Soru

Zorluk: ZorKitle Ortalamasının Tahmini ve Varyansı

Bir Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı denetçisi, belirli bir bölgede faaliyet gösteren yetkilendirilmiş N=100N=100 akaryakıt istasyonunun aylık ortalama çevre ve güvenlik denetimi sayısını tahmin etmek istemektedir. Bu amaçla, iadesiz basit rastgele örnekleme yöntemiyle n=25n=25 istasyonluk bir örneklem seçilmiş ve bu istasyonlara ait aylık denetim sayılarının ortalaması xˉ=210\bar{x} = 210, ortalamadan sapmaların kareleri toplamı ise i=125(xixˉ)2=2400\sum_{i=1}^{25} (x_i - \bar{x})^2 = 2400 olarak hesaplanmıştır.

Denetçi, kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansını (v(xˉ)v(\bar{x})) bulmak istemektedir.

Buna göre, kitlenin sonsuz büyüklükte olduğu (veya sonlu kitle düzeltme çarpanının ihmal edildiği) varsayımı altında hesaplanan varyans değeri ile gerçek kitle büyüklüğü dikkate alınarak hesaplanan varyans değeri sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

  1. 44 ve 33Cevap
  2. B
    3,843,84 ve 2,882,88
  3. C
    44 ve 11
  4. D
    44 ve 44
  5. E
    100100 ve 7575

Cevap

Doğru hesaplama sonucunda sonsuz kitle varsayımı altında varyans 44, gerçek kitle büyüklüğü dikkate alındığında ise 33 olarak bulunur.
Çözüme ulaşmak için öncelikle yansız örneklem varyansı hesaplanır: s2=(xixˉ)2/(n1)=2400/24=100s^2 = \sum (x_i - \bar{x})^2 / (n-1) = 2400 / 24 = 100. Sonsuz kitle varsayımında (düzeltmesiz), kitle ortalamasının tahmini varyansı v(xˉ)=s2/n=100/25=4v(\bar{x}) = s^2 / n = 100 / 25 = 4 olarak bulunur. Gerçek kitle sonlu (N=100N=100) olduğu için Sonlu Kitle Düzeltme (SKD) çarpanı olan (1f)=(10025)/100=0,75(1-f) = (100-25)/100 = 0,75 değeri kullanılır. Gerçek varyans değeri 4×0,75=34 \times 0,75 = 3 sonucunu verir.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem varyansının (s2s^2) yansız bir şekilde hesaplanması.
s2=2400251=240024=100s^2 = \frac{2400}{25-1} = \frac{2400}{24} = 100
Kitle varyansını örneklemden yansız olarak tahmin edebilmek için sapmaların kareleri toplamı (n1)(n-1) serbestlik derecesine bölünmelidir.
2
Sonsuz kitle varsayımı altında ortalama tahmin edicisinin varyansının bulunması.
v(xˉ)sonsuz=s2n=10025=4v(\bar{x})_{sonsuz} = \frac{s^2}{n} = \frac{100}{25} = 4
Kitle büyüklüğünün sonsuz olduğu (veya iadeli çekiliş yapıldığı) durumlarda, tahmin edicinin varyansı doğrudan örneklem varyansının örneklem hacmine bölümü ile elde edilir.
3
Sonlu kitle düzeltme çarpanının (SKD) hesaplanması.
SKD = 1f=NnN=10025100=0,751 - f = \frac{N-n}{N} = \frac{100-25}{100} = 0,75
Örnekleme kesri f=25100=0,25f = \frac{25}{100} = 0,25 değeri 0,050,05'ten büyük olduğu için iadesiz çekilişte SKD çarpanı mutlaka kullanılmalıdır.
4
Gerçek kitle büyüklüğü dikkate alınarak nihai varyansın hesaplanması.
v(xˉ)sonlu=(1f)×v(xˉ)sonsuz=0,75×4=3v(\bar{x})_{sonlu} = (1 - f) \times v(\bar{x})_{sonsuz} = 0,75 \times 4 = 3
Sonlu bir kitlede iadesiz çekilişin varyansı düşürücü etkisi, SKD çarpanının sonsuz kitle varyans tahminiyle çarpılmasıyla formüle yansıtılır.

Anahtar Kavram

Basit Rastgele Örneklemede Ortalama Tahmin Edicisinin Varyansı ve Sonlu Kitle Düzeltme Çarpanı (SKD)
Bu soruyu puanla