Загрузить PDF
Загрузить PDF
С абсолютной частотой все довольно просто: она определяет, сколько раз конкретное число содержится в имеющемся наборе данных (объектов или значений). А вот относительная частота характеризует отношение количества конкретного числа в наборе данных. Другими словами, относительная частота – это отношение количества определенного числа к общему количеству чисел в наборе данных. Имейте в виду, что вычислить относительную частоту достаточно легко.
-
1
Соберите данные. Если вы решаете математическую задачу, в ее условии должен быть дан набор данных (чисел). В противном случае проведите эксперимент или исследование и соберите необходимые данные. Подумайте, в какой форме записать исходные данные.
- Например, нужно собрать данные о возрасте людей, которые посмотрели определенный фильм. Конечно, можно записать точный возраст каждого человека, но в этом случае вы получите довольно большой набор данных с 60-70 числами в пределах от 10 до 70 или 80. Поэтому лучше сгруппировать данные по категориям, таким как «Моложе 20», «20-29», «30-39» «40-49», «50-59» и «Старше 60». Получится упорядоченный набор данных с шестью группами чисел.
- Другой пример: врач собирает данные о температуре пациентов в определенный день. Если записать округленные числа, например, 37, 38, 39, то результат будет не слишком точным, поэтому здесь данные нужно представить в виде десятичных дробей.
-
2
Упорядочьте данные. Когда вы соберете данные, у вас, скорее всего, получится хаотичный набор чисел, например, такой: 1, 2, 5, 4, 6, 4, 3, 7, 1, 5, 6, 5, 3, 4, 5, 1. Такая запись кажется практически бессмысленной и с ней сложно работать. Поэтому упорядочьте числа по возрастанию (от меньшего к большему), например, так: 1,1,1,2,3,3,4,4,4,5,5,5,5,6,6,7.[1]
- Упорядочивая данные, будьте внимательны, чтобы не пропустить ни одного числа. Посчитайте общее количество чисел в наборе данных, чтобы убедиться, что вы записали все числа.
-
3
Создайте таблицу с данными. Собранные данные можно организовать в виде таблицы. Такая таблица будет включать три столбца и использоваться для вычисления относительной частоты. Столбцы обозначьте следующим образом:[2]
Реклама
-
1
Найдите количество чисел в наборе данных. Относительная частота характеризует, сколько раз конкретное число содержится в имеющемся наборе данных по отношению к общему количеству чисел. Чтобы найти относительную частоту, нужно посчитать общее количество чисел в наборе данных. Общее количество чисел станет знаменателем дроби, с помощью которой будет вычислена относительная частота.[3]
- В нашем примере набор данных содержит 16 чисел.
-
2
Найдите количество определенного числа. То есть посчитайте, сколько раз конкретное число встречается в наборе данных. Это можно сделать как для одного числа, так и для всех чисел из набора данных.[4]
- Например, в нашем примере число встречается в наборе данных три раза.
-
3
Разделите количество конкретного числа на общее количество чисел. Так вы найдете относительную частоту для определенного числа. Вычисление можно представить в виде дроби или воспользоваться калькулятором или электронной таблицей, чтобы разделить два числа.[5]
Реклама
-
1
Результаты вычислений запишите в созданную ранее таблицу. Она позволит представить результаты в наглядной форме. По мере вычисления относительной частоты результаты записывайте в таблицу напротив соответствующего числа. Как правило, значение относительной частоты можно округлить до второго знака после десятичной запятой, но это на ваше усмотрение (в зависимости от требований задачи или исследования). Помните, что округленный результат не равен точному ответу.[6]
- В нашем примере таблица относительных частот будет выглядеть следующим образом:
- x : n(x) : P(x)
- 1 : 3 : 0,19
- 2 : 1 : 0,06
- 3 : 2 : 0,13
- 4 : 3 : 0,19
- 5 : 4 : 0,25
- 6 : 2 : 0,13
- 7 : 1 : 0,06
- Итого : 16 : 1,01
-
2
Представьте числа (элементы), которых нет в наборе данных. Иногда представление чисел с нулевой частотой так же важно, как и представление чисел с ненулевой частотой. Обратите внимание на собранные данные; если между данными имеются пробелы, их нужно заполнить нулями.
- В нашем примере набор данных включает все числа от 1 до 7. Но предположим, что числа 3 нет в наборе. Возможно, это немаловажный факт, поэтому нужно записать, что относительная частота числа 3 равна 0.
-
3
Выразите результаты в процентах. Иногда результаты вычислений нужно преобразовать из десятичных дробей в проценты. Это общепринятая практика, потому что относительная частота характеризует процент случаев появления определенного числа в наборе данных. Чтобы преобразовать десятичную дробь в проценты, нужно десятичную запятую передвинуть на две позиции вправо и приписать символ процента.
- Например, десятичная дробь 0,13 равна 13%.
- Десятичная дробь 0,06 равна 6% (обратите внимание, что перед 6 стоит 0).
Реклама
Советы
- Относительная частота характеризует наличие или возникновение определенного события в наборе событий.
- Если сложить относительные частоты всех чисел из набора данных, вы получите единицу. Помните, что при сложении округленных результатов сумма не будет равна 1,0.
- Если набор данных слишком большой, чтобы обработать его вручную, воспользуйтесь программой MS Excel или MATLAB; это позволит избежать ошибок в процессе вычисления.
Реклама
Источники
Об этой статье
Эту страницу просматривали 144 719 раз.
Была ли эта статья полезной?
Теория вероятностей – это раздел математики, который
изучает закономерности случайных событий.
События
можно считать случайными – это те, которые могут произойти, а могут и не
произойти.
Примерами
таких событий являются: выпадение орла или решки при подбрасывании монеты;
поражение мишени или промах при стрельбе; выпадение того или иного количества
очков при бросании игрального кубика.
Пример.
Провели
испытания. 100 раз бросали игральный кубик и подсчитали, что 6 очков выпало 17
раз – частота рассматриваемого события, то есть выпадения очков.
Отношение
частоты к общему числу испытаний называют относительной частотой этого
события.
Пусть
некоторое испытание проводилось многократно в одних и тех же условиях. При этом
фиксировалось, произошло или нет некоторое интересующее нас событие А.
Если
общее число испытаний – n,
а число испытаний, при которых произошло событие А, – m. То m называют
частотой события А, частное m и n –
относительной
частотой.
Определение:
Относительной
частотой случайного события в серии испытаний называется
отношение числа испытаний, в которых это событие наступило, к числу всех
испытаний.
В
ходе исследований выяснилось, что относительная частота появления ожидаемого
события при повторении опытов в одних и тех же условиях, может оставаться
примерно одинаковой, незначительно отличаясь от некоторого числа р.
Пример.
При
подбрасывании монеты отмечают те случаи, когда выпадает орёл.
Если
монета однородна и имеет правильную геометрическую форму, то шансы выпадения
орла или решки будут примерно одинаковы. Но при
небольшом количестве бросков такой результат может не получиться.
А
вот если испытание проводиться большое количество раз, то относительная частота
выпадения орла близка к относительной частоте выпадения решки.
Многие
учёные проводили такой эксперимент.
Так,
например, английский математик Карл Пирсон бросал монету 24 тысячи раз, и
относительная частота выпадения орла оказалось равной 0,5005.
А
наш соотечественник, Всеволод Иванович Романовский, подбрасывая монету 80 тысяч
640 раз, нашёл, что относительная частота выпадения орла в его испытании была
равна 0,4923.
Заметим,
что в обоих случаях относительная частота выпадения орла очень близка к .
Говорят,
что вероятность выпадения орла при подбрасывании монеты правильной
геометрической формы равна .
Пример.
В
непрозрачном мешке лежит 7 зелёных и 12 синих кубиков. За раз можно доставать
только 1 из них. Какова вероятность того, что из мешка достанут синий кубик?
Всего
в мешке 19 кубиков. Значит, n=19.
Синий
кубик мы можем достать 12 раз. Получаем, что m=12.
Относительная
частота равна:
Вероятность
того, что из мешка достанут синий кубик, равна .
Пример.
Определить
относительную частоту появления буквы «о» в слове «достопримечательность».
Общее
число букв, то есть n=21.
А количество букв «о», то есть m=3.
Значит
относительная частота:
Пример.
Отмечая
число попаданий в корзину в каждой серии из 40 бросков, которые совершал
баскетболист, получили такие данные:
Какова
относительная вероятность попадания мяча в корзину для данного баскетболиста?
Определим
общее число бросков. Было 5 серий по 40 бросков, то есть n=200.
Сосчитаем
число попаданий в корзину:
Получили,
что m=184.
Относительная
вероятность попадания в корзину будет:
Пример.
Стрелок
совершил 50 выстрелов. Относительная частота попадания в цель оказалась равной
0,88. Сколько раз он промахнулся?
Зная
общее число выстрелов n=50
и относительную вероятность попадания p=0,88.
Найдем число попаданий в цель:
Стрелок
попал в цель 44 раза.
Найдём
число промахов
Стрелок
промахнулся 6 раз.
The term ‘relative’ is used to denote that an act is being observed in comparison to something other. Frequency is a way to calculate how repeatedly a particular action takes place. Relative frequency is a way to find how regularly a particular action takes place against total events. To calculate relative frequency two things are important
1. Number of total events/occurrences
2. Frequency count for a subgroup/category
Relative frequency: Subgroup frequency/ total frequency
Relative frequency: f/n
Here,
f = Number of times an event occurred in an observation
n = frequency
How to Calculate Relative Frequency?
Frequencies can be converted into relative frequencies by following these steps
Step 1: Find the frequency in the given data
Step 2: Then the frequency should be divided by N (total number).
Suppose for example Gopal surveys a group of students in his college to find their favorite game. The data processed by him is represented in graphical form below. What will be the relative frequency of students whose favorite game is cricket?
The total number of students in the above-given data set is found by the addition of the heights of the bars
5+10+25+15 = 55
from the above graphical representation The number of students whose favorite game is cricket are 5
So, the relative frequency for the cricket will be = f/N = 5/55= 0.09 = 9%
Cumulative relative frequency
The addition of all of the previous relative frequencies to the relative frequency for the current row is called cumulative relative frequency
Sample Problems
Problem 1: A die is tossed 50 times and it falls 5 times on the number 6. Then find the relative frequency?
Solution:
Given, Number of times a die is tossed = 50
Number of times it falls on number 6 = 5
From the formula,
Relative frequency = Number of positive occurrences/Total Number of occurrences
f = 5/50 = 0.1
Therefore, the relative frequency of the die that fell on the number 6 is 0.1
Problem 2: A coin is tossed 90 times, and the coin falls on heads 24 times. What is the relative frequency of the coin falling on tails?
Solution:
Relative frequency = number of times an act has occurred / number of occurrences
The act taken into consideration is the coin falling on tails = 90 – 24 = 66 times
Relative frequency of the coin falling on tails = 66/90 = 0.733 = 73.3%
Problem 3: If 10 students travel to school by car, another 10 students travel to school by bus and another 10 students reach school through a van. Then find the relative frequency of students who reach school by bus?
Solution:
The total number of students in the above-given data set
10 + 10 + 10 = 30
graphical representation of given data
Number of students traveling through bus = 10
So, the relative frequency of students traveling through bus will be = f/N = 10/30= 0.33= 33%
Problem 4: There are 36 students in a class, 20 boys and 16 girls. Then what are the frequency and relative frequency of boys in the classroom?
Solution:
The frequency of boys = Number of boys in the classroom = 20
Relative frequency of boys in classroom = Number of boys / Total students
= 20/36 = 0.5555 = 55.55 %
The frequency is 20 and the relative frequency in % is 55.55 %
Problem 5: Varun has conducted a survey in his village to study the diet habits of people. He obtained the results as given below. Then find
Diet followed | Number of people |
Vegetarian | 320 |
Mixed diet | 430 |
Non-vegetarian | 810 |
A) The relative frequency of vegetarians in Varun’s village.
B) The relative frequency of people taking a mixed diet in his village
Solution:
The relative frequency of vegetarians in Varun’s village.
Total population: 1560
Number of vegetarians: 320
From the formulaRelative frequency = Number of vegetarians / Total population
f = 320/1560
= 0.21 = 21%The relative frequency of the population taking a mixed diet in Varun’s village
Total population: 156
Number of people on mixed diet: 430
From the formulaRelative frequency = Number of population taking mixed diet/ Total population
f = 430/1560
= 0.28 = 28%
Last Updated :
28 Jun, 2022
Like Article
Save Article
Частота события. Статистическое определение вероятности
содержание учебника
Классическое определение вероятности предполагает, что все элементарные исходы равновозможны. О равновозможности исходов опыта заключают в силу соображений симметрии (как в случае монеты или игрального кубика). Задачи, в которых можно исходить из соображений симметрии, на практике встречаются редко. Во многих случаях трудно указать основания, позволяющие считать, что все элементарные исходы равновозможны. В связи с этим появилась необходимость введения еще одного определения вероятности, называемого статистическим. Чтобы дать это определение, предварительно вводят понятие относительной частоты события.
Относительной частотой события, или частотой, называется отношение числа опытов, в которых появилось это событие, к числу всех произведенных опытов. Обозначим частоту события через , тогда по определению
(1.4.1)
где – число опытов, в которых появилось событие и – число всех произведенных опытов.
Частота события обладает следующими свойствами.
- Частота случайного события есть число, заключенное между нулем и единицей:
. (1.4.2) - Частота достоверного события равна единице:
(1.4.3) - Частота невозможного события равна нулю:
(1.4.4) - Частота суммы двух несовместных событий и равна сумме частот этих событий:
(1.4.5)
Наблюдения позволили установить, что относительная частота обладает свойствами статистической устойчивости: в различных сериях многочленных испытаний (в каждом из которых может появиться или не появиться это событие) она принимает значения, достаточно близкие к некоторой постоянной. Эту постоянную, являющуюся объективной числовой характеристикой явления, считают вероятностью данного события.
Вероятностью события называется число, около которого группируются значения,частоты данного события в различных сериях большого числа испытаний.
Это определение вероятности называется статистическим.
В случае статистического определения вероятность обладает следующими свойствами:
1) вероятность достоверного события равна единице;
2) вероятность невозможного события равна нулю;
3) вероятность случайного события заключена между нулем и единицей;
4) вероятность суммы двух несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий.
Пример 1. Из 500 взятых наудачу деталей оказалось 8 бракованных. Найти частоту бракованных деталей.
Решение. Так как в данном случае = 8, = 500, то в соответствии с формулой (1.4.1) находим
Пример 2. Игральный кубик подброшен 60 раз, при этом шестерка появилась 10 раз. Какова частота появления шестерки?
Решение. Из условия задачи следует, что = 60, = 10, поэтому
Пример 3. Среди 1000 новорожденных оказалось 515 мальчиков.Чему равна частота рождения мальчиков?
Решение. Поскольку в данном случае , , то .
Пример 4. В результате 20 выстрелов по мишени получено 15 попаданий. Какова частота попаданий?
Решение. Так как = 20, = 15, то
Пример 5. При стрельбе по мишени частота попаданий = 0,75. Найти число попаданий при 40 выстрелах.
Решение. Из формулы (1.4.1) следует, что . Так как = 0,75, = 40, то . Таким образом, было получено 30 попаданий.
Пример 6. www.itmathrepetitor.ru Частота нормального всхода семян W = 0,97. Из высеянных семян взошло 970. Сколько семян было высеяно?
Решение. Из формулы (1.4.1) следует, что . Поскольку , , то . Итак, было высеяно 1000 семян.
Пример 7. На отрезке натурального ряда от 1 до 20 найти частоту простых чисел.
Решение. На указанном отрезке натурального ряда чисел находятся следующие простые числа: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19; всего их 8. Так как = 20, = 8, то искомая частота
.
Пример 8. Проведены три серии многократных подбрасываний симметричной монеты, подсчитаны числа появлений герба: 1) = 4040, =2048, 2) = 12000, = 6019; 3) = 24000, = 12012. Найти частоту появления герба в каждой серии испытаний.
Решение. В соответствии с формулой (1.4.1) находим:
.
Замечание. Эти примеры свидетельствуют о том, что при многократных испытаниях частота события незначительно отличается от его вероятности. Вероятность появления герба при подбрасывании монеты р = 1/2 = 0,5 , так как в этом случае n = 2, m = 1.
Пример 9. Среди 300 деталей, изготовленных на автоматическом станке, оказалось 15, не отвечающих стандарту. Найти частоту появления нестандартных деталей.
Решение. В данном случае n = 300, m = 15, поэтому
Пример 10. Контролер, проверяя качество 400 изделий установил, что 20 из них относятся ко второму сорту, а остальные – к первому. Найти частоту изделий первого сорта, частоту изделий второго сорта.
Решение. Прежде всего, найдем число изделий первого сорта: 400 – 20 = 380. Поскольку n = 400, = 380, то частота изделий первого сорта
Аналогично находим частоту изделий второго сорта:
Задачи
- Отдел технического контроля обнаружил 10 нестандартных изделий в партии из 1000 изделий. Найдите частоту изготовления бракованных изделий.
- Для выяснения качества семян было отобрано и высеяно в лабораторных условиях 100 штук. 95 семян дали нормальный всход. Какова частота нормального всхода семян?
- Найдите частоту появления простых чисел в следующих отрезках натурального ряда: а) от 21 до 40; б) от 41 до 50; в) от 51 до 70.
- Найдите частоту появления цифры при 100 подбрасываниях симметричной монеты. (Опыт проводите самостоятельно).
- Найдите частоту появления шестерки при 90 подбрасываниях игрального кубика.
- Путем опроса всех студентов Вашего курса определите частоту дней рождения, попадающих на каждый месяц года.
- Найдите частоту пятибуквенных слов в любом газетном тексте.
Ответы
- 0,01. 2. 0,95; 0,05. 3. а) 0,2; б) 0,3; в) 0,2.
Вопросы
- Что такое частота события?
- Чему равна частота достоверного события?
- Чему равна частота невозможного события?
- В каких пределах заключена частота случайного события?
- Чему равна частота суммы двух несовместных событий?
- Какое определение вероятности называют статистическим?
- Какими свойствами обладает статистическая вероятность?
содержание учебника
В отличии от классического определения вероятности, постулирующего, что все результаты равновероятны, статистический подход к формулированию вероятности более приближен к реальности. Действительно при использовании теории вероятности для работы с прикладными задачами очень редко встречаются исходы, вероятности которых одинаковы, и такие результаты, вероятности которых легко предсказать.
Для реальных явлений часто требуется учесть слишком много факторов для верного прогноза вероятности. Чтобы рассмотреть возможность оценки вероятности, исходя из других вводных, необходимо ввести определение относительной частоты вероятности.
Определение 1
Отношение количества появления события к суммарному количеству проведённых испытаний называется относительной частотой события.
$W(X)= frac{k}{m}$
Где k — число результатов благоприятствующих событию Х, m — суммарное количество проведённых экспериментов, в результате которых могло наступить событие Х.
Параметр относительная частота применяется в тех случаях, когда сложно или невозможно выявить всё множество элементарных результатов эксперимента.
Пример 1
Рассмотрим ограниченную территорию, на которой в течение последних 50 лет происходили цунами. Всего было зафиксировано 20 мощных явлений и 40 слабых. Необходимо вычислить величину относительной частоты появления мощных цунами.
Вычислим суммарное количество всех цунами, которые происходили в рассматриваемом регионе:
m=20+40=60, при этом, сильных цунами было 20.
Исходя из определения вычислим значение относительной частоты
$W(A)=frac{20}{60}=0,33$
Получили, что относительная частота сильных цунами составляет 0,33.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример 2
Рассмотрим событие — появление какого-либо конкретного числа при подбрасывании шестигранного кубика. Выделим среди прочих два события:
• появление двойки,
• появление тройки или четвёрки.
В ходе проведения эксперимента кубик бросили 120 раз. При этом двойка появилась 22 раза — событие Х, а тройку, либо четвёрку наблюдали 39 раз — событие Y.
Согласно классическому определению вероятности, появление одного любого числа при бросании кубика будет в одном случае из шести $P=frac {1}{6}=0,167$. А значит мы могли предсказать появление двойки в $frac{120}{6}=20$ случаях, а появление тройки, либо четвёрки в $2 cdot frac{120}{6}$=40 случаях.
Однако, было проведено испытание и можно вычислить экспериментальное значение вероятности, точнее аналогичную ему величину — относительную частоту события.
$W(X)=frac{22}{120}=0,183$
$W(Y)=frac{39}{120}=0,325$
Итак, относительная частота появления двойки в данном эксперименте составила $W(X)=0,183$ (классическая вероятность 0,167), а относительная частота появления тройки или четвёрки составила $W(Y)=0,325$ (классическая вероятность 0,334). При увеличении числа экспериментов значение относительной частоты будет приближаться к значению классической вероятности.
Относительная частота обладает тем недостатком, что сильно варьируется при проведении различных экспериментов, является неоднозначной. Однако её колебания происходят в пределах около значения фактической вероятности. И чем больше проведено экспериментов, тем ближе лежит относительная частота к вероятности.
В теории вероятности относительная частота имеет значение как оценка вероятности статистическими методами по всей совокупности исходов конкретного эксперимента. При этом она будет достаточна близка к оцениваемому параметру, который принято называть статистическая вероятность.
Определение 2
Отношение количества конкретных экспериментов к общему числу испытаний (относительная частота) характеризует статистическую вероятность тем точнее, чем большее количество экспериментов было проведено, а значит можно записать следующее определение для статистической вероятности:
$P(X)= lim_{m rightarrow infty} frac{k}{m}$
Покажем, что значение относительной частоты стремится к значению вероятности.
Пример 3
Рассмотрим простой пример с подбрасыванием монетки. Классическая вероятность того, что выпадет любая из сторон составляет 0,5. Пусть событие Х — выпадение «орла». Вычислим относительную частоту выпадения «орла» при разном количестве подбрасываний монетки.
- Монетку бросили 3 раза — орел выпал 2 раза;
- Монетку подбросили 10 раз — орёл выпал 6 раз;
- Монетку подбросили 100 раз — орёл выпал 56 раз;
- Монетку подбросили 10000 раз — орёл выпал 5135 раз.
Вычислим относительную частоту
$W(X_1)=frac{2}{3}=0,67$
$W(X_2)=frac{6}{10}=0,6$
$W(X_3)=frac{56}{100}=0,56$
$W(X_4)=frac{5135}{10000}=0,5135$
Чем больше будет сделано бросков, тем реже будут встречаться аномальные результаты, такие как повторное выпадение «орла» и тем меньшее значение они будут иметь для вычисления.
Классическое определение вероятности является именно теоретическим, вероятность в этом случае вычисляется с помощью анализа предполагаемых обстоятельств события, то есть даётся прогноз о том, насколько ожидаемо выполнение этого события. Ключевое же отличие относительной частоты от вероятности в том, что её значение получается экспериментально и её нельзя определить заранее, а можно вычислить только после завершения эксперимента.
Так, например, если взять выпуск деталей на производстве, то предварительно оценить процент брака можно основываясь на состоянии оборудования, на квалификации персонала, на качестве сырья. Однако, фактические сведения о браке будут получены только после начала процесса производства.
Пример 4
На заводе было изготовлено 10000 деталей. Отдел технического контроля изучил продукцию и установил, что из всего количества 100 изделий являются бракованными, а 2000 следует отнести ко второму сорту.
Необходимо вычислить относительную частоту появления бракованных деталей, изделий первого и второго сорта.
Решение
Сначала следует вычислить количество изделий первого сорта.
$k_1=m-k_2-k_br=10000-2000-100=7900$
Определим требуемые параметры:
$W(k_1)=frac{7900}{10000}=0,79$
$W(k_2)=frac{2000}{10000}=0,2$
$W(k_3)=frac{100}{10000}=0,01$
В результате получим относительную частоту деталей первого сорта $W(k_1)=0,79$, второго сорта$W(k_2)=0,2$ , брака$W(k_3)=0,01$.