Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева
Опубликован: 30.11.2010 | Доступ: свободный | Студентов: 3283 / 1985 | Оценка: 4.12 / 4.13 | Длительность: 14:37:00
ISBN: 978-5-9963-0352-6
Лекция 8:

Введение в дисперсионный анализ

< Лекция 7 || Лекция 8: 12345 || Лекция 9 >

3. Двухфакторный дисперсионный анализ

При двухфакторном анализе исследуется влияние двух качественных факторов A и B на отклик X. В этом случае дисперсионный анализ основывается на результатах эксперимента, проводимого на различных уровнях каждого из факторов. Предполагается, что взаимосвязь между факторами отсутствует. В эксперименте с повторными опытами результаты могут быть представлены в виде табл. 8.2.

Таблица 8.2.
Данные для двухфакторного дисперсионного анализа
Уровни фактора A ( j=\overline{1,N_1} ) Уровни фактора B ( g=\overline{1,N_2} )
1 2 ... g ... N_2 \bar x_j
1 x_{111}

...

x_{11\ell}

...

x_{11m}

x_{121}

...

x_{12\ell}

...

x_{12m}

...

...

...

x_{1g1}

...

x_{1g\ell}

..

x_{1gm}

...

...

...

x_{1N_21}

...

x_{1N_2\ell}

...

x_{1N_2m}

\bar x_1
\vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots
j x_{j11}

...

x_{j1\ell}

...

x_{j1m}

x_{j21}

...

x_{j2\ell}

...

x_{j2m}

...

...

...

x_{jg1}

...

x_{jg\ell}

..

x_{jgm}

...

...

...

x_{jN_21}

...

x_{jN_2\ell}

...

x _{jN_2m}

\bar x_j
\vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots \vdots
N_1 x_{N_111}

...

x_{N_11\ell}

...

x_{N_11m}

x_{N_121}

...

x_{N_12\ell}

...

x_{N_12m}

...

...

...

x_{N_1g1}

...

x_{N_1g\ell}

..

x_{N_1gm}

...

...

...

x_{N_1N_21}

...

x_{N_1N_2\ell}

...

x_{N_1N_2m}

\bar x_{N_1}
\bar x_{g} \bar x_{1} \bar x_{2} ... \bar x_{g} ... \bar x_{N_2} \bar{\bar x}

Результаты обработки данных табл. 8.2 принято сводить в таблицу следующего вида:

Таблица 8.3.
Сводная таблица данных
Источник изменчивости Сумма квадратов Число степеней свободы Средняя сумма квадратов Расчетная статистика
Фактор A S_1 N_1-1 s_1^2 F_{1расч}
Фактор B S_2 N_2-1 s_2^2 F_{1расч}
Ошибки S_{12} (N_1-1)(N_2-1) s_{12}^2 F_{ расч}
Сумма S_0 N_1N_2(m-1) s_0^2
Вычислительная схема двухфакторного дисперсионного анализа
  1. Общее среднее всех N_{1}N_{2}m опытов по всем N_{1}N_{2} сочетаниям уровней:
    \bar{\bar x}=
\frac{1}{N_2}\sum\limits_{g=1}^{N_2}\bar x_g=
\frac{1}{N_1}\sum\limits_{j=1}^{N_1}\bar x_j. ( 8.19)
  2. Общая сумма квадратов отклонений наблюдений от общего среднего:
    S=\sum\limits_{j=1}^{N_1}\sum\limits_{g=1}^{N_2}\sum\limits_{\ell=1}^{m}(x_{jg\ell}-\bar{\bar x})^2=S_0+S_1+S_2+S_{12}, ( 8.20)

    где:

    S_{0} — сумма квадратов отклонений внутри серий (табл. 8.3):

    S_0=\sum\limits_{j=1}^{N_1}\sum\limits_{g=1}^{N_2}\sum\limits_{\ell=1}^{m}(x_{jg\ell}-\bar x_{jg})^2; ( 8.21)

    S_{1} — сумма квадратов отклонений между строками (табл. 8.3):

    S_1=N_2m\sum\limits_{j=1}^{N_1}(\bar x_j-\bar{\bar x})^2; ( 8.22)

    S_{2} — сумма квадратов отклонений между столбцами (табл. 8.3):

    S_2=N_1m\sum\limits_{g=1}^{N_2}(\bar y_g-\bar{\bar y})^2; ( 8.23)

    S_{12} — сумма квадратов отклонений между сериями (табл. 8.3):

    S_{12}=m\sum\limits_{j=1}^{N_1}\sum\limits_{g=1}^{N_2}(\bar x_{jg}-\bar x_{j}-\bar x_{g}-\bar{\bar x})^2. ( 8.24)
Расчет дисперсий с соответствующим числом степеней свободы

3.

s_1^2=\frac{S_1}{(N_1-1)}, ( 8.25)

(N_1-1) — число степеней свободы.

4.

s_2^2=\frac{S_2}{(N_2-1)}, ( 8.26)

(N_2-1) — число степеней свободы.

5.

s_{12}^2=\frac{S_{12}}{(N_1-1)(N_2-1)}, ( 8.27)

(N_1-1)(N_2-1) — число степеней свободы.

6.

s_0^2=\frac{S_0}{N_1N_2(m-1)}, ( 8.28)

N_1N_2(m-1) — число степеней свободы.

Расчет влияний факторов и их взаимодействий на отклик

Влияние факторов A и B признается значимым, если

F_{1расч}=\frac{s_1^2}{s_{12}^2}>F_{крит}; ( 8.29)
F_{2расч}=\frac{s_2^2}{s_{12}^2}>F_{крит} ( 8.30)

при заданном уровне значимости \alpha и соответствующем числе степеней свободы из формул (8.25), (8.26), (8.27).

Влияние взаимодействия факторов A, B будет значимым, если

F_{расч}=\frac{s_{12}^2}{s_{0}^2}>F_{крит} ( 8.31)

при заданном уровне значимости \alpha и соответствующем числе степеней свободы из формул (8.27), (8.28).

< Лекция 7 || Лекция 8: 12345 || Лекция 9 >
Мария Ястребинская
Мария Ястребинская

Добрый день. Я приступила сегодня к самостоятельному изучению курса "Моделирование систем". Хочу понять - необходимо ли отсылать мои решения практических заданий на сайт, (и если да - то где найти волшебную кнопку "Загрузить...") или практические задания остаются полностью на моей совести? (никто не проверяет, и отчётности по ним я предоставлять не обязана?)

P.S.: тьютора я не брала

алена зянтерекова
алена зянтерекова