,)(,(1,1))(1,1)(1,1)(1,1)A A A A B B B BS S S S F m n F n m F n m F n m S S S S αααα−⋅⋅=⋅⋅−−−−−−−−,因220.512,0.665A B s s ==,n = 10,m = 10,F 0.05 (9, 9) = 3.18,故22A Bσσ的置信系数为0.90的置信区间为0.51210.512(, 3.18)(0.2421,2.4484)0.665 3.180.665××=.6. 设枪弹的速度(单位:米/秒)服从正态分布.为了比较两种枪弹的速度,在相同的条件下进行了速度测定.算得数据如下:枪弹甲:m = 110,2810x =,s x = 121.41;枪弹乙:n = 100,2682y =,s x = 105.06.试求这两种枪弹的平均速度之差的置信系数近似为95%的置信区间.解:两个正态总体,未知22,x yσσ(大样本),估计µ x −µ y ,均值差µ x −µ y 的点估计为X Y −,大样本情形下枢轴量为()()~(0,1)X Y T N µµ−−−=,置信系数1 − α = 0.95,置信区间为(,因m = 110,2810x =,s x = 121.41,n = 100,2682y =,s x = 105.06,u 0.025 = 1.96,故µ x −µ y 的95%置信区间为(28102682 1.96(97.36,158.64)−±=.复习题六1. 设X 1 , …, X n 为来自总体X 的样本,X 的概率密度函数为22(),0,(;)0,,x x f x θθθθ⎧−<<⎪=⎨⎪⎩其他 其中θ(> 0)是未知参数.试求参数θ 的矩估计量. 解:因3323222002212E()()d ()()23233X x x x x x θθθθθθθθθθ=⋅−=−=−=∫,有θ = 3 E (X ),故θ 的矩估计为ˆX θ=. 注:此题有误,密度函数非零取值范围应为0 < x < θ .2. 伯莱托(Pareto )分布是常用于研究收入的模型,其分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧<≥⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=,,0,,1),;(111212θθθθθθx x x x F 其中θ 1 > 0,θ 2 > 0.若随机样本X 1 , …, X n 取自该分布,求θ 1与θ 2的极大似然估计量.解:伯莱托分布的密度函数为⎪⎩⎪⎨⎧<≥⋅=′=+,,0,,),;(),;(11112212122θθθθθθθθθθx x x x F x f则1211211212121112212122112122222222)(),;(),;(),;(),(++++=⋅==θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθn n nnn x x x x x x x f x f x f L """,即ln L (θ 1, θ 2) = n ln θ 2 + n θ 2 ln θ 1 − (θ 2 + 1) ln (x 1 x 2 …x n ),显然θ 1越大,ln L (θ 1, θ 2) 就越大,且x i ≥ θ 1,故θ 1的极大似然估计量为)1(11},,min{ˆX X X n =="θ; 令0)ln(ln 1),(ln 2112221=−+⋅=∂∂n x x x n n L "θθθθθ,得111212ln ln 11ln )ln(θθθ−=−=∑=ni i n x n n x x x n ", 故θ 2的极大似然估计量为)1(12ln ln 11ˆX X n ni i −=∑=θ.3. 设总体X 的概率密度为2231/224πe ,0,(;)0,0,xx x f x x ααα−−−⎧⎪>=⎨≤⎪⎩ 试求参数α 的矩估计和极大似然估计,并证明矩估计量是无偏的. 解:因222231/2211/2200E()4πe d 2π(1)de xxX x x x x αααα+∞+∞−−−−−−=⋅=⋅−∫∫22222211/2211/221/21/2002πe2πe d()0(2πe )2πx x x x x ααααααα+∞+∞+∞−−−−−−−−−=−+=+−=∫,故α=,α的矩估计为ˆXα=;因2222221231/2231/2231/221212()(;)(;)(;)4πe4πe4πenx x x n n L f x f x f x x x x αααααααααα−−−−−−−−−==⋅""2213/22124π()eni i x n n n n x x x αα=−−−∑=",即212211ln ()ln 43ln ln π2ln()2nn i i n L n n x x x x ααα==−−+−∑",令231d ln ()1230d n i i L n x αααα==−⋅+=∑,得α=,故α的极大似然估计为ˆα= 4. 设总体X 的密度函数为||1(;)e ,2x f x x λλ−−=−∞<<+∞,试求参数λ(−∞ < λ < +∞)的极大似然估计量.解:112||||||||121111()(;)(;)(;)e e e e 2222ni n i x x x x n n L f x f x f x λλλλλλλλ=−−−−−−−−∑==⋅="",即1ln ()ln 2||ni i L n x λλ==−−−∑,设顺序统计量为x (1) , x (2) , …, x (n ),并且记x (0)为−∞,x (n + 1)为+∞,不妨设x (k ) ≤ λ < x (k + 1),k = 0, 1, …, n − 1, n , 则1111ln ()ln 2()()ln 2()kn k ni i i i i i k i i k L n x x n k x x n k λλλλλ==+==+=−−−−−=−−+−+−∑∑∑∑11ln 2(2)kni i i i k n n k x x λ==+=−+−+−∑∑,若2n k <,有n − 2k < 0,ln L (λ )关于λ 单调增加,若2nk >,有n − 2k < 0,ln L (λ )关于λ 单调减少, 当n 为偶数时,取2nk =,ln L (λ )在()()221n n x x λ+≤<时达到最大,(由连续性知()21n x λ=时也达到最大),故当n 为偶数时,λ 的极大似然估计量ˆλ为区间()()221[,]n n X X+上的任何值;当n 为奇数时,取12n k −=,ln L (λ )在()()1122n n x x λ−+≤<时单调增加,取12n k +=,ln L (λ )在()()1322n n x x λ++≤<时单调减少,即ln L (λ ) 在()12n x λ+=时达到最大,故当n 为奇数时,λ 的极大似然估计量()12ˆn X λ+=.5. 设总体X ~ N (µ , σ 2),X 1 , …, X n 是X 的样本,X 为样本均值,求常数c 和d ,使∑−=+−1121)(n i i i X X c 与∑=−ni i X X d 1||分别为σ 2和σ 的无偏估计.解:因E (X i ) = µ ,2222)](E [)(D )(E µσ+=+=i i i X X X ,则∑∑∑−=++−=++−=+−+=−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡−1112211112211121)](E )(E 2)(E )(E [)2(E )(E n i i i i i n i i i i i n i i i X X X X c X X X X c X X c221122222)1(22)1(]2)()[(σσµµσµσ−=⋅−⋅=−+++=∑−=n c n c c n i ,故当)1(21−=n c 时,21121)(E σ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡−∑−=+n i i i X X c ,∑−=+−−1121)()1(21n i i i X X n 为σ 2的无偏估计; 因∑∑≠=−−=−=−ij j i n j j i i X n X n n X n X X X 1111,有i X X −服从正态分布,且E()E()E()0i i X X X X µµ−=−=−=,22222(1)1(1)11D()D()D()(1)i i jj i n n n X X X X n n n n n n σσ≠−−−−=+=+⋅−=∑, 则21~(0,)i n X X N n σ−−~(0,1)X N ,记X Y =Y ~ N (0, 1),则22222200E(||)||d 2d 2y y y Y y yy y+∞−−−+∞+∞−∞===−=∫∫即E(||)i X X −=,11E(||)E(||)n ni i i i d X X d X X d n ==−=−=⋅∑∑,故当d =时,1E ||ni i d X Xσ=⎡⎤−=⎢⎥⎣⎦∑1||n i X X =−为σ 的无偏估计.。
第1篇一、实验目的1. 理解分布测量的基本原理和方法。
2. 掌握分布测量实验的操作步骤和数据处理方法。
3. 通过实验验证分布测量的正确性和准确性。
二、实验原理分布测量是指在一定区域内,对某一物理量进行多点测量,然后根据测量结果绘制出该物理量的分布图。
本实验主要研究线性分布的测量方法,包括直尺法、三角法和光电法等。
三、实验仪器与设备1. 实验器材:直尺、三角板、光电测距仪、水准仪、记录纸、铅笔等。
2. 实验场地:实验场地需平坦、开阔,无遮挡物。
四、实验步骤1. 确定测量区域:根据实验要求,选择合适的测量区域,并在测量区域内标记出测点位置。
2. 测量准备:检查实验器材是否完好,确保实验过程中能够正常使用。
3. 测量方法:a. 直尺法:将直尺垂直放置在测点处,记录直尺的读数,重复测量多次,取平均值。
b. 三角法:使用三角板和直尺,根据三角板的角度和直尺的读数,计算出测点的距离。
c. 光电法:使用光电测距仪,根据仪器显示的读数,计算出测点的距离。
4. 数据记录:将测量结果记录在记录纸上,包括测点位置、测量方法、测量值等。
5. 数据处理:对测量数据进行整理和分析,绘制出分布图。
五、实验结果与分析1. 实验结果:根据实验数据,绘制出分布图,分析分布规律。
2. 结果分析:a. 通过直尺法、三角法和光电法三种方法进行测量,得到的结果基本一致,说明分布测量方法具有可靠性。
b. 分析分布图,可以观察到物理量在测量区域内的分布规律,为后续研究提供依据。
六、实验总结1. 本实验通过分布测量方法,对物理量进行多点测量,验证了分布测量的正确性和准确性。
2. 实验过程中,应注意以下几点:a. 选择合适的测量方法,根据实验要求进行测量。
b. 在测量过程中,注意数据的准确记录和整理。
c. 对测量结果进行分析,得出结论。
3. 本实验为后续研究提供了有益的参考,有助于提高分布测量的应用价值。
七、实验报告撰写1. 实验报告应包括实验目的、原理、仪器与设备、实验步骤、实验结果与分析、实验总结等内容。
三大统计分布的概率密度、分布函数生成及作图
一、实验目的
1.会利用MATLAB软件计算三大统计分布的概率密度、分布函数值,会计算
形如事件{X≤x}的概率;
2.会求上α分位点;
3. 熟练掌握MATLAB软件的关于三大统计分布的概率密度、分布函数作图的基本操作。
二、实验要求
1. 掌握常见分布的分布律和概率密度的产生命令,如chi2pdf等
2. 掌握常见分布的分布函数命令,如chi2cdf等
3. 掌握常见分布的分布函数的反函数命令,如chi2inv等
4. 掌握MATLAB画图命令plot,掌握常见分布的概率密度图像和分布函数图像的画法。
三、实验内容
1. 设随机变量X服从自由度为6的2χ分布,求
(1)X=0,1,2,3,4,5,6时的概率密度值;
(2)X=0,1,2,3,4,5,6时的分布函数值;
(3)若P{X≤x}=0.345,求x.
(4)求2χ分布的上0.05分位点。
2. 设随机变量X服从自由度为6的t分布,求
(1)X=-3,-2,-1,0,1,2,3时的概率密度值;
(2)X=-3,-2,-1,0,1,2,3时的分布函数值;
(3)若P{X≤x}=0.345,求x.
(4)求t分布的上0.05分位点。
3. 设随机变量X服从第一自由度为2,第二自由度为6的F分布,求
(1)X=0.1,2,3,4,5,6时的概率密度值;
(2)X=0.1,2,3,4,5,6时的分布函数值;
(3)若P{X≤x}=0.345,求x.
(4)求F分布的上0.05分位点。
4. 设随机变量X服从自由度是6的2χ分布。
(1)画出X的概率密度图形;
(2)画出X的分布函数图形;
5. 设随机变量X服从自由度是6的t分布。
(1)画出X的概率密度图形;
(2)画出X的分布函数图形;
6. 设随机变量X服从第一自由度是6,第二自由度是8的F分布。
(1)画出X的概率密度图形;
(2)画出X的分布函数图形;
四、实验过程
1. (1)>> chi2pdf(0:6,6)
ans =
0 0.0379 0.0920 0.1255 0.1353 0.1283 0.1120
(2)>> chi2cdf(0:6,6)
ans =
0 0.0144 0.0803 0.1912 0.3233 0.4562 0.5768
(3)>> chi2inv(0.345,6)
ans =
4.1603
(4)>> chi2inv(0.95,6)
ans =
12.5916
2. (1)>> tpdf(-3:3,6)
ans =
0.0155 0.0640 0.2231 0.3827 0.2231 0.0640 0.0155
(2)>> tcdf(-3:3,6)
ans =
0.0120 0.0462 0.1780 0.5000 0.8220 0.9538 0.9880
(3)>> tinv(0.345,6)
ans =
-0.4187
(4)>> tinv(0.95,6)
ans =
1.9432
3. (1)>> fpdf(0:6,2,6)
ans =
0 0.3164 0.1296 0.0625 0.0337 0.0198 0.0123
(2)>> fcdf(0:6,2,6)
ans =
0 0.5781 0.7840 0.8750 0.9213 0.9473 0.9630
(3)>> finv(0.345,2,6)
ans =
0.4544
(4)>> finv(0.95,2,6)
ans =
5.1433
4. (1)>> x=0:0.01:20;y=chi2pdf(x,6);plot(x,y)
χ分布的概率密度图形
图2.13 2
(2)>> x=0:0.01:20;y=chi2cdf(x,6);plot(x,y)
χ分布的分布函数图形
图2.14 2
5. (1)>> x=-10:0.01:10;y=tpdf(x,6);plot(x,y)
图2.15 t分布的概率密度图形(2)>> x=-10:0.01:10;y=tcdf(x,6);plot(x,y)
图2.16 t分布的分布函数图形
6. (1)>> x=0:0.01:10;y=fpdf(x,6,8);plot(x,y,'.')
图2.17 F分布的密度函数图形(2)>> x=0:0.01:10;y=fcdf(x,6,8);plot(x,y,'.')
图2.18 F分布的分布函数图形
作业要求:
一写出实验过程;
二实验过程遇到的问题
三小结。