Учебное пособие: Выборочный метод

σ( p *) =

Следовательно, случайная величина имеет стандартное нормальное распределение (с параметрами M(z)=0; σ(z)=1).

Задавшись определенной вероятностью Р=1— α, имеем:

2Ф (z_α )=1- α (1.9.7)

где Ф (z_α )= — интегральная функция Лапласа, значения которой для различных значений z рассчитаны и приводятся в специальных таблицах.

Равенство (1.9.7) эквивалентно равенству:

P {│p*- p │<z₁ · σ( p *)} = 2Ф (z_α ) (1.9.7')

Таким образом, предельная ошибка выборки ε_α определяется из равенства:

(1.9.8)

Применение этой формулы затрудняется тем, что в нее входит неизвестный параметр р — генеральная доля. Однако при большом п можно заменить неизвестный параметр р его точечной оценкой р*. Тогда получим:

(1.9.9)

Приведенные выше формулы связывают между собой, в конечном счете, три величины: доверительную вероятность Р=1−α, предельную ошибку выборки ε и объем выборки п.

Вкаждой конкретной задаче две из этих величин задаются и определяется третья величина. Таким образом, мы имеем следующие три типа задач:

I. Даны п и Р , определить ε.

II. Даны п и ε, определить Р .

III. Даны Р и ε, определить п

Первые два типа задач связаны с анализом результатов уже произведенной выборки объема п, следовательно, и с найденной точечной оценкой р*.

Задачи третьего типа должны решаться до проведения выборки. По заданной доверительной вероятности P мы можем определить величину z (по таблице интегральной функции Лапласа). Из (1.9.9) получаем:

(1.9.10)

Но в (1.9.10) входит величина р* , получаемая в результате выборки, а речь идет об определении п до осуществления выборки.

Поскольку р* неизвестно, то определяем из этого равенства, при каком значении р* величина п будет максимальной. Используя обычный метод следования функции на максимум, получаем:

откуда р* =½

Следовательно,

(1.9.11)

Выборка такого объема наверняка обеспечит заданные надежность и точность.

Рассмотрим примеры на каждый из трех типов задач. Исследуется вопрос о доле поврежденных клубней картофеля после механической уборки.

Пример 1.9.1 Произведена случайная выборка объемом.n=200 деталей. Из них поврежденных оказалось 40. Определить с вероятностью 0,95 доверительный интервал для доли поврежденных деталей генеральной совокупности.

Рассчитываем выборочную долю: