1、試驗設(shè)計復習重點答案問答題什么是實驗設(shè)計，試驗設(shè)計的類型有哪些，實驗設(shè)計 的三要素是什么，實驗設(shè)計的原則是什么？實驗設(shè)計也稱為試驗設(shè)計，就是對實驗進行科學合理 的安排，以達到最好的實驗效果。類型：1、演示實驗；2、驗證實驗；3、比較實驗；4、 優(yōu)化實驗；5、探索實驗?！叭亍保簩嶒瀱卧嶒炓蛩?、實驗效應(yīng)。 原則：重復原則、隨機化原則、局部控制原則、對照 原則、平衡原則、彈性原則、最經(jīng)濟原則。什么是比較實驗，舉例說明在什么情況下采用比較實 驗及其方法，比較實驗的結(jié)果分析方法有哪幾種？比較實驗一般是通過大量的實驗而得出理想的結(jié)果， 是科學實驗的一種基本類型。比較兩個處理之間的水平比較用 t檢驗

2、，多個處理之 間的水平對比用方差分析。比較實驗的結(jié)果分析一般可以使用 u檢驗、t檢驗、 f檢驗。3什么是正交實驗，解釋L9(34)。解釋U9 (95) 正交實驗設(shè)計就是使用正交表來安排實驗的方法。L 9(34)表示正交表要進行9次實驗，每次實驗有4個 因素，每個因素有3個水平數(shù)。U 9 (95)表示均勻設(shè)計表要進行9次實驗，每次實驗有6個因素，每個因素有9個水平數(shù)。4.多因素實驗優(yōu)化實驗方法有哪些？請解釋， 如何篩選 實驗因素以簡化實驗正交設(shè)計、均勻設(shè)計、穩(wěn)健性設(shè)計、可靠性設(shè)計、析 因設(shè)計。實驗因素的數(shù)目要適中、實驗因素的水平范圍應(yīng)該盡 可能大、實驗指標要計量。5比較均勻設(shè)計與正交設(shè)計的異同點

3、？兩者各自的適用 條件是什么？相同點：兩種實驗設(shè)計都可以考察多個實驗因素對觀測結(jié)果 的影響。兩者均可以通過較少的實驗次數(shù)來考察各因素 的主效應(yīng)及部分因素間的交互作用。在與特定實驗對應(yīng) 的實驗設(shè)計安排表（正交表或均勻表）選擇合適且在相 同實驗條件下觀測指標測定結(jié)果穩(wěn)定性較好的情況下， 兩種實驗設(shè)計均可以不做獨立重復實驗。不同點：a、所需實驗次數(shù)不同。在相同的條件下，均勻設(shè)計 所需的實驗次數(shù)較正交設(shè)計少。b、作用和角色不同。均勻設(shè)計更適合于具有多水平 的多因素的篩選實驗。c、統(tǒng)計分析方法不同。正交設(shè)計定量資料可采用與 其設(shè)計相應(yīng)的定量資料方差分析來處理，而均勻設(shè)計定量資料則需要運用多重線性回歸分析

4、來處理。適用條件：正交設(shè)計是根據(jù)正交性準則來挑選代表點，使點能反 映實驗范圍內(nèi)各因素和實驗指標的關(guān)系。具有均勻分散 性和整齊可比性。只能用于實驗因素比較少的實驗，以 最少的實驗次數(shù)找出實驗因素水平的最佳搭配。并且正 交表可以允許空白列，同時正交表唯一。均勻設(shè)計使用均勻設(shè)計表，均勻表不唯一?？梢越邮?較多的實驗因素，選擇的實驗點具有代表性。為保持整 齊可比性，需要進行的實驗次數(shù)比較多。是考慮實驗點 在實驗范圍內(nèi)的均勻分散性而去掉整齊可比性的實驗設(shè) 計方法。當因素數(shù)目較多時所需要的實驗次數(shù)不多。實驗設(shè)計的隨機化與均勻性是否矛盾。不矛盾。所謂實驗設(shè)計的隨機化，是指試驗材料的分配和試驗 的各個試驗進行

5、的次序，都是隨機地確定的。隨機化的原則是為了所做的部分實驗具有代表性，把 實驗進行適當?shù)碾S機化亦有助于“均勻”可能出現(xiàn)的外 來因素的效應(yīng)。均勻性是把隨機化和區(qū)組原則相結(jié)合， 能夠更好地保護實驗點的代表性。比較實驗的假設(shè)檢驗，容易發(fā)生的兩類錯誤是指什么 錯誤？兩類錯誤在假設(shè)檢驗中由于做出判定的依據(jù)是一個樣本當實際上HO為真實仍可能做出拒絕H0的判斷這種 錯誤稱為棄真錯誤；又當 H0實際上不真時我們也有可 能接受H0這類錯誤稱為取偽錯誤。8什么是顯著性檢驗統(tǒng)計假設(shè)檢驗也稱為顯著性檢驗，即指樣本統(tǒng)計量和 假設(shè)的總體參數(shù)之間的顯著性差異9.如何正確選擇比較實驗的檢驗條件（單側(cè)與雙側(cè)、等 方差與異方差）

6、正確選擇檢驗條件首先是根據(jù)專業(yè)知識，其次是借助 統(tǒng)計檢驗。雙側(cè)檢驗的P值都是單側(cè)檢驗的P值的2倍，因此 單側(cè)檢驗的效率比雙側(cè)檢驗高。如果根據(jù)專業(yè)知識認為 單側(cè)檢驗是合理的，就采用單側(cè)檢驗，反之亦然。等方差假設(shè)各組的方差值相等，額外增加一個條件， 檢驗的效率比異方差要高。但若對方差進行 F檢驗之后 發(fā)現(xiàn)方差差異明顯，則應(yīng)采用異方差。10什么是單因素實驗，單因素實驗設(shè)計方法有哪些（8 分）單因素實驗是指整個實驗中只考察一個實驗因素的水平變化對實驗指標影響情況的實驗有：分批實驗法；分數(shù)法；平分實驗設(shè)計(均分法)；對 分法；黃金分割法；裴波那契數(shù)法；11什么是均勻設(shè)計，解釋Un(qs)均勻設(shè)計是一種試

7、驗設(shè)計方法，它是只考慮試驗點在 試驗范圍內(nèi)均勻散布的一種試驗設(shè)計方法。Un(qs):每個均勻設(shè)計表都有一個代號Un(qs)或 U*n(qs)o U指均勻設(shè)計代號；q指每個因素的水平數(shù)； n指試驗次數(shù)；s指該表有列數(shù)或最多可安排的因素 數(shù)。即要做n次實驗均勻設(shè)計表有s列，最多可以安 排s個因素，每個因素有q個水平。12 .解釋檢驗的P值的含義一般在一個假設(shè)檢驗中，利用觀測值能夠做出的拒 絕原假設(shè)的最小顯著性水平稱為該檢驗的 P值。P值 越小表示該因素的各水平間的差異越顯著。13.如何對實驗進行進行正交設(shè)計，其實驗結(jié)果的分析 方法有哪些正交設(shè)計：實驗?zāi)康?，確定實驗指標；選擇實驗因素，確定實驗水平，

8、列出因素水平 表；3）選擇合適的正交表；4）表頭設(shè)計；5）編制實驗方案； 分析方法：極差分析法；方法分析法；貢獻率分析法；直觀 分析法14什么是平衡設(shè)計，平衡設(shè)計與區(qū)組設(shè)計有什么關(guān)系？ 平衡設(shè)計指實驗的各處理和各區(qū)組的實驗次數(shù)都相 同。平衡實驗是區(qū)組實驗的一種，當區(qū)組實驗中各區(qū)組的 實驗次數(shù)相同事，區(qū)組實驗為平衡實驗。15、談?wù)劚容^實驗的統(tǒng)計分析方法。比較實驗的統(tǒng)計分析方法有：平均值的成對雙樣本 分析、雙樣本等方差假設(shè)、雙眼本異方差假設(shè)。16談?wù)匋S金分割法和分數(shù)法的異同。黃金分割法和分數(shù)法都是單因素優(yōu)化實驗設(shè)計，都適 用于實驗范圍內(nèi)目標函數(shù)為單峰的情況。黃金分割法師每次在實驗范圍內(nèi)選取兩個對稱

9、點（0.382與0.618 ）做實驗。這兩個堆成點的未知直接決定實驗的效率。黃金分割法是一種來回調(diào)試法，不需要 預先給出數(shù)值，按比例進行優(yōu)化。分數(shù)法是使用斐波那契數(shù)列安排實驗的方法，即 Fn=Fn-i+Fn-2，（ n2）。但分數(shù)法需要預先給出實驗次數(shù)、 使用與因素水平僅取整數(shù)值或者有限個數(shù)的情況。仃簡述分批實驗法的作用和方法。分批實驗法只適用于目標函數(shù)為單峰的情況。但實驗 的后續(xù)工作比較多時，采用分批實驗，可以將多個實驗 同時進行，使實驗時間減少。18簡述選擇實驗因素的原則。實驗因素的數(shù)目要適中，太多時要做的實驗較多而 且會主次不分，太少可能是某些重要的因素遺漏，達不 到理想的效果。實驗因素

10、水平范圍盡可能大，范圍太少 不易獲得比已有條件有顯著改善效果。實驗指標要計量, 不要使用合格或不合格之類的屬性測度，也不要把計量 的測度轉(zhuǎn)化為不合格頻率，這樣會喪失數(shù)據(jù)中的有用信丿息、。19說明為什么要優(yōu)先使用能夠計量的實驗指標。實驗指標要計量，不要使用合格或不合格之類的屬性 測度，也不要把計量的測度轉(zhuǎn)化為不合格頻率，這樣會 喪失數(shù)據(jù)中的有用信息。20簡述因素輪換法的實施方法。單次實驗中只變化一個因素的水平，其他因素的水 平保持固定不變，希望逐一地把每個因素對實驗指標的 影響摸清，分別找到每個因素的最優(yōu)水平，最終找到全 部因素的最優(yōu)實驗方案。21因素輪換法有什么缺陷？它具有哪些優(yōu)點？因素輪換法

11、也稱單因素輪換法，是解決多因素實驗 問題的一種全面的實驗方法。缺陷：只適用于因素間沒有交互作用的情況。當因素間 存在交互作用時，每次變動一個因素的做法不能 反應(yīng)因素間交互作用的效果，實驗的結(jié)果受起始 點影響。如果起始點選的不好，就可能得不到好 的實驗效果，對這樣的實驗數(shù)據(jù)也難以做深入的 統(tǒng)計分析。優(yōu)點：a、從實驗次數(shù)看因素輪換法是可取的， 其總實驗 次數(shù)最多是個因素水平之和。b 、在實驗指標不能量化時也可以使用。c 、屬于爬山實驗法，每次定出一個因素的最優(yōu)水 平后就會使實驗指標更提高一步，離最優(yōu)實驗?zāi)?標更進一步。、因素水平數(shù)可以不同2222隨機誤差與系統(tǒng)誤差隨機誤差也稱抽樣誤差，是由于許多無

12、法控制的內(nèi) 在和外在的偶然因素所造成的。隨機誤差帶有偶然性， 不可避免，但可以減少。隨機誤差影響實驗的精確性。 統(tǒng)計上的實驗誤差一般指隨機誤差，這種誤差越小，實 驗的精確度就越高。系統(tǒng)誤差也稱片面誤差，是由于實驗對象相差較大、 試驗周期較長、實驗條件未能控制相同、測量儀器不準、 標準試劑未經(jīng)矯正，以及觀測、記載、抄錄、計算中的 錯誤所引起的。系統(tǒng)誤差影響實驗的準確性，可以通過 改進實驗方法、正確設(shè)計實驗來避免和消除。23函數(shù)關(guān)系與相關(guān)關(guān)系函數(shù)關(guān)系是嚴格確定的數(shù)量依存關(guān)系，即當一個變 量取某個數(shù)值時，另一變量有一個確定的值對應(yīng)，函數(shù) 關(guān)系一般可用方程y=f（x）來表示。相關(guān)關(guān)系是不確定的數(shù)量依存

13、關(guān)系，當某個變量取 某個數(shù)值時，另一量并不表現(xiàn)為一個確定的值。即是客 觀存在的非確定性的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，但其平均數(shù)在大量 觀察下趨向于一個確定的值。函數(shù)是一種特殊的映射，是元素為數(shù)字的集合之間的 關(guān)系，是一 一對應(yīng)的，屬于相關(guān)關(guān)系的完全相關(guān)關(guān)系。24方差、標準差、變異系數(shù)在概率論和數(shù)理統(tǒng)計中，方差是用來度量隨機變量和其數(shù)學期望（即均值）之間的偏離程度。S2=x Xn 1統(tǒng)計學上把方差的平方根稱為標準差，其單位與觀測J 2X / n 1標準差與平均數(shù)的比值稱為變異系數(shù)，記為CV是衡量資料中各觀測值變異系數(shù)的另一個統(tǒng)計量。CV=s 100%x25假設(shè)檢驗的方法（u、t、F） u檢驗法：設(shè)母體服從正態(tài)

14、分布N5、。2）,母體方差/為已知， 從母體中隨即抽取容量為n的子樣，可求得子樣均值x, 利用子樣均值x對母體均值卩進行假設(shè)檢驗，則可用統(tǒng)計 量a =x ，其分布為標準正態(tài)分布，即a =x n（o,i）。將/扁/斥這種服從標準正態(tài)分布的統(tǒng)計量稱為 u變量，利用u統(tǒng) 計量進行的檢驗方法稱為u檢驗法。根據(jù)檢驗問題的不 同，利用u檢驗法對母體均值a進行檢驗法、單尾檢驗 法（左尾檢驗法或右尾檢驗法）。t檢驗法：設(shè)母體服從正態(tài)分布N（a、。2）,母體方差。2為未知，從母 體中隨即抽取容量為n的子樣，可求得子樣均值x和子樣A 2M(ni 1)A 2M(ni 1)aiA 2(nia 12a2(n21)2 A 22 A 2-2- A12 ，此統(tǒng)計量服從 f 分布，即 f22 A ： F(ni-1,n 2-1 )a.| a 2a.| a 2中誤差/(m,利用子樣均值x和子樣中誤差/(m對 母體均值卩進行假設(shè)檢驗，則可用統(tǒng)計量 t=，但統(tǒng)/vn計量t已不服從正態(tài)分布，而是服從自由度為n-1的t分 布，即t= X t(n 1)。用統(tǒng)計量t檢驗正態(tài)母體數(shù)學期Zn望的方法，稱為t檢驗法。根據(jù)檢驗問題的不同，利用t檢驗法對母體均值卩進 行檢驗時，可選用雙尾檢驗法、單尾檢驗法(左尾檢驗 法或右尾檢驗法)。F檢驗法：2 2 2 2設(shè)有兩個正