Показатели вариации, выборочное наблюдение (стр. 4 из 8)

Для характеристики надежности выборочных показателей различают среднюю и предельную ошибки выборки.

2.1. Основные формулы

Средняя ошибка выборки при собственно случайном методе отбора (

):

а) повторный отбор:

(2.1)

б) бесповторный отбор:

(2.2)

где n – численность выборочной совокупности;

N – численность генеральной совокупности;

s² – дисперсия средней или доли;

процент выборки.

Дисперсия средней

находится с использованием формул, указанных в п. 5.

Дисперсия выборочной доли:

(2.3)

где

- доля единиц, обладающих данным признаком в выборочной совокупности;

m – единицы выборочной совокупности, обладающие данным признаком.

Предельная ошибка выборки ( D ):

(2.4)

где t – коэффициент кратности (доверия).

Доверительные интервалы:

а) для средней:				(2.5)
б) для доли:			(2.6)

Объем выборки при повторном отборе:

а) для средней			(2.7)
б) для доли:			(2.8)

Объем выборки при бесповторном отборе:

а) для средней				(2.9)
б) для доли:			(2.10)

2.2. Решение типовых задач

Задача № 2.1

В целях изучения затрат времени на изготовление детали рабочими завода проведена 10% случайная бесповторная выборка в результате которой получено данное распределение деталей по затратам времени, представлено в следующей таблице:

Затраты времени на одну деталь, мин.	Число деталей, шт.	Расчетные значения
		Середина интервала (X)
до 10	10	9	90	136,9
до 12	20	11	220	57,8
12 – 14	50	13	650	4,5
14 – 16	15	15	225	79,35
16 и более	5	17	85	92,45
Итого	100	-	1270	371

На основе этих данных вычислить:

1. С вероятностью 0.954 предельную ошибку выборочной средней и возможные границы, в которых ожидаются средние затраты времени на изготовление одной детали на заводе;

2. С вероятностью 0.954 предельную ошибку выборочной доли и границы удельного веса числа деталей с затратами времени на их изготовление от 10 до 14 мин.

Решение:

1. Определяем средние затраты времени на изготовление 1 детали для выборочной совокупности по формуле средней арифметической взвешенной:

Рассчитываем дисперсию для выборочной совокупности по формуле средневзвешенной для сгруппированных данных:

Так как выборка по условию задачи равна 10%, а n равно 100 шт., то N равно 1000 шт.Средняя ошибка выборки при бесповторном отборе рассчитывается по формуле:

Так вероятность равна 0,954, то коэффициент доверия t равен 2. Предельная ошибка выборки определяется по формуле:

Доверительные интервалы (пределы) средней рассчитываем, исходя из двойного неравенства:

;

;

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утверждать, что средние затраты времени на изготовление одной детали на заводе лежат в границах от 12, 34 мин. до 13, 06 мин.

2. Определяем по выборочной совокупности долю деталей с затратами времени на их изготовление от 10 до 14 минут по формуле:

Тогда дисперсия выборочной доли равна:

Средняя ошибка выборки определяется по аналогичной формуле, что и для выборочной средней и равна:

Предельная ошибка выборки для доли и доверительные интервалы определяется по формула:

.

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утверждать, что доля деталей, изготовленных с затратами времени от 10 до 14 минут составляет от 61,3% до 78,9% в общем числе деталей.

Задача № 2.2

Для определения среднего возраста 1200 студентов факультета необходимо провести выборочное обследование методом случайного бесповторного отбора. Предварительно установлено, что среднее квадратическое отклонение возраста студентов равно 3 года.

Определить количество студентов, которое нужно обследовать, чтобы с вероятностью 0,954 средняя ошибка выборки не превышала 3 года.

Решение:

Так как обследование проведено методом бесповторного отбора для определения среднего возраста студентов, то необходимый объем выборки рассчитывается по формуле:

Таким образом, выборка численностью 43 человека обеспечивает заданную точность при бесповторном отборе.

2.3. Контрольные задачи

Задача № 2.1

В целях контроля за соблюдением норм расхода сырья проведено выборочное обследование партии готовой продукции. При механическом (бесповторном) способе отбора 5% изделий получены определенные данные о весе обследованных единиц, представленные в следующей таблице:

Вес изделий, г.	Число образцов, шт.
до 100	22
100– 110	76
110 – 120	215
120 – 130	69
130 и свыше	18
Итого	400

На основании выборочных данных вычислить:

1. По «способу моментов»:

а) средний вес изделия;

б) дисперсию.

2. Cреднее квадратическое отклонение.

3. Коэффициент вариации.

4. С вероятностью 0.997 возможные границы, в которых заключен средний вес изделий во всей партии.

5. С вероятностью 0.954 возможные границы удельного веса (доли) стандартной продукции во всей партии при условии, что к стандартной продукции относятся все изделия с весом от 100 г до 130 г.

Задача № 2.2

Для изучения возрастной структуры рабочих завода по состоянию на 1 июля было проведено 3% выборочное обследование по методу случайного бесповторного отбора. Результаты обследования распределения рабочих по возрасту представлены в следующей таблице:

Группы рабочих по возрасту, лет.	Число рабочих, чел.
до 20	10
20 – 30	18
30 – 40	40
40 –50	24
50 и старше	8
Итого	100

На основании данных выборочного обследования вычислите:

1. По «способу моментов»:

а) средний возраст рабочего;

б) дисперсию.

2. Среднее квадратическое отклонение.

3. Коэффициент вариации.

4. С вероятностью 0.997 возможные границы среднего возраста рабочих завода.

5. С вероятностью 0.954 возможные границы доли рабочих завода, возраст которых составляет менее 20 лет.