Файл: Кориков А.М. Математические методы планирования эксперимента учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 155

Скачиваний: 0

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

где .< - число ра'-личза опытов (числе отрск катрица);

•V - "золе паряллелькых(повторных) опнгов в i. -ой стро­

ке матрицы;

ц- среднее арягёйетэтескее аз г.. ^раллельккх' опн-сз;

ц,. -

предсказанное

гк> у^агчеяяг

сличение 3 I - я

спкгм> ,

Смкс; ЭТОЙ формула очень зр-опт: разлячл» мезгу

sEcrte-

ргмзнтальншл и гасчетннм зпдченлзм ^-«-а'-тег

там бег&дптй

вес, чем больие число повторных сгатсв.

 

 

 

 

 

 

Адекватность

линейного

уразнеякя

матет

тгрг; орать

z

другим путем. Очевидно,,

что

кезфрапче;??

^-

,

оир-сД-э.^яшй

со результатам полного

ч дробного факторного

окелгрсанта,

всегда язлязтея оценкой;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0„

Ъ_

-

' ~

•?>• : .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

! <3

;

- i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С другой стереги, величала "о„ является спек;:о2 резуль­

тата опыта :?а основном уровне. Поэтому

е с ж . зыггалки?!-

 

опыт па ессозном уровне,

г . з . получить

ц3

,

и найти

раз­

ницу

i

ц^.}, то эта

величина язляется .оценке?: су&глп

 

^вадратичнвх членов з

урагнепии регрессия. Зслл

разность

: , -

ц9 )

велика,

ланеЗнжл

уравнением пользоваться

нель­

з я ; если мала - возможное

использования линейного

ураз-

"зь^:

нз

исключена, гначагоста "азличпя

ьтезду 6

i

у

вкз-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

i "

 

д: :ден::тл :;: - -критерию Стьюдепта:


- 5 9 -

t № i « _

I'D, -ч,\чПГ

где ЬЭД- Среднеквадратичная ошибка воспроизводимости,

определенная при | степенях свобода.

Гипотеза об адекватности уравнения принимается в слу­ чае, когда

"t-pacs ^ "^т&бл

§ 2-4. П р о в е р к а

з н а ч и м о с т и

к о э ф ф и ц и е н т о в

Проверка значимости коэффициентов регрессии осущест­ вляется двумя равноценными способами: проверкой по t - -кри­ терию Стьюдеята иди построением доверительного интервала.

Прежде всего надо, конечно, найти оценки дисперсии коэффициентов регрессии ^{^-J* Обозначим через |Ь матри­

цу-столбец теоретических (истинных) значений коэффициентов регрессии, jb = м{в} , здесь и всюду ниже М означает ма­ тематическое ожидание. Введем матрицу-столбец д = У -"

-М{у)с независимыми нормально распределенными компонен­

тами, имеющими дисперсии

• Так как

в ~ ( х т х ) ~ 1 х т у ,

то справедлива следующая цепочка равенств

М { ( 5 - р)( Ь-jb)T} - М {{Xх Xf Хт д[(xT lj"f Хг4)= - М { ( Х т Х ) н Х т д ( Х т д ) т [ ( Х т Х ) - Т } -


 

- 60

-

«

M { ( Х т х Г Х ? д д т X ; Х Т Х ) - 1 }

-

= ( х т х г 1 х т м { д д т ) х ; х т х ) - 1 =

-

( Х Т Х ^ Х т Е б 2 { ^ ) Х ( Х Т Х . Г 1

- l X T I ) " V f y ) .

При проведении

преобразований

здесь используется то обсто­

ятельство, что

матрица

( Х Т Х )

симметрична и,

следователь­

но

 

 

 

 

 

а также то, что в силу

статистической" независимости

ком­

понент вектора

Д матрица М { д Д т } = Е ^ { ^ f

» где

Е -

-единичная матрица.

Вразвернутом виде соотношение

M\[B-jb)ib-[b)T } = ^ X T X ) - 1 6 ^ }

запишется так

•г

 

 

сохгфЛ

б 1

. . . с о и - (6, W

 

'01

C ok.

 

 

 

 

 

" 1 1

 

 

Отсюда мы видим, что

 

 

4

V - J

- C; « * { » ) •

( 2 . I I )

 

 

 

(2.12)

и коэффициент

корреляции

 


-

61

-

 

C i j

 

 

 

V c . г..

 

 

(2.13)

Диагональные элементы матрица

(X X)

определяют дис­

персии коэффициентов регрессии,

недиагональные элементы -

ковариации соответствующих им коэффициентов регрессии. По­

этому матрица

ТХ)~* обычно называется м а т р и ц е й

о ш и б о к ,

или к о р р е л я ц и о н н о й

м а т р и ­

ц е й ' .

 

 

Из формул

( 2 . I I ) - (2.13) получаем следующие выраже­

ния для оценок дисперсии,

ковариации и коэффициентов кор­

реляции коэффициентов регрессии:

 

 

bZik)

- С и Ь » Д О .

 

( 2 . Ш )

C O i r { M j }

- 4 j

b{i)y

 

(2.128)

 

 

C i

, •

(2.13а)

 

 

ц

 

V c T c

 

 

Для ортогональных планов корреляционпая матрица (ХТ Х)""^

становится диагональной и в случае планов первого порядка,

рассмотренных в § § 1-2,

1-5, имеем

 

 

'

X

(2.

14)

т . е . дисперсии всех коэффициентов равны друг другу,

тая

 

как они зависят только от ошибки опыта и числа опытов. Ко­ эффициенты регрессии, полученные с помощью планов предыду­ щей главы, являются некоррелированными.

Формулы ( 2 . I I ) - (2.13) дают возможность расположить


-б г -

фактори, входящие Б уравнение регрессии, в зависимости от их роли з процессе. Дня этого вычисляют " t . по уравнению

(2 . 15) Факторы, имеющие большие значения " t t , оказывают более

существенное влияние на процесс. Сравнение величины " t L с

табличным значением критерия Стьюдента, взятым из таблицы П.4 Приложения, дает возможность установить, отличается ли

значимо коэффициент регрессии от нуля. Если \

окажется

меньше t T i 6 j , для выбранного уровня значимости

и числа с т е ­

пеней свобода для

, то соответствующие коэффициенты

регрессии незначимы.

 

 

Проверку значимости коэффициентов регрессии можно осу­ ществлять s построением доверительного интервала. В случае ортогонального планирования первого порядка доверительный интервал

Здесь t - табличное

значение

критерия Стьюдента

при

числе степеней свободы,

о которым определялась S * { ^ t . и

выбранном уровне значимости. .

 

 

Доверительный интервал задается верхней и нижней дове­

рительными границами

+ д о и i

^ - й ^ .

 

Коэффициент значим, если его абсолютная величина боль­

ше 'доверительного интервала.

 

 

Если некоторые коэффициенты регрессии признаны

незна-

 

 

 

 

-

5 i

-

 

 

 

 

 

 

4i^c.:v;.,

гс-

;-;-c^t.—-vsyx'isie члены

могут

быть вкзедвя»

z:;

сс~

-зтсза ypaitK2H-«r, Згу процедуру

Ееобхоглжэ производи

с

 

- ; с '-

-.'•

•-'•-von-io я сссровожда'хь аогторяык зкчколенаек

зос41'*Щиек2Сз

^равййния к кроззряо* адекватноетя нового

ургг-

згг.яя с.-«к«рьл!ентаяьным дг-.чннм.- При наличии значительной

г

ксн.рчыыцки кс-:хду к-ээф£щиектйми регрессия величиск

остагь-

ных л-.-.-йк.-квкгоз регрессии могут существенно изменяться,

вплоть до поременя ьнака, Сртогснаяьное г-ланировакдэ по-

 

зьоляв,? :х-5е.*ать различных непркя';-ностей при статистичес­

кой обработке

данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 2 - 5,

И а г е"'р с р е т а д и я

р

е з

у л

ь ­

 

 

 

 

 

 

т а т о в

 

 

 

 

 

 

интерпретация модели -

это

ее

естественное

($язяческое"

истолкованиеили, точнее говоря, это терезод моделг с аб­

страктно хо ттеяатического

языка на я м к

экспериментатора.

Лнтерш;в;гл^я

- СЛОЕНЫЙ таорчески2 процесс

и зггэ г-к рао-

;мотр.-.-й ьросгеЗ&шй случай интерпретация адекватное яаяе2-

зой ксдел;:, 2;-эТ)^ЦЕвкш по.~::-:ока являются частными грогг-

зодге;;-; ^уккшш селишка по еоответствуюслл

пзрекс-нвт. От­

сюда г.;-!Гэ:-::'.от,

что больший

по абсолютной

величине КОЗЗЙЕ-

дзент ссють^стзре? более существенно^ изменение парамет­

ра опт.л-"тззции при изкенении данного фактора!

 

 

 

 

Задачу интерпретации решают в несколько

этапов.

 

Кг

 

г s р в о u

 

D I S S S

усганазяиБается.в

какой мере каж­

дый из а-актсров влияет на сараиегр сптимазапив. Величина

 

козйц'кцяента

регрессии - яслпчес-твеЕная

мера этого

влияния.