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Ich habe leider absolut keine Ahnung, wie ich diese Aufgabe löse und vor allem, wie ich die mit wxMaxima löse. Bin über jeden Tipp/Hilfe dankbar!



In Maxima kann man mit den verschiedenen eingebauten statistischen Funktionen arbeiten. Laden Sie dazu das Paket distrib, indem Sie in die erste Zeile Ihrer maxima-Datei load("distrib") schreiben. Eine genaue Dokumentation für das Paket distrib finden Sie unter:
https://maxima.sourceforge.io/docs/manual/maxima_213.html

Aufgabe: Konfidenzintervalle III
Schreiben Sie eine Blockformel KIStreuungMuBekannt, die als Eingabe die Argumenten \( X, \mu_{0} \) und \( \alpha \) annimmt. \( X \) ist eine Liste (beliebiger Lange) von reellen Zahlen, welche unter Annahme eine Stichprobe von Realisierungen der unabhängigen \( \mathcal{N}\left(\mu_{0}, \sigma^{2}\right) \)-verteilten Zufallsvariablen ist. \( \alpha \) ist das Signifikanzniveau. Die Formel bestimmt anschließend das symmetrische Konfidenzintervall zum Konfidenzniveau \( 1-\alpha \) für die Streuung \( \sigma \) bei bekanntem Erwartungswert \( \mu_{0} \) und gibt ihn aus. Beispiel der Eingabe und der Ausgabe:
\( \rightarrow \quad \mathrm{X}:[35.6,33.7,37.8,31.2,37.2,34.1,35.8,36.6,37.1,34.9,35.6,34.0] ; \)
\( (105)[35.6,33.7,37.8,31.2,37.2,34.1,35.8,36.6,37.1,34.9,35.6,34.0] \)
KIStreuungMuBekannt \( (\mathrm{X}, 35,0.05) \) :
Das approximative Konfidenzinterval für streuung zum Konfidenzniveau 0.95 ,
gegeben die Beobachtungen \( [35.6,33.7,37.8,31.2,37.2,34.1,35.8,36.6,37.1,34.9,35.6,34.0] \)
ist gleich ( 1.333179758501221, 3.195358696172009)
Vorsicht! Sie dürfen den systemeigenen Befehl zur Bestimmung von Konfidenzintervallen nicht verwenden.

Avatar von

Zeig mir doch einmal, wie die Rechnung ganz ohne Maxima aussieht...

Wir brauchen erstmal die Standardabweichung s, Stichprobengröße n und den Mittelwert bar{x} oder?

Die Formel für das Konfidenzintervall ist ja:

\( K I=\bar{x} \pm z \cdot \frac{s}{\sqrt{n}} \)

1 Antwort

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Ok,

dann schau mal hier

https://www.mathelounge.de/1030323/wxmaxima-blockformel-anova-varianzanalyse#c1030539

da findest Du eigentlich alles was Du brauchst.

Darfst Du mean(), std() usw. benutzen oder selbst formeln wie groupmean, groupvar dort...

Die Formeln der F-Verteilung umschreiben auf Normal-Verteilung.

Was ist bar{x}?

Ich ergänze mal die wxMaxima Version

test_mean(X,'asymptotic=true,'mean=35);

$$\small \begin{array}{c} MEAN TEST\\ mean\_estimate=35.3\\ conf\_level=0.95\\ conf\_interval=[34.25005606164131,36.3499439383587]\\ method=\text{Large sample z-test. Unknown variance.}\\ hypotheses=H0: mean = 35 , H1: mean \ne 35\\ statistic=0.56001961045767\\ distribution=[normal,0,1]\\ p\_value=0.5754660616435\end{array}$$

ist aber nicht mit Deinen Werten kompatibel - also was wird hier genau berechnet?

Avatar von 21 k

KIStreuungMuUnbekannt(X,mu0,alpha):=block(
  n:length(X),
  x_bar: mean(X),
  dof:n-1,
  t_alpha_half:quantile_students_t(dof,1-alpha/2),
  s:stddev(X),
  sigma_lower: s/sqrt(t_alpha_half^2*chisq_cdf(dof,1-alpha/2)),
  sigma_upper: s/sqrt(t_alpha_half^2*chisq_cdf(dof,alpha/2)),

print("Das approximative Konfidenzintervall für Streeung zum Konfidenzniveau",1-alpha,", gegeben die Beobachtungen",X,"ist gleich"),
  print("[",sigma_lower,sigma_upper,"]")
  );



So habe ich es probiert, aber da muss ein Fehler sein. Er zeigt mir sigma_lower und sigma_upper nicht an

Wird ja auch nicht wirklich berechnet:

- stddev(), chisq_cdf() gib es nicht, es sei denn Du hast was definiert?

- quantile_students_t(dof,1-alpha/2) falsche Argumentfolge

- n, x_bar werden nicht verwendet

alle distrib-funktionen der Verteilungen heißen cdf_nnnn(),

Bei stddev hab ich eine Vorstellung was gemeint ist, und bei chisq_cdf kann man evtl. was vermuten ==> einfach mal F1 nachlesen oder nach 3 Buchstaben Ctrl-K

wxMaxima:

test_variance(X,'var_estimate=std1(X),'mean=35,'conf_level=0.95)

$$\small \begin{array}{c}VARIANCE TEST\\var\_estimate=3.246666666666666\\ conf\_level=0.95\\ conf\_interval=[1.669475968593686,8.846928034403412]\\ method=Variance Chi-square test. Known mean.\\hypotheses=H0: var = 1 , H1: var \ne 1\\statistic=38.95999999999999\\distribution=[chi2,12]\\ p\_value=2.1368537450072722\,10^{-4}\end{array}$$

Aber ist

test_variance(X,'var_estimate=std1(X),'mean=35,'conf_level=0.95)

nicht der Befehl zur Bestimmung der Konfidenzintervalle?

ich glaube erwähnt zu haben, das unter F1 das Manual zu finden ist ...

Im Gegensatz zu Deinem Kollegen mit dem unbekannten mü findet weder wxMaxima noch andere Recherche-Ergebnisse Deine Ergebnis-Vorgaben. Also bist du am Zug das Berechnungsverfahren bekannt zu machen.

BTW: bei bekanntem mü sollte der Teiler n und nicht n-1 sein?

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