ची-स्क्वायर वितरण के मैक्स और इंफ़्लेक्शन पॉइंट

गणितीय सांख्यिकी गणित की विभिन्न शाखाओं से तकनीकों का उपयोग यह साबित करने के लिए किया जाता है कि आंकड़ों के संबंध में कथन सत्य हैं। हम देखेंगे कि दोनों के अधिकतम मूल्य के ऊपर उल्लिखित मानों को निर्धारित करने के लिए पथरी का उपयोग कैसे करें ची-स्क्वायर वितरण, जो इसके मोड से मेल खाता है, साथ ही साथ के विभक्ति बिंदुओं को भी ढूंढता है वितरण।

ऐसा करने से पहले, हम सामान्य रूप में मैक्सिमा और विभक्ति बिंदुओं की विशेषताओं पर चर्चा करेंगे। हम अधिकतम विक्षेपण बिंदुओं की गणना करने के लिए एक विधि का भी परीक्षण करेंगे।

डेटा के असतत सेट के लिए, मोड सबसे अधिक बार होने वाला मूल्य है। डेटा के एक हिस्टोग्राम पर, यह उच्चतम बार द्वारा दर्शाया जाएगा। एक बार जब हम उच्चतम बार को जान लेते हैं, तो हम उस डेटा मान को देखते हैं जो इस बार के लिए आधार से मेल खाता है। यह हमारे डेटा सेट के लिए मोड है।

एक ही विचार का उपयोग निरंतर वितरण के साथ काम करने में किया जाता है। इस बार मोड को खोजने के लिए, हम वितरण में उच्चतम शिखर की तलाश करते हैं। इस वितरण के ग्राफ के लिए, शिखर की ऊंचाई एक y मान है। इस y मान को हमारे ग्राफ के लिए अधिकतम कहा जाता है क्योंकि मूल्य किसी भी अन्य y मान से अधिक होता है। मोड क्षैतिज अक्ष के साथ मूल्य है जो इस अधिकतम y- मूल्य से मेल खाता है।

हालाँकि हम मोड को खोजने के लिए एक वितरण के ग्राफ को देख सकते हैं, इस पद्धति के साथ कुछ समस्याएं हैं। हमारी सटीकता केवल हमारे ग्राफ जितनी अच्छी है, और हमें अनुमान लगाने की संभावना है। साथ ही, हमारे फ़ंक्शन को रेखांकन करने में कठिनाइयाँ हो सकती हैं।

एक वैकल्पिक विधि जिसमें कोई रेखांकन की आवश्यकता होती है वह है पथरी का उपयोग करना। विधि हम उपयोग करेंगे इस प्रकार है:

1. संभावना घनत्व समारोह के साथ शुरू करो च (एक्स) हमारे वितरण के लिए।
2. पहले और दूसरे की गणना करें डेरिवेटिव इस समारोह के: च '(एक्स) तथा च ''(एक्स)
3. इस पहले व्युत्पन्न को शून्य के बराबर सेट करें च '(एक्स) = 0.
4. के लिए हल एक्स।
5. पिछले चरण से दूसरे व्युत्पन्न में मूल्य (ओं) को प्लग करें और मूल्यांकन करें। यदि परिणाम नकारात्मक है, तो हमारे पास मूल्य x पर एक स्थानीय अधिकतम है।
6. हमारे फ़ंक्शन का मूल्यांकन करें f (एक्स) सभी बिंदुओं पर एक्स पिछले चरण से।
7. इसके समर्थन के किसी भी समापन बिंदु पर संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन का मूल्यांकन करें। इसलिए यदि फ़ंक्शन में बंद अंतराल [ए, बी] द्वारा दिया गया डोमेन है, तो अंतिम बिंदु पर फ़ंक्शन का मूल्यांकन करें ए तथा ख।
8. चरण 6 और 7 में सबसे बड़ा मूल्य फ़ंक्शन का पूर्ण अधिकतम होगा। एक्स मान जहां यह अधिकतम होता है वितरण का मोड है।

अब हम ऊपर दिए गए चरणों से गुजरते हैं ताकि ची-स्क्वायर के वितरण की विधि की गणना की जा सके आर स्वतंत्रता का दर्जा। हम संभावना घनत्व फ़ंक्शन के साथ शुरू करते हैं च(एक्स) जो इस लेख में छवि में प्रदर्शित किया गया है।

च (एक्स) = क एक्स^{आर / 2-1}इ^{-x / 2}

यहाँ क एक स्थिरांक है जिसमें शामिल है गामा समारोह और 2 की शक्ति। हमें बारीकियों को जानने की आवश्यकता नहीं है (हालांकि हम इन के लिए छवि में सूत्र का उल्लेख कर सकते हैं)।

इस फ़ंक्शन के पहले व्युत्पन्न का उपयोग करके दिया गया है प्रॉडक्ट नियम इसके साथ ही श्रृंखला नियम:

च '( एक्स ) = क (आर / २ - १)एक्स^{आर / 2-2}इ^{-x / 2} - (के / २) एक्स^{आर / 2-1}इ^{-x / 2}

हम इस व्युत्पन्न को शून्य के बराबर सेट करते हैं, और दाएं हाथ की तरफ अभिव्यक्ति का कारक है:

0 = के एक्स^{आर / 2-1}इ^{-x / 2} [(आर / 2 - 1)एक्स^-1- 1/2]

निरंतर के बाद से क, घातांक प्रकार्य तथा एक्स^{आर / 2-1} सभी अजेय हैं, हम समीकरण के दोनों किनारों को इन अभिव्यक्तियों द्वारा विभाजित कर सकते हैं। हम तो है:

0 = (आर / 2 - 1)एक्स^-1- 1/2

समीकरण के दोनों पक्षों को 2 से गुणा करें:

0 = (आर - 2)एक्स^-1- 1

इस प्रकार 1 = (आर - 2)एक्स^-1और हम समाप्त करके x = r - 2। यह क्षैतिज अक्ष के साथ बिंदु है जहां मोड होता है। यह इंगित करता है एक्स हमारे ची-वर्ग वितरण के शिखर का मूल्य।

कर्व की एक और विशेषता यह बताती है कि यह घटता है। एक वक्र के भाग ऊपरी मामले की तरह हो सकते हैं, जैसे कि ऊपरी मामला यू। घटता भी अवतल हो सकता है, और आकार का हो सकता है चौराहा प्रतीक ∩ जहां वक्र अवतल से अवतल में परिवर्तित होता है, या इसके विपरीत, हमारे पास एक विभक्ति बिंदु है।

किसी फंक्शन की दूसरी व्युत्पत्ति फंक्शन के ग्राफ की कंसिस्टेंसी का पता लगाती है। यदि दूसरा व्युत्पन्न धनात्मक है, तो वक्र अवतल है। यदि दूसरा व्युत्पन्न ऋणात्मक है, तो वक्र अवतल है। जब दूसरा व्युत्पन्न शून्य के बराबर होता है और फ़ंक्शन का ग्राफ समतलता बदलता है, तो हमारे पास एक विभक्ति बिंदु होता है।

एक ग्राफ के विभक्ति बिंदुओं को खोजने के लिए हम:

1. हमारे फ़ंक्शन के दूसरे व्युत्पन्न की गणना करें च ''(एक्स).
2. इस दूसरे व्युत्पन्न को शून्य के बराबर सेट करें।
3. के लिए पिछले चरण से समीकरण हल करें एक्स।

अब हम देखते हैं कि ची-स्क्वायर वितरण के लिए उपरोक्त चरणों के माध्यम से कैसे काम किया जाए। हम अंतर करके शुरू करते हैं। उपरोक्त कार्य से, हमने देखा कि हमारे कार्य के लिए पहला व्युत्पन्न है:

च '(एक्स) = क (आर / २ - १) एक्स^{आर / 2-2}इ^{-x / 2} - (के / २) एक्स^{आर / 2-1}इ^{-x / 2}

हम दो बार उत्पाद नियम का उपयोग करते हुए, फिर से अंतर करते हैं। हमारे पास है:

च ''( एक्स ) = क (आर / २ - १) (आर / २ - २)एक्स^{आर / 2-3}इ^{-x / 2} - (के / 2) (आर / २ - १)एक्स^{आर / 2-2}इ^{-x / 2} + (क / 4) एक्स^{आर / 2-1}इ^{-x / 2} - (के / 2) (आर / 2 - 1) एक्स^{आर / 2-2}इ^{-x / 2}

हम इसे शून्य के बराबर सेट करते हैं और दोनों पक्षों को विभाजित करते हैं ke^{-x / 2}

0= (आर / २ - १) (आर / २ - २)एक्स^{आर / 2-3}- (1/2) (आर / 2 - 1)एक्स^{आर / 2-2}+ (1/ 4) एक्स^{आर / 2-1}- (1/ 2)(आर/2 - 1) एक्स^{आर / 2-2}

हमारे पास शब्दों की तरह संयोजन करके:

(आर / २ - १) (आर / २ - २)एक्स^{आर / 2-3}- (आर / 2 - 1)एक्स^{आर / 2-2}+ (1/ 4) एक्स^{आर / 2-1}

दोनों पक्षों को 4 से गुणा करेंएक्स^{3 - आर / 2}, यह हमें देता है:

0 = (आर - 2) (आर - 4) - (2r - 4)एक्स+ एक्स^2.

द्विघात सूत्र का उपयोग अब हल करने के लिए किया जा सकता है एक्स।

एक्स = [(2r - 4) +/- [(2r - 4)² - 4 (आर - 2) (आर - 4)]^1/2]/2

हम उन शब्दों का विस्तार करते हैं जो 1/2 पावर पर ले जाते हैं और निम्नलिखित देखते हैं:

(4r² -16r + 16) - 4 (आर² -6r + 8) = 8r - 16 = 4 (2r - 4)

इस का मतलब है कि:

एक्स = [(2r - 4) +/- [(4r (2r - 4)]^1/2] / 2 = (आर - 2) +/- [2r - 4]^1/2

इससे हम देखते हैं कि दो विभक्ति बिंदु हैं। इसके अलावा, ये बिंदु वितरण के मोड के बारे में सममित हैं (आर - 2) दो विभक्ति बिंदुओं के बीच आधा है।

हम देखते हैं कि ये दोनों विशेषताएं स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या से कैसे संबंधित हैं। हम इस जानकारी का उपयोग ची-स्क्वायर वितरण के स्केचिंग में मदद करने के लिए कर सकते हैं। हम इस वितरण की तुलना दूसरों के साथ भी कर सकते हैं, जैसे कि सामान्य वितरण। हम देख सकते हैं कि ची-स्क्वायर डिस्ट्रीब्यूशन के लिए विभक्ति बिंदु अलग-अलग जगहों पर होते हैं सामान्य वितरण के लिए विभक्ति अंक.