Конечной целью выборочного наблюдения является характеристика генеральной совокупности. Учитывая, что на основе выборочного обследования нельзя дать точное значение изучаемого параметра генеральной совокупности, определяют пределы, в которых он находится.
Возможные отклонения характеристик выборочной совокупности от соответствующих характеристик генеральной совокупности показывает средняя ошибка выборки. Если, например средняя продолжительность горения лампочки по выборке составила 300 ч, а ошибка выборки =10 ч, то среднюю продолжительность горения всей партии лампочек, из которой взята выборка, можно ожидать в пределах 30010 ч, т.е. от 290 до 310 ч.
Однако то, что генеральная средняя не выйдет за данные пределы, можно утверждать лишь с определенной степенью вероятности.
Доказано, что утверждение о том, что генеральные характеристики не отклонятся от выборочных на величину большую, чем ошибка выборки, всегда имеет постоянную степень вероятности, равную 0,683. Значит, в 683 случаях из 1000 характеристика генеральной совокупности будет отличаться от характеристики выборки не больше, чем на величину , но в остальных 317 случаях из 1000 она может отличаться и в большей степени.
Можно повысить вероятность утверждения, расширив пределы отклонений до удвоенной ошибки . В примере это значит, что средняя продолжительность горения партии лампочек находится в пределах 30020, т.е. от 280 до 320 ч. Вероятность утверждения в этом случае равна 0,954, т.е. только в 46 случаях из 1000 отклонение выйдет за пределы . При утроенной вероятность повышается до 0,997. Значит с определенной степенью вероятности можно утверждать, что отклонения выборочных характеристик от генеральных не превысят некоторой величины, которая называется предельной ошибкой выборки:
,
где t – нормированное отклонение – коэффициент доверия, зависящий от вероятности, с которой гарантируется, что предельная ошибка не превысит t – кратную среднюю ошибку.
Значения доверительной вероятности при различных значениях коэффициента доверия представлены в специально составленных таблицах. Наиболее часто применяемые значения:
t |
1.0 |
1.96 |
2.0 |
2.58 |
3.0 |
Вероятность |
0.683 |
0.95 |
0.954 |
0.99 |
0.997 |
Предельная ошибка выборки позволяет определить доверительные интервалы характеристик генеральной совокупности. Для генеральной средней
или .
Это означает, что с заданной вероятностью можно утверждать, что значение генеральной средней следует ожидать в пределах от до .