试验设计及数据分析第一次作业习题答案知识分享
实验设计与分析习题答案
《实验设计与分析》习题与解答P41 习题一1.设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下：1x (1.540.01)mol /L =± 2x (1.70.2)/mol L =± 3x (1.5370.005)mol /L =±试求它们的加权平均值。
解：①计算权重：211100000.01w == 212250.2w ==213400000.005w == 1:2:310000:25:40000400:1:1600w w w ==②计算平均值1.54400 1.71 1.5371600 1.538 1.5/40011600x mol L ⨯+⨯+⨯==≈++5.今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用①1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为1mm 的U 形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差解：①max 0.21000 1.5%3x kPa ∆=⨯⨯=R E =3100%37.5%8R E =⨯=②33max 1109.8113.610133.4160.133x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯⨯==0.133100% 1.66%8R E =⨯= ③33max1109.81109.810.00981x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯==0.00981100%0.12%8R E =⨯=6.在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次测定。
样本测定值为：3.48, 3.37, 3.47, 3.38, 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、总体标准差σ、样本方差s 2、总体方差σ2、算术平均误差Δ和极差R 。
解：①算术平均值： 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.433.426x +++++==②几何平均值： 3.42G x == ③调和平均值：63.421111113.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43H ==+++++④标准差：0.0463s =⑤总体标准差：0.0422σ=⑥样本方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.0021261s -+-+-+-+-+-==-⑦总体方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.001766σ-+-+-+-+-+-==⑧算术平均误差：3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.03836-+-+-+-+-+-∆==⑨极差：R=3.48-3.37=0.117.A 与B 两人用同一分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量（μg/g ）分别为： 分析人员A ：8.0，8.0，10.0，10.0，6.0，6.0，4.0，6.0，6.0，8.0 分析人员B ：7.5，7.5，4.5，4.0，5.5，8.0，7.5，7.5，5.5，8.0 试问A 与B 两人测定铁的精密度是否有显著性差异？（α=0.05） 解：①算术平均值：8.08.010.010.0 6.0 6.0 4.0 6.0 6.08.07.210A x +++++++++==7.57.5 4.5 4.0 5.58.07.57.5 5.58.06.5510B x +++++++++==②方差22222222222(8.07.2)(8.07.2)(10.07.2)(10.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(4.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(8.07.2) 3.7101As -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-22222222222(7.5 6.55)(7.5 6.55)(4.5 6.55)(4.0 6.55)(5.5 6.55)(8.0 6.55)(7.5 6.55)(7.5 6.55)(5.57.2)(8.0 6.55) 2.3101B s -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-③统计量3.71.62.3F == ④临界值0.975(9,9)0.248F = 0.025(9,9) 4.03F =⑤检验∵0.9750.025(9,9)(9,9)F F F <<∴A 与B 两人测定铁的精密度是无显著性差异8. 用新旧两种工艺冶炼某种金属材料，分别从两种冶炼工艺生产的产品中抽样，测定产品中的杂质含量（%），结果如下：旧工艺：2.69，2.28，2.57，2.30，2.23，2.42，2.61，2.64，2.72，3.02，2.45，2.95，2.51 新工艺：2.26，2.25，2.06，2.35，2.43，2.19，2.06，2.32，2.34试问新冶炼工艺是否比旧工艺生产更稳定，并检验两种工艺之间是否存在系统误差？（α=0.05） 解：（1）①算术平均值： 2.69 2.28 2.57 2.30 2.23 2.42 2.61 2.64 2.72 3.02 2.45 2.95 2.512.5713x ++++++++++++==旧2.26 2.25 2.06 2.35 2.43 2.19 2.06 2.32 2.342.259x ++++++++==新②方差22222222222222(2.69-2.57)(2.28-2.57)(2.57-2.57)(2.30-2.57)(2.23-2.57)(2.42-2.57)(2.61-2.57)(2.64-2.57)(2.72-2.57)(3.02-2.57)(2.45-2.57)(2.95-2.57)(2.51-2.57)13-10.0586s++++++++++++==旧2222222222(2.26 2.25)(2.25 2.25)(2.06 2.25)(2.35 2.25)(2.43 2.25)(2.19 2.25)(2.06 2.25)(2.32 2.25)(2.34 2.25)0.016491s -+-+-+-+-+-+-+-+-==-新③F 统计量0.05863.570.0164F ==④F 临界值0.05(12,8) 3.28F =⑤F 检验 ∵0.05F>(12,8)F∴新冶炼工艺比旧工艺生产更稳定 （2）①t 统计量t x x -==②自由度22222222220.05860.0164139df -2-2=200.05860.01641391319111s s n n s s n n n n ⎛⎫⎛⎫+ ⎪+ ⎪⎝⎭⎝⎭==⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+⎝⎭⎝⎭+++++新旧旧新新旧新旧旧新 ③t 临界值0.025t (20) 2.086=④t 检验 ∵0.025t >t (20)∴两种工艺之间存在系统误差9. 用新旧两种方法测得某种液体的黏度（mPa ·s ），如下： 新方法：0.73，0.91，0.84，0.77，0.98，0.81，0.79，0.87，0.85 旧方法：0.76，0.92，0.86，0.74，0.96，0.83，0.79，0.80，0.75其中旧方法无系统误差，试在显著性水平α=0.05时，检验新方法是否可行。
实验设计与数据分析作业
1、正常人的脉搏平均72次/分，现测得10例某病患者的脉搏（次/分）：54，67，68，78，70，66，67，70，65，69，试问此病患者与正常人有无明显差异？解答：（1）定义变量：脉搏跳动次数。
然后在变量视图和数据视图中分别输入数据，具体如下图：（2）本题研究的是此病患者脉搏跳动次数与正常人有无差异，因而应用单因素t 检验。
故假设72=μ，即此病患者脉搏跳动次数与正常人无显著差异。
（3）步骤：分析—比较均值—单因素t 检验得到输出结果：Sig=0.037＜0.05，故拒绝原假设，接受备择假设，即此病患者脉搏跳动次数与正常人由于.有显著差异。
2、比较两种茶多糖提取工艺的试验，分别从两种工艺中各取1个随机样本来测定其粗提取物中茶多糖的含量，问两种工艺的粗提物中茶多糖含量（单位：%）有无显著差异？醇沉淀法（x1）27.5227.7828.0328.8828.7527.94超滤法（x2）29.3228.1528.0028.5829.0029.32解答：（1）分别定义变量：工艺方法、茶多酚含量。
然后在变量视图和数据视图中分别输入数据，具体如下图：（2）本题研究的是醇沉淀法和超滤法这两种工艺的粗提物中茶多糖含量（单位：%）有无显著差异，因而应用独立样本t 检验。
故假设21μμ=，即这两种工艺的粗提物中茶多糖含量无显著性差异。
（3）步骤：分析—比较均值—独立样本t 检验。
得到输出结果：由于F检验.Sig=0.766＞0.05，故方差相等，即Equal variances assumed，选择第一行的数据。
对于t检验.Sig=0.104大于0.05，故接受原假设，即这两种工艺的粗提物中茶多糖含量无显著性差异。
3、用四种不同型号的仪器对某种机器零件的七级光洁表面进行检查，每种仪器分别在同一表面上反复测四次，得数据如下，试从这些数据推断四种型号的仪器对测量结果有无显著差异?仪器号数据1 2 3 4-0.21-0.06-0.17-0.14 0.160.080.030.11 0.10-0.070.15-0.02 0.12-0.04-0.020.11解答：（1）分别定义变量：仪器号、光滑度。
数据分析答案完整版(整理)
x n n x j ( x j x) n 1 n 1 n 1
n2
x j x( j ) x j
服 从 正 态 分 布 。 故 有 E xi x E i
1 n j 0 ， n j 1
1 n 1 n n 1 2 D xi x D i j E i j ，故 xi x 服从分 n n n j 1 j 1
N (0, 2 I n ) ， (1 , 2 ,
, n ) ，则
,1 .
N (0, 2 ( I n H n )) 。其中：
1
1 1 n 1 ， H n n 1, n 1 1
n n 1
n 1 n 2 n n 1 2
——证毕—— 3.条件同第 2 题，证明： （1） x N 0, n
2
（2） N 1 S 2 / 2 x2 n 1 ， （4 ） t n
x t n 1
由与此变换为正交变换知， yi 2 xi 2 ，同时 x1 , x2 , , xn 为相互独
i 1 i 1
n
n
立的正态分布。
密度函数 f x1 , x2 ,
xi 1 2 2 i 1 由于正交的雅可比行列 , xn e 2 n
2
1 , n 1 , 1 ，由正交性有 n 1
2 , 3n,
a
实验设计与数据处理课后答案
《试验设计与数据处理》专业：机械工程班级：机械11级专硕学号：S110805035 姓名：赵龙第三章：统计推断3-13 解：取假设H0：u1-u2≤0和假设H1：u1-u2＞0用sas分析结果如下：Sample StatisticsGroup N Mean Std. Dev. Std. Error----------------------------------------------------x 8 0.231875 0.0146 0.0051y 10 0.2097 0.0097 0.0031Hypothesis TestNull hypothesis: Mean 1 - Mean 2 = 0Alternative: Mean 1 - Mean 2 ^= 0If Variances Are t statistic Df Pr > t----------------------------------------------------Equal 3.878 16 0.0013Not Equal 3.704 11.67 0.0032由此可见p值远小于0.05，可认为拒绝原假设，即认为2个作家所写的小品文中由3个字母组成的词的比例均值差异显著。
3-14 解：用sas分析如下：Hypothesis TestNull hypothesis: Variance 1 / Variance 2 = 1Alternative: Variance 1 / Variance 2 ^= 1- Degrees of Freedom -F Numer. Denom. Pr > F----------------------------------------------2.27 7 9 0.2501由p值为0.2501＞0.05（显著性水平），所以接受原假设，两方差无显著差异第四章：方差分析和协方差分析4-1 解：Sas分析结果如下：Dependent Variable: ySum ofSource DF Squares Mean Square F Value Pr > FModel 4 1480.823000 370.205750 40.88 <.0001Error 15 135.822500 9.054833Corrected Total 19 1616.645500R-Square Coeff Var Root MSE y Mean0.915985 13.12023 3.009125 22.93500Source DF Anova SS Mean Square F Value Pr > Fc 4 1480.823000 370.205750 40.88 <.0001由结果可知，p值小于0.001，故可认为在水平a=0.05下，这些百分比的均值有显著差异。
试验设计和数据分析第一次作业习题答案解析
习题答案1．设用三种方法测定某溶液时，得到三组数据，其平均值如下：x1̅=(1.54±0.01)mol/Lx2̅=(1.7±0.2)mol/Lx3̅=(1.537±0.005)mol/L试求它们的加权平均值。
解：根据数据的绝对误差计算权重：w1=10.012，w2=10.22，w3=10.0052因为w1:w2:w3=400:1:1600所以w̅̅̅=1.54×400+1.7×1+1.537×1600400+1+1600=1.5376812．试解释为什么不宜用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量。
答：因为用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量时，所产生的相对误差较大。
如3．测得某种奶制品中蛋白质的含量为(25.3±0.2)g/L，试求其相对误差。
解：E w=∆ww =0.225.3=0.79%4．在测定菠萝中维生素C含量的测试中，测得每100g菠萝中含有18.2mg维生素C，已知测量的相对误差为0.1%，试求每100g菠萝中含有维生素C的质量范围。
解：E w=∆ww=0.1%，所以∆m=m×E w=18.2×0.1%=0.0182ww所以m的范围为18.1818mg<m<18.2182ww或依据公式w w=w×(1±|w w|)=18.2×(1±0.1%)mg5．今欲测量大约8kPa（表压）的空气压力，试验仪表用1）1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；2）标尺分度为1mm的U型管水银柱压差计；3）标尺分度为1mm的U形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差。
解：1）压力表的精度为1.5级，量程为0.2MPa，则|∆w|www=0.2×1.5%=0.003www=3wwww w=∆ww×100%=38×100%=3.75×10−1=37.5%2）1mm汞柱代表的大气压为0.133KPa，所以|∆w|www=0.133wwww w=∆ww×100%=0.1338×100%=1.6625×10−2=1.6625%3）1mm水柱代表的大气压：ρgh，其中g=9.80665m/s2，通常取g=9.8m/s2则|∆w|www=9.8×10−3wwww w=∆ww×100%=9.8×10−38×100%=1.225×10−36．在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次评定。
实验设计和分析习题答案解析
《实验设计与分析》习题与解答P41 习题一1.设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下：1x (1.540.01)mol /L =± 2x (1.70.2)/mol L =± 3x (1.5370.005)mol /L =±试求它们的加权平均值。
解：①计算权重：211100000.01w == 212250.2w ==213400000.005w == 1:2:310000:25:40000400:1:1600w w w ==②计算平均值1.54400 1.71 1.5371600 1.538 1.5/40011600x mol L ⨯+⨯+⨯==≈++5.今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用①1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为1mm 的U 形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差解：①max 0.21000 1.5%3x kPa ∆=⨯⨯=R E =3100%37.5%8R E =⨯=②33max 1109.8113.610133.4160.133x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯⨯==0.133100% 1.66%8R E =⨯= ③33max1109.81109.810.00981x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯==0.00981100%0.12%8R E =⨯=6.在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次测定。
样本测定值为：3.48, 3.37, 3.47, 3.38, 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、总体标准差σ、样本方差s 2、总体方差σ2、算术平均误差Δ和极差R 。
解：①算术平均值： 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.433.426x +++++==②几何平均值： 3.42G x == ③调和平均值：63.421111113.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43H ==+++++④标准差：0.0463s ==⑤总体标准差：0.0422σ=⑥样本方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.0021261s -+-+-+-+-+-==-⑦总体方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.001766σ-+-+-+-+-+-==⑧算术平均误差：3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.03836-+-+-+-+-+-∆==⑨极差：R=3.48-3.37=0.117.A 与B 两人用同一分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量（μg/g ）分别为： 分析人员A ：8.0，8.0，10.0，10.0，6.0，6.0，4.0，6.0，6.0，8.0 分析人员B ：7.5，7.5，4.5，4.0，5.5，8.0，7.5，7.5，5.5，8.0 试问A 与B 两人测定铁的精密度是否有显著性差异？（α=0.05） 解：①算术平均值：8.08.010.010.0 6.0 6.0 4.0 6.0 6.08.07.210A x +++++++++==7.57.5 4.5 4.0 5.58.07.57.5 5.58.06.5510B x +++++++++==②方差22222222222(8.07.2)(8.07.2)(10.07.2)(10.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(4.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(8.07.2) 3.7101As -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-22222222222(7.5 6.55)(7.5 6.55)(4.5 6.55)(4.0 6.55)(5.5 6.55)(8.0 6.55)(7.5 6.55)(7.5 6.55)(5.57.2)(8.0 6.55) 2.3101B s -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-③统计量3.71.62.3F == ④临界值0.975(9,9)0.248F = 0.025(9,9) 4.03F =⑤检验∵0.9750.025(9,9)(9,9)F F F <<∴A 与B 两人测定铁的精密度是无显著性差异8. 用新旧两种工艺冶炼某种金属材料，分别从两种冶炼工艺生产的产品中抽样，测定产品中的杂质含量（%），结果如下：旧工艺：2.69，2.28，2.57，2.30，2.23，2.42，2.61，2.64，2.72，3.02，2.45，2.95，2.51 新工艺：2.26，2.25，2.06，2.35，2.43，2.19，2.06，2.32，2.34试问新冶炼工艺是否比旧工艺生产更稳定，并检验两种工艺之间是否存在系统误差？（α=0.05） 解：（1）①算术平均值： 2.69 2.28 2.57 2.30 2.23 2.42 2.61 2.64 2.72 3.02 2.45 2.95 2.512.5713x ++++++++++++==旧2.26 2.25 2.06 2.35 2.43 2.19 2.06 2.32 2.342.259x ++++++++==新②方差(2.69-2.57)(2.28-2.57)(2.57-2.57)(2.30-2.57)(2.23-2.57)(2.42-2.57)(2.61-2.57)(2.64-2.57)(2.72-2.57)(3.02-2.57)(2.45-2.57)(2.95-2.57)(2.51-2.57)13-10.0586s++++++++++++==2222222222(2.26 2.25)(2.25 2.25)(2.06 2.25)(2.35 2.25)(2.43 2.25)(2.19 2.25)(2.06 2.25)(2.32 2.25)(2.34 2.25)0.016491s -+-+-+-+-+-+-+-+-==-新③F 统计量0.05863.570.0164F ==④F 临界值0.05(12,8) 3.28F =⑤F 检验 ∵0.05F>(12,8)F∴新冶炼工艺比旧工艺生产更稳定 （2）①t 统计量t x x -==②自由度22222222220.05860.0164139df -2-2=200.05860.01641391319111s s n n s s n n n n ⎛⎫⎛⎫+ ⎪+ ⎪⎝⎭⎝⎭==⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+⎝⎭⎝⎭+++++新旧旧新新旧新旧旧新 ③t 临界值0.025t (20) 2.086=④t 检验 ∵0.025t >t (20)∴两种工艺之间存在系统误差9. 用新旧两种方法测得某种液体的黏度（mPa ·s ），如下： 新方法：0.73，0.91，0.84，0.77，0.98，0.81，0.79，0.87，0.85 旧方法：0.76，0.92，0.86，0.74，0.96，0.83，0.79，0.80，0.75其中旧方法无系统误差，试在显著性水平α=0.05时，检验新方法是否可行。
试验设计与数据处理复习题1
一•填空题1反映两个连续变量间的相关性的指标可采用相关系数 _________ 表示；反映一个连续变量和一组连续变量间的相关性的指标可采用 复相关系数 _______ 表示；讨论一组连续变量和一组连续变量间的相关性可采用典型相关分析 __________ 方法讨论。
2.在数据处理中概率可用频率 近似；分布的数学期望可用样本均值近似；分布的方差可用 样本方差 _____________ 近似.3•配方试验中，若成分 A 、B 、C 的总份数必须满足 A+B+C=60份，采用正交试验的因素 水平见表若正交L g （34）的第9号试验条件 为（A 、B 、C ） = （3、3、2）,请给出具体的试验方案（取小数点后一位）研究学历对收入的影响，统计分析方法应为回归分析或相关性分析 ________________P53 5.设x1 , x2,…，xn 是出自正态总体N （卩，d ）的样本，其中/未知。
对假设检验H0 :卩=^0 H1 :卩工&0则当HO 成立时，常选用的统计量是_T=（x --卩o ）S/ V n ____________它服从的分布为 ____ t_ （n-1） ____ .6. 设有100件同类产品，其中20件优等品，30件一等品，30件二等品，20件三等品，则这四个等级的标准分依次为 1.28 、0.39 、 -0.39 、 -1.28 ____________（记 P （U 兰山）=。
查标准正态表可得U0.65 =.39，U0.7=.12，U0.8=.84, U 0.9=1.28）.求解1.抗牵拉强度是硬橡胶的一项重要性能指标，现试验考察下列两个因素对该指标的影响A （硫化时间）:A 1（40秒）,A 2（60秒）B （催化剂种类）:B 1 （甲种）,B 2（乙种）,B 3（丙种）以上六种水平组合下，各重复做了两次试验，测得数据（单位:kg/cm 2）如表：试在显著性水平 二=0.05下分析因素A 和因素B 对指标的主效应及交互效应是否显著The GLM ProcedureDependent Variable: STREA= 6.7份，B= 13.3份， C= 40份4.抽样调查不同阶层对某改革方案的态度 ，统计分析方法应为方差分析 _________________Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 9866.66667 1973.3333313.160.0035Error6900.00000150.00000Corrected Total 11 10766.66667R-Square Coeff Var Root MSE STRE Mean 0.9164093.07467312.24745398.3333Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F A 1 533.333333 533.333333 3.560.1083 B 2 9316.666667 4658.333333 31.06 0.0007A*B 216.6666678.3333330.060.9464由p 值可知A,A*B 不显著；B 高度显著2•以下是用SAS 对三个指标的数据进行主成份分析的部分输出结果Eigenvect or srz 1 z2 z3 取10. 706330■■0356890. 7069820. 043501IX @93叮E0CL 006971K 3TO0544一.C25S3Q 一*707197（一） 在Proportion 及Cumulative 以下划线处填相应数值0.666 0.666 0.333 0.9990.001 1（二） 求第一主成份的表达式 z1=0.70633x1 + 0.043501x2 + 0.706544x3 _________________________ （三） 按85%阈值截取主成份并构造综合指标得：Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F 533.333333533.333333 3.56 0.1083 9316.6666674658.333333 31.06 0.0007A*B216.6666678.3333330.060.9464Pr oport ionCumulat ivcof izh.e C o rr e 1 at □. on r ±K11-99015^93 20.998164183Ox 00269089则x3忽略，将其他两个归一后得出：z=0.667x1 + 0.333x2代入数据，合并同类项得出结果z=0.459x1 + 0.362x2 +0.462x33•在单纯形优化设计中，已知三因素的初始单纯形的试验方案及试验结果见下表（指标以大为好）E E= 1010/3 5（二）若试验点E的试验指标值Y E为下表第一行中的各种情况，填表以表示下一推移动作名称及参数a的范围A (3.5, 3, 1.5) B不变；C (2.5, 2.5, 2.5); D (2.535,3)4.利用SAS在一次回归正交设计的输出部分结果如下：Sum of Mea nSource DF Squares Square F Value Pr > FModel 4 543.10250 135.77562 4.38 0.0908Error 4 123.94830 30.98708Corrected Total 8 667.05080ParameterVariable DF Estimate Pr >|t| Type I SSIn tercept 1 56.46000 <.0001 28690x1 1 2.92500 0.2675 51.33375x2 1 5.27333 0.0811 166.84827x3 1 7.28833 0.0327 318.71882x4 1 -1.01667 0.6778 6.20167由于发现因子x1与x4不显著，故从回归方程中删去x1,x4.1y=56.46 + 5.2733x2 + 7.28833x32 2 485.576 242.784 8.02676 181.484 30.24738 667.0508(-)请给出新的回归方程y=（二填空完成下面方差外折ASum ufSourceDFSquaresSquareF ValueFt > F+J0.0201ErrordCorr eat ed Tert al _5•轴承硬度合格率 y （%）与因素A （上升温度：C ）、因素 B （保温时间：小时）、因素 C6•测量圆柱体体积，体积公式V 「R 2h,其中R 为底圆半径，h 为圆柱体高。
《试验设计与数据处理》上机练习-1
《试验设计与数据处理》上机练习-1《实验设计与数据处理》上机练习1、用Excel作出下表数据带数据点的折线散点图：（1）分别作出加药量和余浊、总氮T-N、总磷T-P、COD的变化关系图（共四张图，要求它们的格式大小一致，并以两张图并列的形式排版到Word中，注意调整图形的大小）；（2）在一张图中作出加药量和浊度去除率、总氮T-N去除率、总磷T-P去除率、COD 去除率的变化关系折线散点图。
加药量 (mg/L） 50 75 100 125 150 加药量 (mg/L）50 75 100 125 150 总磷T-P T-P（mg/L) 去除率(%) 1.09 0.57 0.27 0.32 0.42 16.15 56.15 79.23 75.38 67.69 COD COD（mg/L) 去除率(%) 53 52 51 52 56 73.09 73.61 74.11 73.61 71.57 浊度余浊（NTU）去除率(%) 11.9 7.5 6.8 6.2 5.6 80.17 87.51 88.67 89.67 90.67 总氮T-N T-N（mg/L) 去除率(%) 11.01 14.01 14.38 13.01 10.08 52.05 38.98 37.37 43.34 56.11 2、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Qv、压头H和效率η的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。
将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式。
（要求作双Y轴图）流量Qv、压头H和效率η的关系数据序号1 0.0 15.002 0.4 14.843 0.8 14.564 1.2 14.335 1.6 13.966 2.0 13.65Qv(m3/h) H/m1η序号0.0 7 2.4 13.28 0.3850.085 8 2.8 12.81 0.4160.156 9 3.2 12.45 0.4460.224 10 3.6 11.98 0.4680.277 11 4.0 11.30 0.4690.333 12 4.4 10.53 0.431Qv(m3/h) H/m η3、用荧光法测定阿司匹林中的水杨酸（SA），测得的工作曲线和样品溶液的数据如下表:C(SA)/μg.mL-1 F(荧光强度) 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 样品1 样品2 10.9 22.3 33.1 43.5 65.4 38.2 39.2 （1）列出一元线性回归方程，求出相关系数，并给出回归方程的精度；（2）求出未知液（样品）的水杨酸（SA）浓度。
实验设计和分析习题答案解析
《实验设计与分析》习题与解答P41习题一1•设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下:X , (1.54 0.01)mol/LX 2 (1.7 0.2)mol /LX 3 (1.537 0.005)mol / L试求它们的加权平均值。
10000: 25: 40000 400:1:1600「7 1侮7 16001.538 1.5mol/L5•今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用① 1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压 力表；②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为 1mm 的U 形管水柱压差 计。
求最大绝对误差和相对误差解：① x max 0.2 1000 1.5% 3kPaiiiax3E R E R 100% 37.5%8② x 1 10 3 9.81 13.6 103 133.416Pa 0.133kPamax0.133 E R100% 1.66%8③x 1 103 9.81 1039.81Pa 0.00981kPamax6.在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%作6次测定。
样本测定值为：3.48, 3.37, 3.47,3.38, 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、总体标准2 2差样本方差s 、总体方差b 、算术平均误差△和极差 R 。
解：①算术平均值：-3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43x3.426②几何平均值：x G 6 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43 3.42解： w1w2 w3①计算权重：12100000.012 1 2 25 0.221 0.005240000 w1: w2: w3 ②计算平均值_ 1.54 400x400 1 16000.009818100% 0.12%④临界值F 0.975 (9,9) 0.248 F °.025(9,9) 4.03⑤检验F 0.975 (9,9) F F 0.025 (9,9)••• A 与B 两人测定铁的精密度是无显著性差异③调和平均值：H61 1 1 1 1 13.42④标准差:3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.432 2 2 2 2 23.48 3.423.37 3.423.47 3.423.38 3.423.40 3.42 3.43 3.420.0463⑤总体标准差:2 2 2 2 2 23.48 3.423.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.0422⑥样本方差:2 2 2 2 2 22 3.48 3.423.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.42s0.00212⑦总体方差:2 2 2 2 2 223.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.00176⑧算术平均误差:3.48 3.421 |3.373.42| |3.473.42| |3.38 3.42| |3.40 3.42| |3.43 3.42|6⑨极差：R=3.48-3.37=0.110.03837.A 与B 两人用同一分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量(卩 g/g )分别为: 分析人员 A : 8.0, 8.0, 10.0, 10.0, 6.0, 6.0, 4.0, 6.0, 6.0, 8.0分析人员 B : 7.5, 7.5, 4.5, 4.0, 5.5, 8.0, 7.5, 7.5, 5.5, 8.0 试问A 与B 两人测定铁的精密度是否有显著性差异？ （a =0.05 ） 解：①算术平均值：_8.0 8.0 10.0 10.0 6.0 6.0 4.0 6.0 6.0 8.0 一X A7.210- 7.5 7.5 4.5 4.0 5.5 8.0 7.5 7.5 5.5 8.0 十 X B6.5510 ②方差(8.0 7.2)2(8.0 7.2)2(10.0 7.2)2(代.。
试验设计及数据分析第一次作业习题答案
习题答案1．设用三种方法测定某溶液时，得到三组数据，其平均值如下：x1̅̅̅=(1.54±0.01)mol/Lx2̅̅̅=(1.7±0.2)mol/Lx3̅̅̅=(1.537±0.005)mol/L试求它们的加权平均值。
解：根据数据的绝对误差计算权重：w1=10.012，w2=10.22，w3=10.0052因为w1:w2:w3=400:1:1600所以w̅=1.54×400+1.7×1+1.537×1600400+1+1600=1.5376812．试解释为什么不宜用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量。
答：因为用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量时，所产生的相对误差较大。
如3．测得某种奶制品中蛋白质的含量为(25.3±0.2)g/L，试求其相对误差。
解：E w=∆ww =0.225.3=0.79%4．在测定菠萝中维生素C含量的测试中，测得每100g菠萝中含有18.2mg维生素C，已知测量的相对误差为0.1%，试求每100g菠萝中含有维生素C的质量范围。
解：E w=∆ww=0.1%，所以∆m=m×E w=18.2×0.1%=0.0182ww所以m的范围为18.1818mg<m<18.2182ww或依据公式w w=w×(1±|w w|)=18.2×(1±0.1%)mg5．今欲测量大约8kPa（表压）的空气压力，试验仪表用1）1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；2）标尺分度为1mm的U型管水银柱压差计；3）标尺分度为1mm的U形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差。
解：1）压力表的精度为1.5级，量程为0.2MPa，则|∆w|www=0.2×1.5%=0.003www=3wwww w=∆w w×100%=38×100%=3.75×10−1=37.5%2）1mm汞柱代表的大气压为0.133KPa，所以|∆w|www=0.133wwww w=∆w w×100%=0.1338×100%=1.6625×10−2=1.6625%3）1mm水柱代表的大气压：ρgh，其中g=9.80665m/s2，通常取g=9.8m/s2则|∆w|www=9.8×10−3wwww w=∆w w×100%=9.8×10−38×100%=1.225×10−36．在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次评定。
实验设计与数据处理第一章例题及课后习题(附答案)
1、 根据三组数据的绝对误差计算权重：12322211110000,25,400000.010.20.005w w w ====== 因为123::400:1:1600w w w = 所以1.54400 1.71 1.53716001.53840011600pH ⨯+⨯+⨯==++2、 因为量程较大的分度值也较大,用量程大的测量数值较小的物理量会造成很大的系统误差。
3.、含量的相对误差为0.2g ，所以相对误差为：0.20.99790525.3Rx E x ∆===。
4、 相对误差18.20.1%0.0182x mg mg ∆=⨯= 故100g 中维生素C 的质量范围为：18.2±0.0182。
5、1）、压力表的精度为1.5级，量程为0.2，则max 0.2 1.5%0.003330.3758R x MPa KPa x E x ∆=⨯==∆===2）、1的汞柱代表的大气压为0.133，所以max 20.1330.133 1.6625108R x KPax E x -∆=∆===⨯ 3）、1水柱代表的大气压为gh ρ，其中29.8/g m s =则：3max 339.8109.810 1.225108R x KPax E x ---∆=⨯∆⨯===⨯6、样本测定值算术平均值 3.421666667 3.48 几何平均值 3.421406894 3.37 调和平均值 3.421147559 3.47 标准差s 0.046224092 3.38 标准差 0.04219663 3.4 样本方差 0.002136667 3.43 总体方差0.001780556 算住平均误差 0.038333333极差 0.117、依题意，检测两个分析人员测定铁的精密度是否有显著性差异，用Ｆ双侧检验。
根据试验值计算出两个人的方差及Ｆ值：221221223.733, 2.3033.7331.621232.303s s s F s ===== 而0.9750.025(9,9)0.248386,(9,9) 4.025994F F ==， 所以0.9750.025(9,9)(9,9)F F F <<两个人的测量值没有显著性差异，即两个人的测量方法的精密度没有显著性差异。
实验设计和分析习题答案解析【范本模板】
《实验设计与分析》习题与解答P41 习题一1。
设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下：1x (1.540.01)mol /L =± 2x (1.70.2)/mol L =± 3x (1.5370.005)mol /L =±试求它们的加权平均值。
解：①计算权重：211100000.01w ==212250.2w == 213400000.005w ==1:2:310000:25:40000400:1:1600w w w ==②计算平均值1.54400 1.71 1.5371600 1.538 1.5/40011600x mol L ⨯+⨯+⨯==≈++5.今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用①1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表;②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为1mm 的U 形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差解：①max 0.21000 1.5%3x kPa ∆=⨯⨯=R E =3100%37.5%8R E =⨯=②33max 1109.8113.610133.4160.133x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯⨯==0.133100% 1.66%8R E =⨯= ③33max1109.81109.810.00981x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯== 0.00981100%0.12%8R E =⨯=6。
在用发酵法生产赖氨酸的过程中,对产酸率（％）作6次测定.样本测定值为:3。
48, 3.37， 3。
47, 3.38， 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、总体标准差σ、样本方差s 2、总体方差σ2、算术平均误差Δ和极差R 。
解：①算术平均值: 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.433.426x +++++==②几何平均值: 3.42G x = ③调和平均值：63.421111113.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43H ==+++++④标准差：0.0463s =⑤总体标准差:0.0422σ⑥样本方差:()()()()()()22222223.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.0021261s-+-+-+-+-+-==-⑦总体方差：()()()()()()22222223.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.001766σ-+-+-+-+-+-==⑧算术平均误差:3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.03836-+-+-+-+-+-∆==⑨极差：R=3.48-3。
试验设计和数据分析第一次作业习题答案解析
习题答案1．设用三种方法测定某溶液时,得到三组数据,其平均值如下：试求它们的加权平均值。
解：根据数据的绝对误差计算权重：因为所以2．试解释为什么不宜用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量。
答：因为用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量时,所产生的相对误差较大。
如3．测得某种奶制品中蛋白质的含量为,试求其相对误差。
解：4．在测定菠萝中维生素C含量的测试中,测得每100g菠萝中含有18.2mg维生素C,已知测量的相对误差为0.1%,试求每100g菠萝中含有维生素C的质量范围。
解：,所以所以m的范围为或依据公式5．今欲测量大约8kPa〔表压的空气压力,试验仪表用11.5级,量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；2标尺分度为1mm的U型管水银柱压差计；3标尺分度为1mm的U形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差。
解：1压力表的精度为1.5级,量程为0.2MPa,则21mm汞柱代表的大气压为0.133KPa,所以31mm 水柱代表的大气压：,其中,通常取则6．在用发酵法生产赖氨酸的过程中,对产酸率〔%作6次评定。
样本测定值为3.48,3.37,3.47,3.38,3.40,3.43,求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、标准差、样本方差、总体方差、算术平均误差和极差。
解： 7．A 与B 两人用同一种分析方法测定金属钠中的铁,测得铁含量〔分别为：分析人员A ：8.0,8.0,10.0,10.0,6.0,6.0,4.0,6.0,6.0,8.0 分析人员B ：7.5,7.5,4.5,4.0,5.5,8.0,7.5,7.5,5.5,8.0数据 计算公式 计算结果 3.48 算术平均值3.421667 3.37几何平均值3.4214073.47调和平均值或3.4211483.38标准样本差0.0462243.40总体标准差0.0421973.43 样本方差 0.002137 总体方差0.001781 算术平均误差0.038333极差0.11试问A与B两人测定铁的精密度是否有显著性差异？〔解：依题意,检验A与B两人测定铁的精密度是否有显著性差异,采用F双侧检验。
实验设计和分析习题答案解析
《实验设计与分析》习题与解答P41 习题一1.设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下：1x (1.540.01)mol /L =± 2x (1.70.2)/mol L =± 3x (1.5370.005)mol /L =±试求它们的加权平均值。
解：①计算权重：211100000.01w == 212250.2w ==213400000.005w == 1:2:310000:25:40000400:1:1600w w w ==②计算平均值1.54400 1.71 1.5371600 1.538 1.5/40011600x mol L ⨯+⨯+⨯==≈++5.今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用①1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为1mm 的U 形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差解：①max 0.21000 1.5%3x kPa ∆=⨯⨯=R E =3100%37.5%8R E =⨯=②33max 1109.8113.610133.4160.133x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯⨯==0.133100% 1.66%8R E =⨯= ③33max1109.81109.810.00981x Pa kPa -∆=⨯⨯⨯==0.00981100%0.12%8R E =⨯=6.在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次测定。
样本测定值为：3.48, 3.37, 3.47, 3.38, 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s 、总体标准差σ、样本方差s 2、总体方差σ2、算术平均误差Δ和极差R 。
解：①算术平均值： 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.433.426x +++++==②几何平均值： 3.42G x == ③调和平均值：63.421111113.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43H ==+++++④标准差：0.0463s ==⑤总体标准差：0.0422σ=⑥样本方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.0021261s -+-+-+-+-+-==-⑦总体方差：()()()()()()2222222 3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.001766σ-+-+-+-+-+-==⑧算术平均误差：3.48 3.42 3.37 3.42 3.47 3.42 3.38 3.42 3.40 3.42 3.43 3.420.03836-+-+-+-+-+-∆==⑨极差：R=3.48-3.37=0.117.A 与B 两人用同一分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量（μg/g ）分别为： 分析人员A ：8.0，8.0，10.0，10.0，6.0，6.0，4.0，6.0，6.0，8.0 分析人员B ：7.5，7.5，4.5，4.0，5.5，8.0，7.5，7.5，5.5，8.0 试问A 与B 两人测定铁的精密度是否有显著性差异？（α=0.05） 解：①算术平均值：8.08.010.010.0 6.0 6.0 4.0 6.0 6.08.07.210A x +++++++++==7.57.5 4.5 4.0 5.58.07.57.5 5.58.06.5510B x +++++++++==②方差22222222222(8.07.2)(8.07.2)(10.07.2)(10.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(4.07.2)(6.07.2)(6.07.2)(8.07.2) 3.7101As -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-22222222222(7.5 6.55)(7.5 6.55)(4.5 6.55)(4.0 6.55)(5.5 6.55)(8.0 6.55)(7.5 6.55)(7.5 6.55)(5.57.2)(8.0 6.55) 2.3101B s -+-+-+-+-+-+-+-+-+-==-③统计量3.71.62.3F == ④临界值0.975(9,9)0.248F = 0.025(9,9) 4.03F =⑤检验∵0.9750.025(9,9)(9,9)F F F <<∴A 与B 两人测定铁的精密度是无显著性差异8. 用新旧两种工艺冶炼某种金属材料，分别从两种冶炼工艺生产的产品中抽样，测定产品中的杂质含量（%），结果如下：旧工艺：2.69，2.28，2.57，2.30，2.23，2.42，2.61，2.64，2.72，3.02，2.45，2.95，2.51 新工艺：2.26，2.25，2.06，2.35，2.43，2.19，2.06，2.32，2.34试问新冶炼工艺是否比旧工艺生产更稳定，并检验两种工艺之间是否存在系统误差？（α=0.05） 解：（1）①算术平均值： 2.69 2.28 2.57 2.30 2.23 2.42 2.61 2.64 2.72 3.02 2.45 2.95 2.512.5713x ++++++++++++==旧2.26 2.25 2.06 2.35 2.43 2.19 2.06 2.32 2.342.259x ++++++++==新②方差(2.69-2.57)(2.28-2.57)(2.57-2.57)(2.30-2.57)(2.23-2.57)(2.42-2.57)(2.61-2.57)(2.64-2.57)(2.72-2.57)(3.02-2.57)(2.45-2.57)(2.95-2.57)(2.51-2.57)13-10.0586s++++++++++++==2222222222(2.26 2.25)(2.25 2.25)(2.06 2.25)(2.35 2.25)(2.43 2.25)(2.19 2.25)(2.06 2.25)(2.32 2.25)(2.34 2.25)0.016491s -+-+-+-+-+-+-+-+-==-新③F 统计量0.05863.570.0164F ==④F 临界值0.05(12,8) 3.28F =⑤F 检验 ∵0.05F>(12,8)F∴新冶炼工艺比旧工艺生产更稳定 （2）①t 统计量t x x -==②自由度22222222220.05860.0164139df -2-2=200.05860.01641391319111s s n n s s n n n n ⎛⎫⎛⎫+ ⎪+ ⎪⎝⎭⎝⎭==⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+⎝⎭⎝⎭+++++新旧旧新新旧新旧旧新 ③t 临界值0.025t (20) 2.086=④t 检验 ∵0.025t >t (20)∴两种工艺之间存在系统误差9. 用新旧两种方法测得某种液体的黏度（mPa ·s ），如下： 新方法：0.73，0.91，0.84，0.77，0.98，0.81，0.79，0.87，0.85 旧方法：0.76，0.92，0.86，0.74，0.96，0.83，0.79，0.80，0.75其中旧方法无系统误差，试在显著性水平α=0.05时，检验新方法是否可行。
试验设计和分析习题答案解析
6《实验设计与分析》习题与解答P41习题一1.设用三种方法测定某溶液浓度时，得到三组数据，其平均值如下: 方！ =（1.54 ±0.01）mol / Lx 2 二（1.7 二0.2）mol / L X 3 =（1.537 ±0.005）mol / L试求它们的加权平均值。
解：①计算权重：1w1 2 =100000.012 1w2 2 =250.221w32=400000.005w1: w2: w3 =10000: 25: 40000 二 400:1:1600② 计算平均值5.今欲测量大约8kPa （表压）的空气压力，试验仪表用①1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；②标尺分度为1mm 的U 形管水银柱压差计；③标尺分度为 1mm 勺U 形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差 解：① |Ax|=0.2x1000".5% = 3kPamaxE R 二 E R =3 100% =37.5%8②AX =1 汉 10；汉9.81 汉 13.6汉 103 =133.416Pa = 0.133kPamax0 133E R100% =1.66% 8③Ax| =1><10；x9.81x103 =9.81Pa = 0.00981kPamax6.在用发酵法生产赖氨酸的过程中， 对产酸率（%作6次测定。
样本测X 」54 40047 1 侮71600400 1 1600=1.538 ： 1.5mol/LE R0.009818100% =0.12%6定值为：3.48, 3.37,3.47, 3.38, 3.40, 3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差S 、2 2总体标准差b 、样本方差s 、总体方差（T 、算术平均误差 △和极差R 。
解：①算术平均值：-3.48 3.373.47 3.38 3.40 3.43x3.423.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43②几何平均值： 心=6 3.48 3.37 3.47 3.38 3.40 3.43 =3.42匚•丄丄•丄•丄」= 3.42③调和平均值：H④标准差:--------------------------- 2 2 2 2 2 2(3.48—3.42 j +(3.37—3.42 j +(3.47—3.42)十(3.38—3.42) +(3.40—3.42)十(3.43_3.42 )o°4636-1⑤总体标准差:<j =I222222(3.48—3.42)+(3.37d.42)+(3.47d.42)+(3.38-3.42)+(3.40—3.42)+(3.43—3.42) °⑥样本方差:2 2 2 2 2 2s 2(3.48—3.42 $ +(3.37—3.42 j +(3.47—3.42 j +(3.38—3.42 卄(3.40—3.42)+(3.43—3.42)0 002[2s = —_i =.⑦总体方差:2 2 2 2 2 22(3.48-3.42)+(3.37 _3.42)+(3.47—3.42)+(3.38—3.42)+(3.40—3.42)+(3.43—3.42)二 6 =. ⑧算术平均误差： 3.48—3.42|+|3.37 —3.42|+|3.47 —3.42|+|3.38—3.42| +|3.40—3.42|+|3.43 —3.42| q ⑨极差：R=3.48-3.37=0.11 7.A 与B 两人用同一分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量( 卩g/g )分别为: 分析人员 A : 8.0 , 8.0 , 10.0 , 10.0 , 6.0 , 6.0 , 4.0 , 6.0 , 6.0 , 8.0 分析人员 B : 7.5 , 7.5 , 4.5 , 4.0 , 5.5 , 8.0 , 7.5 , 7.5 , 5.5 , 8.0试问A 与B 两人测定铁的精密度是否有显著性差异？ ( a =0.05 ) 解：①算术平均值：仝° 8° 1°.° 1°.° 6.° 6° 4.° 6.0 6° 8.0 £ A 10 X B 7.5 7.5 4.5 4.0 5.5 8.0 7.5 7.5 5.5 8.0 10 = 6.55②方差 2(8.0 -/三)2 但。
试验设计与分析课后习题解答及复习资料
田间试验与统计分析－习题集及解答1.在种田间试验设计方法中，属于顺序排列的试验设计方法为：对比法设计、间比法2.若要控制来自两个方面的系统误差，在试验处理少的情况下，可采用：拉丁方设计3.如果处理内数据的标准差或全距与其平均数大体成比例，或者效应为相乘性，则在进行方差分析之前，须作数据转换。
其数据转换的方法宜采用：对数转换。
4.对于百分数资料，如果资料的百分数有小于30%或大于70%的，则在进行方差分析之前，须作数据转换。
其数据转换的方法宜采用：反正弦转换（角度转换）。
5.样本平均数显著性测验接受或否定假设的根据是：小概率事件实际不可能性原理。
6.对于同一资料来说，线性回归的显著性和线性相关的显著性：一定等价。
7.为了由样本推论总体，样本应该是：从总体中随机地抽取的一部分8.测验回归和相关显著性的最简便的方法为：直接按自由度查相关系数显著表。
9.选择多重比较的方法时，如果试验是几个处理都只与一个对照相比较，则应选择：LSD法。
10.如要更精细地测定土壤差异程度，并为试验设计提供参考资料，则宜采用：空白试验11.当总体方差为末知，且样本容量小于30，但可假设＝＝（两样本所属的总体方差同质）时，作平均数的假设测验宜用的方法为：t测验12.因素内不同水平使得试验指标如作物性状、特性发生的变化，称为：效应13.若算出简单相差系数大于1时，说明：计算中出现了差错。
14.田间试验要求各处理小区作随机排列的主要作用是：获得无偏的误差估计值15.正态分布曲线与轴之间的总面积为：等于1。
16.描述总体的特征数叫：参数，用希腊字母表示；描述样本的特征数叫：统计数，用拉丁字母表示。
17.确定分布偏斜度的参数为：自由度18.用最小显著差数法作多重比较时，当两处理平均数的差数大于LSD0.01时，推断两处理间差异为：极显著19.要比较不同单位，或者单位相同但平均数大小相差较大的两个样本资料的变异度宜采用：变异系数20.选择多重比较方法时，对于试验结论事关重大或有严格要求的试验，宜用：q测验。
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试验设计及数据分析第一次作业习题答案习题答案1．设用三种方法测定某溶液时，得到三组数据，其平均值如下：试求它们的加权平均值。
解：根据数据的绝对误差计算权重：因为所以2．试解释为什么不宜用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量。
答：因为用量程较大的仪表来测量数值较小的物理量时，所产生的相对误差较大。
如3．测得某种奶制品中蛋白质的含量为，试求其相对误差。
解：4．在测定菠萝中维生素C含量的测试中，测得每100g菠萝中含有18.2mg 维生素C，已知测量的相对误差为0.1%，试求每100g菠萝中含有维生素C的质量范围。
解：，所以所以m的范围为或依据公式5．今欲测量大约8kPa（表压）的空气压力，试验仪表用1）1.5级，量程0.2MPa 的弹簧管式压力表；2）标尺分度为1mm的U型管水银柱压差计；3）标尺分度为1mm的U形管水柱压差计。
求最大绝对误差和相对误差。
解：1）压力表的精度为1.5级，量程为0.2MPa，则2）1mm汞柱代表的大气压为0.133KPa，所以3）1mm水柱代表的大气压：，其中，通常取则6．在用发酵法生产赖氨酸的过程中，对产酸率（%）作6次评定。
样本测定值为3.48，3.37，3.47，3.38，3.40，3.43，求该组数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、标准差s、标准差、样本方差、总体方差、算术平均误差和极差。
解：数据计算公式计算结果3.48 算术平均值 3.4216677．A与B两人用同一种分析方法测定金属钠中的铁，测得铁含量（）分别为：分析人员A：8.0，8.0，10.0，10.0，6.0，6.0，4.0，6.0，6.0，8.0分析人员B：7.5，7.5，4.5，4.0，5.5，8.0，7.5，7.5，5.5，8.0试问A与B两人测定铁的精密度是否有显著性差异？（）解：依题意，检验A与B两人测定铁的精密度是否有显著性差异，采用F双侧检验。
根据试验值计算出两种方法的方差以及F值：3.37 几何平均值 3.421407 3.47调和平均值或3.421148 3.38标准样本差0.046224 3.40总体标准差0.042197 3.43 样本方差0.002137总体方差0.001781算术平均误差0.038333极差0.11根据显著性水平，，查F分布表得，。
所以，A与B两人测定铁的方差没有显著差异，即两人测定铁的精密度没有显著性差异。
分析人员A 分析人员B8 7.58 7.510 4.510 46 5.56 84 7.56 7.56 5.58 8F-检验双样本方差分析分析人员A 分析人员B平均7.2 6.55方差 3.733333333 2.302778观测值10 10df 9 9F 1.621230398P(F<=f) 单尾0.24144058F 单尾临界 3.1788931048．用新旧两种工艺冶炼某种金属材料，分别从两种冶炼工艺生产的产品中抽样，测定产品中的杂质含量（%），结果如下：旧工艺（1）：2.69，2.28，2.57，2.30，2.23，2.42，2.61，2.64，2.72，3.02，2.45，2.95，2.51；新工艺（2）：2.26，2.25，2.06，2.35，2.43，2.19，2.06，2.32，2.34试问新冶炼工艺是否比旧工艺生产更稳定，并检验两种工艺之间是否存在系统误差？（）解：工艺的稳定性可用精密度来表征，而精密度可由极差、标准差或方差等表征，这里依据方差来计算。
，由于，所以新的冶炼工艺比旧工艺生产更稳定。
（依据极差：，，同样可以得到上述结论）（依据标准差）检验两种工艺之间是否存在系统误差，采用t检验法。
1）先判断两组数据的方差是否有显著性差异。
根据试验数据计算出各自的平均值和方差：故已知n1=13，n2=9，则，，根据显著性水平，查F分布表得，，两方差有显著差异。
旧工艺新工艺2.69 2.262.28 2.25t 双尾临界 2.0930240542）进行异方差t检验根据显著性水平，查单侧t分布表得，所以，则两种工艺的平均值存在差异，即两种工艺之间存在系统误差。
备注：实验方差分析是单侧检验：因为方差分析不像差异显著检验，方差分析中关心的只是组间均方是否显著大于组内均方或误差均方。
目的是为了区分组间差异是否比组内差异大的多，因为只有大得多，才能证明实验的控制条件是否造成了显著的差异，方差齐性中F检验要用到双侧检验，因为要看的是否有显著性差异，而没有说是要看有差异时到底是谁大于谁，所以没有方向性。
9．用新旧两种方法测得某种液体的黏度（）如下：新方法：0.73，0.91，0.84，0.77，0.98，0.81，0.79，0.87，0.85旧方法：0.76，0.92，0.86，0.74，0.96，0.83，0.79，0.80，0.75其中旧方法无系统误差。
试在显著性水平时，检验新方法是否可行。
解：检验新方法是否可行，即检验新方法是否有系统误差，这里采用秩和检验。
先求出各数据的秩，如表所示。
秩 1 2 3 4 5 6.5 6.5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 新0.73 0.77 0.79 0.81 0.84 0.85 0.87 0.91旧0.74 0.75 0.76 0.79 0.80 0.83 0.86 0.92 此时，n1=9，n2=9，n=18，对于，查秩和临界值表，得，由于，故，两组数据无显著差异，新方法无系统误差，可行。
T检验成对数据的比较新方法旧方法di0.73 0.76 -0.03 0.002075310.91 0.92 -0.01 0.000653090.84 0.86 -0.02 0.00126420.77 0.74 0.03 0.000208640.98 0.96 0.02 1.9753E-050.81 0.83 -0.02 0.00126420.79 0.79 0 0.000241980.87 0.8 0.07 0.00296420.85 0.75 0.1 0.007130860.14 0.015822220.0155560.044472210.34978145n=9 1.04934436对于，查表，所以，即两组数据无显著差异，新方法无系统误差，可行。
10．对同一铜合金，有10个分析人员分析进行分析，测得其中铜含量（%）的数据为：62.20，69.49，70.30，70.65，70.82，71.03，71.22，71.25，71.33，71.38（%）。
问这些数据中哪个（些）数据应被舍去，试检验？解：1）拉依达（P aǔta）检验法○1检验62.20计算包括62.20在内的平均值及标准偏差计算比较和，，依据拉依达检验法，当时，62.20应该舍去。
○2检验69.49计算包括69.49在内的平均值及标准偏差计算比较和，，依据拉依达检验法，当时，69.49应该舍去。
○3检验70.30计算包括70.30在内的平均值及标准偏差计算比较和，，依据拉依达检验法，当时，69.49不应该舍去。
○4检验71.38计算包括71.38在内的平均值及标准偏差计算比较和，，依据拉依达检验法，当时，71.38不应该舍去。
2）格拉布斯（Grubbs）检验法○1检验62.20计算包括62.20在内的平均值及标准偏差，查表得计算所以62.20应该舍去。
○2检验69.49计算包括69.49在内的平均值及标准偏差，查表得计算所以69.49应该舍去。
○3检验70.30计算包括70.30在内的平均值及标准偏差，查表得计算计算69.49不应该舍去。
○4检验71.38计算包括71.38在内的平均值及标准偏差，查表得计算计算当时，71.38不应该舍去。
3）狄克逊（Dixon）检验法应用狄克逊双侧情形检验：○1对于62.20和71.38，，计算当，对于双侧检验，查出临界值，由于，且，故最小值62.20应该被舍去。
○2舍去62.20后，对剩余的9个数据（n=9）进行狄克逊双侧检验：当，对于双侧检验，查出临界值，由于，且，没有异常值。
单侧检验时，查表得到临界值，，没有异常值。
11．将下列数据保留4位有效数字：3.1459，136653，2.33050，2.7500，2.77447解：3.146、1367×102、2.330、2.750、2.77412．在容量分析中，计算组分含量的公式为，其中V是滴定时消耗滴定液的体积，c是滴定液的浓度。
今用浓度为（1.000±0.001）mg/mL的标准溶液滴定某试液，滴定时消耗滴定液的体积为（20.00±0.02）mL，试求滴定结果的绝对误差和相对误差。
解：根据组分含量计算公式，各变量的误差传递系数分别为，所以组分含量的绝对误差为（mg）（mg）最大相对误差为13．在测定某溶液的密度ρ的试验中，需要测定液体的体积和质量，已知质量测定的相对误差≤0.02%，预使测定结果的相对误差≤0.1%，测量液体体积所允许的最大相对误差为多大？解：由公式，误差传递系数为，则绝对误差相对误差由于质量的相对误差，预使得，需要，即测量液体体积所允许的最大相对误差为0.08%。