Afsnit 4.6: Konfidensinterval for varians og spredning

I normalfordelingsmodellen, lavede vi ovenfor inferens om middelværdien, og spredningen var blot en nødvendig del af metoden. Spredningen kan imidlertid også være af interesse i sig selv. I en eksperimentel situation fortæller spredningen os noget om reproducerbarheden af målingen, og dermed hvor mange gange vi må gentage eksperimentet for at få en ønsket præcision. I andre sammenhænge afspejler spredningen en iboende variation over en population, som vi ikke kan kontrollere, men som har betydning for den process, der studeres (for eksempel virkningen af et medicinsk præparat). Jeg vil her give et konfidensinterval for variansen og for spredningen
Konfidensintervallerne baserer sig på Resultat 4.3.2, hvoraf det fremgår, at Jeg betragter her en lidt mere generel situation for at kunne bruge resultatet i andre modeller. Jeg minder om, at fraktiler i en -fordeling betegnes med
Resultat 4.6.1. (Konfidensinterval for varians)
Lad være en stokastisk variabel med tilknyttet antal frihedsgrader og hvor Så er et 95%-konfidensinterval for variansen givet ved
og et 95%-konfidensinterval for spredningen er givet ved
Det første resultat følger af, at
Det andet resultat følger ud fra en generel observation af, at hvis er et 95%-konfidensinterval for en parameter så er et 95%-konfidensinterval for den transformerede parameter hvor er en voksende funktion. Dette ses af
Eksempel 4.6.2. (Jordens massetæthed)
Dette er en fortsættelse af Eksempel 4.2.1 og afsnit 4.5 med Cavendish's 23 uafhængige målinger af Jordens massetæthed. Den empiriske spredning af de 23 målinger er Ved opslag i tabel (python) ses, at 0.025-fraktilen i en -fordeling er 10.98, og 0.975-fraktilen er 36.78. Et 95%-konfidensinterval for spredningen bliver derfor
Vi kan her se, at med 23 observationer kan vi kun bestemme spredningen op til en faktor to: øvre grænse i konfidensintervallet er næsten dobbelt så stor som den nedre grænse. Beregningerne i python ser ud som følger.
ForegåendeNæste