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第八章 方差分析与回归分析 习题8.1 单因素试验的方差分析 习题1 粮食加工厂试验5种贮藏方法,检验它们对粮食含水率是否有显著影响. 贮藏前这些粮食的含水率几乎没有差别,贮藏后含水率如下表所示,问不同的贮藏方法对含水率的影响是否有明显差异(α=0.05)? 试验批号 含水率(%) 1 2 3 4 5 A1 7.3 8.3 A2 5.4 7.4 因素A (贮藏方法) 7.6 8.4 8.3 7.1 A3 8.1 6.4 A4 7.9 9.5 10.0 A5 7.1 解答: 本问题是在α=0.05下检验假设 H0:μ1=μ2=μ3=μ4=μ5, H1:μ1,μ2,μ3,μ4,μ5不全相等. 计算出结果见表: 1 4 2 5 3 T ∑j=1nixijTi?2 2 i A7.3 8.3 7.6 8.41 8.3 A5.4 7.4 7.1 39 1592.01 396.01 210.25 319.39 134.33 106.57 .9 19 2 8.1 6.4 A7.9 9.5 10.0 3 7.1 A4 A5 .9 750.76 50.41 252.66 50.41 14 .5 27.4 7.1 T=108 ∑i=15Ti?2ni≈ ∑i=15∑j=1nixij2∑ .8 856.19 =863.36 则 ST=∑i=15∑j=1njxij2-T2n=863.36-114×108.82≈17.8286, SA=∑i=15Ti?2ni-T2n=856.19-114×108.82≈10.66, SE=ST-SA=17.8286-10.66≈7.17. 方差分析表(见下表): 方差来源 平方和 自由度 均方差 F值 F临界值 组间(因素A) 组间(误差E) 总和 SA=10.66 r-1=SAˉ=2.665 F=SAˉSEˉ≈3.34 4 F0.05(4,9)=3.6SEˉ≈0.794 SE=7.17 n-r=9 ST=17.83 3 17 F 方差来源 平方和 自由度 均方差 组间(因素A) SA=667.733 r-1=2 SAˉ=333.8665 n-r=12 SEˉ≈37.267 组内(误差E) SE=447.2 总和 ST=1114.933 14 方差来源 F值 F临界值 组间(因素A) F=SAˉSEˉ≈8.959 F0.05(2,12)=3.89 组内(误差E) 总和 F>Fα,拒绝H0 因为F=8.959>3.89=F0.05(2,12), 所以F落在拒绝域中,拒绝H0, 即认为机器与机器之间存在显著差异. 习题3 有某型号的电池三批,它们分别是A、B、C三个工厂所生产的,为评比其质量,各随机抽取5只电池为样品,经试验得其寿命形式如下: A 40 48 38 42 45 B 26 34 30 28 32 C 39 40 43 50 50 试在显著性水平0.05下,检验电池的平均寿命有无显著的差异,若差异是显著的,试求均值差μA-μB,μA-μC及μB-μC的置信度为95%的置信区间,设各工厂所生产的电池的寿命服从同方差的正态分布. 解答: 本问题是在α=0.05下检验假设 H0:μA=μB=μC, H1:μA,μB,μC不全相等 为简化计算,将原表各数据减去40,然后计算,结果如下: A 0 8 -2 5 5 B -14 -6 -10 -8 -8 C -1 0 3 10 10 T=∑i=13∑j=1niXij=-15, ST=∑i=13∑j=1niXij2-T2n=847-15215=832, SA=∑i=13Ti?2ni-T2n=615.6, SE=ST-SA=832-615.6=216.4, 从而得方差分析表(r=3,n=15) 方差来源 平方和 自由度 均方和 F(α=0.05) 因素A 615.6 s-1=2 SˉA=307.8 SˉA/SˉE≈17.0684 因素E 216.4 n-s=12 SˉE≈18.0333 F0.05(2,12)=3.89 832 n-1=14 总和T F=17.0684>3.89 由上表可知,拒绝H0, 即认为电池一平均寿命有显著差异. 由于置信度为0.95的置信区间为 (Xj?ˉ-Xk?ˉ±ta2(n-r)SE(1nj+1nk)ˉ),且t0.025(12)=2.1788,