Файл: Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 662

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

212

Глава 3

что все переменные

являются случайными нормально распреде­

ленными величинами и что для получения каждого из стандартных

отклонений было проведено 10 измерений. Оцените

доверительный

интервал для среднего по ансамблю коэффициента

теплопередачи

и для его стандартного отклонения.

 

 

 

 

 

3.13. Пять термопар калибруются по стандартной,

которая

показывает 250° С. Было

обнаружено,

что

 

 

 

X

= 248,5° С,

 

 

 

 

s2x

= 70 (°С)2 .

 

 

 

 

 

Примите как гипотезу, что х = f-ю =

250,0 °С, и

оцените

мощ­

ность ^-критерия для дискриминации

при а — 0,05, если

цх

= 248,5 °С.

 

 

 

 

 

 

3.14. Были изготовлены

манометры

для оптовой

продажи

по 1,25 руб. за штуку. Из 200 манометров взята выборка в 20 штук, которая в сравнении со стандартным манометром, показывавшим

30 гс/мм2 , характеризовалась

следующими данными:

X

=

29,1,

sx

=

1,2.

Используя двусторонний симметричный критерий при а = 0,05,

ответьте на

следующие

вопросы:

а)

Какова

область

непринятия?

б)

Какова

область

принятия?

в) Какова мощность критерия для среднего по ансамблю, со­ ставляющего 90% от стандартного значения в 30 гс/мм2 (т. е. для среднего, равного 27 гс/мм2 )?

г) Приняли бы вы эту выборку или отвергли ее?

3.15.Рассчитайте кривую оперативной характеристики и кри­ вую мощности, основываясь на следующей информации о случай­

ной переменной X: цх 30,0, ах = 2,4, п = 64. Постройте гра­ фики зависимости ß и 1 — ß от выбранных значений выше и ниже среднего значения 30,0 при а = 0,01.

3.16.Может ли мощность критерия когда-нибудь оказаться больше, чем уровень значимости а?

3.17.Классифицируйте следующие результаты испытания гипо­

тезы как:

1) ошибку

первого

рода,

2) ошибку

второго рода,

3) ни то ни другое и 4)

то и другое. Н0

— гипотеза, подвергавшаяся

испытанию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) Н0

верна

и

должна

быть

принята согласно

критерию;

б) Н0

верна,

но должна

быть

отвергнута

согласно

критерию;

в) HQ неверна,

но должна

быть принята

согласно

критерию;

г) Но неверна

и должна

быть

отвергнута

согласно

критерию.

3.18. Некоторый завод-изготовитель утверждает, что его сме­ ситель может смешивать более вязкие материалы, чем любой дру-


Статистический анализ и его применения 213

гой. При испытании на скорость срыва потока для девяти вязких материалов выборочная средняя вязкость, при которой происхо­ дил срыв, оказалась равной 1600 г/см-с с выборочным стандарт­ ным отклонением 400 г/см -с. Определите, принимается или отвер­

гается следующая гипотеза

Ну при а

=

0,05;

 

 

а) Истинная скорость срыва потока в смесителе равна 1700 г/см «с

ІА:\і

=

1700 г/см-с

сравнивается

с альтернативной

ги­

потезой

Я і в : [ г

=j£ 1700

г/см'с).

 

1900 г/см

ІА:\і

=

б) Истинная

скорость

срыва

равна

=

1900

г/см

сравнивается

с

альтернативной

гипотезой

НІБ:

\лф

1900 г/см-с).

 

 

 

 

 

 

в) Истинная

скорость

срыва больше чем 1400 г/см

ІА:\і

>

>

1400 г/см-с

сравнивается

с

альтернативной

гипотезой

Н:

и. <

1400 г/см -с).

 

 

 

 

 

 

3.19.С целью увеличения срока службы была разработана новая конструкция пресс-формы кольцевого типа для изготовле­ ния таблеток аспирина. Старая пресс-форма в 10 испытаниях про­ служила в среднем 4,4 месяца со стандартным отклонением 0,05 месяца. Предлагаемая новая пресс-форма при 6 испытаниях тре­ бовала замены в среднем после 5,5 месяца работы со стандартным отклонением 0,9 месяца. Действительно ли новая конструкция луч­ ше? (Используйте уровень значимости а = 0,05.)

3.20.При измерении показателя преломления для двух хими­

ческих растворов были получены следующие результаты:

 

 

А

в

Показатель

п р е л о м л е н и я

1,104

1,154

^Стандартное

отклонение

0,011

0,017

Число -измерений в выборке

5

4

Одинаков ли показатель преломления для этих растворов? (Ис­ пользуйте значение а = 0,05).

3.21. При испытании 6 проб нефти выборочное среднее для удельной вязкости оказалось равным 0,7750 «10 2 г/см -с с выбороч­ ным стандартным отклонением 1,45 . Ю - 4 г/см-с. Техническими условиями предусматривается, что среднее (по ансамблю) значение вязкости равно 0,8000 « Ю - 2 г/см-с. Удовлетворяет ли техническим условиям данная нефть? Какую следует выбрать доверительную вероятность? Если бы, согласно предположению, вязкость нефти

должна быть не меньше

0 , 8 0 0 0 - Ю - 2

г/см-с, повлияло бы это на

ваш ответ?

 

 

3.22. В жидкостном

экстракторе

периодического действия ком­

понент А удаляется из раствора А—В с помощью некоторого раство­ рителя. В течение длительного времени массовая доля А в экстрак­ те составляла соА = 0,30 со стандартным отклонением 0,02. Пола­ гают, что после перерегулировки отражательных лопаток экстрак­ тора можно ѵвеличить значение m л . CAn-тиѵлтттѵйтя тспитяпий.


214 Глава 3

с помощью которого после 9 испытаний можно сказать, является ли регулировка отражательных лопаток эффективной при уровне значимости 0,05. (Указание: сначала нужно выдвинуть гипотезу.)

Предположите, что регулировка отражательных лопаток не приведет к увеличению значения сод до 0,45. Используя правило принятия решения, определите, какова вероятность принять , решение, что никаких изменений не произошло, хотя новое

положение лопаток

отличается

от старого. (Считайте для просто­

ты,

что

стандартное

отклонение

осталось

прежним.) Изменится

ли ваш ответ, если w = 0,35?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.23. Из нефтепровода

было взято 100

проб сырой нефти и об­

наружилось, что среднее весовое содержание

серы в них

 

равно

1,6%

со стандартным

отклонением 0,12%. Считая,

что [і —

 

сред­

нее

по ансамблю содержание

серы

в

сырой

нефти

(полученное

на основе прошлого опыта), проверьте

 

гипотезу,

что ц =

 

1,7%

по сравнению с гипотезой, что ц. Ф 1,7%

 

для двух уровней

значи­

мости:

а) а

= 0,05

и

б)

а =

0,01.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверьте также гипотезу,

что

и. =

1,7%

по сравнению

с аль­

тернативной

гипотезой

j . i < l , 7 %

для

тех

 

же

уровней

 

зна- *

чимости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А,

3.24. 16 центробежных насосов, закупленных

на

заводе

проработали до поломки в среднем 150 дней; стандартное откло­

нение составило 25 дней. Другая партия, состоящая из 10 центро­

бежных насосов, закупленных на заводе В,

проработала до полом­

ки в среднем 120 дней; их стандартное отклонение равно 12 дням.

Д л я

а

=

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) найдите доверительный интервал для среднего по ансамблю

срока службы насоса завода А.

Какое предположение

вы сделали

относительно

закона

распределения

случайной

переменной —

срока

службы?

 

 

 

 

 

 

 

завода А

 

 

 

 

 

б)

установите,

являются ли

насосы

лучше,

 

чем,

такими же, как или хуже, чем насосы завода В.

Подтвердите

свой

выбор

расчетом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.25.

В результате анализа газа из двух различных

источников

были получены следующие данные о содержании метана (моль­

ный

процент):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник 1

 

Источник 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64,0

 

 

69,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65,0

 

 

69,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75,0

 

 

61,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

67,0

 

 

67,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64,5

 

 

64,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Является ли значимым различие в содержании метана в этих источниках?


Статистический

анализ и его

применения

215

3.26. Исходя из следующих данных, определите, является ли значимым различие в качестве манометров (приведенные значения представляют собой отклонения в миллиметрах от 760 мм рт. ст.);

Испытание

Манометр 1

Манометр 2

Испытание

Манометр 1

Манометр 2

1

4,4

3,2

6

0,3

0,6

2

- 1 , 4

7,7

7

1,2

2,6

3

3,2

6,4

8

2,2

2,2

4

0,2

2,7

9

1,3

2,2

5

- 5 , 0

3,1

 

 

 

Каковы 95%-ные доверительные интервалы средних по ансамблю стандартных отклонений для манометра 1 и манометра 2?

3.27. В течение последних двух месяцев с помощью газового хроматографа была проанализирована концентрация метана с дис­ персией 0,24. Другой исследователь, взяв 25 проб, получил диспер­ сию 0,326. Является ли число 0,326 значимо большим, чем 0,24, т. е. допустил ли какую-нибудь ошибку новый оператор? Исполь­ зуйте значение а = 0,05. Примените ^-критерий. Найдите также доверительные пределы для а 2 .

3.28. Четыре регулятора температуры, выпущенные различ­ ными заводами, регулируют температуру потока. Опыт работы за последние четыре года показал, что каждый из приборов ре­ монтировался следующее число раз:

Завод

1 2

3

4

 

Число случаев, когда требовался ремонт

46

33

38

49

Требуется приобрести еще 6 регуляторов температуры. Ваш ассистент утверждает, что, очевидно, их следует закупить на заво­ де № 2. Считаете ли вы, что приборы этого завода действительно наилучшие?

3.29. Примените критерий Бартлетта к следующим данным Дорсея и Роузе, измерявшим отношение электромагнитных и элек­ тростатических единиц электричества. В течение наблюдений они неоднократно собирали, разбирали и чистили свой прибор.

Группа данных

Число наблюдений

Дисперсия х 108

1

11

1,5636

2

8

1,1250

3

6

3,7666

4

24

4,1721

5

15

4,2666

Являются ли дисперсии однородными?

3.30. Семь пар образцов двух различных полупроводниковых схем испытывались на максимальный выходной ток; были получены следующие данные (в амперах):