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研究生《应用数理统计基础》庄楚强 四五章部分课后答案

4-45. 自动车床加工中轴,从成品中抽取11根,并测得它们的直径(mm )如下: 10.52,10.41,10.32,10.18,10.64,10.77,10.82,10.67,10.59,10.38,10.49试用W 检验法检验这批零件的直径是否服从正态分布?(显著性水平05.0=α)(参考数据:)4-45. 解:数据的顺序统计量为:10.18,10.32,10.38,10.41,10.49,10.52,10.59,10.64,10.67,10.77,10.82所以 6131.0][)()1(51)(=-=-+=∑k k n k k x x aL , 又 5264.10=x , 得38197.0)(1112=-∑=i ix x故 984.0)(11122=-=∑=i ix xLW , 又 当n = 11 时,85.005.0=W 即有 105.0<<W W , 从而 接受正态假设,亦即 零件直径服从正态分布。

4-47. 甲、乙两个车间生产同一种产品,要比较这种产品的某项指标波动的情况,从这两个在05.0=α下,用符号检验法检验假设“这两个车间所生产的产品的该项指标的波动性情况的分布重合”。

(参考数据:) 4-47. 解: 在05.0=α下, 检验假设 )()()()(211210x F x F H x F x F H ≠=:;:由上表知:2,11==-+n n ,13=+=⇒-+n n n查 13=n ,05.0=α的符号检验表, 得 临界值5.2=αS , 而 2},min{==-+n n S , 即:αS S <, 故 拒绝0H 即 认为这两车间所生产的产品的该项指标波动情况不同.4-51. 对核动力工厂的某类仪器实施甲、乙两种不同的维修方案,现观测到两组失效时间(单位:小时)如下表所示:在显著性水平05.0=α下,用游程检验法(两种方法)检验这两种维修方案是否有一种维修方案显著地优于另一种方案? (参考数据:) 4-51. 解:(1)基于游程总个数R 的检验法设 甲仪器失效时间ξ服从分布)(1x F ,乙仪器失效时间η服从分布)(2x F 。

检验问题 )()(210x F x F H =:将ξ、η混排(ξ的样本值带下划线)得:3 7 8 10 25 26 27 28 29 30 35 42 72 84 101 150 即 游程总个数 R = 5而 当821==n n ,05.0=α时,605.0,1=R所以 05.0,1R R < ,故 拒绝0H ,认为这两种维修方案有一种维修方案显著地优于另一种方案。

习题5:5-5. 某建材实验室在作陶粒混凝土强度实验中,考察每立方米混凝土的水泥用量x (kg)对 28天后的混凝土抗压强度)(2cm kg η的影响,测得数据如下:x 抗压强度是多少?(2)检验线性回归效果的显著性(05.0=α);(3)求回归系数b 的区间估计(置信度为95.01=-α);(4)求kg x 2250=时,0η的预测值及预测区间(置信度为95.01=-α)。

(参考数据:) 5-5. 解:解:(1)计算得5186002=∑i x , 205121==∑i x x , 6.72121==∑i y y ,182943=∑iiyx ,84.645722=∑i y ,所以 1430020512518600222=⋅-=-=∑x n xl ixx43476.7220512182943=⋅⋅-=-=∑y x n y xl i ixy有 304.0143004347ˆ===xxxy l l b , 28.10205304.07206ˆˆ=⋅-=-=x by a 故 η对x 的回归直线方程为:x y 304.028.10ˆ+= 。

而 x x y 304.028.10)(ˆ+=, )1(304.028.10)1(ˆ++=+x x y , 所以 每立方米混凝土中增加1kg 水泥时,可提高的抗压强度是:304.0)(ˆ)1(ˆ=-+x y x y (2)检验假设 00=b H :. 用T 检验法:由 72.13236.721284.64572222=⋅-=-=∑y n yl iyy2ˆ*-=n S e σ466.02ˆ2=--=n l b l xxyy得 0174.7814300466.0304.0ˆˆ*===xxl bt σ而 2281.2)10()212()2(975.0975.021==-=--t t n tα即有 )2(21->-n tt α所以 拒绝0H ,即 认为线性回归效果显著。

(3)由于 b 的α-1置信区间为:)ˆ)2(ˆ(*21xx l n t bσα-±-所以 当05.0=α时,有:)ˆ)10(304.0(*975.0xx l t σ±)3127.0,2953.0()00868.0304.0()14300466.02281.2304.0()ˆ)10(304.0(*975.0=±=⋅±=±=xx l t σ(4)当 2250=x 时,0η的预测值为68.78225304.028.10ˆ0=⋅+=y由于 0η的α-1预测区间为:))(ˆ,)(ˆ(0000x y x yδδ+- ))(11)2(ˆˆ,)(11)2(ˆˆ(2021020210xxxxl x x nn t yl x x nn t y-++-+-++--=-*-*αασσ所以 当05.0=α时,有:09455.114300)205225(12112281.2466.0)(11)2(ˆ)(220210=-++⋅⋅=-++-=-*xxl x x nn t x ασδ即得 所求预测区间为:)7746.79,5855.77( 。

5-14. 在彩色显影中,根据以往的经验,形成染料光学密度η与析出银的光学密度x 之间有下面类型的关系:)0(<=b ae y xb通过11次试验得到下面数据:5-14. 解:两边对x bae y =取对数,有:xb a y +=ln ln ,作变换y z ln =,xt a A1,ln ==, 得 bt A z +=将数据整理如下表:计算得:947.7111111==∑=i itt ;731.6111111-==∑=i i z z ;583.49611)()(111111∑∑==-=⋅-=--=i i ii i iz t z t z tz z t tl ;681.340611)(111221112∑∑===⋅-=-=i ii it t ttt tl .所以 146.0681.3406583.496ˆ-=-==tt z t l l b; 532.0ˆˆ=-=t b z A. 得 t z⋅-=146.0532.0ˆ . 换 t x e a e yA z 1,73.1ˆ,ˆˆˆ==== 故得 回归方程为: xe y146.073.1ˆ-⋅=且 回归方程的残差平方和为:006.0)ˆ(1112=-=∑=i i ie yyS . 习题6:6-2. 现有某种型号的电池3批,它们分别是甲、乙、丙3个厂生产的,为评论其质量,各随机抽取5只电池为样品,经试验得其寿命(h )如下表所示:试在显著性水平05.0=α下,检验电池的平均寿命有无显著差异。

(略:若差异是显著的,检验哪些工厂之间有显著差异,并求21μμ-、31μμ-和32μμ-的95%置信区间。

) (参考数据:) 6-2. 解:检验问题 3210μμμ==:H=T S nTi j ij 231512-=∑∑==ξ83215585236472=-=6.615155856.234305122312=-=-=∑=∙nTTS i i A4.2166.615832=-=-=A T e S S S 所以 07.17)315(4.216)13(6.615)()1(=--=--=r n S r S F e A而 89.3)12,2()315,13(),1(95.005.011==--=----F F r n r F α 即:95.0F F > 故 拒绝0H ,即 认为电池的平均寿命有显著差异.方差分析表如下:方差来源 平方和S自由度f均方和SF 值显著性或 4.216312==∑=i i i e S n S , 832)(31512=-=∑∑==i j ijT S ξξ,6.6154.216832=-=-=e T A S S S 所以 07.17)315(4.216)13(6.615)()1(=--=--=r n S r S F e A而 89.3)12,2()315,13(),1(95.005.011==--=----F F r n r F α 即:95.0F F > 故 拒绝0H ,即 认为电池的平均寿命有显著差异.6-3. 用3种不同的小球测定引力常数的试验结果如下表所示(单位:221110kgmN ⋅-):试问:不同小球对引力常数的测定有无显著影响?(显著性水平01.0=α) (略:并求并求12μμ-、13μμ-和32μμ-的95%置信区间。

) (参考数据:)6-3. 解:检验问题 3210μμμ==:H=T S nTi j ij231512-=∑∑==ξ000709.0= 000568.0512312=-=∑=∙nTTS i i A000141.0=-=A T e S S S 所以 2.26)316(000141.0)13(000568.0)()1(=--=--=r n S r S F e A而 7.6)13,2()316,13(),1(99.001.011==--=----F F r n r F α 即:95.0F F >故 拒绝0H ,即 认为不同小球对引力常数的测定有显著影响.或 000141.0312==∑=i i ie Sn S , 000709.0)(31512=-=∑∑==i j ijT S ξξ, 000568.0000141.0000709.0=-=-=e T A S S S所以 2.26)316(000141.0)13(000568.0)()1(=--=--=r n S r S F e A而 7.6)13,2()316,13(),1(99.001.011==--=----F F r n r F α 即:95.0F F >故 拒绝0H ,即 认为不同小球对引力常数的测定有显著影响.方差分析表如下:6-15. 选矿用的油膏的配方对矿石回收率有很大影响,为了提高回收率,分别选取油膏的3种成分的2种水平,所选因素、水平如下表所示:选用正交表)2(34L 来安排试验,结果由1到4号试验的回收率顺次为72,58,78,84,试分析试验结果。

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