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如何使用excel计算概率论一些题目
简单介绍一些
1.1.1 t分布
Excel计算t分布的值(查表值)采用TDIST函数,格式如下:
TDIST(变量,自由度,侧数)
其中:
变量(t):为判断分布的数值;
自由度(v):以整数表明的自由度;
侧数:指明分布为单侧或双侧:若为1,为单侧;若为2,为双侧.
范例:设T服从t(n-1)分布,样本数为25,求P(T>1.711).
已知t=1.711,n=25,采用单侧,则T分布的值:
=TDIST(1.711,24,1)
得到0.05,即P(T>1.711)=0.05.
若采用双侧,则T分布的值:
=TDIST(1.711,24,2)
得到0.1,即.
1.1.2 t分布的反函数
Excel使用TINV函数得到t分布的反函数,格式如下:
TINV(双侧概率,自由度)
范例:已知随机变量服从t(10)分布,置信度为0.05,求t(10).输入公式
=TINV(0.05,10)
得到2.2281,即.
若求临界值tα(n),则使用公式=TINV(2*α, n).
范例:已知随机变量服从t(10)分布,置信度为0.05,求t0.05 (10).输入公式
=TINV(0.1,10)
得到1.812462,即t0.05 (10)= 1.812462.
1.1.3 F分布
Excel采用FDIST函数计算F分布的上侧概率,格式如下:
FDIST(变量,自由度1,自由度2)
其中:
变量(x):判断函数的变量值;
自由度1():代表第1个样本的自由度;
自由度2():代表第2个样本的自由度.
范例:设X服从自由度=5,=15的F分布,求P(X>2.9)的值.输入公式
=FDIST(2.9,5,15)
得到值为0.05,相当于临界值α.
1.1.4 F分布的反函数
Excel使用FINV函数得到F分布的反函数,即临界值,格式为:
FINV(上侧概率,自由度1,自由度2)
范例:已知随机变量X服从F(9,9)分布,临界值α=0.05,求其上侧0.05分位点F0.05(9,9).输入公式
=FINV(0.05,9,9)
得到值为3.178897,即F0.05(9,9)= 3.178897.
若求单侧百分位点F0.025(9,9),F0.975(9,9).可使用公式
=FINV(0.025,9,9)
=FINV(0.975,9,9)
得到两个临界值4.025992和0.248386.
若求临界值Fα(n1,n2),则使用公式=FINV(α, n1,n2).
1.1.5 卡方分布
Excel使用CHIDIST函数得到卡方分布的上侧概率,其格式为:
CHIDIST(数值,自由度)
其中:
数值(x):要判断分布的数值;
自由度(v):指明自由度的数字.
范例:若X服从自由度v=12的卡方分布,求P(X>5.226)的值.输入公式
=CHIDIST(5.226,12)
得到0.95,即=0.95或=0.05.
1.1.6 卡方分布的反函数
Excel使用CHIINV函数得到卡方分布的反函数,即临界值.格式为:
CHIINV(上侧概率值α,自由度n)
范例:下面的公式计算卡方分布的反函数:
=CHIINV(0.95,12)
得到值为5.226,即=5.226.
若求临界值(n),则使用公式=CHIINV(α, n).
1.1.7 泊松分布
计算泊松分布使用POISSON函数,格式如下:
POISSON(变量,参数,累计)
其中:变量:表示事件发生的次数;
参数:泊松分布的参数值;
累计:若TRUE,为泊松分布函数值;若FALSE,则为泊松分布概率分布值.
范例:设X服从参数为4的泊松分布,计算P{X=6}及P{X≤6}.输入公式
=POISSON(6,4,FALSE)
=POISSON(6,4,TRUE)
得到概率0.104196和0.889326.
在下面的实验中,还将碰到一些其它函数,例如:计算样本容量的函数COUNT,开平方函数SQRT,和函数SUM,等等.关于这些函数的具体用法,可以查看Excel的关于函数的说明,不再赘述.
2 区间估计实验
计算置信区间的本质是输入两个公式,分别计算置信下限与置信上限.当熟悉了数据输入方法及常见统计函数后,变得十分简单.
2.1 单个正态总体均值与方差的区间估计:
2.1.1 s2已知时m的置信区间
置信区间为.
例1 随机从一批苗木中抽取16株,测得其高度(单位:m)为:1.14 1.10 1.13 1.15 1.20 1.12 1.17 1.19 1.15 1.12 1.14 1.20 1.23 1.11 1.14 1.16.设苗高服从正态分布,求总体均值μ的0.95的置信区间.已知σ =0.01(米).
步骤:
(1)在一个矩形区域内输入观测数据,例如在矩形区域B3:G5内输入样本数据.
(2)计算置信下限和置信上限.可以在数据区域B3:G5以外的任意两个单元格内分别输入如下两个表达式:
=average(b3:g5)-normsinv(1-0.5*)*/sqrt(count(b3:g5))
=average(b3:g5)+normsinv(1-0.5*)*/sqrt(count(b3:g5))
上述第一个表达式计算置信下限,第二个表达式计算置信上限.其中,显著性水平和标准差是具体的数值而不是符号.本例中,a =0.05, ,上述两个公式应实际输入为
=average(b3:g5)-normsinv(0.975)*0.01/sqrt(count(b3:g5))
=average(b3:g5)+normsinv(0.975)*0.01/sqrt(count(b3:g5))
计算结果为(1.148225, 1.158025).
2.1.2 s2未知时m的置信区间
置信区间为 .
例2 同例1,但未知.
输入公式为:
=average(b3:g5)-tinv(0.05,count(b:3:g5)-1)*stdev(b3:g5)/sqrt(count(b3:g5))
=average(b3:g5)-tinv(0.05,count(b:3:g5)-1)*stdev(b3:g5)/sqrt(count(b3:g5))
计算结果为(1.133695, 1.172555).
2.1.3 m未知时s2的置信区间:
置信区间为 .
例3 从一批火箭推力装置中随机抽取10个进行试验,它们的燃烧时间
(单位:s)如下:
50.7 54.9 54.3 44.8 42.2 69.8 53.4 66.1 48.1 34.5
试求总体方差的0.9的置信区间(设总体为正态).
操作步骤:
(1)在单元格B3:C7分别输入样本数据;
(2)在单元格C9中输入样本数或输入公式=COUNT(B3:C7);
(3)在单元格C10中输入置信水平0.1.
(4)计算样本方差:在单元格C11中输入公式=VAR(B3:C7)
(5)计算两个查表值:在单元格C12中输入公式=CHIINV(C10/2,C9-1),在单元格C13中输入公式=CHIINV(1-C10/2,C9-1)
(6)计算置信区间下限:在单元格C14中输入公式=(C9-1)*C11/C12
(7)计算置信区间上限:在单元格C15中输入公式=(C9-1)*C11/C13.
当然,读者可以在输入数据后,直接输入如下两个表达式计算两个置信限:
=(count(b3:c7)-1)*var(b3:c7)/chiinv(0.1/2, count(b3:c7)-1)
=(count(b3:c7)-1)*var(b3:c7)/chiinv(1-0.1/2, count(b3:c7)-1)
2.2 两正态总体均值差与方差比的区间估计
2.2.1 当s12 = s22 = s2但未知时m1-m2的置信区间
置信区间为 .
例4 在甲,乙两地随机抽取同一品种小麦籽粒的样本,其容量分别为5和7,分析其蛋白质含量为
甲:12.6 13.4 11.9 12.8 13.0
乙:13.1 13.4 12.8 13.5 13.3 12.7 12.4
蛋白质含量符合正态等方差条件,试估计甲,乙两地小麦蛋白质含量差μ-μ所在
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