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《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》第三版 課后作業(yè)答案
(李春喜、姜麗娜、邵云、王文林編著)
第一章 概論(P7)
習(xí)題1.1 什么是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)?生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容和作用是什么?
答:(1)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)(biostatistics)是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法來分析和解釋生物界各種現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)調(diào)查資料,是研究生命過程中以樣本來推斷總體的一門學(xué)科。
(2)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)推斷兩大部分的內(nèi)容。其基本作用表現(xiàn)在以下四個方面:①提供整理和描述數(shù)據(jù)資料的科學(xué)方法;②確定某些性狀和特性的數(shù)量特征;③判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性;④提供由樣本推斷總體的方法;⑤提供實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些重要原則。
習(xí)題1.2 解釋以下概念:總體、個體、樣本、樣本容量、變量、參數(shù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)、效應(yīng)、互作、隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、準(zhǔn)確性、精確性。
答:(1)總體(populatian)是具有相同性質(zhì)的個體所組成的集合,是研究對象的全體。
(2)個體(individual)是組成總體的基本單元。
(3)樣本(sample)是從總體中抽出的若干個個體所構(gòu)成的集合。
(4)樣本容量(sample size)是指樣本個體的數(shù)目。
(5)變量(variable)是相同性質(zhì)的事物間表現(xiàn)差異性的某種特征。
(6)參數(shù)(parameter)是描述總體特征的數(shù)量。
(7)統(tǒng)計(jì)數(shù)(statistic)是由樣本計(jì)算所得的數(shù)值,是描述樣本特征的數(shù)量。
(8)效應(yīng)(effection)試驗(yàn)因素相對獨(dú)立的作用稱為該因素的主效應(yīng),簡稱效應(yīng)。
(9)互作(interaction)是指兩個或兩個以上處理因素間的相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)。
(10)實(shí)驗(yàn)誤差(experimental error)是指實(shí)驗(yàn)中不可控因素所引起的觀測值偏離真值的差異,可以分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。
(11)隨機(jī)誤差(random)也稱抽樣誤差或偶然誤差,它是有實(shí)驗(yàn)中許多無法控制的偶然因素所造成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間產(chǎn)生的差異,是不可避免的。隨機(jī)誤差可以通過增加抽樣或試驗(yàn)次數(shù)降低隨機(jī)誤差,但不能完全消。
(12) 系統(tǒng)誤差(systematic)也稱為片面誤差,是由于實(shí)驗(yàn)處理以外的其他條件明顯不一致所產(chǎn)生的傾向性的或定向性的偏差。系統(tǒng)誤差主要由一些相對固定的因素引起,在某種程度上是可控制的,只要試驗(yàn)工作做得精細(xì),在試驗(yàn)過程中是可以避免的。
(13) 準(zhǔn)確性(accuracy)也稱為準(zhǔn)確度,指在調(diào)查或?qū)嶒?yàn)中某一實(shí)驗(yàn)指標(biāo)或性狀的觀測值與其真值接近的程度。
(14) 精確性(precision)也稱精確度,指調(diào)查或?qū)嶒?yàn)中同一實(shí)驗(yàn)指標(biāo)或性狀的重復(fù)觀測值彼此接近程度的大小。
(15)準(zhǔn)確性是說明測定值堆真值符合程度的大小,用統(tǒng)計(jì)數(shù)接近參數(shù)真值的程度來衡量。精確性是反映多次測定值的變異程度,用樣本間的各個變量間變異程度的大小來衡量。
習(xí)題1.3 誤差與錯誤有何區(qū)別?
答:誤差是指實(shí)驗(yàn)中不可控制因素所引起的觀測值偏離真值的差異,其中隨機(jī)誤差只可以設(shè)法降低,但不能避免,系統(tǒng)誤差在某種程度上可控制、可克服的;而錯誤是指在實(shí)驗(yàn)過程中,人為的作用所引起的差錯,是完全可以避免的。
第二章 實(shí)驗(yàn)資料的整理與特征數(shù)的計(jì)算(P22、P23)
習(xí)題2.1 什么是次數(shù)分布表?什么是次數(shù)分布圖?制表和繪圖的基本步驟有哪些?制表和繪圖時應(yīng)注意些什么?
答:(1)對于一組大小不同的數(shù)據(jù)劃出等距的分組區(qū)間(稱為組距),然后將數(shù)據(jù)按其數(shù)值大小列入各個相應(yīng)的組別內(nèi),便可以出現(xiàn)一個有規(guī)律的表式,這種統(tǒng)計(jì)表稱之為次數(shù)分布表。
(2)次數(shù)分布圖是指把次數(shù)分布資料畫成圖狀,包括條形圖、餅圖、直方圖、多邊形圖和散點(diǎn)圖。
(3)制表和繪圖的基本步驟包括:①求全距;②確定組數(shù)和組距;③確定組限和組中值;④分組,編制次數(shù)分布表。
(4)制表和繪圖時需要注意的是事先確定好全距、組數(shù)、組距、各組上下限,再按觀測值的大小來歸組。
習(xí)題2.2 算數(shù)平均數(shù)與加權(quán)數(shù)形式上有何不同?為什么說它們的實(shí)質(zhì)是一致的?
答:(1)形式不同在于計(jì)算公式的不同:算數(shù)平均數(shù)的計(jì)算公式為M =;
加權(quán)平均數(shù)的計(jì)算公式為M =。
(2)因?yàn)樗鼈兎从车亩际峭唤M數(shù)據(jù)的平均水平。
習(xí)題2.3 平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差在統(tǒng)計(jì)分析中有什么作用?它們各有哪些特性?
答:(1)平均數(shù)(mean)的用處:①平均數(shù)指出了一組數(shù)據(jù)資料內(nèi)變量的中心位置,標(biāo)志著資料所代表性狀的數(shù)量水平和質(zhì)量水平;②作為樣本或資料的代表數(shù)據(jù)與其它資料進(jìn)行比較。
(2)平均數(shù)的特性:①離均差之和等于零;②離均差平方和為最小。
(3)標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation)的用處:①標(biāo)準(zhǔn)差的大小,受實(shí)驗(yàn)或調(diào)查資料中多個觀測值的影響,如果觀測值與觀測值之間差異較大,其離均差也大,因而標(biāo)準(zhǔn)差也大,反之則??;②在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差時,如果對各觀測值加上火減去一個常數(shù)a,標(biāo)準(zhǔn)差不變;如果給各觀測值乘以或除以一個常數(shù)a,則所得的標(biāo)準(zhǔn)差擴(kuò)大或縮小了a倍;③在正態(tài)分布中,一個樣本變量的分布可以作如下估計(jì): s內(nèi)的觀測值個數(shù)約占觀測值總個數(shù)的68.26%,2s內(nèi)的觀測值個數(shù)約占總個數(shù)的95.49%,3s內(nèi)的觀測值個數(shù)約占觀測值總個數(shù)的99.73%。
(4)標(biāo)準(zhǔn)差的特性: ①表示變量的離散程度,標(biāo)準(zhǔn)差小,說明變量的分布比較密集在平均數(shù)附近,標(biāo)準(zhǔn)差大,則說明變量的分布比較離散,因此,可以用標(biāo)準(zhǔn)差的大小判斷平均數(shù)代表性的強(qiáng)弱;②標(biāo)準(zhǔn)差的大小可以估計(jì)出變量的次數(shù)分布及各類觀測值在總體中所占的比例;③估計(jì)平均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤,在計(jì)算平均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤時,可根據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差代替總體標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算;④進(jìn)行平均數(shù)區(qū)間估計(jì)和變異系數(shù)的計(jì)算。
習(xí)題2.4 總統(tǒng)和樣本的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差有什么共同點(diǎn)?又有什么聯(lián)系和區(qū)別?
答:(1)總體和樣本的平均數(shù)都等于資料中各個觀測值的總和除以觀測值的個數(shù)所得的商。二者區(qū)別在于,總體平均數(shù)用表示,=,公式中分母為總體觀測值的個數(shù)N,樣本平均數(shù)用=,公式中的分分母為樣本觀測值的個數(shù)n。樣本平均數(shù)是總體平均數(shù)的無偏估計(jì)值。
(2)總體和樣本的標(biāo)準(zhǔn)差都等于離均差的平方和除以樣本容量。二者的區(qū)別在于,總體標(biāo)準(zhǔn)差用σ表示,σ=(x-x)2N,分母上總體觀測值的個數(shù)N;標(biāo)準(zhǔn)差用s表示,s=(x-x)2n-1,分母上是樣本自由度n-1。樣本標(biāo)準(zhǔn)差s是總體標(biāo)準(zhǔn)差σ的無偏估計(jì)值。
習(xí)題2.5
答:見下圖——
100例30-40歲健康男子血清總膽固醇(mol/L)的次數(shù)分布表
組限(mol/L)
組中值(mol/L)
次數(shù)
頻率
累積頻率
2.60-
2.870
2
0.02
0.02
3.10-
3.370
8
0.08
0.10
3.60-
3.850
12
0.12
0.22
4.10-
4.375
24
0.24
0.46
4.60-
4.845
20
0.20
0.66
5.10-
5.325
18
0.18
0.84
5.60-
5.825
7
0.07
0.91
6.10-
6.345
8
0.08
0.99
6.60-
0.000
0
0.00
0.99
7.10-
7.220
1
0.01
1.00
習(xí)題2.6
答:見下圖——
這100例男子的血清總膽固醇基本呈正態(tài)分布,中間4.1-5.1mol/L的最多,兩邊少,但6.6-7.1 mol/L的沒有。
習(xí)題2.7
答:見下圖——
由上表可知:平均數(shù)μ=4.7389,標(biāo)準(zhǔn)差s=0.86665,而CV=s /μ* 100% =18%
習(xí)題2.8
答:由習(xí)題2.7的表可知:中位數(shù)Median=4.6600,平均數(shù)μ=4.7389,兩數(shù)相差0.0789,符合正態(tài)分布。
習(xí)題2.9
答:分析見下圖:
由上圖可知:“24號”玉米的平均數(shù)Μ=20,標(biāo)準(zhǔn)差s=1.24722,而CV=s /Μ* 100% =6.24%;“金皇后”玉米的平均數(shù)Μ=20,標(biāo)準(zhǔn)差s=3.39935,而CV=s /Μ* 100% =17.00%,比較二者的變異系數(shù)CV,“24號”玉米的的變異系數(shù)CV 比“金皇后”玉米的小得多,說明“24號”玉米的整齊度大于“金皇后”玉米。
習(xí)題2.10
答:分析見下圖:
由上圖可知,貽貝單養(yǎng)的平均數(shù)μ1=42.46,極差R1=53-25=28.00,標(biāo)準(zhǔn)差s1=6.97579,CV1=s1 /μ1 * 100% =16.43%;貽貝與海帶混養(yǎng)的平均數(shù)μ2=52.10,極差R1=69-39=30.00,標(biāo)準(zhǔn)差s2=6.33503,CV2=s2 /μ2* 100% =12.16%,雖然單養(yǎng)的極差較?。?8),但貽貝與海帶混養(yǎng)的平均數(shù)更大(52.10),且混養(yǎng)的變異系數(shù)更小,即其整齊度更有優(yōu)勢,由此得出,貽貝與海帶混養(yǎng)的效果更好。
第三章 概率與概率分布(P48)
習(xí)題3.1 試解釋必然事件、不可能事件和隨機(jī)事件。舉出幾個隨機(jī)事件例子。
答:(1)必然事件(certain event)是指在一定條件下必然出現(xiàn)的事件;相反,在一定條件下必然不出現(xiàn)的事件叫不可能事件(impossible);而在某些確定條件下可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn)的事件,叫隨機(jī)事件(random event)。
(2)例如,發(fā)育正常的雞蛋,在39℃下21天會孵出小雞,這是必然事件;太陽從西邊出來,這是不可能事件;給病人做血樣化驗(yàn),結(jié)果可能為陽性,也可能為陰性,這是隨機(jī)事件。
習(xí)題3.2 什么是互斥事件?什么是對立事件?什么是獨(dú)立事件?試舉例說明。
答:(1)事件A和事件B不能同時發(fā)生,即AB=V,那么稱事件A和事件B為互斥事件(mutually exclusion event),如人的ABO血型中,某個人血型可能是A型、B型、O型、AB型4中血型之一,但不可能既是A型又是B型。
(2)事件A和事件B必有一個發(fā)生,但二者不能同時發(fā)生即A+B=U,AB=V,則稱事件A與事件B為對立事件(contrary event),如拋硬幣時向上的一面不是正面就是反面。事件A與事件B的發(fā)生毫無關(guān)系。
(3)事件B的發(fā)生與事件A的發(fā)生毫無關(guān)系,則稱事件A與事件B為獨(dú)立事件(independent event),如第二胎生男生女與第一臺生男生女毫無關(guān)系。
習(xí)題3.3 什么是頻率?什么是概率?頻率如何轉(zhuǎn)化為概率?
答:(1)事件A在n次重復(fù)試驗(yàn)中發(fā)生了m次,則比值m/n稱為事件A發(fā)生的頻率(frequency),記為W(A)。
(2)事件A在n次重復(fù)試驗(yàn)中發(fā)生了m次,當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)n不斷增加時,事件A發(fā)生的頻率W(A)就越來越接近某一確定值p,則p即為事件A發(fā)生的概率(probability)。
(3)二者的關(guān)系是:當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)n充分大時,頻率轉(zhuǎn)化為概率 。
習(xí)題3.4 什么是正態(tài)分布?什么是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布?正態(tài)分布曲線有何特點(diǎn)?u和δ 對正態(tài)分布曲線有何影響?
答:(1)正態(tài)分布是一種連續(xù)型隨機(jī)變量的概率分布,它的分布特征是大多數(shù)變量圍繞在平均數(shù)左右,由平均數(shù)到分布的兩側(cè),變量數(shù)減小,即中間多,兩頭少,兩側(cè)對稱。
(2)μ=0,σ=1的正態(tài)分布為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,記為N(0,1)。
(3)正態(tài)分布具有以下特點(diǎn):①正態(tài)分布曲線是以平均數(shù)μ為峰值的曲線,當(dāng)x=μ時,f(x)取最大值;②正態(tài)分布是以μ為中心向左右兩側(cè)對稱的分布 ③的絕對值越大,f(x)值就越小,但f(x)永遠(yuǎn)不會等于0,所以正態(tài)分布以x軸為漸近線,x的取值區(qū)間為(-∞,+∞); ④正態(tài)分布曲線完全由參數(shù)μ和s來決定 ⑤正態(tài)分布曲線在x=μs處各有一個拐點(diǎn);⑥正態(tài)分布曲線與x軸所圍成的面積必定等于1。
(4)正態(tài)分布具有兩個參數(shù)μ和s,μ決定正態(tài)分布曲線在x軸上的中心位置,μ減小曲線左移,增大則曲線右移;s決定正態(tài)分布曲線的展開程度,s越小曲線展開程度越小,曲線越陡,s越大曲線展開程度越大,曲線越矮寬。
習(xí)題3.5
答:查附表1可得:
(1)P=(0.3<μ<1.8)=F(μ=1.8)-F(μ=0.3)=0.96407-0.6107=0.3533
(2)P=(-1<μ<1)=F(μ=1)-F(μ=-1)=0.8413-0.1587=0.6826
(3)P=(-2<μ<2)=F(μ=2)-F(μ=-2)=0.97725-0.02275=0.9545
(4)P=(-1.96<μ<1.96)=F(μ=1.96)-F(μ=-1.96)=0.97500-0.02500=0.9500
(5)P=(-2.58<μ<2.58)=F(μ=2.58)-F(μ=-2.58)=0.99506-0.00494=0.9901
習(xí)題3.6
解:因?yàn)閤服從μ=4,σ=4的正太分布N(4,16),故通過標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換公式u=可轉(zhuǎn)化為:
(1) P(-3
-1.5)→→ P(μ>-1.375)≈P(μ>-1.38)
P=(μ>-1.38)=1-F(μ= -1.38)=1-0.08379=0.91621
(4) P(x≥-1)→→ P(μ>-1.25)
P=(μ≥-1.25)=1-F(μ= -1.25)=1-0.1056=0.89440
習(xí)題3.7
解:(1) 根據(jù)基因分離定律和基因自由組合定律可知:F1代非糯稻W(wǎng)w與糯稻ww回交,F(xiàn)2代糯稻和非糯稻的概率均為1/2,其中糯稻有200*1/2=100株,非糯稻有200*1/2=100株。
(2) 糯稻為2000*1/4=500株,非糯稻為2000*3/4=1500株。
習(xí)題3.8
解:由題意可知這種遺傳符合泊松分布,P=0.0036
(1) ∵Px=e-λλxx!, λ= np =200*0.0036=0.72,
∴P (1) =0.721*e-0.45 / 1!= 0.72* e-0.45 =0.4591
(2) 調(diào)查的株數(shù)n應(yīng)滿足e-λ=e-np =0.01
因此n = =≈1280 (株)
習(xí)題3.9
解:此題符合二項(xiàng)分布,n=5,p=0.425,q=1-0.425=0.575
故 “四死一生”的概率P(4)= p4q1 = 5*0.425 4*0.5751 = 0.09378
習(xí)題3.10
解:設(shè)x服從這一正態(tài)分布。因?yàn)閤服從μ=16,σ=2的正太分布N(16,4),故通過標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換公式u=可轉(zhuǎn)化為:
(1) P(1020)→→ P(μ<-2) 或P(μ>2)
∵P1=(μ<-2)=F(μ=-2)=0.02275
P2=(μ>2)=1-F(μ=2)=1-0.97725=0.02275
∴P1 (μ<-2) 或P2 (μ>2)的總概率P=P1+ P2=0.02275+0.02275=0.04550
∴小于12或大于20的數(shù)據(jù)的百分?jǐn)?shù)為4.55%。
習(xí)題3.11
解:(1)查附表3可知,當(dāng)df =5時:
① P (t= 2.571)=0.05,故P (t≤-2.571)=0.05/2=0.025
② P (t= 4.032)=0.01,故P (t>4.032)=0.01/2=0.005
(2)查附表4可知,當(dāng)df =2時:
① P (= 0.05) =0.975,故P (≤0.05) =0.975
② P (= 5.99) =0.05,故P (>5.99) =1-0.05=0.95
③ ∵P (= 0.05) =0.975,故P >0.05) = 1-0.975=0.025
P (= 7.38) = 0.025,故P (<7.38) =0.025
∴P (0.05<<7.38)= P (<7.38) - P (>0.05)=0.025-0.025=0
(3)查附表5可知,當(dāng)df1 =3,df2 =10時:
① P (F>3.71)=0.05
②P (F>6.55)=0.01
第四章 統(tǒng)計(jì)推斷(P78-79)
習(xí)題4.1 什么是統(tǒng)計(jì)推斷?統(tǒng)計(jì)推斷有哪兩種?其含義是什么?
答:(1)統(tǒng)計(jì)推斷(statistical inference)是根據(jù)總體理論分布由一個樣本或一系列樣本所得的結(jié)果來推斷總體特征的過程。
(2)統(tǒng)計(jì)推斷主要包括參數(shù)估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)兩個方面。
(3)①假設(shè)檢驗(yàn)是根據(jù)總體的理論分布和小概率原理,對未知或不完全知道的總體提出兩種彼此對立的假設(shè),然后由樣本的實(shí)際結(jié)果,經(jīng)過一定的計(jì)算,作出在一定概率水平(或顯著水平)上應(yīng)該接受或否定的哪種假設(shè)的推斷。
②參數(shù)估計(jì)則是由樣本結(jié)果對總體參數(shù)在一定概率水平下所做出的估計(jì)。參數(shù)估計(jì)包括點(diǎn)估計(jì)(point estimation)和區(qū)間估計(jì)(interval estimation)。
習(xí)題4.2 什么是小概率原理?它在假設(shè)檢驗(yàn)中有什么作用?
答:(1)小概率原理(little probability)是指概率很小的事件在一次試驗(yàn)中被認(rèn)為是幾乎不可能會發(fā)生的,一般統(tǒng)計(jì)學(xué)中常把概率概率小于0.05或0.01的事件作為小概率事件。
(2) 它是假設(shè)檢驗(yàn)的依據(jù),如果在無效假設(shè)H0成立的條件,某事件的概率大于0.05或0.01,說明無效假設(shè)成立,則接受H0,否定HA;如果某事件的概率小于0.05或0.01,說明無效假設(shè)不成立,則否定H0,接受HA。
習(xí)題4.3 假設(shè)檢驗(yàn)中的兩類錯誤是什么?如何才能少犯兩類錯誤?
答:(1)在假設(shè)檢驗(yàn)中如果H0是真實(shí)的,檢驗(yàn)后卻否定了它,就犯了第一類錯誤,即α錯誤或棄真錯誤;如果H0不是真實(shí)的,檢驗(yàn)后卻接受了它,就犯了第二類錯誤,即β錯誤或納偽錯誤。
(3) 假設(shè)檢驗(yàn)中的兩類錯誤是棄真錯誤和取偽錯誤。為了減少犯兩類錯誤的概率要做到:①顯著水平α的取值不可以太高也不可太低,一般去0.05作為小概率比較合適,這樣可以使犯兩類錯誤的概率都比較??;②盡量增加樣本容量,并選擇合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和正確的實(shí)驗(yàn)技術(shù),以減小標(biāo)準(zhǔn)誤,減少兩類錯誤。
習(xí)題4.4 什么叫區(qū)間估計(jì)?什么叫點(diǎn)估計(jì)?置信度與區(qū)間估計(jì)有什么關(guān)系?
答:(1)區(qū)間估計(jì)(interval estimation)指根據(jù)一個樣本的觀測值給出總體參數(shù)的估計(jì)范圍,給出總體參數(shù)落在這一區(qū)間的概率。
(2)點(diǎn)估計(jì)(point estimation)是指從總體中抽取一個樣本,根據(jù)樣本的統(tǒng)計(jì)量對總體的未知參數(shù)作出一個數(shù)值點(diǎn)的估計(jì)。
(3)置信度與區(qū)間估計(jì)的關(guān)系為;對于同一總體,置信度越大,置信區(qū)間就越小,置信度越小,置信區(qū)間越大。
習(xí)題4.5
解:(1)①假設(shè),即改變餌料后對蝦體重?zé)o顯著變化;
,即改變餌料后對蝦體重顯著變化。
②由于置信度,確定顯著水平。
③計(jì)算統(tǒng)計(jì)量:
④作出推斷:由于,否定,接受。認(rèn)為改變餌料后對蝦體重顯著變。
(2)鮮活與人工配餌料各半喂養(yǎng)方式對蝦體重的點(diǎn)估計(jì)為:
(3)鮮活與人工配合餌料各半喂養(yǎng)方式下對蝦體重的區(qū)間估計(jì)為:
推斷:認(rèn)為采用鮮活與人工配合餌料各半喂養(yǎng)方式下對蝦體重為19.7648~20.2352g,這個估計(jì)置信度為95%。
習(xí)題4.6
解: (1)假設(shè)H0:該測定結(jié)果與常規(guī)枝條含氮量沒有顯著差異;
HA:該測定結(jié)果與常規(guī)枝條含氮量有顯著差異。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS單樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.719>α=0.05 ,故接受原假設(shè)即接受H0,否定HA認(rèn)為該測定結(jié)果與常規(guī)枝條含氮量沒有顯著差異。
習(xí)題4.7
解:本題中,s1=25.4,n1=128,s2=46.8,n2=69
(1)假設(shè) ,即三化螟兩代每卵塊的卵數(shù)沒有顯著差異;
,即三化螟兩代每卵數(shù)有顯著差異。
(2)確定顯著性水平。
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量:
(4)作出推斷:因?yàn)?,否定,接受。認(rèn)為三化螟兩代每卵塊的卵數(shù)有極顯著差異。
習(xí)題4.8
解: 首先作F檢驗(yàn)
(1)假設(shè)H0:即北方、南方動物鳥翅長變異一樣;
HA:即北方、南方動物鳥翅長變異不一樣。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.561>α=0.05 ,故接受原假設(shè)即接受H0,否定HA ,即北方、南方動物鳥翅長具有同質(zhì)性。
再進(jìn)行平均值的檢驗(yàn):
(1)假設(shè)H0:即北方、南方動物鳥翅長沒有顯著差異;
HA:即北方、南方動物鳥翅長有顯著差異。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4) 作出推斷:由上表可知 P=0.886>α=0.05 ,故接受原假設(shè)即接受H0,否定HA,認(rèn)為 北方、南方的動物鳥翅沒有顯著差異。
習(xí)題4.9
解:(1)假設(shè)H0:即治療前后血壓沒有顯著差異;
HA:即治療前后血壓有顯著差異。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS配對樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知:P值為0.000 <α=0.05 ,故否定H0,接受HA認(rèn)為中草藥青木香治療高血壓的效果達(dá)到極顯著水平。
習(xí)題4.10
解:(1)假設(shè)H0:即兩種病毒的致病力沒有顯著差異;
HA:即兩種病毒的致病力有顯著差異。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS配對樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知:P=0.034 <α=0.05,故否定H0,接受HA;認(rèn)為兩種病毒的致病力間的差異達(dá)到顯著水平。
習(xí)題4.11
解:檢驗(yàn)該批棉花種子是否合格
(1)假設(shè)H0:P≤0.8,即該批棉花種子不合格;
HA:P > 0.8,即該批棉花種子合格
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.261 >α=0.05,故接受H0,否定HA;認(rèn)為該批棉花種子不合格。
習(xí)題4.12
解:(1)假設(shè)H0:即兩醫(yī)院乳腺癌手術(shù)后5年的生存率間沒有顯著差異;
HA:即兩醫(yī)院乳腺癌手術(shù)后5年的生存率間有顯著差異。
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.296 >α=0.05,故接受H0,否定HA;即兩醫(yī)院乳腺癌手術(shù)后5年的生存率間未達(dá)著差異。
習(xí)題4.13
解:(1)假設(shè)H0:即兩種餌料的方差相同;
HA:即兩種餌料的方差不同
(2)確定顯著性水平α=0.05
(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量,經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知方齊次性檢驗(yàn)中P=0.523 >α=0.05,故接受H0,否定HA;認(rèn)為兩種餌料的方差具有同質(zhì)性。
第五章 χ2 檢驗(yàn) (P89-90)
習(xí)題5.1 什么是χ2檢驗(yàn)?什么情況下的假設(shè)檢驗(yàn)?
答:(1)χ2檢驗(yàn)是對樣本的頻數(shù)分布所來自的總體分布是否服從某種理論分布或某種假設(shè)分布所作的假設(shè)檢驗(yàn)。即根據(jù)樣本的頻數(shù)分布來推斷總體的分布。它屬于自由分布的非參數(shù)檢驗(yàn)。它可以處理一個因素分為多種類別,或多種因素各有多種類別的資料。所以,凡是可以應(yīng)用比率進(jìn)行檢驗(yàn)的資料,都可以用χ2檢驗(yàn)。
(2)χ2檢驗(yàn)主要有三種用途:一個樣本方差的同質(zhì)性檢驗(yàn),適合性檢驗(yàn)和獨(dú)立性檢驗(yàn)。一個樣本方差的同質(zhì)性檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)一個樣本所屬總體方差和給定總體方差是否差異顯著,適合性檢驗(yàn)是比較觀測值與理論值是否符合的假設(shè)檢驗(yàn);獨(dú)立性檢驗(yàn)是判斷兩個或兩個以上因素間是否具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的假設(shè)檢驗(yàn)。
習(xí)題5.2 χ2檢驗(yàn)的主要步驟有哪些?什么情況下需要進(jìn)行連續(xù)性矯正?
答 :(1)χ2檢驗(yàn)的步驟為:
①提出無效假設(shè)H0:觀測值與理論值的差異由抽樣誤差引起即觀測值=理論值
備擇假設(shè)HA:觀測值與理論值的差值不等于0,即觀測值≠理論值
②確定顯著水平α一般可確定為0.05或0.01
③計(jì)算樣本的χ2,求得各個理論次數(shù)Ei,并根據(jù)各實(shí)際次數(shù)Oi,代入公式,計(jì)算出樣本的χ2。
④進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。
(2)自由度時,值需進(jìn)行連續(xù)性矯正,矯正的為:
習(xí)題5.3
解:(1)H0:野兔性別比例符合1:1的比例;
HA:野兔性別比例不符合1:1的比例;
(2)選擇顯著水平為0.05
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.015 <α=0.05,故否定H0,接受HA認(rèn)為野兔性別比例不符合1:1的比例。
習(xí)題5.4
解:(1)H0:大麥F2代芒性狀表型的其比率符合9:3:4的理論比率;
HA:其比率不符合9:3:4的理論比率;
(2)選擇顯著水平為0.05
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.976 >α=0.05,故接受H0,否定HA,認(rèn)為大麥F2代芒性狀表型比率符合9:3:4的理論比率。
習(xí)題5.5
解:(1)H0:這群兒童性別比合理;
HA:這群兒童性別比不合理;
(2)選擇顯著水平為0.05
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.001<α=0.05,故否定H0,接受HA,認(rèn)為這群兒童性別比不合理。
習(xí)題5.6
解:(1)H0:兩種蘋果的耐儲性差異不顯著;
HA:兩種蘋果的耐儲性差異顯著;
(2)選擇顯著水平為0.05;
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果:
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.274>α=0.05,所以接受H0 ,否定HA,即兩種蘋果的耐儲性差異未達(dá)顯著。
習(xí)題5.7
解: (1)H0:不同小麥品種與赤霉病的發(fā)生無顯著關(guān)系;
HA:不同小麥品種與赤霉病的發(fā)生有顯著關(guān)系;
(2)選擇顯著水平為0.05;
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果
(4)作出推斷:由上表可知 P值為0.000<α=0.05,故否定H0,接受HA,說明不同小麥品種與赤霉病的發(fā)生有極顯著的關(guān)系。
習(xí)題5.8
解: (1)H0:灌溉方式與葉片衰老無關(guān);
HA:灌溉方式與葉片衰老有關(guān);
(2)選擇顯著水平為0.05;
(3)經(jīng)SPSS卡方分析得到如下結(jié)果
(4)作出推斷:由上表可知 P=0.229>α=0.05,故接受H0,否定HA說明水稻灌溉方式與葉片衰老無關(guān)。
第六章 方差分析(P128-129)
習(xí)題6.1 什么是方差分析?方差分析的基本思想是什么?進(jìn)行方差分析一般有哪些步驟?答:(1)方差分析是對兩個或多個樣本平均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn)的方法。
(2)方差分析的基本思想是將測量數(shù)據(jù)的總變異按照變異來源分為處理效應(yīng)和誤差效應(yīng),并作出數(shù)量估計(jì),在一定顯著水平下進(jìn)行比較,從而檢驗(yàn)處理效應(yīng)是否顯著。
(3)方差分析的基本步驟如下:
①將樣本數(shù)據(jù)的總平方和與自由度分解為各變異因素的平方和與自由度。
②列方差分析表進(jìn)行F檢驗(yàn),分析各變異因素在總變異中的重要程度。
③若F檢驗(yàn)顯著,對個處理平均數(shù)進(jìn)行多重比較。
習(xí)題6.2 什么是多重比較?多重比較有哪些方法?多重比較的結(jié)果如何表示?
答:(1)多個平均數(shù)兩兩間的相互比較稱為多重比較。
(2)多重比較常用的方法有最小顯著差數(shù)法(LSD法)和最小顯著極差法(LSR法),其中最小顯著極差法又有新復(fù)極差檢驗(yàn)(SSR法)和q檢驗(yàn)法。
(3)多重比較的結(jié)果常以標(biāo)記字母法和梯形法表示。
①標(biāo)記字母法是將全部平均數(shù)從大到小依次排列,然后再最大的平均數(shù)上標(biāo)字母a,將該平均數(shù)與以下各平均數(shù)相比,凡相差不顯著的都標(biāo)上字母a,直至某個與之相差顯著的則標(biāo)以字母b。再以該標(biāo)有b的平均數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),與各個比它大的平均數(shù)比較,凡差數(shù)差異不顯著的在字母a的右邊加標(biāo)字母b。然后再以標(biāo)b的最大平均數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)與以下未曾標(biāo)有字母的平均數(shù)比較,凡差數(shù)不顯著的繼續(xù)標(biāo)以字母b,直至差異顯著的平均數(shù)標(biāo)以字母c,再與上面的平均數(shù)比較。如此重復(fù)進(jìn)行,直至最小的平均數(shù)有了標(biāo)記字母,并與上面的平均數(shù)比較后為止。這樣各平均數(shù)間,凡有一個相同標(biāo)記的字母即為差異不顯著,凡具不同標(biāo)記的字母即為差異顯著。差異極顯著標(biāo)記方法同上,用大寫字母標(biāo)記。
②梯形法是將各處理的平均數(shù)差數(shù)按梯形列于表中,并將這些差數(shù)進(jìn)行比較。差數(shù)>LSD(LSR)0.05說明處理平均數(shù)間的差異達(dá)到顯著水平,在差數(shù)的右上角標(biāo)上“*”號;差數(shù)>LSD(LSR)0.01,說明處理平均數(shù)間的差異達(dá)到極顯著水平,在差數(shù)的右上角標(biāo)上“**”號。差數(shù)< LSD(LSR)0.05,說明差異不顯著。
習(xí)題6.3 方差分析有哪些基本假定?為什么有些數(shù)據(jù)需經(jīng)過轉(zhuǎn)換后才能進(jìn)行方差分析?
答:(1)方差分析有3個基本假定,即正態(tài)性、可加性和方差同質(zhì)性。方差分析有效性是建立在3個基本假定的基礎(chǔ)上的。
(2) 在研究中會出現(xiàn)一些樣本,其所來自的總體和方差分析的基本假定相抵觸,這些數(shù)據(jù)在進(jìn)行方差分析之前必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砑磾?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換來變更測量標(biāo)尺。
習(xí)題6.4
解:根據(jù)題目所給信息可知該題屬于組內(nèi)觀測次數(shù)相等的單因素方差分析,SPSS方差分析,結(jié)果如下:
不同濃度氟化鈉溶液處理芽長資料的方差分析結(jié)果見下表:
由上述方差分析計(jì)算所得到的F值達(dá)到極顯著水平,表明不同濃度氟化鈉容易處理種子后,對芽長有極顯著的影響。
用LSD法、SSR法、q法進(jìn)行多重比較的結(jié)果見下列表格:
(1)不同濃度氟化鈉處理芽長資料差異顯著性(LSD檢驗(yàn))
(2)不同濃度氟化鈉處理芽長資料差異顯著性(q法及SSR法)
多重比較的結(jié)論:用LSD法、SSR法、q法進(jìn)行多重比較的結(jié)果是相同的,多重比較結(jié)果表明,用氟化鈉浸種后,與對照相比,芽長降低,其中10μg/g與對照相比,差異不顯著;對照與50μg/g,100μg/g差異達(dá)到極顯著水平;10μg/g與50μg/g差異達(dá)顯著水平,與100μg/g差異達(dá)極顯著水平;50μg/g與100μg/g差異不顯著。
習(xí)題6.5
解:根據(jù)題目所給信息可知該題屬于組內(nèi)觀測次數(shù)不等的單因素方差分析,SPSS方差分析,結(jié)果如下:
方差分析結(jié)果見下表:
由上述方差分析計(jì)算所得到的F值達(dá)到極顯著水平,表明母豬對仔豬體重存在極顯著的影響作用。
多重比較檢驗(yàn)(LSD檢驗(yàn))如下:
多重比較結(jié)果表明,母豬對仔豬斷奶時體重有極顯著的影響,參試的3頭母豬彼此之間的差異均達(dá)極顯著水平。
習(xí)題6.6
解:根據(jù)題目所給信息可知該題是兩因素?zé)o重復(fù)觀測值得方差分析,可以分別對品種、室溫這兩個因素的效應(yīng)進(jìn)行分析,且品種、室溫均為固定因素,可依固定模型進(jìn)行分析。
以家兔品種作為因素A,該因素有4個水平;以室溫作為因素B,該因素有7個水平,經(jīng)SPSS統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如下:
經(jīng)F檢驗(yàn)結(jié)果表明:品種和室溫對家兔血糖值的影響均達(dá)極顯著水平。
多重比較(LSD檢驗(yàn))
(1)品種間比較:
LSD檢驗(yàn)結(jié)果表明,品種Ⅲ與品種Ⅰ、品種Ⅳ差異達(dá)極顯著水平;品種Ⅱ與品種Ⅳ差異達(dá)極顯著水平。
(2)室溫間比較
溫度(1=35℃,2=30℃,3=25℃,4=20℃,5=15℃,6=10℃,7=5℃。
LSD檢驗(yàn)結(jié)果表明,35℃與25℃,20℃,15℃的溫度差異均達(dá)到極顯著水平,與30℃,10℃,5℃的溫度差異達(dá)到顯著水平;30℃與20℃,15℃的溫度差異均達(dá)到極顯著水平,與35℃,25℃的溫度差異達(dá)到顯著水平,與10℃,5℃的溫度差異不顯著;25℃與35℃的溫度差異達(dá)到極顯著水平,與30℃,20℃,15℃,5℃的溫度差異達(dá)顯著水平,與10℃的溫度差異不顯著;20℃與35℃,30℃,10℃,5℃的差異達(dá)到極顯著水平,與25℃的溫度差異達(dá)到顯著水平,與15℃的溫度差異不顯著;15℃與35℃,30℃,5℃的溫度差異達(dá)到極顯著水平,與25℃,10℃的溫度差異達(dá)到顯著水平,與20C的差異不顯著;10℃與35℃,20℃,15℃的溫度差異達(dá)顯著水平,與30℃,25℃,5℃的溫度差異不顯著;5℃與20℃,15℃的溫度差異達(dá)極顯著,與35℃,30℃,25℃,10℃的溫度差異不顯著。
習(xí)題6.7
解:根據(jù)題目所給信息可知本題為有重復(fù)觀測值的二因素方差分析,原料和發(fā)酵溫度均為固定因素,可按固定模型進(jìn)行分析,以原料作為因素A,因素A有3個水平;以發(fā)酵溫度作為因素B,因素B有3個水平;每一個處理均重復(fù)4次,實(shí)驗(yàn)共有36個觀測值。經(jīng)SPSS方差分析,得到如下結(jié)果:
經(jīng)過方差分析可知:原料、溫度間的差異均達(dá)極顯著水平,原料X溫度的差異達(dá)顯著水平。
多重比較(LSD檢驗(yàn))
原料的檢驗(yàn):
溫度的檢驗(yàn):
經(jīng)過多重比較可知:該物質(zhì)比較適宜的條件是:原選A1,溫度選30℃。
習(xí)題6.8
解:根據(jù)題目所給信息可知,此題為3因素方差分析,且3個因素均為固定因素,可依固定模型進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)共有60個。經(jīng)SPSS方差分析,得到如下結(jié)果:
由方差分析F值可見:處理時間、濃度、種子,類型、處理時間X濃度、濃度X種子類型和處理時間X濃度X種子類型均達(dá)極顯著差異,而處理時間X種子類型未達(dá)顯著性差異。
第七章 抽樣原理與方法(P131-142)
習(xí)題7.1 什么叫抽樣調(diào)查?抽樣調(diào)查有什么意義?P131
答:(1)抽樣調(diào)查(sampling survey)就是采用科學(xué)的方法,從所研究的總體中抽取一定數(shù)量的個體構(gòu)成樣本,通過對樣本的調(diào)查研究,進(jìn)而對總體做出推斷的方法。
(2) 抽樣調(diào)查的意義:節(jié)省人力、物力、財力和時間的同時,減少試驗(yàn)誤差,提高試驗(yàn)的精確度,取得真實(shí)可靠的試驗(yàn)資料,為統(tǒng)計(jì)分析得出正確的推斷和結(jié)論打下基礎(chǔ)。
習(xí)題7.2 常用的抽樣調(diào)查有哪些基本方法?試比較其優(yōu)缺點(diǎn)及適用對象。
答:(1)常用的抽樣調(diào)查方法有隨機(jī)抽樣,順序抽樣和典型抽樣。
(2)隨機(jī)抽樣是指在抽樣過程中,總體內(nèi)所有個體都具有相同的被抽取的概率。由于抽樣的隨機(jī)性,可以正確的估計(jì)試驗(yàn)誤差,從而推出科學(xué)合理的結(jié)論。隨機(jī)抽樣可分為以下幾種方法:簡單隨機(jī)抽樣,分層隨機(jī)抽樣,整體抽樣和雙重抽樣。
①簡單隨機(jī)抽樣的結(jié)果可用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析,從而對總體作出推斷,并對推斷的可靠性作出度量。適用于個體間差異較小,所需抽取的樣本單位數(shù)較小的情況。對于那些具有某種趨向或差異明顯和點(diǎn)片式差異的總體不宜使用。
②分層隨機(jī)抽樣是一種混合抽樣。其特點(diǎn)是將總體按變異原因或程度劃分成若干區(qū)層,然后再用簡單隨機(jī)抽樣方法,從各區(qū)層按一定的抽樣分?jǐn)?shù)抽選抽樣單位。分層隨機(jī)抽樣具有以下優(yōu)點(diǎn):①若總體內(nèi)各抽樣單位間的差異比較明顯,可以把總體分為幾個比較同質(zhì)的區(qū)層,從而提高抽樣的準(zhǔn)確度;②分層隨機(jī)抽樣類似于隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),既運(yùn)用了隨機(jī)原理,也運(yùn)用了局部控制原理,這樣不僅可以降低抽樣誤差,也可以運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法來估算抽樣誤差。
③整體抽樣是把總體分成若干群,以群為單位,進(jìn)行隨機(jī)抽樣,對抽到的樣本作全面調(diào)查,因此也稱為整群抽樣。整體抽樣具有以下優(yōu)點(diǎn):①一個群只要一個編號,因而減少了抽樣單位編號數(shù),且因調(diào)查單位數(shù)減少,工作方便;②與簡單隨機(jī)抽樣相比較,它常常提供較為準(zhǔn)確的總體估計(jì)值,特別是害蟲危害作物這類不均勻的研究對象,采用整體抽樣更為有利;③只要各群抽選單位相等,整體抽樣也可提供總體平均數(shù)的無偏估計(jì)。
④雙重抽樣是在抽樣調(diào)查時要求隨機(jī)抽出兩個樣本,涉及兩個變量。雙重抽樣具有以下兩個優(yōu)點(diǎn):①對于復(fù)雜性狀的調(diào)查研究可以通過僅測量少量抽樣單位而獲得相應(yīng)于大量抽樣單位的精確度;②當(dāng)復(fù)雜性狀必須通過破壞性測定才能調(diào)查時,則僅有這種雙重抽樣方法可用。
(2)順序抽樣是按某種既定順序從總體中抽取一定數(shù)量的個體構(gòu)成樣本。抽樣順序的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:①可避免抽樣時受人們主觀偏見的影響,而簡便易行;②容易得到一個按比例分配的樣本;③如果樣本的觀察單位在總體分布均勻,其取樣個體在總體內(nèi)分布較均勻,這時采用順序抽樣的抽樣誤差較小。其缺點(diǎn)表現(xiàn)在:①如果總體內(nèi)存在周期性變異或單調(diào)增﹙減﹚趨勢時,則很可能會得到一個偏差很大的樣本,產(chǎn)生明顯的系統(tǒng)誤差;②順序抽樣得到的樣本并不是彼此獨(dú)立的,因此,對抽樣誤差的估計(jì)只是近似的。通過順序抽樣的方法,不能計(jì)算抽樣誤差,估計(jì)總體平均數(shù)的置信區(qū)間。
(3)典型抽樣是根據(jù)初步資料或經(jīng)驗(yàn)判斷,有意識、有目的的選取一個典型群體作為樣本進(jìn)行調(diào)查記載,以估計(jì)總體。這種抽樣方法完全依賴于調(diào)查工作者的經(jīng)驗(yàn)和技能,結(jié)果不穩(wěn)定,且沒有運(yùn)用隨機(jī)原理,因而無法估計(jì)抽樣誤差。典型抽樣多用于大規(guī)模社會經(jīng)濟(jì)調(diào)查,而在總體相對較小或要求估算抽樣誤差時,一般不采用這種方法。
習(xí)題7.3
解:本題為平均數(shù)資料樣本量的確定,由題意可知:s=3.3,允許誤差L=0.5
故n====175(頭)
答:該調(diào)查方案的樣本容量以175頭仔豬為宜。
習(xí)題7.4
解:本題為頻率資料樣本量的確定,由題意可知:p=0.15,q=1-0.15=0.85,允許誤差L=0.03
由于=,以頻率表示的標(biāo)準(zhǔn)誤
故n==567 (只)
答:該調(diào)查方案應(yīng)至少調(diào)查567只雞才能達(dá)到目的。
習(xí)題7.5
解:本題為成對資料樣本量的確定。
由題意可知:,允許誤差 ,≈2
故=(對)
因?yàn)榘瓷鲜接?jì)算時,是按n>30的計(jì)算所得,求出所需調(diào)查6對雞,還得以n=6再做進(jìn)一步計(jì)算,以取得一個穩(wěn)定的n值。
當(dāng)n=6時,自由度df=n-1=5,=2.571,則:
n=(對)
再以n=10,自由度df=10-1=9,=2.262,計(jì)算得:
n=(對)
再以n=8,自由度df=8-1=7,=2.365,計(jì)算得:
n=(對)
答:該調(diào)查方案應(yīng)至少調(diào)查8對雞才能達(dá)到目的。
習(xí)題7.6
解:本題為非成對資料樣本量的確定。
由題意可知:,允許誤差。
以α=0.05,n>30,計(jì)算,則:
再以n=14,自由度df=14+14-2=26,=2.056,計(jì)算得:
再以n=15,自由度df=15+15-2=28,=2.048,計(jì)算得:
答:該調(diào)查方案中,每組實(shí)驗(yàn)至少應(yīng)調(diào)查15條魚才能達(dá)到目的。
習(xí)題7.7
解:根據(jù)題意可知:n=10,,s=46.59,df=10-1=9,查表得=2.262
故樣本估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤(g)
其95%的置信區(qū)間為:
即這批平菇平均單重有95%的可能性在g范圍內(nèi),也就是在區(qū)間(431.474,498.126)內(nèi)。
第八章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其統(tǒng)計(jì)分析(一)(P164-165)
習(xí)題8.1 何為試驗(yàn)設(shè)計(jì)?生物學(xué)試驗(yàn)的基本要求是什么?
答:(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)(experimental design)包括廣義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。廣義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是指整個研究課題的設(shè)計(jì),包括試驗(yàn)方案的擬訂,試驗(yàn)單位的選擇,分組的排列,試驗(yàn)過程中試驗(yàn)指標(biāo)的觀察記載,試驗(yàn)資料的整理,分析等內(nèi)容;而狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)則僅是指試驗(yàn)單位的選擇、分組與排列方法。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要指狹義的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
(2)生物學(xué)試驗(yàn)的基本要求是:①試驗(yàn)?zāi)康囊鞔_;②試驗(yàn)條件要有代表性;③試驗(yàn)結(jié)果要可靠;④試驗(yàn)結(jié)果要能重演。
習(xí)題8.2 試解釋什么是處理、處理效應(yīng)、主效應(yīng)、互作?
答:(1)處理(treatment)是指對受試對象給予的某種外部干預(yù),是試驗(yàn)中實(shí)施的因子水平的一個組合,又稱為處理因素(treatment factor)。
(2)處理效應(yīng)(treatment effect)是指處理因素作用于受試對象的反應(yīng),是研究結(jié)果的最終體現(xiàn)。
(3)主效應(yīng)(main effect)是指由于因素水平的改變而造成因素效應(yīng)的改變。
(4)互作(interaction)是指兩個或兩個以上處理因素間的相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)。
習(xí)題8.3 簡述試驗(yàn)誤差的來源及其控制途徑。
答:(1)試驗(yàn)誤差的來源主要有:①試驗(yàn)材料固有的差異;②試驗(yàn)條件不一致;③操作技術(shù)不一致;④偶然性因素的影響。
(2)針對試驗(yàn)誤差來源,控制試驗(yàn)誤差的途徑主要有:①選擇純合一致的試驗(yàn)材料;②改進(jìn)操作管理制度,使之標(biāo)準(zhǔn)化;③精心選擇試驗(yàn)單位;④采用合適的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
習(xí)題8.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和作用是什么?
答:(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)有3項(xiàng)基本原則:重復(fù),隨機(jī)和局部控制。
(2)重復(fù)原則的主要作用是估計(jì)試驗(yàn)誤差,降低試驗(yàn)誤差;
隨機(jī)原則的主要作用是提供無偏的試驗(yàn)誤差估計(jì);
局部控制原則的主要作用是降低試驗(yàn)誤差。
總之,只有遵循重復(fù)、隨機(jī)、局部控制3項(xiàng)基本原則的試驗(yàn)設(shè)計(jì),才能由試驗(yàn)獲得真實(shí)的處理效應(yīng)和無偏的、最小的試驗(yàn)誤差估計(jì),從而對各處理間的比較得出可靠的結(jié)論來。
習(xí)題8.5 本章講述的常用試驗(yàn)設(shè)計(jì)有哪幾種?這些方法各適宜在什么情況下使用?
答:(1)對比設(shè)計(jì)(comparison design)是一種最簡單的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,適用于單因素試驗(yàn)。對比設(shè)計(jì)分為鄰比設(shè)計(jì)(neighbour comparison design)和間比設(shè)計(jì)(interphase comparison design)。①鄰比設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行,精度較高,便于田間觀察評比,缺點(diǎn)是對照小區(qū)太多,一般要占試驗(yàn)地面積的三分之一,一般處理數(shù)為10以內(nèi)而不宜過多。②間比設(shè)計(jì)的精度不夠高,但在一個實(shí)驗(yàn)中可以包括較多的處理。
(2)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(randomized blocks design)既適用于單因素試驗(yàn)也適用于多因素試驗(yàn)。該設(shè)計(jì)不允許處理數(shù)太多或太少,太多導(dǎo)致區(qū)組增大,局部控制效率降低,太少誤差的自由度太小,降低假設(shè)檢驗(yàn)的靈敏度,因此最好在10個左右。
(3)平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)(balanced incomplete block design, BIB)適用于區(qū)組沒有均一性的時候。平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是利用不完全區(qū)組安排試驗(yàn)處理,而仍可作出各處理間的正確比較。其主要缺點(diǎn)是區(qū)組數(shù)必須嚴(yán)格按照規(guī)定數(shù)目設(shè)置,否則各處理間的比較會失去均衡,所以不完全區(qū)組實(shí)際的總小區(qū)數(shù)較多,即同類試驗(yàn)的規(guī)模往往比隨機(jī)區(qū)組大,因而只有當(dāng)難以進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)時才采用平衡不完全區(qū)組試驗(yàn)。
習(xí)題8.6
解:計(jì)算各品種對相鄰CK的百分?jǐn)?shù)
品種
各小區(qū)重復(fù)產(chǎn)量Kg/100m2
Ti
對臨近CK的%
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
CK
20.3
20.0
16.8
57.1
19.03
100.00%
A
20.1
18.4
17.3
55.8
18.60
97.72%
B
19.0
20.0
17.0
56.0
18.67
118.64%
CK
15.7
16.8
14.7
47.2
15.73
100.00%
C
20.7
17.8
16.9
55.4
18.47
117.37%
D
21.6
18.1
15.6
55.3
18.43
114.97%
CK
17.8
16.4
13.9
48.1
16.03
100.00%
E
20.7
14.9
12.8
48.4
16.13
100.62%
F
17.3
14.9
18.6
50.8
16.93
101.40%
CK
19.1
16.2
14.8
50.1
16.70
100.00%
由上表可見:B、C、D三個品種的大豆產(chǎn)量超過對照10%以上,大體上可以認(rèn)為這三個品種優(yōu)于對照,其他品種A、E、F未超過對照或超過不明顯,即與對照無異。
習(xí)題8.6
解:分析見下表:
習(xí)題8.7
解:分析見下表:
第十章 直線回歸與相關(guān)分析(P204)
習(xí)題10.1 什么叫回歸分析?回歸截距和回歸系數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義是什么?
答:(1)回歸分析(regression analysis)是用來研究呈因果關(guān)系的相關(guān)變量間的關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析方法,其中表示原因的變量為自變量,表示結(jié)果的變量為因變量。
(2)回歸截距是當(dāng)自變量為零時,因變量的取值,即回歸線在y軸上的截距;
回歸系數(shù)是回歸直線的斜率,其含義是自變量改變一個單位,因變量y平均增加或減少的單位數(shù)。
習(xí)題10.2 直線回歸中總變異可以分解為哪幾部分?每一部分的平方和如何計(jì)算?
答:直線回歸中,依變量y是隨機(jī)變量,y的總變異()可以分解為兩部分,即由變異引起的變異()和誤差所引起的變異()。。
(1)SSy=y-y2,為依變量的平方和,稱為離均差平方和或者總平方和,記作SSy或SS總。它是的離均差平方和,表示未考慮與的回歸關(guān)系時y的變異。
(2),為因變異引起的變異的平方和,稱為回歸平方和(regression sum of squares),記作U 或SS回歸。它反映在的總變異中由于與的直線關(guān)系而使變異減小的部分,也就是在總平方和中可以用解釋的部分,即由的變異引起變異的平方和。U越大,說明回歸效果越好。
(3) 為誤差因素引起的平方和,稱為離回歸平方和或殘差平方和(剩余平方和)(residual sum of squares),記作Q、SS離回歸或者SS剩余。它放映了除去與的直線回歸關(guān)系外的其余因素引起變化的大小,即反映對的線性影響之外的一切因素對的變異的作用,也就是在總平方和中無法用解釋的部分,即是由誤差因素引起的平方和。
習(xí)題10.3 什么叫相關(guān)分析?相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)各具有什么意義?
答:(1)相關(guān)分析是用來研究呈平行關(guān)系的相關(guān)變量之間的關(guān)系的統(tǒng)計(jì)方法。
(2)相關(guān)系數(shù)(correlation coefficient)表示變量x與變量y相關(guān)的程度和性質(zhì);
決定系數(shù)(coefficient of determination)是相關(guān)系數(shù)的平方,表示變量x引起y變異的回歸平方和和占y變異總平方和的比率,它只能表示相關(guān)的程度而不能表示相關(guān)的性質(zhì)。
習(xí)題10.4
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