Урок №45. Інструктаж з БЖД. Поняття математичної статистики 

Мета:

Навчальна: ознайомити учнів з поняттям математичної статистики, генеральною та вибраною сукупностями, вибіркою, репрезентативністю вибірки, основними статистичними характеристиками вибірки (середнє значення, стандартне відхилення, мода, медіана, асиметрія).

Розвиваюча: розвивати мислення, уміння формулювати та висловлювати власну думку, правильно вести конспекти, розвивати уміння працювати з табличним процесором.

Виховна: виховувати старанність, активність при вивченні нового матеріалу, уміння працювати в групі; сприяти самостійній роботі за комп’ютером.

Етап вступного повторення

Пам’ятка для учня!

1.  Пригадайте правила техніки безпеки при роботі з ПК.

2.  Через кожні 15 хв. виконуйте вправи для очей та для зняття м’язової втоми.


Інструктаж з ТБ при роботі з ПК та в комп’ютерному класі. 

Вибірка

Актуалізація опорних знань

1. Яке призначення баз даних ТП?

2. Які є типи вбудованих функцій ТП для баз даних?

3. Що таке сортування бази даних?

4. Які дії можна робити над базою даних ТП?

Етап вивчення нового матеріалу 

Статистичні методи обробки даних вже давно застосовуються у найрізноманітніших видах людської діяльності і насамперед там, де досліджуються закономірності, властиві великим сукуп­ностям об’єктів; в економіці, соціології, серійному виробництві тощо. 

Математична статистика – розділ математики, в якому за допомогою математичних методів систематизується, опрацьовується і використовується результати досліджень для наукових і практичних висновків.

Велику множину об’єктів, що є предметом статистичного дослідження, називають генеральною сукупністю.

160220587_1037691490092204_2338300151168129432_n.mp4

Наприклад, якщо досліджуються передвиборчі вподобання, генеральною су­купністю може бути населення країни.

Проте дослідник, як правило, не має змоги оперувати усією ге­неральною сукупністю. Наприклад, опитати кожного громадя­нина країни нереально. Натомість досліджують вибірку (вибрану сукупність) — деяку множину об’єктів, вибраних з генеральної сукупності, і, проана­лізувавши її, роблять висновки щодо властивостей генеральної сукупності в цілому. Так, дослідивши вподобання 10 000 вибор­ців, можна зробити достатньо точні висновки щодо вподобань виборців усієї країни. У заміні дослідження великої множини об’єктів дослідженням значно меншої її частини та подальшому «поширенні» результатів дослідження на всю множину полягає сутність статистичного підходу до обробки даних.

Приклад.

При проведенні контролю якості виробів генеральна сукупність – множина всіх виробів, що підлягають перевірці на відповідність стандартам.

Статистичне дослідження складається з трьох етапів:

На першому етапі формують статистичну вибірку. Її складають за результатами опитування груп людей, спостереження за природ- ними явищами, проведення серії експериментів тощо. Слід зазна­чити, що вибірку можна ефективно використовувати для вивчен­ня певної ознаки генеральної сукупності тільки тоді, коли вона є репрезентативною, або представницькою. Для цього об’єкти мають вибиратися випадково, тобто всі об’єкти генеральної сукуп­ності повинні мати однакову ймовірність потрапити до вибірки, а обсяг вибірки має бути достатньо великий.

На другому етапі зібрані відомості певним чином групуються. Наприклад, під час групування результатів опитування до однієї групи можуть бути віднесені відповіді респондентів однієї віко­вої категорії. За результатами групування будують статистичний ряд розподілу — цей процес ми розглянемо в наступному розділі. Коли вибірка невелика та досліджується лише одна ознака вибра­них об’єктів, групування можна не виконувати — такі випадки ми розглянемо в цьому розділі.

І нарешті, на третьому етапі обчислюються узагальнюючі показ­ники та проводиться аналіз статистичної інформації. Метою цього етапу, як і статистичного дослідження в цілому, є встановлення закономірностей, властивих генеральній сукупності.

Види статистичних спостережень

За часом

· Поточне – систематичне вивчення змін, які відбуваються в певній сукупності.

· Періодичне - вивчення змін, які відбуваються в певній сукупності через певний інтервал часу.

· Одиничне - вивчення змін, які не відбуваються в певній сукупності в разі потреби.

За ступенем повноти охоплення одиниць

· Суцільне - вивчення всіх одиниць сукупності;

· Не суцільне – вибіркове вивчення частини одиниць сукупності.

За способом організації

· Звітне - вивчення змін на основі статистичних даних за різними звітностями.

· Експедиційне - безпосереднє спостереження призначеними особами змін у сукупності.

· Самообчислення - вивчення змін за допомогою заповнення статистичних форм одиницями сукупності.

Розділ математики, присвячений методам збору, аналізу та об­робки статистичних даних з науковою або практичною метою, називають математичною статистикою.

Репрезентативність вибірки.

Репрезентативність (від фр. representant — представник) — здатність вибіркової сукупності відтворювати основні характеристики генеральної сукупності. Репрезентативність досягається за рахунок правильного формування вибірки, яка за принциповими для дослідження параметрами має відтворювати загальний об'єкт дослідження.

Вибірка не може абсолютно точно відтворювати генеральну сукупність, тому вона завжди матиме певні відхилення від неї. Помилка репрезентативності — відхилення вибіркової сукупності за певними характеристиками від генеральної сукупності. Чим більша величина відхилень, тим значніша помилка репрезентативності, тим нижча якість отриманих даних. Головне завдання на цьому етапі соціологічного дослідження — врахувати помилку репрезентативності під час інтерпретації та узагальнення результатів дослідження, проведеного із застосуванням вибіркового методу.

Значну роль у визначенні якості інформації, отриманої в результаті емпіричного дослідження, окрім репрезентативності, відіграють такі параметри, як надійність і валідність.

Основні статистичні характеристики вибірки

У математичній статистиці вивчають числові характеристики вибірок, які узагальнюють об’єкти вибірки за певною ознакою.

Наприклад, якщо вибірка складається зі 100 учнів, узагальню­ючою характеристикою може бути середня успішність учня або, скажімо, максимальний зріст.

Зазначимо, що у разі обчислення статистичних характеристик вибіркою найчастіше називають набір значень певного параметра вибраних об’єктів, наприклад набір річних оцінок учнів з ма­тематики. Кожен елемент вибірки в цьому випадку називають варіантою.

До основних числових характеристик належать середнє значення, медіана, мода (показники центру вибірки), а також стандартне відхилення, асиметрія, варіаційний розмах вибірки (показники варіації). Показники центру дозволяють знайти значення, яке у певному розумінні є найбільш типовим, «центральним» для всієї вибірки, а показники варіації дають змогу оцінити, наскільки вибірка згуртована навколо центрального значення, наскільки вона є широкою, симетричною тощо, інакше кажучи, як елементи вибірки розсіюються, або варіюються. Дамо означення згаданих статистичних показників вибірки.

Обчислення статистичних характеристик

Табличний процесор Microsoft Excel оснащений засобами статис­тичної обробки даних, хоча й суттєво поступається спеціалізова­ним статистичним програмним пакетам. У табличному процесорі ці засоби представлені функціями, зібраними в категорії Стати­стичні, та майже всі вони призначені для обчислення узагальню­ючих статистичних характеристик вибірки.

Статистичні функції, що розглядаються нижче (крім функції РАНГ), можуть мати до 30 аргументів, які повинні бути числами, масивами або посиланнями на діапазони клітинок, що містять числа. Якщо до діапазону-аргументу функції входять клітинки, які містять текст чи логічні значення або є порожніми, то вони ігноруються; але клітинки, що містять нульові значення, врахо­вуються. Коли потрібно обчислити певну статистичну характе­ристику вибірки, діапазон, що містить елементи вибірки, слід зробити аргументом функції.

Ознайомимось із кількома найважливішими функціями категорії Статистичні:

ПРИМІТКА. Функція РАНГ призначає повторюваним числам однаковий ранг. Проте наявність повторюваних чисел впливає на ранги наступних чисел. Наприклад, якщо у списку цілих чисел, відсортованих за зростанням, двічі трапляється число 10 із рангом 5, число 11 матиме ранг 7 і жодне з чисел не матиме рангу 

Етап формування умінь і навичок

Приклади використання статистичних функцій у та­бличному процесорі Microsoft Excel.

Вправа 1. Порівняння двох вибірок

Туристична фірма, що реалізує путівки у семи містах країни, провела рекламну кампанію. У таблиці (рис. 1) наведено дані про кількість путівок, проданих протягом тижня до проведення рекламної кампанії та протягом тижня після неї. Потрібно, обчис­ливши характеристики центру та варіації розподілу, порівняти дві вибірки та зробити висновки щодо впливу рекламної кампанії на обсяги продажу путівок.

Такий показник, як мода, обчислювати недоцільно, оскільки відомості про те, яка кількість проданих путівок траплялася найчастіше, навряд чи можна якось використати. Тож об­числіть середнє значення для обох вибірок.

а) Скориставшись кнопкою  Вставка функції, введіть у клі­тинку В11 формулу =СРЗНАЧ(ВЗ:В9). У цій клітинці буде обчислено середнє значення для стовпця З рекламою; воно дорівнює 145,71.

б)  Скопіюйте формулу з клітинки В11 у клітинку С12. У ній буде обчислено середнє значення для стовпця Без реклами.

Аналогічним чином у діапазоні В12:С15 обчисліть для обох ви­бірок медіану, розмах, стандартне відхилення та асиметрію. Для обчислення розмаху скористайтеся функціями MIN та МАХ, оскільки розмах — це різниця найбільшого та наймен­шого елемента вибірки. Ви маєте отримати такі результати, як на рис.. Збережіть таблицю на диску.

Зробіть висновки. Середнє значення та медіана вибірки 3 ре­кламою значно перевищують відповідні показники вибірки Без реклами, що свідчить про позитивний вплив рекламної кампанії на обсяги продажу путівок. З іншого боку, після ре­кламної кампанії збільшилися розмах вибірки та стандартне відхилення. Це означає, що обсяги продажу путівок у різних містах стали більше різнитися між собою, стали менш одно­рідними та передбачуваними. Можливо, такий результат об­умовлений тим, що якість рекламної кампанії в різних містах була різною або жителі різних міст по-різному на неї від- реагували. Значення асиметрії до рекламної кампанії майже дорівнювало нулю. Це є свідченням того, що в містах, де обсяги продажів були великими, вони приблизно настільки ж перевищували середній обсяг, наскільки маленькі обсяги продажів були менші за нього. Після рекламної кампанії ми отримали суттєву від’ємну асиметрію вибірки. Це означає, що в деяких містах обсяги продажів стали значно меншими за середні, в той час як великі обсяги перевищують серед­ню величину менш істотно. Інакше кажучи, незважаючи на загальний позитивний вплив рекламної кампанії, у деяких містах вона фактично провалилася.

Етап підсумків уроку

Виконай ТЕСТ

Використані матеріали:www.matnova.com.ua