Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

Trong phần này, ta dùng phần mềm R (một ngôn ngữ lập trình trong thống kê) để mô phỏng phân phối mẫu của trung bình và phân phối mẫu của phương sai, phân phối mẫu cho tỷ lệ sẽ được trình bày bên dưới sau ví dụ mô phỏng cho phân phối mẫu của trung bình và phương sai.

Giả sử

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
là một mẫu ngẫu nhiên được lấy từ tổng thể có phân phối chuẩn với trung bình
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
và phương sai
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
.Khi đó
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm


Ví dụ minh họa cho

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
bằng hình ảnh


Lưu ý

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
là biến ngẫu nhiên trung bình của mẫu
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
là mẫu ngẫu nhiên bao gồm các giá trị trung bình kích thước n

Ý tưởng: Lấy mẫu kích thước 100 từ phân phối chuẩn N(8,4) và tính giá trị trung bình mẫu. Lặp lại quá trình trên 1000 lần để được mẫu

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
. Khi đó nếu
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
thì đồ thị histogram của mẫu
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
sẽ có hình dáng giống với đồ thị của hàm mật độ phân phối chuẩn N(0,1)

Bước 1: Lấy mẫu kích thước 100 từ phân phối chuẩn với trung bình 8 và độ lệch chuẩn là 2 sau đó tính trung bình ta được giá trị của biến ngẫu nhiên

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

\> X=function(){ + mean(rnorm(100,8,2))} \> X() [1] 8.127551

Bước 2: Lặp lại việc lấy mẫu như vậy 1000 lần ta được giá trị mẫu của

\> MauX=replicate(1000,X())

\> MauX

[1] 8.177542 7.630873 7.779065 7.893846 7.882159 7.598194 7.872815 8.453036 [9] 7.792972 8.046070 8.030402 8.194805 7.939913 7.771466 8.127705 7.689597 [17] 7.802307 8.314282 7.947374 7.839685 7.924071 8.453053 8.206735 8.179007 [25] 7.668324 8.141854 8.010416 7.995762 8.135584 8.197215 8.144798 8.330804 [33] 8.004587 7.946060 8.052466 7.730231 8.220357 8.168854 7.816897 8.346156

...

[985] 7.988645 8.317452 8.319720 8.212151 7.522727 7.949834 7.378931 8.225489 [993] 8.396495 7.912937 7.727440 8.070288 7.930439 7.776631 8.079226 8.054889

Bước 3: Thành lập mẫu của ngẫu nhiên

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

\> Y=(MauX-8)/(2/sqrt(100)) \> Y

[1] 0.8877120446 -1.8456356074 -1.1046754953 -0.5307695036 -0.5892067736 [6] -2.0090287850 -0.6359257223 2.2651783493 -1.0351396302 0.2303494583 [11] 0.1520120493 0.9740270121 -0.3004349565 -1.1426707667 0.6385251941

...

[991] -3.1053435368 1.1274429115 1.9824741682 -0.4353136362 -1.3627991670 [996] 0.3514386149 -0.3478056503 -1.1168473937 0.3961305389 0.2744453988

Bước 4: Vẽ đồ thị histogram tần suất mẫu của mẫu trên với số khoảng chia là 40 và so sánh với phân phối chuẩn N(0,1)

\> hist(Y,breaks=40,freq=FALSE) \> curve(dnorm(x),add=TRUE,col="BLUE")

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm


Ví dụ minh họa cho

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
bằng hình ảnh


Ý tưởng: Lấy mẫu kích thước 100 từ phân phối chuẩn N(8,4) và tính giá trị phương sai mẫu. Lặp lại quá trình trên 1000 lần để được mẫu

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
. Khi đó nếu
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
thì đồ thị histogram của mẫu
Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm
sẽ có hình dáng giống với đồ thị của hàm mật độ phân phối Chi-bình phương với bậc tự do (100-1).

Bước 1: Lấy mẫu kích thước 100 từ phân phối chuẩn với trung bình 8 và độ lệch chuẩn là 2 sau đó tính phương sai ta được giá trị của biến ngẫu nhiên

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

\> X=function(){ + var(rnorm(100,8,2)) + } \> X() [1] 3.181167

Bước 2: Lặp lại quá trình trên 10000 lần để có mẫu

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

\> MauX=replicate(10000,X()) \> MauX [1] 3.083733 3.931638 4.354841 2.926393 3.688206 4.631140 2.730177 4.428081 [9] 3.583060 3.519667 5.556578 4.034123 4.194960 4.559011 3.734663 3.863493

...

[9985] 4.477767 4.093669 3.949555 3.213602 4.653847 4.197430 4.356281 4.178395 [9993] 3.762838 3.627636 4.140599 4.323487 3.218310 4.046636 3.567655 3.601010

Bước 3: Thành lập mẫu cho biến ngẫu nhiên

Giá trị trung bình của mẫu thường có đặc điểm

\> Y=(99*MauX)/4 \> Y [1] 76.32239 97.30804 107.78231 72.42822 91.28310 114.62071 67.57187 [8] 109.59501 88.68073 87.11177 137.52531 99.84454 103.82527 112.83551

...

[9990] 103.88639 107.81795 103.41528 93.13024 89.78399 102.47983 107.00629 [9997] 79.65318 100.15424 88.29947 89.12500

Bước 4: Vẽ đồ thị Histogram tần suất của mẫu trên với số khoảng 60 và so sánh với hàm mật độ của phân phối Chi-bình phương với 99 bậc tự do