Soru

Zorluk: ZorEşit Büyüklüklü Kümelerde Ortalama ve Toplam Tahmini

Bir büyükşehir belediyesine bağlı toplam N=80N=80 adet spor tesisi bulunmaktadır. Bu tesislerin her birinde eşit sayıda ve M=30M=30 adet aydınlatma direği mevcuttur. Tesislerdeki aydınlatma sistemlerinin yıllık bakım maliyetini planlamak amacıyla, yıl içinde değişimi gereken toplam ampul sayısını tahmin etmek için basit rastgele örnekleme ile n=8n=8 adet tesis (küme) seçilmiştir. Seçilen tesislerin her birinde yıl boyunca değiştirilen toplam ampul sayıları (yiy_i) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Örneklemdeki Tesis12345678
Değiştirilen Toplam Ampul (yiy_i)1218142210241620

Buna göre, büyükşehir belediyesine bağlı tüm spor tesislerinde değişimi gereken toplam ampul sayısı tahmini (Y^\hat{Y}) ve bu tahminin varyansı (V^(Y^)\hat{V}(\hat{Y})) sırasıyla aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

  1. 1.3601.360 ve 17.28017.280Cevap
  2. B
    1.3601.360 ve 19.20019.200
  3. C
    1.3601.360 ve 576576
  4. D
    1.3601.360 ve 216216
  5. E
    136136 ve 17.28017.280

Cevap

Toplam ampul sayısı tahmini 1.3601.360 ve bu tahminin varyansı 17.28017.280 olmalıdır.
Kitle toplamı tahmini, örneklemdeki tesislerin (kümelerin) ortalama ampul değişim sayısının (136/8=17136/8=17) toplam tesis sayısı (N=80N=80) ile çarpılmasıyla 1.3601.360 olarak bulunur. Bu tahminin varyansı ise küme toplamlarının varyansının (sb2=24s_b^2=24), N2N^2 (6.4006.400) ve sonlu kitle düzeltme çarpanı (10,10=0,901-0,10=0,90) kullanılarak V^(Y^)=N2(1f)sb2n\hat{V}(\hat{Y}) = N^2(1-f)\frac{s_b^2}{n} formülünde yerine konmasıyla 17.28017.280 olarak doğru şekilde hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklemdeki küme toplamlarının ortalamasını (yˉ\bar{y}) hesaplamak
yˉ=12+18+14+22+10+24+16+208=1368=17\bar{y} = \frac{12+18+14+22+10+24+16+20}{8} = \frac{136}{8} = 17
Kitle toplamı tahmini için, örnekleme giren kümelerin (tesislerin) ortalama değerine ihtiyaç vardır.
2
Kitle toplamı tahminini (Y^\hat{Y}) bulmak
Y^=Nyˉ=8017=1.360\hat{Y} = N \cdot \bar{y} = 80 \cdot 17 = 1.360
Eşit büyüklüklü kümelerde kitle toplamı, kitledeki toplam küme sayısının (NN) küme ortalaması ile çarpılmasıyla tahmin edilir.
3
Küme toplamlarının örneklem varyansını (sb2s_b^2) hesaplamak
sb2=(5)2+12+(3)2+52+(7)2+72+(1)2+3281=1687=24s_b^2 = \frac{(-5)^2 + 1^2 + (-3)^2 + 5^2 + (-7)^2 + 7^2 + (-1)^2 + 3^2}{8-1} = \frac{168}{7} = 24
Tahmin edicinin varyansını bulmak için kümeler arası değişimin ölçülmesi gerekir.
4
Toplam tahmininin varyansını (V^(Y^)\hat{V}(\hat{Y})) hesaplamak
V^(Y^)=N2(1f)sb2n=802(10,10)248=6.4000,903=17.280\hat{V}(\hat{Y}) = N^2 \cdot (1 - f) \cdot \frac{s_b^2}{n} = 80^2 \cdot (1 - 0,10) \cdot \frac{24}{8} = 6.400 \cdot 0,90 \cdot 3 = 17.280
Kitle toplamı tahmininin varyansı hesaplanırken Sonlu Kitle Düzeltme Çarpanı (1f1-f) ve N2N^2 formüle dahil edilmelidir.

Anahtar Kavram

Eşit Büyüklüklü Küme Örneklemesinde Kitle Toplamı ve Varyans Tahmini
Bu soruyu puanla