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：
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
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：
，
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。
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（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，，
2）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。
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
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、2.774
12．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%。
文献检索第一次作业参考答案
第一次作业 1、什么是文献？科技文献包括有哪些类型的出版物（十大文献源）？ 文献是记录知识的一切载体。具体地说，文献是将知识、信息用文字、符号、图像、音频等记录在一定的物质载体上的结合体。 科技文献按出版形式划分：连续出版物（期刊、报纸）、图书、科技报告、会议文献、标准文献、专利文献、学位论文、政府出版物、产品资料、档案文 献十大类型。 2、专利申请须具备哪“三性”，请简要说明。并简述我国的专利审查制度。 专利申请必须具备的三星“新颖性、创造性、实用性”。 新颖性：是指在专利申请日以前没有同样的发明或实用新型，在国内外出 版物上没有公开发表过，这是第一个标准，第二标准，是指在国内没有公开使 用或者说以其他方式为公众所知。 创造性：根据中国专利法对创造性的定义，是指同申请日以前已有的技术 相比，发明有突出的实质特点和显著的进步。 实用性：是指发明或者实用新型能够创造或者使用，并且能够产生积极效果。能够制造或者使用，就是它能够工业批量地制造出来。 我国专利法规定：发明专利、实用新型专利和外观设计专利。依据《专 利法》，发明专利申请的审批程序包括：受理、初步审查阶段、公布、实审 以及授权5个阶段，实用新型和外观设计申请不进行早期公布和实质审查， 只有3个阶段。 受理阶段 专利局收到专利申请后进行审查，如果符合受理条件，专利局将确定申 请日，给予申请号，并且核实过文件清单后，发出受理通知书，通知申请人。如果申请文件未打字、印刷或字迹不清、有涂改的;或者附图及图片未用绘 图工具和黑色墨水绘制、照片模糊不清有涂改的;或者申请文件不齐备的;或 者请求书中缺申请人姓名或名称及地址不详的;或专利申请类别不明确或无 法确定的，以及外国单位和个人未经涉外专利代理机构直接寄来的专利申请 不予受理。 初步审查阶段 经受理后的专利申请按照规定缴纳申请费的，自动进入初审阶段。初审 前发明专利申请首先要进行保密审查，需要保密的，按保密程序处理。 在初审是要对申请是否存在明显缺陷进行审查，主要包括审查内容是否 属于《专利法》中不授予专利权的范围，是否明显缺乏技术内容不能构成技 术方案，是否缺乏单一性，申请文件是否齐备及格式是否符合要求。若是外 国申请人还要进行资格审查及申请手续审查。不合格的，专利局将通知申请 人在规定的期限内补正或陈述意见，逾期不答复的，申请将被视为撤回。经
实验设计习题带答案
一、（10分）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出： （1）实验思路， （2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组） 二、（12分）已知某种昆虫的有眼（A）与无眼（a）、正常刚毛（B）与小刚毛（b）、正常翅（E）与斑翅（e）这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题： （1）若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。（要求：写出实验思路、预期结果、得出结论） （2）假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。（要求：写出实验思路、预期结果、得出结论） 三、遗传学家在两个纯种小鼠品系中均发现了眼睛变小的隐形突变个体，欲通过一代杂交实验确定这两个隐性突变基因是否为同一基因的等位基因，写出实验思路。 四、等位基因A和a可能位于X染色体上，也可能位于常染色体上。假设某女孩的基因型是X A X A或AA，其祖父的基因型是或Aa，祖母的基因型是或Aa，外祖父的基因型是或Aa，外祖母的基因型是或Aa。 不考虑基因突变和染色体变异，请回答下列问题： （1）如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的2个显性基因A来自于祖辈4人中的具体哪两个人？为什么？。 （2）如果这对等位基因位于X染色体上，那么可判断该女孩两个中的一个必然来自 于（填“祖父”或“祖母”），判断依据是；此外，（填“能”或“不能”）确定另一个来自于外祖父还是外祖母。 五、果蝇是遗传学实验的好材料，某生物兴趣小组用果蝇做了如下实验。（12分） （1）该小组做染色体组型实验时，发现了一种性染色体组成为XYY的雄果蝇，你认为这种雄果蝇形成的原因为。（2分）
数据分析期末试题及答案
数据分析期末试题及答案 一、人口现状.sav数据中是1992年亚洲各国家和地区平均寿命(y)、按购买力计算的人均GDP(x1)、成人识字率(x2)，一岁儿童疫苗接种率(x3)的数据，试用多元回归分析的方法分析各国家和地区平均寿命与人均GDP、成人识字率、一岁儿童疫苗接种率的关系。(25分) 解： 1.通过分别绘制地区平均寿命(y)、按购买力计算的人均GDP(x1)、成人识字率(x2)，一岁儿童疫苗接种率(x3)之间散点图初步分析他们之间的关系 上图是以人均GDP(x1)为横轴，地区平均寿命(y)为纵轴的散点图，由图可知，他们之间没有呈线性关系。尝试多种模型后采用曲线估计，得出 表示地区平均寿命(y)与人均GDP(x1)的对数有线性关系
上图是以成人识字率(x2)为横轴，地区平均寿命(y)为纵轴的散点图，由图可知，他们之间基本呈正线性关系。 上图是以疫苗接种率(x3)为横轴，地区平均寿命(y)为纵轴的散点图，由图可知，他们之间没有呈线性关系 。 x）为横轴，地区平均寿命(y)为纵轴的散点图，上图是以疫苗接种率(x3)的三次方（3 3 由图可知，他们之间呈正线性关系 所以可以采用如下的线性回归方法分析。
2.线性回归 先用强行进入的方式建立如下线性方程 设Y=β0+β1*（Xi1）+β2*Xi2+β3* X+εi i=1.2 (24) 3i 其中εi（i=1.2……22）相互独立，都服从正态分布N（0，σ^2）且假设其等于方差 R值为0.952，大于0.8，表示两变量间有较强的线性关系。且表示平均寿命(y)的95.2%的信息能由人均GDP(x1)、成人识字率(x2)，一岁儿童疫苗接种率(x3)一起表示出来。 建立总体性的假设检验 提出假设检验H0：β1=β2=β3=0，H1,：其中至少有一个非零 得如下方差分析表 上表是方差分析SAS输出结果。由表知，采用的是F分布，F=58.190，对应的检验概率P值是0.000.，小于显著性水平0.05，拒绝原假设，表示总体性假设检验通过了，平均寿命(y)与人均GDP(x1)、成人识字率(x2)，一岁儿童疫苗接种率(x3)之间有高度显著的的线性回归关系。
第一次作业参考答案
第一次作业参考答案 1、、电能生产的主要特点有哪些？ 答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 2、对电力系统运行的基本要求是什么？ 答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。 3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？ 答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。 I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电； II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电； III类负荷可以停电。 4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）
答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下： G ：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV 5、为什么110KV 及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV 及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？ 答：因为110KV 及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV 电力系统的供电可靠性。 35KV 及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电 线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。 6、在下图所示的电力系统中已知KV U 3/10=φ，A U C 3530=φω,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A ，请计算所需消弧线圈的电感系数。 解： 单相接地故障时的相量图如下：
试验设计习题及答案终审稿)
试验设计习题及答案文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
【西北农林科技大学试验设计与分析复习题】员海燕版 一、名词解释(15分) 1．重复：一个条件值的每一个实现。或因素某水平值的多次实现。 2．因素：试验中要考虑的可能会对试验结果产生影响的条件。常用大写字母表示。 3．水平：因素所处的不同状态或数值。 4．处理：试验中各个因素的每一水平所形成的组合 5．响应：试验的结果称为响应； 响应函数：试验指标与因素之间的定量关系用模型ε+=),,(1n x x f y 表示，其中 ),,(1n x x f y =是因素的值n x x ,,1 的函数，称为响应函数。 6．正交表：是根据均衡分散的思想，运用组合数学理论在拉丁方和正交拉丁方的基础上构造的一种表格。 7．试验指标：衡量试验结果好坏的指标 8．随机误差：在试验中总存在一些不可控制的因素，它们的综合作用称为～ 9．交互作用：一般地说，如果一个因素对试验指标的影响与另一个因素所取的水平有关，就称这两个因素有交互作用。 10．试验设计：是研究如何合理地安排试验，取得数据，然后进行综合的科学分析，从而达到尽快获得最优方案的目的。 11．试验单元：在试验中能施以不同处理的材料单元。 12．拉丁方格：用拉丁字母排列起来的方格，要求每个字母不论在方格的行内还是列内都只出现一次。 13．综合平衡法：先对各项指标进行分析，找出其较优生产条件，然后将各项指标的较优生产条件综合平衡，找出兼顾各项指标都尽可能好的生产条件的方法。 14．综合评分法：是用评分的方法，将多个指标综合成单一的指标---得分，用每次试验的得分来代表试验的结果，用各号试验的分数作为数据进行分析的方法。 15．信噪比：信号功率与噪声功率之比。 16．并列法：是由相同水平正交表构造水平数不同的正交表的一种方法。 17．拟水平法：是对水平数较少的因素虚拟一些水平使之能排在正交表的多水平列上 的一种方法。 18．直和法：是先把一部分因素和水平放在第一张正交表上进行试验，如果试验结果 达不到要求，再利用第一阶段试验结果提供的信息，在第二张正交表上安排下一 阶段的试验，最后再对两张正交表上的结果进行统一分析的方法。 19．直积法: 在某些试验设计中，试验因素常可分为几类，为了考察其中某两类因素 间的交互作用，常采用的把两类因素所用的两张正交表垂直叠在一起进行设计和 分析的一种方法。 20．稳健设计：为了减少质量波动,寻找使得质量波动达到最小的可控因素的水平组合 二、简答题(10分) 1．试验设计的基本原则是什么？ 答：一是重复，即一个条件值的每一个实现。作用是提高估计和检验的精度 二是随机化，是通过试验材料的随机分配及试验顺序的随机决定来实现的 三是区组化，也就是局部控制。