Статистическая проверка непараметрических гипотез, страница 2

Критерий «согласия» Колмогорова применяется для проверки гипотез о виде функции распределения только непрерывных СВ, когда параметры гипотетического распределения точно известны. В качестве статистического критерия значимости используется величина l, равная максимальному отклонению эмпирической и предполагаемой (гипотетической) функции распределения случайной величины, т.е.

,                                                 (**)

где , F*(x) – значения эмпирической и гипотетической функции распределения, соответственно; n – объём выборки. Т.о. критерий «согласия» Колмогорова сравнивает отклонения функций (эмпирической и гипотетической) распределения СВ.

Например, если  СВ x имеет вид, представленный на графике «а», и при этом предполагается показательное распределение СВ x, т.е. F*(x) имеет вид, представленный на графике «б», то отклонения выбираются следующим образом.

Колмогоров А.Н. доказал, что при n®¥, в случае справедливость гипотезы HoFx(x)=F*(x), статистический критерий l имеет функцию распределения вида: , которая не зависит от гипотетического распределения F*(x).

Если наблюдаемое значение <lкрит , то гипотеза Ho согласуется с результатами опытов и оснований для отклонения гипотезы нет. Если >lкрит , то гипотеза Ho не согласуется с экспериментальными данными; она отклоняется, и с вероятностью (1–a) можно утверждать, что верна H.

Задача. Время выполнения некоторого технологического процесса (ТП) имеет нормальный закон со средним значением 20 мин. Для сокращения времени выполнения данного ТП был проведён ряд мероприятий (автоматизация, изменение структуры ТП и т.п.). Значимо ли повлияли проведённые мероприятия на время выполнения ТП, если по результатам 30 испытаний среднее время выполнения ТП составило 18,9 мин, а среднеквадратическое отклонение – 3,3 мин? Построить доверительный интервал для МО времени выполнения ТП после модернизации.

Решение. Пусть x – время выполнения ТП. x~N(M[x],s[x]), причём M[x], s[x] – ? Однако ,  .

Найдём доверительный интервал для M[x]:

.

Для данной гипотезы Ha  ОКЗ критерия t будет двухсторонней.

tкрит=ta/2, n–1=t0,025, 29=2,045 .

Поскольку , то гипотеза HoM[x]=20 согласуется с опытом. Т.е. проведённые меры значимо не сократили время выполнения ТП.

 
Проверим гипотезу HoM[x]=20; HaM[x]¹20.  Т.к. x~N(M[x],s[x]) и s[x] – ?, то будем использовать критерий , где Ao – гипотетическое значение M[x].

Пусть P{M[x]>20}=0, тогда  HoM[x]=20; HaM[x]<20.

Для данной гипотезы Ha  ОКЗ критерия t будет односторонней.

tкрит=ta, n–1=t0,05, 29=1,699 .

Т.к. , то HoM[x]=20 не согласуется с опытом, с вероятностью 1–a=0,95 можно утверждать, что верна гипотеза HaM[x]<20 (среднее время выполнения ТП после проведённых мероприятий значимо уменьшилось).

 

Критерий «согласия» Пирсона (c2)

1.1. Строится статистический закон распределения x.

1.2. Выдвигается гипотеза HoFx(x)=F*(x) и HaFx(xF*(x).