ГОСТ Р 50779.21-2004
Группа Т59
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статистические методы
ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА
СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПО ВЫБОРОЧНЫМ ДАННЫМ
Часть 1
Нормальное распределение
Statistical methods. Determination rules and methods
for calculation of statistical characteristics based on sample data.
Part 1. Normal distribution
ОКС 03.120.30
Дата введения 2004-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 "Статистические методы в управлении качеством продукции"
2 ВНЕСЕН Научно-техническим управлением Госстандарта России
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 12 января 2004 г. N 3-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 2854:1976 "Статистическое представление данных. Методы оценки и проверки гипотез о средних значениях и дисперсиях" (ISO 2854:76 "Statistical interpretation of data - Techniques of estimation and tests relating to means and variance", NEQ)
5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 50779.21-96
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
Стандарт устанавливает процедуры и методы решения ряда практических задач статистики в случае, когда наблюдаемые величины являются случайными и распределены по нормальному закону.
В стандарте изложены методы решения следующих задач:
а) точечного оценивания параметров нормального распределения случайной величины;
б) точечного оценивания вероятности попадания (доли распределения) случайной величины в заданный интервал и вне его;
в) интервального (доверительного) оценивания параметров нормального распределения и доли распределения;
г) проверки гипотез об этих же величинах.
Все процедуры, приведенные в стандарте, используют ограниченный ряд статистически независимых наблюдений, полученных в производстве, в лабораторных условиях, при контроле, измерении, оценке и т.п.
Настоящий стандарт устанавливает методы, применяемые для:
- оценки математического ожидания и дисперсии генеральной совокупности;
- проверки гипотез относительно значений этих параметров;
- оценки вероятности попадания (доли распределения) случайной величины в заданный интервал.
Примечание - Вероятность попадания случайной величины в интервал равна доле распределения случайной величины в этом интервале. В большинстве практических задач физический смысл имеет понятие "доля распределения случайной величины в интервале", которое далее применено в настоящем стандарте.
Методы, изложенные в настоящем стандарте, применимы в том случае, если выполнены следующие условия:
- элементы выборки получены путем независимых повторений эксперимента. В случае конечной генеральной совокупности объем выборки должен составлять не более 10% объема генеральной совокупности;
- наблюдаемые переменные распределены по нормальному закону. Однако если распределение вероятностей несильно отличается от нормального, то описанные в стандарте методы остаются применимыми для большинства практических приложений. В этом случае объем выборки должен быть не менее 10 единиц, причем достоверность получаемых статистических выводов возрастает при увеличении объемов выборок.
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50779.10 и ГОСТ Р 50779.11, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 точечное оценивание параметра: Получение оценки параметра в виде одного численного значения;
3.2 интервальное (доверительное) оценивание параметра: Получение оценки параметра в виде доверительного интервала;
3.3 доверительный интервал: Интервал, границы которого являются функциями от выборочных данных и который накрывает истинное значение оцениваемого параметра с вероятностью не менее 1- (где 1- - доверительная вероятность).
Примечание - Доверительный интервал может быть двусторонним или односторонним;
3.4 нулевая гипотеза: Предположение о распределении генеральной совокупности, которое проверяют по статистическим данным.
Примечание - В частности, в настоящем стандарте рассмотрены предположения о значениях параметров распределения.
В настоящем стандарте применены следующие обозначения: | |
- | математическое ожидание нормального закона распределения (среднее значение генеральной совокупности, далее - среднее значение); |
- | известное значение параметра ; |
, - | математические ожидания для двух различных генеральных совокупностей; |
- | точечная оценка параметра ; ; |
, - | верхняя и нижняя доверительные границы параметра ; |
- | точечная оценка разности значений параметров и ; |
- | стандартное (среднеквадратичное) отклонение нормально распределенной случайной величины; |
- | дисперсия генеральной совокупности; ; |
- | известное значение дисперсии генеральной совокупности, ; |
- | известное численное значение параметра ; |
, - | известные значения параметров и для двух генеральных совокупностей; |
- | точечная оценка параметра , ; |
, - | верхняя и нижняя доверительные границы параметра ; |
- | точечная оценка дисперсии; |
- | выборочное значение наблюдаемой случайной величины; |
- | выборочное значение случайной величины из первой генеральной совокупности; |
- | то же, из второй генеральной совокупности; |
, , - | объемы выборок; |
, , - | среднеарифметические значения (выборочные средние); |
- | выборочное стандартное (среднеквадратичное) отклонение; |
, - | то же для двух выборок соответственно; |
- | риск первого рода (вероятность отвергнуть гипотезу, когда она верна); |
- | уровень значимости при проверке гипотез, а также доверительная вероятность ; |
- | число степеней свободы; |
, - | квантили стандартного нормального закона распределения уровней и соответственно; |
, - | квантили распределения Стьюдента с степенями свободы уровней и соответственно; |
- | квантиль распределения Фишера с и степенями свободы уровня ; |
, , - | квантили распределения с степенями свободы уровней , и соответственно; |
, - | нижняя и верхняя границы интервала соответственно; |
- | доля распределения (вероятность попадания) случайной величины в заданный интервал ; |
- | доля распределения (вероятность попадания) случайной величины вне интервала , причем ; |
, - | точечные оценки и ; |
, - | нижние односторонние доверительные границы для и ; |
, - | верхние односторонние доверительные границы для и ; |
- | случайное событие: например, попадание случайной величины в заданный интервал; |
- | вероятность случайного события ; |
- | сумма выборочных значений. |
5 Общие требования
5.1 Настоящий стандарт содержит описание типовых статистических задач, а также процедур, при помощи которых они решаются. Представленные задачи могут быть разбиты на три класса:
- точечное и интервальное оценивание среднего значения генеральной совокупности;
- точечное и интервальное оценивание дисперсии генеральной совокупности;
- точечное и интервальное оценивание доли распределения (вероятность попадания) случайной величины в заданном интервале и вне его.
5.2 Для решения каждой из перечисленных задач по 5.1 приведены процедуры их решения (разделы 6, 7, 8), включающие в себя:
1) статистические и исходные данные;