Tapşırıq
Müşahidələrin sayı artıqda statistik qiymətin paylanmasının dispersiyası azalır. Onda
statistik qiymət daha effektiv olurmu?
1.8.
Sınaqların sayının artırılmasının statistik qiymətlərin
dəqiqliyinə təsiri
Tutaq ki, təsadüfi x dəyişəninin
Anakütlədakı
nəzəri riyazi gözləməsi
və
nəzəri dispersiyası
2
x
məlum deyil və n sayda müşahidə aparmaqla
-nün
qiymətləndirilməsi üçün seçmə orta
x
-dən istifadə edilir. Belə sual meydana çıxır:
seçmə orta
x
-in dəqiqliyi müşahidələrin sayı n-dən asılıdırmı?
39
Ümumiyyətlə, «Böyük Ədədlər Qanunu»na eləcədə «mərkəzi limit teoremə» görə
müşahidələrin sayının artması qiymətləndirmənin dəqiqliyini artırır. Deməli,
seçmə orta
x
-in də dəqiqliyi artır.
x
-in dispersiyası
2
/n ilə ifadə olunduğundan,
n
x
pop
x
x
2
2
)
var(
.
(1.16)
göründüyü kimi müşahidələrin sayı n nə qədər böyük olarsa, dispersiyanın qiyməti
də bir o qədər kiçik olar və
x
üçün ehtimalın sıxlıq funksiyası
ədədi ətrafında
daha çox sıxılmış olur
(bax: şəkil 1.7).
Şəkil 1.7.
n-nin artmasının
x
-in paylanmasına təsiri
Biz hesab edirik ki, x dəyişəni ortası (riyazi gözləməsi) 5 və standart yayınması
(kənarlaşması)
3 olan normal paylanmışdır. Tutaq ki, n=9 olduqda
x
dəyişəninin
standart
kənarlaşması
1
9
3
2
n
n
x
x
ədədinə bərabərdir. Əgər seçmənin
ölçüsü, yəni müşahidələrin sayı 36 olarsa, onda
x
dəyişəninin standart yayınması
(kənarlaşması
)
2
1
6
3
36
3
)
var(
.
2
n
n
x
pop
x
x
x
5
40
olacaqdır.
Əgər müşahidələrin sayı 81-ə bərabər olarsa, onda bu standart
kənarlaşma,
3
1
9
3
81
3
ədədinə bərabər olar. Göründüyü kimi, seçmənin ölçüsü artdıqca (n=9; n=36;
n=81) standart
kənarlaşmanın
qiyməti azalır (uyğun olaraq,
1
x
2
1
x
,
3
1
x
).
Şəkil 1.7
-də uyğun ehtimalların sıxlıq funksiyası göstərilmişdir. Şəkildən
göründüyü kimi, seçmənin ölçüsü nə qədər böyük olarsa,
x
üçün ehtimal sıxlıq
funksiyasının qrafiki də
ətrafında sıxılaraq yuxarı qalxır. Əgər n sonsuz böyük
ədəd olarsa, onda ehtimalın sıxlıq funksiyasının qrafiki
x
=
nöqtəsindən keçən
şaquli düz xətdən fərqlənməyəcəkdir. Bu zaman x dəyişəninin təsadüfi tərkibi
(hissəsi) çox kiçik olur, ona görə də
x
dəyişəni
-yə çox yaxın olur. Belə ki,
x
n
lim
Bu faktın daha geniş yayılmış təsviri «plim» terminindən istifadə etməklə yazılır.
«plim» yazılışı «ehtimal üzrə limit» deməkdir və göstərir ki, limit ehtimal
mənasındadır:
plim
x
=
(1.17)
1.9.
Tutarlı statistik qiymət
Əgər ehtimal üzrə statistik qiymətin limiti Anakütlənun xarakteristikalarının
həqiqi (doğru) qiymətinə bərabər olarsa, onda statistik qiymət
tutarlı (rus:
состоятельная оценка, ing.: consistent estimator)
adlanır. Başqa sözlə böyük
seçmələr üçün statistik qiymət dəqiq alınarsa onda, bu zaman tutarlı olur.
Əksər praktiki məsələlərin həllində meylsiz statistik qiymət həm də tutarlı
olur. Bəzən kiçik ölçülü seçmələrdə statistik qiymət meylli olmasına baxmayaraq,
tutarlı olur. Hətta elə hal ola bilər ki, kiçik seçmədə sonlu riyazi gözləməyə malik
olmayan statistik qiymət də tutarlı ola bilər.
41
Şəkil 1.8.
Kiçik seçmədə meylli, lakin tutarlı olan statistik qiymət
Şəkildən göründüyü kimi
(bax: şəkil 1.8)
müxtəlif ölçülü seçmələrdə
ehtimalın paylanması qrafiki göstərilmişdir. Göründüyü kimi, müşahidələrin sayı
artdıqca (seçmənin ölçüsü artdıqda) ehtimalın paylanması həqiqi qiymət ətrafında
simmetrik olur. Bu isə statistik qiymətin asimmetrik meylsiz olmasını göstərir.
Statistik qiymətin Anakütlədakı həqiqi qiymətə çevrilməsi onu göstərir ki, o tutarlı
qiymətdir. Belə qiymətləndirmə reqressiya tənliyində vacib amildir. Çünki bəzən
kiçik ölçülü seçmələrdə meylsiz statistik qiymət tapmaq mümkün olmur. Əgər heç
olmasa meylliyin istiqamətini müəyyən etməklə tutarlı statistik qiymət tapılarsa, bu
statistik qiymətin heç olmamağından daha yaxşıdır.
Ancaq onu da bilmək lazımdır ki, prinsipcə kiçik ölçülü seçmələrdə tutarlı
statistik qiymət tutarsız qiymətə nəzərən daha pis olsun (məsələn, tutarlı statistik
qiymətin böyük orta kvadratik səhvi ola bilər). Əgər meylli qiymətin dispersiyası
meylsiz qiymətin dispersiyasından kiçikdirsə, onda meylli qiymətə üstünlük
vermək olar. Həmçinin kiçik dispersiyaların olmasına görə də tutarlı, lakin meylli
qiymətə meylsiz qiymətdən və ya tutarsız qiymətdən üstünlük vermək olur.
42
Tapşırıqlar
1. Statistik qiymətin meylsiz olması tutarlılıq üçün zəruri və kafi şərtdirmi?
2. x təsadüfi dəyişəni eyni ehtimalla 1 və 2 qiymətlərin y təsadüfi dəyişəni isə eyni
ehtimalla 3 və 4 qiymətlərini alır . x və y kəmiyyətləri bir-birindən asılı olmayaraq paylanıb, z
kəmiyyəti z=x/y kimi təyin olunub və 1/4 bərabər ehtimallı aşağıdakı cədvəldə göstərilən dörd
qiymət alır:
С ədvəl 1.5
Y
X
1
2
3
3
1,5
4
4
2
Göstərin ki,
)
(
)
(
)
(
y
E
x
E
z
E
1.10. Seçmə və nəzəri kovariasiya
Kovariasiya (rus: ковариация , ing.: covariance)
anlayışı korrelyasiya-
reqressiya təhlilinin əsas məsələlərinin qoyuluşu və şərhində mühüm əhəmiyyət
kəsb edən korrelyasiya əmsalının daxil edilməsinə zəmin yaradır. Kovariyasiya iki
dəyişən arasındakı qarşılıqlı asılılığın ölçüsüdür.
Tutaq ki, x və y təsadüfi dəyişənləri verilmişdir və n müşahidə aparılaraq
n
i
y
x
i
i
,
1
),
,
(
qiymətləri müəyyənləşdirilmişdir. Təsadüfi x və y dəyişənləri
arasındakı
seçmə kovariasiya (rus: выборочная ковариация, ing.: sample
covariance)
)
,
cov(
y
x
ilə işarə edilir və aşağıdakı düsturla hesablanır
10
:
y
y
x
x
n
y
x
i
n
i
i
1
1
)
,
cov(
(1.18)
Kovariasiya əmsalının hesablanmasının bir sıra vacib qaydaları vardır ki,
onlar bilavasitə kovariasiyanın tərifindən alınır.
I qayda. Əgər
y=u+v
olarsa, onda
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
v
x
u
x
y
x
10
Bəzi ədəbiyyatlarda müvafiq cəm n-ə deyil (n-1)-ə bölünür.
43
Doğrudan da,
)
,
cov(
)
,
cov(
1
1
1
1
)
,
cov(
)
,
cov(
1
1
1
1
v
x
u
x
v
v
x
x
n
u
u
x
x
n
v
v
x
x
u
u
x
x
n
v
u
v
u
x
x
n
v
u
x
y
x
n
i
n
i
i
i
i
i
n
i
i
i
i
i
i
i
n
i
i
II qayda. Əgər y= az olarsa (burada a – sabitdir), onda
)
,
cov(
)
,
cov(
z
x
a
y
x
Doğrudan da,
)
,
cov(
1
)
,
cov(
)
,
cov(
1
1
z
x
a
z
z
x
x
n
a
z
a
az
x
x
n
az
x
y
x
n
i
i
i
i
n
i
i
III qayda. Əgər y= a olarsa (burada, a – sabitdir), onda
0
)
,
cov(
a
x
Doğrudan da,
0
1
)
,
cov(
)
,
cov(
1
a
a
x
x
n
a
x
y
x
n
i
i
Bu əsas qaydalardan istifadə etməklə daha mürəkkəb ifadə ilə verilmiş
kovariasiyanı sadələşdirmək olar. Məsələn, əgər dəyişənlərdən biri bir neçə
dəyişənin funksiyası kimi verilmişdirsə,
t
a
v
a
u
a
a
y
3
2
1
0
Burada,
3
2
1
0
,
,
,
a
a
a
a
sabitlərdir.
Onda,
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
)
,
cov(
3
2
1
3
2
1
0
t
x
a
v
x
a
u
x
a
t
x
a
v
x
a
u
x
a
a
x
y
x
Kovariyasiyanın hesablama qaydalarından və xassələrindən istifadə etməklə
ona başqa bir hesablama düsturu tapmaq olar.
y
x
y
x
n
y
x
i
n
i
i
1
1
)
,
cov(
(1.19)
Doğrudan da,
y
x
y
x
n
y
x
n
y
x
n
y
x
n
y
x
n
y
x
n
x
y
y
x
y
x
n
y
x
y
x
y
x
y
x
n
y
y
x
x
n
y
x
n
i
i
i
n
i
i
i
n
i
n
i
n
i
i
i
i
i
n
i
i
i
i
i
i
n
i
i
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
)
,
cov(
44
Təsadüfi x və y dəyişənləri arasında nəzəri kovariasiya
(rus:
теоретическая ковариация, ing.: theoretical covariance)
bu dəyişənlərin orta
qiymətlərindən (riyazi gözləmələrindən) kənarlaşmalarının hasilinin riyazi
gözləmələri kimi təyin edilir və
xy
yaxud
)
,
cov(
.
y
x
pop
ilə işarə edilir:
y
x
xy
y
x
E
y
x
pop
)
,
cov(
.
,
(1.20)
Burada,
x
və
y
- uyğun olaraq x və y dəyişənlərinin nəzəri orta
qiymətləridir.
Əgər x və y kəmiyyətləri asılılığı yoxdursa onda onların nəzəri kovariasiyaları
sıfıra bərabərdir. Doğrudan da,
0
)
)
(
)(
)
(
(
)
(
)
(
y
x
y
x
y
x
y
E
x
E
y
E
x
E
y
x
E
Qeyd edək ki, dəyişənlər bir-birinə bərabər olduqda yəni, x=y olarsa onda
kovariasiya dispersiyaya çevrilir.
2
2
)
var(
.
)
((
)
,
cov(
.
x
x
x
x
x
pop
x
E
x
x
E
x
x
pop
(1.21)
Əgər
Anakütlədakı
nəzəri kovariasiya məlum deyilsə, onda onun qiymətinin
tapılması üçün aparılan müşahidələr əsasında hesablanan seçmə kovariasiyadan
istifadə etmək olar. Lakin bu zaman kovariasiya üçün hesablanan statistik qiymət
mənfi meylli olur, belə ki,
y
x
pop
n
n
y
x
E
,
cov
.
1
)
,
cov(
.
(1.22)
Buna səbəb onunla bağlıdır ki, seçmə kənarlaşmalar x və y kəmiyyətlərinin
seçmə ortalarına nəzərən ölçülür. x və y kəmiyyətlərinin seçmə ortaları isə həqiqi
orta qiymətlərindən aşağı qiymət almaları kimi kənarlaşmalara malik olmaları
ənənəsinə malikdir. Ona görə də nəzəri kovariasiyanın meylsiz qiymətini
hesablamaq üçün seçmə kovariasiyanın qiymətini
)
1
(
n
n
-ə vururlar.
Nümunə
:
Aşağıdakı cədvəldə əsas istehsal fondları (x) və gündəlik məhsul istehsalı (y) 50
eynitipli müəssisə üçün verilmişdir.
45
Cədvəl 1.6
Əsas istehsal
fondlarının
həcmi, min AZN
(x)
İntervalların
ortası
Gündəlik məhsul istehsalının həcmi, ton (y)
Cəmi,
i
n
Qrup
ortası,
ton,
i
y
i
j
x
y
7-11
11-15
15-19
19-23
23-27
9
13
17
21
25
20-25
22,5
2
1
-
-
-
3
10,3
25-30
27,5
3
6
4
-
-
13
13,3
30-35
32,5
-
3
11
7
-
21
17,8
35-40
37,5
-
1
2
6
2
11
20,3
40-45
42,5
-
-
-
1
1
2
23,0
Cəmi ,
j
m
5
11
17
14
3
50
-
Qrup ortası (
j
x
), min AZN
25,5
29,3
31,9
35,4
39,2
-
-
Cədvəldə
i
x və
i
y ilə uyğun intervalların ortası,
i
n və
j
m
ilə onların uyğun olaraq çəkiləri
işarə edilmişdir. Tələb olunur ki, x və y göstəriciləri arasındakı kovariasiyanı hesablayın.
Həlli:
Əvvəlcə orta göstəriciləri hesablayaq. Hər bir
i
x -nin (i=1,2...l) qiyməti üçün, daha
doğrusu cədvəlin hər bir sətri üçün qrup ortası
i
y aşağıdakı kimi hesablanır:
i
m
j
ij
j
i
n
n
y
y
1
,
l
i
,
1
(1.23)
Burada,
)
,
(
j
i
ij
y
x
n
cütlərinin çəkiləri və ya tezlikləridir. Məsələn,
)
,
(
1
1
y
x
cütü üçün çəki
(tezlik)
2
11
n
;
)
,
(
2
1
y
x
-cütü üçün çəki (tezlik)
1
12
n
; uyğun olaraq
0
13
n
;
0
14
n
;
0
15
n
.
2
11
n
olması o deməkdir ki, əsas istehsal fondları 20-25 min AZN (ortası 22,5 min AZN) olan
(
1
x ) müəssisə içərisində gündəlik məhsul istehsalı 7-11 ton olan (ortası 22,5 min AZN) olan
1
(x )
müəssisə içərisindən gündəlik 11-15 ton (ortası 13 ton) olan
)
(
2
y
müəssisə 1 dənədir.
13
n
14
n
0
15
n
olması o deməkdir ki, əsas istehsal fondları 20-25 min AZN (ortası 22,5) olan
1
(x ) müəssisələri içərisindən heç birinin gündəlik məhsul istehsalı orta hesabla 13 tondan çox
deyil.
Aydındır ki,
m
j
ij
i
n
n
1
,
l
i
,
1
(1.24)
Məsələn,
46
2
1
1
0
0
0
.
.
.
3
0
0
0
1
2
55
54
53
52
51
5
15
14
13
12
11
1
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
və
m
j
n
m
l
i
ij
j
,
1
,
1
(1.25)
Məsələn,
3
1
2
0
0
0
.
.
.
5
0
0
0
3
2
55
45
35
25
15
5
51
41
31
21
11
1
n
n
n
n
n
m
n
n
n
n
n
m
l
i
m
j
ij
m
j
j
l
i
i
n
m
n
n
1
1
1
1
(1.26)
Bizim nümunədə n=50 . Deməli,
(1.23)
düsturuna görə,
0
.
23
;
3
.
20
;
8
.
17
.
3
.
13
13
0
4
*
17
6
*
13
3
*
9
3
.
10
3
0
0
0
1
*
13
2
*
9
5
4
3
2
25
5
24
4
23
3
22
2
21
1
2
1
15
5
14
4
13
3
12
2
11
1
1
y
y
y
n
n
y
n
y
n
y
n
y
n
y
y
n
n
y
n
y
n
y
n
y
n
y
y
Analoji olaraq, hər bir
j
x
üçün
j
l
i
ij
i
j
m
n
x
x
1
,
m
j
,
1
(1.27)
2
.
39
;
4
.
35
;
9
.
31
;
3
.
29
5
.
25
5
0
*
5
.
42
0
*
5
.
32
3
*
5
.
27
2
*
5
.
22
5
4
3
2
1
51
5
41
4
31
3
21
2
11
1
1
x
x
x
x
n
n
x
n
x
n
x
n
x
n
x
x
Orta kəmiyyətlər
n
n
x
x
l
i
i
i
1
(1.28)
n
m
y
y
m
j
j
j
1
(1.29)
Düsturları ilə hesablandığından,
47
1
.
32
50
2
*
5
.
42
11
*
5
.
37
21
*
5
.
32
13
*
5
.
27
3
*
5
.
22
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
n
n
x
n
x
n
x
n
x
n
x
x
min AZN
və ya
AZN
x
x
x
x
x
x
Dostları ilə paylaş: |