数理统计作业二__用数学实验的方法验证大数定理和中心极限定理
验证大数定理：
1、实验原理：
证明大数定理即证明样本均值趋近于总体均值。
2、实验步骤：
①在excel中，用公式 =RAND( )*9+1 生成2000个1到10之间的随机数。
②选择样本的前50个，前100个，前150个…前2000个，分别求出均值。
③利用excel作出上述求出值的样本均值折线图（图一）和总体均值折线图（图二）：
图一
图二
从图一和图二中可以看出样本均值最终趋于水平，即趋于总体均值，大数定理得证。
验证中心极限定理：
1、实验原理：
证明中心极限定理即证明N个独立同分布的随机变量和的极限分布为正态分布。本次实验采用独立同分布于0-1分布B(1,0.5)的随机变量序列E k，k=1,2,3······来验证中心极限定理。因为E k，
k=1,2,3······之间是独立同分布，所以
)5.0,
(
~
E
n
1
k
k n
B
∑
=。由中心极
限定理可知，当n的取值足够大时，∑
=
n
1
k
k
E
这一随机变量的分布与正太分
布具有很好的近似，下面用MATLAB软件分别画出n取不同值时∑
=
n
1
k
k
E
的分
布及对应的正太分布的图像，通过对比这两条曲线的相似度来验证中心极限定理。
2、实验步骤：
①当n=10时，对应正态分布为N（5，2.5）。
MATLAB结果图：
MATLAB源程序：
MATLAB结果图：
MATLAB源程序：
MATLAB结果图：
MATLAB源程序：
MATLAB结果图：
MATLAB源程序：
⑤观察得出，当N足够大时，其密度函数服从正态分布，即满足
中心极限定理。
考研数学一-概率论与数理统计大数定律和中心极限定理(一).doc
考研数学一-概率论与数理统计大数定律和中心极限定理(一) (总分：48.00，做题时间：90分钟) 一、选择题(总题数：9，分数：9.00) 1.假设随机变量序列X1，…，X n…独立同分布且EX n=0 (A) 0． 1.00） A. B. C. D. 2.设X1，…，X n…是相互独立的随机变量序列，X n服从参数为n的指数分布(n=1，2，…)，则下列随机变量序列中不服从切比雪夫大数定律的是 (A) X1，X2/2，…，X n/n，…． (B) X1，X2，…，X n，…． (C) X1，2X2，…，nX n，…． (D) X1，22X2，…，n2X n，…． （分数：1.00） A. B. C. D. 3.假设X n，n≥1n充分大时，可以用正态分布作为S n的近似分布，如果 (A) X n，n≥1相互独立、同分布． (B) X n，n≥I (C) X n，n≥1 (D) X n，n≥1 1.00） A. B. C. D. 4.设X n，n≥1为相互独立的随机变量序列且都服从参数为λ的指数分布，则 1.00） A. B. C.
5.设随机变量X1，…，X n-林德伯格中心极限定理，当n充分大时，S n近似服从正态分布，只要X1，…，X n (A) PX i=m=p m q1-m，m=0，1，…(1≤i≤n)． ≤i≤n)． ≤i≤n) 1.00） A. B. C. D. 6.假设X1，…，X n，…为独立同分布随机变量序列，且EX n=0，DX n=σ2 (A) 0． 1.00） A. B. C. D. 7.下列命题正确的是 (A) 由辛钦大数定律可以得出切比雪夫大数定律． (B) 由切比雪夫大数定律可以得出辛钦大数定律． (C) 由切比雪夫大数定律可以得出伯努利大数定律． (D) 由伯努利大数定律可以得出切比雪夫大数定律． （分数：1.00） A. B. C. D. 8.设随机变量X1，X2，…，X n，…独立同分布，EX i=μ(i=1，2，…)，则根据切比雪夫大数定律，X1，X2，…，X n，…依概率收敛于μ，只要X1，X2，…，X n，… (A) 共同的方差存在． (B) 服从指数分布． (C) 服从离散型分布． (D) 服从连续型分布． （分数：1.00） A. B. C. D. 9.假设天平无系统误差．将一质量为10克的物品重复进行称量，则可以断定“当称量次数充分大时，称量结果的算术平均值以接近于1的概率近似等于10克”，其理论根据是 (A) 切比雪夫大数定律． (B) 辛钦大数定律． (C) 伯努利大数定律． (D) 中心极限定理． （分数：1.00） A.
实验二_基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)
实验二基尔霍夫定律和叠加原理的验证 一、实验目的 1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2.验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 3.进一步掌握仪器仪表的使用方法。 二、实验原理 1．基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是电路的基本定律。它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。 (1)基尔霍夫电流定律(KCL) 在电路中，对任一结点，各支路电流的代数和恒等于零，即ΣI＝0。 (2)基尔霍夫电压定律(KVL) 在电路中，对任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即ΣU＝0。 基尔霍夫定律表达式中的电流和电压都是代数量，运用时，必须预先任意假定电流和电压的参考方向。当电流和电压的实际方向与参考方向相同时，取值为正；相反时，取值为负。 基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性的或非线性的电路，还是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。 2．叠加原理 在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。某独立源单独作用时，其它独立源均需置零。（电压源用短路代替，电流源用开路代替。）线性电路的齐次性（又称比例性），是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 三、实验设备与器件 1.直流稳压电源 1 台 2.直流数字电压表 1 块 3.直流数字毫安表 1 块 4.万用表 1 块 5.实验电路板 1 块 四、实验内容 1．基尔霍夫定律实验 按图2-1接线。
中心极限定理及其应用论文
青岛农业大学本科生课程论文 题目：中心极限定理及其应用姓名： 学院： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 2012 年06 月27 日
青岛农业大学课程论文任务书 论文题目中心极限定理及其应用 要求完成时间 2012年 07 月 02 日 论文内容（需明确列出研究的问题）：研究中心极限定理的目的就是为了更深入的了解中心极限定理，更好的了解中心极限定理的作用，更好地使用它解决现实生活中的问题。 资料、数据、技术水平等方面的要求论文要符合一般学术论文的写作规范，具备学术性、科学性和一定的创造性。文字要流畅、语言要准确、论点要清楚、论据要准确、论证要完整、严密，有独立的观点和见解。内容要理论联系实际，计算数据要求准确，涉及到他人的观点、统计数据或计算公式等要标明出处，结论要写的概括简短。参考文献的书写按论文中引用的先后顺序连续编码。 指导教师签名：年月日
中心极限定理及其应用 信息与计算科学专业（学生姓名） 指导教师（老师姓名） 摘要：中心极限定理在概率论与数理统计中占有重要地位，本文阐述了中心极限定理的内容并简单介绍了它在实际中的应用。 关键词：中心极限定理；正态分布；随机变量
Central limit theorem and its application Student majoring in Information and Computing Science Specialty （学生英文名） Tutor （老师英文名） Abstract:The central limit theorem in probability theory and mathematical statistics plays an important role,this paper expounds the content of the central limit theorem and briefly introduces its application in practice. Key words: Central limit theorem Normal distribution Random variable
实验二叠加原理的验证(有数据)
实验二叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件 的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。 三、实验设备 四、实验内容 实验电路如图2-1所示 1. 按图2-1电路接线，E i为+6V、+12V切换电源，取E i = +12V, E为可调直流稳压电源，调至+6V0 2. 令E电源单独作用时（将开关S投向E i侧，开关S投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。
■ It IC Ifi 1K匚汕 图2-1 3. 令巳电源单独作用时（将开关S投向短路侧，开关S投向吕侧），重复实验步骤2的测量和记录。 4. 令E i和巳共同作用时（开关S和S分别投向E和吕侧），重复上述的测量和记录。 5. 将E的数值调至+ 12V,重复上述第3项的测量并记录。 五、实验注意事项 1. 测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ +、- ”号的记录。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1. 叠加原理中日、巳分别单独作用，在实验中应如何操作可否直接将不作用的电源（E或吕）置零（短接） 不能直接短接，这样会烧坏电源。 2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗为什么 不成立，电阻器是线性的，二极管是非线性的。 七、实验报告
验证动能定理实验教学提纲
验证动能定理实验
验证动能定理实验 1、实验原理：沙桶和沙子的重力视为小车受到的合外力；合外力对小车做的功：mgS车 小车动能的改变量：验证合外力做的功是不是等于小车动能的改变量2.、需要测量的物理量：沙和沙桶的质量；车的质量；算车的速度和位移； 3、要注意的问题：怎么平衡摩擦力？有两个不一样的质量在里面，所以不能抵消掉。怎么去处理纸带上面的点。 4、实验示意图如图： 例题1．某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态． (1)你认为还需要的实验器材有____________． (2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是__________________________，实验时首先要做的步骤是 ________________． (3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙，用 天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录 其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的 速度大小v1与v2(v1＜v2)．则本实验最终要验证的数学表达式为______________．(用 题中的字母表示实验中测量得到的物理量) 2 1 2 2 Mv 2 1 Mv 2 1
例2．某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： ①安装好实验装置如图所示． ②将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车． ③在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上． ④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带． (1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据： ①第一个点到第N个点的距离为40.0 cm. ②打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为________ J，小车动能的增量为________ J. (2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是______________________ 例3、某同学用如图11所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不汁绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。 该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间的距离S，并计算出它们与O点之间的速度平方差△2v。
实验十三 二项分布的计算与中心极限定.
实验十三二项分布的计算与中心极限定 [实验目的] 1.研究用Poisson逼近与正态逼近进行二项分布近似计算的条件 2.检验中心极限定理 §1 引言 二项分布在概率论中占有很重要的地位。N次Bernoulli实验中正好出现K次成功的概 率有下式给出b k;n,p C n k p k1p n k ,k=0,1,2,……..n.二项分布的 值有现成的表可查，这种表对不同的n及p给出了b(k;n.p)的数值。在实际应用中。通常可用二项的Poisson逼近与正态逼近来进行二项分布的近似计算。在本实验中，，我们来具体地研究在什么条件下，可用Poisson逼近与正态逼近来进行二项分布的近似计算。 在概率论中，中心极限定理是一个很重要的内容，在本实验中，我们用随即模拟的方法来检验一个重要的中心极限定理——Liderberg-Levi中心极限定理。 §2 实验内容与练习 1．1二项分布的Poisson逼近 用Mathematica软件可以比较方便地求出二项分布的数值。例如n=20;p=0,1;Table[Binomial[n,k]*p^k*(1-p)(n-k),{k,0,20}]给出了b(k;20,0.1)(k=0,1,2,…..,20)的值。 联系 1 用Mathematica软件给出了b(k;20,0.1),b(k;20,0.3)与 b (k;20,0.5)(k=0,1,2,…..,20)的值。 我们可用Mathematica软件画出上述数据的散点图，下面的语句给出了b(k;20.0.1)的（连线）散点图（图13。1）： LISTpOLT[table[Binomi al[20,k]*0.1^k*0.9^(20-k), {k,0,20}],PlotJoined->True] 图13.1 b(k;20,0.1) b k;n,p C n k p k1p n k (k=1,1,2,……,20)的散点图 练习2绘出b(l;20,0.3)与b(k;20,0.5)(k=0,1,2,…,20)的散点图 根据下面的定理，二项分布可用Poisson分布来进行近似计算。 定理13。1 在Bernoulli实验中，以P n 代表事件A在试验中出现的概率，它与试验总数有关. 如果np n→→λ，则当n→∞时，b k;n,p k k e 。 由定理13，1在n很大，p很小，而λ=np大小适中时，有 b k;n.p c k n p k1p n k k k e
实验四叠加原理的验证
实验四叠加原理的验证
实验四 叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。 三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 直流稳压电源 0~30V 可调 二路 2 万用表 1 自备 3 直流数字电压表 0~200V 1 4 直流数字毫安表 0~200mV 1 5 迭加原理实验电路板 1 DGJ-03 四、实验内容 实验线路如图6-1所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
图6-1 1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表6-1。 表6-1 测量项目 实验内容U1 (V ) U2 (V ) I1 (m A) I2 (m A) I3 (m A) U A B (V) U C D (V) U A D (V) U D E (V) U F A (V) U1单独作用12. 09 0 8.6 9 -2. 04 6.2 2 2.4 7 0.8 2 3.2 8 4.4 4.4 1 U2单独作用0 6.0 8 -1. 2 3.6 3 2.4 1 -3. 67 -1. 17 1.2 3 -0. 6 -0. 6 U1、U2共同作用12. 6.07.4 1.28.6-1.-0. 4.5 3.7-3.
探究动能定理实验专题
探究动能定理实验专题 实验方法一：利用重物做自由落体运动探究动能定理（略） 具体方法：参考三维设计 实验方法二：利用探究牛顿第二定律的实验装置 1、实验目的：探究外力做功与物体动能变化的定量关系 2、实验原理：（1）实验装置如图所示，在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可认为 细绳的拉力就是砝码及砝码盘的重力（F绳=G砝码及砝码盘）。 （2）平衡长木板的摩擦力。 （3）在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，木块将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速运动．在纸带记录的物体运动的匀加速阶段，适当间隔地取两个点A、B.只要取计算一小段位移的平均速度即可确定A、B两点各自的速度v A、v B，在这段过程中物体运动的距离s可通过运动纸带测出，我们可即算出合外力做的功W合=F绳S AB（F绳=G砝码及砝码盘）。 另一方面，此过程中物体动能的变化量为，通过比较W和ΔEk 的值，就可以找出两者之间的关系。 3、实验器材 长木板(一端带滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平． 4、实验装置 5、实验步骤及数据处理 (1)用天平测出木块的质量M，及砝码、砝码盘的总质量m。把器材按图装置好．纸带一段固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔； (2)把木块靠近打点计时器，用手按住．先接通打点计时器电源，再释放木块，让它做加速运动．当小车到达定滑轮处(或静止)时，断开电源； （3）取下纸带，重复实验，得到多条纸带； (4)选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理，先在纸带标明计数点，然后取间隔适当的两点 A、B。利用刻度尺测量得出A，B两点间的距离S AB ；再利用平均速度公式求A、B两点的速度v A、v B； (4)通过实验数据，分别求出W合与ΔE kAB，通过比较W和ΔEk的值，就可以找出两者之间的关系。 6、误差分析 1．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。 2．利用打点的纸带测量位移，和计算木块的速度时，不准确也会带来误差。
中心极限定理
中心极限定理 中心极限定理（Central Limit Theorems） 什么是中心极限定理 大数定律揭示了大量随机变量的平均结果，但没有涉及到随机变量的分布的问题。而中心极限定理说明的是在一定条件下，大量独立随机变量的平均数是以正态分布为极限的。 中心极限定理是概率论中最著名的结果之一。它提出，大量的独立随机变量之和具有近似于正态的分布。因此，它不仅提供了计算独立随机变量之和的近似概率的简单方法，而且有助于解释为什么有很多自然群体的经验频率呈现出钟形(即正态)曲线这一事实，因此中心极限定理这个结论使正态分布在数理统计中具有很重要的地位，也使正态分布有了广泛的应用。 中心极限定理的表现形式 中心极限定理也有若干个表现形式，这里仅介绍其中四个常用定理： （一）辛钦中心极限定理 设随机变量相互独立，服从同一分布且有有限的数学期望a和方差σ2，则 随机变量，在n无限增大时，服从参数为a和的正态分布即n→∞时， 将该定理应用到抽样调查，就有这样一个结论：如果抽样总体的数学期望a和方差σ2是有限的，无论总体服从什么分布，从中抽取容量为n的样本时，只要n足够大，其样本平均数的分布就趋于数学期望为a，方差为σ2 / n的正态分布。 （二）德莫佛——拉普拉斯中心极限定理 设μ n是n次独立试验中事件A发生的次数，事件A在每次试验中发生的概率为P，则当n 无限大时，频率设μ n / n趋于服从参数为的正态分布。即：
该定理是辛钦中心极限定理的特例。在抽样调查中，不论总体服从什么分布，只要n充分大，那么频率就近似服从正态分布。 （三）李亚普洛夫中心极限定理 设是一个相互独立的随机变量序列，它们具有有限的数学期望和方 差：。 记，如果能选择这一个正数δ>0，使当n→∞时， ，则对任意的x有： 该定理的含义是：如果一个量是由大量相互独立的随机因素影响所造成的，而每一个别因素在总影响中所起的作用不很大，则这个量服从或近似服从正态分布。 （四）林德贝尔格定理 设是一个相对独立的随机变量序列，它们具有有限的数学期望和方差满足林德贝尔格条件，则当n→∞时，对任意的x，有 。 中心极限定理案例分析 案例一：中心极限定理在商业管理中的应用 水房拥挤问题：假设西安邮电学院新校区有学生5000人，只有一个开水房，由于每天傍晚打开水的人较多，经常出现同学排长队的现象，为此校学生会特向后勤集团提议增设水龙头。假
叠加原理实验报告
一、实验目的 1、通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围。 2、学习直流仪器仪表的测试方法。 二、实验器材 序号名称数量备注 1稳压、稳流源1DG04 2直流电路实验1DG05 3 1D31-2 直流电压、电流表 三、实验原理 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 四、实验内容及步骤 实验线路如图3-4-1所示。 图3-4—1 1、按图3-4-1，取U1＝+12V，U2调至+6V。 2、U1电源单独作用时（将开关S1拨至U1侧，开关S2拨至短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格中。 3、U2电源单独作用时（将开关S1拨至短路侧，开关S2拨至U2侧），重复实验步骤2的测量和记录。 4、令U1和U2共同作用时（将开关S1和S2分别拨至U1和U2侧），重复上述的测量和记录。 五、实验数据处理及分析 线性叠加定理数据记录表 实验内容I?I?I?Uab Ucd Uad Ude Ufa U?单独作用8.360 -2.274 6.313 2.378 0.845 3.26 4.351 4.379
U?单独作用-1.06 3.586 2.422 -3.46 -1.24 1.245 -0.59 -0.537 U?,U?共同作 7.423 1.231 8.761 -1.248 -0.411 4.413 3.797 3.783 用 非线性叠加定理数据记录表 实验内容I?I?I?Uab Ucd Uad Ude Ufa U?单独作用8.556 -2.23 6.296 0.38 0.663 3.161 4.395 4.397 U?单独作用0.041 0.041 0.045 -0.002 5.872 0 0 0 U?,U?共同作 7.82 0 7.836 -0.002 -2.089 3.957 3.974 3.953 用 电源单独作用时，将另外一出开关投向短路侧，不能直接将电压源短接置零。电阻改为二极管后，叠加原理不成立。 六、实验总结 测量电压、电流时，应注意仪表的极性与电压、电流的参考方向一致，这样纪录的数据才是准确的。
中心极限定理
中心极限定理 从总体中抽取容量为n的一个样本时，当样本容量足够大时，样本均值x的抽样分布近似服从于正态分布。 eg:用R从0-10的均匀分布中产生100个样本量为n=2的随机样本，对每个样本计算，并画出100个的频数分布，对于n=5,10,30,50,重复这一个过程。 a=matrix(rep(0,200),nrow=100,byrow=T) set.seed(200) for(i in 1:100) a[i,]=runif(2,0,10) b=matrix(rep(0,100),nrow=100) for(t in 1:100) b[t]=b[t]+mean(a[t,]) hist(b,freq=FALSE,density=20,main="100 个样本量n=2的随机样本",xlab="x的均值") sd=sd(b) mean=mean(b) x=seq(min(b),max(b),by=0.1) y=dnorm(x,mean,sd) lines(x,y,col="red",lwd=2) a=matrix(rep(0,1000),nrow=100,byrow=T) set.seed(1000) for(i in 1:100) a[i,]=runif(10,0,10) b=matrix(rep(0,100),nrow=100) for(t in 1:100) b[t]=b[t]+mean(a[t,]) hist(b,freq=FALSE,density=20,main="100个样本量n=10的随机样本",xlab="x的均值") sd=sd(b) mean=mean(b) x=seq(min(b),max(b),by=0.1) y=dnorm(x,mean,sd) lines(x,y,col="red",lwd=2) a=matrix(rep(0,3000),nrow=100,byrow=T) set.seed(3000) for(i in 1:100) a[i,]=runif(30,0,10) b=matrix(rep(0,100),nrow=100) for(t in 1:100) b[t]=b[t]+mean(a[t,]) hist(b,freq=FALSE,density=20,main="100个样本量n=30的随机样本",xlab="x的均值") sd=sd(b) mean=mean(b) x=seq(min(b),max(b),by=0.1) y=dnorm(x,mean,sd) lines(x,y,col="red",lwd=2) a=matrix(rep(0,5000),nrow=100,byrow=T) set.seed(3000) for(i in 1:100) a[i,]=runif(50,0,10) b=matrix(rep(0,100),nrow=100) for(t in 1:100) b[t]=b[t]+mean(a[t,]) hist(b,freq=FALSE,density=20,main="100个样本量n=50的随机样本",xlab="x的均值") sd=sd(b) mean=mean(b) x=seq(min(b),max(b),by=0.1) y=dnorm(x,mean,sd) lines(x,y,col="red",lwd=2)
数理统计作业二__用数学实验的方法验证大数定理和中心极限定理
验证大数定理： 1、实验原理： 证明大数定理即证明样本均值趋近于总体均值。 2、实验步骤： ①在excel中，用公式 =RAND( )*9+1 生成2000个1到10之间的随机数。 ②选择样本的前50个，前100个，前150个…前2000个，分别求出均值。 ③利用excel作出上述求出值的样本均值折线图（图一）和总体均值折线图（图二）： 图一 图二 从图一和图二中可以看出样本均值最终趋于水平，即趋于总体均值，大数定理得证。
验证中心极限定理： 1、实验原理： 证明中心极限定理即证明N个独立同分布的随机变量和的极限分布为正态分布。本次实验采用独立同分布于0-1分布B(1,0.5)的随机变量序列E k，k=1,2,3······来验证中心极限定理。因为E k， k=1,2,3······之间是独立同分布，所以 )5.0, ( ~ E n 1 k k n B ∑ =。由中心极 限定理可知，当n的取值足够大时，∑ = n 1 k k E 这一随机变量的分布与正太分 布具有很好的近似，下面用MATLAB软件分别画出n取不同值时∑ = n 1 k k E 的分 布及对应的正太分布的图像，通过对比这两条曲线的相似度来验证中心极限定理。 2、实验步骤： ①当n=10时，对应正态分布为N（5，2.5）。 MATLAB结果图：
MATLAB源程序： MATLAB结果图：
MATLAB源程序： MATLAB结果图：
MATLAB源程序： MATLAB结果图：
MATLAB源程序： ⑤观察得出，当N足够大时，其密度函数服从正态分布，即满足 中心极限定理。
实验2 叠加定理验证 (2学时)
实验2 叠加定理验证 （2学时） 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。 四、实验内容 实验线路如图2-1所示，用DG05挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 图 2-1 1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和6V ，接入U 1和U 2处。 2. 令U 1电源单独作用（将开关K 1投向U 1侧，开关K 2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。
3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表1-1。 4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。 5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。 6. 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表2-2。 7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。 五、实验注意事项 1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？ 2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告 1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。 2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。 3. 通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？ 4. 心得体会及其他。
动能定理实验
动能定理实验 考点要求：1.实验原理与实验操作 2.数据处理与误差分析 3.实验拓展与创新 基本实验要求 1．实验目的 探究功与物体速度变化的关系． 2．实验原理 (1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功为W. (2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为2W. (3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为3W. (4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，由图象可以确定速度变化与功的关系．
3．实验器材 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等． 4．实验步骤 (1)垫高木板的一端，平衡摩擦力． (2)拉伸的橡皮筋对小车做功： ①用一条橡皮筋拉小车——做功W . ②用两条橡皮筋拉小车——做功2W . ③用三条橡皮筋拉小车——做功3W . (3)测出每次做功后小车获得的速度． (4)分别用各次实验测得的v 和W 绘制W －v 或W －v 2、W －v 3 、……图象，直到明确得出W 和v 的关系． 5．实验结论 物体速度v 与外力做功W 间的关系W ＝12 mv 2. 规律方法总结 1．实验注意事项 (1)将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角． (2)测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分． (3)橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值． (4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
2．实验探究的技巧与方法 (1)不直接计算W和v的数值，而只是看第2次、第3次……实验中的W和v是第1次的多少倍，简化数据的测量和处理． (2)做W－v图象，或W－v2、W－v3图象，直到作出的图象是一条倾斜的直线． 考点一实验原理与实验操作 例1(2014·天津·9(2))某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图1所示． ①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些________． ②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)． A．避免小车在运动过程中发生抖动 B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 ③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：______________________. ④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增
(完整word版)概率论与数理统计教程习题(大数定律与中心极限定理)
习题10（切比雪夫不等式） 一．填空题 1. 设随机变量X 的数学期望μ=)(X E ，方差2 )(σ=X D ，则由切比雪夫不等式，得 ≤≥-)3(σμX P . 2. 随机掷6枚骰子，用X 表示6枚骰子点数之和，则由切比雪夫不等式，得≥<<)2715(X P . 3. 若二维随机变量),(Y X 满足，2)(-=X E ，2)(=Y E ，1)(=X D ，4)(=Y D ， 5.0),(-=Y X R ，则由切比雪夫不等式，得≤≥+)6(Y X P . 4. 设ΛΛ,,,,21n X X X 是相互独立、同分布的随机变量序列，且0)(=i X E ，)(i X D 一致有界),,,2,1(ΛΛn i =，则=<∑=∞ →)( lim 1 n X P n i i n . 二．选择题 1. 若随机变量X 的数学期望与方差都存在，对b a <，在以下概率中，（ ）可以由切比雪夫不等式进行取值大小的估计。 ①)(b X a P <<； ②))((b X E X a P <-<； ③)(a X a P <<-； ④))((a b X E X P -≥-. 2. 随机变量X 服从指数分布)(λe ，用切比雪夫不等式估计≤≥ -)1 (λ λX P （ ）. ①λ； ②2 λ③4 λ； ④ λ 1 . 三．解答题 1. 已知正常男性成年人的血液里，每毫升中白细胞含量X 是一个随机变量，若7300)(=X E ， 2700)(=X D ，利用切比雪夫不等式估计每毫升血液中白细胞含量在5200至9400之间的概率。 2. 如果n X X X ,,,21Λ是相互独立、同分布的随机变量序列，μ=)(i X E ，
叠加原理的验证
仲恺农业工程学院实验报告纸信息科学与工程（院、系）网络工程专业132 班组电工与电子技术课 一、实验目的 验证线性电路中叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 二、原理说明 叠加原理指出：在有几个独立源共同作用的线性电路中，通过某个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和 三、实验设备及器件 （1）直流稳压电源+V，+12V切换。 （2）可调直流稳压电源0-30V。 （3）直流数字电压表、直流数字毫安表各1只。 （4）叠加原理实验线路板 四、实验内容 （1）按图5-2电路接线，E1为+6V，+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源，调至+6V。 （２）令Ｅ１电源单独作用时（将开关Ｓ１投向Ｅ１侧，开关Ｓ２投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量个支路电流及各电阻元件两端电压，数据计入表５－２中。 （３）令Ｅ２电源单独作用时（将开关Ｓ１投向短路侧，开关Ｓ２投向Ｅ２侧），重复实
验步骤（２）的测量和记录。 （４）令Ｅ１和Ｅ２共同作用时（将开关Ｓ１和Ｓ２分别投向Ｅ１和Ｅ２侧），重复上述的 测量和记录。 （５）将Ｅ２数值调至＋１２Ｖ，重复上述第（３）项的测量并记录。 （６）将Ｒ５换成一只二极管ＩＮ４００７（即将开关Ｓ３投向二极管Ｄ侧）重复（１）－（５）的测量过程，数据计入表５－３中。 五、实验内容 （１）叠加原理中Ｅ１，Ｅ２分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（Ｅ１或Ｅ２）置零（短路）？ 答：单独作用时直接切断一个电压源。置其短接 （２）实验电路中，若有一个电阻改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？ 为什么？ 答：不成立，因为二极管是单向流动的。 （３）根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。 答：根据实验数据，两个电压源单独作用时的数据相加等于两个电压源同时作用的总和。 （４）各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据进行计算并作出结论 不能，功率不是线性的，两个电源单独作用的功率相加大于两个电源共同作用的功率。 （５）通过实验内容（６）及实验数据分析，你能得出什么样的结论？ 表５－２线性电路实验数据
实验探究动能定理+验证机械能守恒定律
实验探究动能定理+验证机械能守恒定律
实验探究动能定理 一．实验目的 1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系． 2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系． 二．实验原理 1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W…… 2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据． 3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出W－v曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系． 三．实验器材 小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺． 四．实验步骤 1．仪器安装：将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力． 2
2．打纸带及记录 （1）先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格． （2）用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．（3）用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格． 3．数据分析 （1）分析数据， 得出结论．1)测 量小车的速度： 实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝ T x (T为打点计时器的时间间隔)． 橡皮筋条数力对车 做的功 位移 x/m 时间 t/s 速度 v/(m·s－ 1) 速度平方 v2/(m2·s－2) 1 W 3
中心极限定理的内涵和应用
中心极限定理的涵和应用 在概率论与数理统计中，中心极限定理是非常重要的一节容，而且是概率论与数理统计之间承前启后的一个重要纽带。中心极限定理是概率论中讨论随机变量和的分布以正态分布为极限的一组定理。这组定理是数理统计学和误差分析的理论基础，指出了大量随机变量之和近似服从于正态分布的条件。故为了深化同学们的理解并掌握其重要性，本组组员共同努力，课外深入学习，详细地介绍了中心极限定理的涵及其在生活实践中的应用。 一、独立同分布下的中心极限定理及其应用 在对中心极限定理的研究中，我们不妨由浅入深地来学习，为此我们先来研究一下在独立同分布条件下的中心极限定理，即如下的定理1： 定理l （林德伯格-勒维中心极限定理）设{}n X 是独立同分布的随机变量序列，且0)(,)(2>==σμi i X Var X E 存在，若记 n n X Y n i i n σμ-= ∑=1 则对任意实数y ，有 {}?∞--∞→=Φ=≤y t n n t y y Y P .d e π21)(lim 22 （1） 证明：为证明(1)式，只须证}{n Y 的分布函数列弱收敛于标准正态分布。由定理可知：只须证}{n Y 的特征函数列收敛于标准正态分布的特征函数。为此,设μ-n X 的特征函数为)(t ?，则n Y 的特征函数为 n Y n t t n ??????=)()(σ?? 又因为E(μ-n X )=0，Var(μ-n X )=2σ,所以有()0?'=0，2)0(σ?-=''。于是，特征函数)(t ?有展开式 )(2 11)(2)0()0()0()(22222t o t t o t t +-=+''+'+=σ???? 从而有 =??????+-=+∞→+∞→n n Y n n t o n t t n )(21lim )(lim 22?22t e - 而22 t e -正是N(0,1)分布的特征函数，定理得证。
验证动能定理实验
6.验证动能定理实验 1.(2014朝阳一模)某实验小组采用如图3所示的装置探究“合力做功与动能变化的关系”。打点计时器工作频率为50Hz。 实验的部分步骤如下： a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力； b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源； d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作。 ①在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做____功(填“正”或“负”)； ②图4是某次实验时得到的一条纸带，他们在纸带上取计数点O、 A. B. C. D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。请将C点对应的测量和计算结果填在下表中的相应位置。 图4 v/(m·s-1 计数点x/cm s/cm )
O A B C D E ③实验小组认为可以通过绘制2v s ?-图线来分析实验数据(其中222 O v v v ?=-，v 是各计数点 对应时刻小车的瞬时速度，v O 是O 点对应时刻小车的瞬时速度)。他们根据实验数据在图5中标出了O 、 A. B. D. E 对应的坐标点，请 你在该图中标出计数点C 对应的坐标点，并画出2v s ?-图线。 ④实验小组计算了他们绘制的2v s ?-图线的斜率，发现该斜率大于理论值，其原因可能是___________________。 2.(2014海淀二模)21．(1)探索究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为0W 、02W 、03W 、04W …… ①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是_________(填写字线代号)。 A. 为了释放小车后小车能做匀加速运动 B. 为了增大橡皮筋对小车的弹力 C. 为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功