LISTA 4 1.Na pewnym obszarze dokonano 40 pomiarów grubości warstwy piasku otrzymując w m.: 54, 58, 64, 69, 61, 56, 41, 48, 56, 61, 70, 55, 46, 57, 70, 55, 47, 62, 55, 60, 54,57,65,60,53,54, 49,58,62,59,55,50,58, 63, 64, 59, 52, 65, 58, 60. Dla przedstawionej próby zbudować szereg rozdzielczy oraz naszkicować histogram i dystrybuantę empiryczną. Wyznaczyć średnią, medianę, modalną, kwantyl dolny i górny, wariancję, współczynnik zmienności. 2.W pewnym punkcie sieci elektrycznej mierzono co godzinę istniejące napięcie (w V) otrzymując 21 danych: 234, 220, 230, 218, 220, 219, 224, 223, 220, 218, 221, 229, 225, 220, 221, 216, 220, 219,232,227,221. Dla przedstawionej próby wyznaczyć wielkości jak w zad.1. 3. Dokonano 8 pomiarów pewnej odległości i otrzymano (w m): 201, 195, 207, 203, 191, 208, 198, 210. Wiadomo,że rozkład błędu pomiaru jest normalny o średniej 0 i wariancji 9. Wyznaczyć przedział ufności dla mierzonej odległości na poziomie ufności 0.95. Ponadto, wykonano 5 dodatkowych pomiarów i otrzymano:201, 196, 200, 195, 208. Korzystając ze wszystkich pomiarów wyznaczyć jeszcze raz przedział ufności dla mierzonej odległości oraz porównać długości przedziałów. 4.Na podstawie 100 prób oszacowano średni czas pracy potrzebny do wyprodukowania elementu i uzyskano (w s): x = 5.5 oraz s = 1.7.Wyznaczyć przedział ufności dla wartości oczekiwanej czasu produkcji na poziomie: a) 0.90 oraz b) 0.80. Który jest dłuższy? 5.Dla 10 obserwacji cechy o rozkładzie normalnym otrzymano: 7; 7.5; 8.5; 8; 6; 7.5; 6.5; 5.5; 7.5; 6. Wyznacz i porównaj przedział ufności dla parametru m na tym samym poziomie ufności gdy : a) σ = 0.5, b) σ nieznane. 6.Klasa przyrządu jest związana z odchyleniem standardowym wykonywanych nim pomiarów. W celu zbadania klasy przyrządu służącego do pomiaru masy wykonano nim 12 pomiarów masy tego samego ciała (w mg): 101, 105, 98, 96, 100, 106, 100, 95, 95, 101, 94, 98. Przy założeniu, że wyniki pomiaru mają rozkład normalny wyznaczyć 95% przedział ufności dla odchylenia standardowego. 7.Przy sporządzaniu skali magnetometru dokonano 10 niezależnych pomiarów 1
natężenia tego samego pola magnetycznego i otrzymano (w Oe): 8, 10, 15, 12, 18, 9, 10, 12, 14, 12. Przyjmując poziom ufności 0.95 wyznaczyć przedział ufności dla wartości oczekiwanej oraz dyspersji (odchylenia standardowego) wyników pomiaru tym magnetometrem. 8.Błąd pomiaru wysokości wieży ma rozkład normalny o wariancji 400m 2. Ile pomiarów należy wykonać, aby na poziomie ufności 0.9 oszacować wysokość wieży w przedziale ufności długości 15m? 9.Aby oszacować ile procent wyborców (p%) jest zdecydowanych poprzeć danego kandydata w najbliższych wyborach przeprowadzono ankietę wśród n losowo wybranych osób (n 100). Na pytanie: czy będziesz głosować na danego kandydata; ankieta przewidywała 2 odpowiedzi: TAK albo NIE. Wyznacz przedział ufności dla p na poziomie ufności 1 α. Przy jakim n długość przedziału ufności będzie mniejsza niż 0.05 (5%.) Wykonaj obliczenia dla: n = 200, 180 odpowiedzi TAK, 1 α = 0.95. 10.W celu zbadania szczelności pojemników pewnej firmy, wylosowano niezależnie do próby i sprawdzono szczelność 100 pojemników, wykrywając 16 nieszczelnych. Przyjmując poziom ufności 0.99 oszacować procent nieszczelnych pojemników. Odpowiedzi: zad.3 dla n=8 mamy 199.52 < m < 203.7, dla n=13 mamy 199.37 < m < 202.63 zad.4 a) 5.22 < m < 5.78; b) 5.28 < m < 5.72. zad.6 2.8 σ 6.7 zad.7 9.84 < m < 14.16 oraz 4.31 σ 2 30.37. zad.8 n 20. zad.10 6% < p < 25.4% LISTA 5 1. Hipotezę,że wadliwość produktu wynosi 0.1 sprawdzano następująco: z dużej partii towaru wybierano losowo 100 produktów. Jeśli wśród nich jest mniej niż 17 wadliwych to całą partię towaru uznajemy za wystarczająco dobrą, w przeciwnym przypadku partię uznajemy za złą. Obliczyć błąd I rodzaju. Wskazówka: rozkład Bernoulliego przybliżyć rozkładem normalnym. 2.Aby zweryfikować hipotezę o symetryczności monety H: p = 0.5 przeciwko K: p 0.5 wykonano nią n = 100 rzutów. Wyznaczyć obszar krytyczny na poziomie istotności: 2
a) α = 0.1, b) α = 0.05. Zweryfikować hipotezę H gdy w 100 rzutach monetą było 59 orłów dla a) oraz b). 3.Niech (X 1, X 2,..., X n ) będzie próbą prostą, że X k ma rozkład N(m,1). Na poziomie istotności α = 0.05 zweryfikować hipotezę H: m=4, przeciwko K:m > 4, gdy n=25 oraz zaobserwowano x = 4.3. Podać wartość p-value. 4.Producent twierdzi,że długość życia produkowanych przez niego baterii ma rozkład normalny o średniej 48h. Długość życia dla zbadanych 7 baterii wyniosła: 44, 46, 49, 42, 51, 40, 45. Czy obserwacje te przeczą hipotezie producenta o średniej długości życia baterii? Zweryfikować hipotezę dla α = 0.02. 5.Przyjmując, że waga odczynnika w pewnego typu opakowaniach jest zmienną losową o rozkładzie N(m, σ) zweryfikować na poziomie istotności α = 0.1 hipotezę H: m=100 przeciwko K: m 100 dla następujących obserwacji: 95, 103, 104, 97, 100. 6.Zużycie energii elektrycznej (w kwh) przez pewną firmę w 10 losowo wybranych dniach było następujące: 104, 100, 105, 110, 106, 105, 102, 105, 107, 106. Zakładając,że zużycie energii ma rozkład normalny, na poziomie istotności α = 0.025 zweryfikować hipotezę H: σ 2 = 10 przeciwko K: σ 2 > 10. 7.Producent twierdzi, że produkowany przez niego przyrząd nie popełnia błędu systematycznego oraz odchylenie standardowe wyników pomiaru wynosi σ = 0.01. W celu sprawdzenia przyrządu wykonano nim 10 niezależnych pomiarów wzorca m=10.00 i uzyskano: 9.97, 9.97, 10.00, 10.01, 9.99, 10.01, 10.00, 10.02, 10.00, 10.03. Zakładając, że wyniki pomiaru mają rozkład normalny zweryfikować na poziomie istotności α = 0.01: a) hipotezę producenta o błędzie systematycznym oraz b) hipotezę σ = 0.01 przeciwko hipotezie, że rzeczywiste odchylenie jest większe. 8.Pewien eksperymentator twierdzi, że opracował nową (lepszą) metodę odsiarczania gazów przemysłowych. Dokonano pomiarów zawartości siarki i otrzymano dla metody: starej: 17, 11, 22, 18, 15, 13, 14, 16 3
nowej: 15, 12, 10, 18, 14, 15, 13. Przyjmując, że zawartość siarki ma rozkład normalny zweryfikować odpowiednią hipotezę na poziomie istotności α = 0.05. 9.Błędy pomiarów dla 2 przyrządów mają rozkład normalny o takiej samej wariancji, równej 3. Badając zgodność pomiarów wykonano po 6 pomiarów każdym przyrządem i otrzymano: x 1 = 66.7, x 2 = 67.3; a)zweryfikować odpowiednią hipotezę na poziomie istotności α = 0.05; 10.W wyniku pomiarów temperatury w 20 takich samych zbiornikach wykorzystywanych w procesie produkcji otrzymano w stopniach Celsjusza x = 4.8. Zakładając, że temperatura utrzymywana w zbiornikach jest zmienną losową o rozkładzie normalnym N(m,0.1) na poziomie istotności α = 0.1 zweryfikować hipotezę H: m = 5 przeciwko alternatywie: a) K: m < 5 oraz b) K: m 5 11.Pomiary napięcia prądu mają rozkład normalny. Dokonano 15 niezależnych pomiarów napięcia i otrzymano S 2 = 1.4. Na poziomie istotności α = 0.05 zweryfikować hipotezę, że wariancja pomiarów wynosi 1.2. Odpowiedzi zad.1 α = 0.0038 zad.2 a) Q = {0, 1,..., 41} {59, 60,..., 100}, odrzucamy H gdy zaobserwowano 59 orłów b)q = {1, 2,..., 40} {60, 61,...100}, nie ma podstaw do odrzucenia H gdy zaobserwowano 59 orłów. zad.3 Q = (1.64; ); u=1.5, nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy p-value =0.0768, zad.4 t=-1.877,6 stopni swobody Q = (, 0.906), odrzucamy hipotezę zad.5 t=-0.17, 4 st.swobody, Q = (, 2.132) (2.132, ), nie ma podstaw do odrzucenia H zad.6 χ 2 = 6.1, 9 st.swobody, Q = (19.02, ), nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy zad.7 a) H: m=0 (błąd systematyczny wynosi 0 ) K: m 0 t=0, 9 st.swobody, Q = (, 3.25) (3.35, ), nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy H b) H: σ 2 = 0.0001 przeciwko K: σ 2 > 0.0001 χ 2 = 34, 9 st.swobody, Q = (21.67, ), odrzucamy H na podanym poziomie istotności zad.8 H: m s = m n przeciwko K: m s > m n t=1.48, 13 st.swobody Q = (1.771, ), nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy 4
H zad.9 a) H: m 1 = m 2 przeciwko K: m 1 m 2 u=-0.6, Q = (, 1.96) (1.96, ), nie ma podstaw do odrzucenia H zad.11 χ 2 = 17.5, 14 st.swobody Q = (23.68, ), nie ma podstaw do odrzucenia H LISTA 6 1.W celu sprawdzenia symetryczności kostki do gry wykonano nią 120 rzutów i otrzymano: liczba oczek 1 2 3 4 5 5 liczba rzutów 11 30 14 10 33 22 Na poziomie istotności α = 0.05 zweryfikować hipotezę,że kostka jest symetryczna. 2.Zmienna losowa X oznacza liczbę kolizji komunikacji miejskiej w ciągu jednej doby.na podstawie obserwacji próby prostej: 3,2,2,1,4,0,4,2,3 zweryfikować hipotezę,że X ma rozkład Poissona z λ = 2. Przyjąć α = 0.025. 3.Prześwietlono 100 niezależnych próbek tego samego materiału i uzyskano następujące liczby skaz: liczba skaz 0 1 2 3 4 5 liczba próbek 10 27 29 19 8 7 Na poziomie istotności α = 0.01 zweryfikować hipotezę, że rozkład liczby skaz w próbkach ma rozkład Poissona. 4.W pewnym doświadczeniu mierzy się czas występowania określonego efektu świetlnego. Dla 1000 niezależnych doświadczeń uzyskano: czas efektu [0-2) [2-4) [4-6) [6-8) [8-10) liczba dośw. 90 140 320 300 150 Zweryfikować na poziomie istotności α = 0.05 hipotezę,że czas występowania efektu świetlnego ma rozkład normalny. 5.Zbadano zależność między ilością pewnej substancji dodawanej do produkcji wyrobu a jego wagą i otrzymując: ilość substancji 1 2 4 6 7 waga wyrobu 52 53 48 50 52 5
a) czy istnieje zależność między ilością dodawanej substancji a wagą wyrobu? b) wyznaczyć równanie prostej regresji c) obliczyć spodziewaną wagę wyrobu, gdy do produkcji dodamy 8 jednostek substancji d) obliczyć współczynnik korelacji rang Spearmana. Odpowiedzi zad.1 χ 2 = 24.50, Q = (11.07, ), odrzucamy hipotezę zad.2 χ 2 = 2.8434,4 st.swobody Q = (11.141, ), nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy zad.3 χ 2 = 4.4107, 5 st.swobody Q = (13.277, ), nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy zad.4 χ 2 = 52, 43, r=5, 2 st.swobody Q = (5.991, ), odrzucamy hipotezę zad.5 a) r=-0.27, b) y = 0.23x + 51.92 c) 50.08, d) r s = 0.275 6