Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рыжов, П. А. Математическая статистика в горном деле учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.54 Mб
Скачать

 

ß 3 =

%Y'P3(i)

=

.

- 7 7 4

 

-

0,00023,

 

 

 

±d

 

 

 

=

 

 

 

 

 

2 * e>

 

3 0 8 8 , 8

 

 

 

 

 

 

 

Y'

=

-

4,995 +

5.275Л" - 0,387(A")2 .

 

 

 

Подставляя

в найденное уравнение значения

 

 

 

 

 

А' — 30

и

 

 

_

16,4,

 

 

 

Л" = —

 

Г = У -

 

 

после преобразования п округления

чисел имеем

 

 

 

У =

2,6 + 0,322А -

0,001 АЛ

 

 

(V)

За

критерий

прекращения

вычислений

принимается

дис­

персия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оі = n _ k _ l 2

(у і - а° -

 

- • • • -

 

akX-)\

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как только о;і + і2 перестанет

быть

значимо

меньше

стД

степень k прекращают увеличивать.

 

 

 

 

 

 

 

Значимость различия между а/,+і2 и оѴ2

проверяют по

критерию Фишера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисляют приближенное значение регрессии первого

порядка:

У =

9,118 +

1,018 (X' — 5,5).

 

 

 

 

 

 

 

 

а затем дисперсию

а Д

 

 

Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°і

=

 

п-2-

 

 

 

 

 

 

 

Причем 5! =

5 0 - ß i 2 2

Р*

(0 .

 

 

 

 

 

 

 

где

So = 2

(

^ )

a — 1 0 0

9 ,

1

 

 

91.182

177,72,

 

 

L

_ =

следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si = S0 ß.i2

2 Я і

( i ) = 177,72 — 1.0182

82,5 =

92,25,

 

 

 

 

 

Si

 

92,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

Г 1

=

- ^ Г 2 =

- Г =

1

1 , 5

3

'

 

 

 

— 182 —

 

5 2

S i - ß a 2 P 2 8 ( i )

02

/ i — З

3

 

 

92,25 — ( — 0,387)2-528

а2

11,53

6,13.

Отношение — = ——— =

а 2

1,88

 

По табл. 55

находят

значение критерия Фишера по

дисперсии о„2 , имеющей степень свободы

 

fn = til l-n-U

где m — число

наблюдений (число строк табл . 54); /—•

число связей, накладываемых уравнением регрессии, рав­

ное числу искомых коэффициентов уравнения

регрессии,

включая свободный член.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

55

 

 

F -распределение при уровне значимости 0,05

 

 

 

(доверительная

вероятность 1—0,05 = 0,95)

 

 

\

А

 

 

6

8

12

16

30

 

 

 

 

 

 

 

4

6,4

6,2

6,0

5,9

5,8

5,7

 

 

6

4,5

4,3

4,2

4,0

3,9

3,8

 

 

8

3,8

3,6

2,4

3,3

3,2

3,1

 

 

10

3,5

3,2

3,1

2,9

2,8

2,7

 

 

14

3,1

2,9

2,7

2,5

2,4

2,3

 

 

18

2,9

2,7

2,5

2,3

2,3

2,1

 

 

20

2,9

2,6

2,5

2,2

2,2

2,0

 

 

В нашем примере / П = Ю — 3 = 7 , а по дисперсии о

 

степень

свободы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ п - і

=

tn /„_! = 1 0 2 = 8.

 

 

 

 

При уровне значимости 0,05

(доверительная вероят­

ность 1—0,05 = 0,95)

и при степенях свободы fi = 8 и f2

=

= 7 по табл. 55 (или по более полной табл. 34)

имеем

 

 

 

 

 

Fo,95(8,7) =

3,8.

 

 

 

 

 

2

11,55 =

 

 

 

 

 

В

стримере О і

6,1 > F,0,95,

 

 

 

а1 1,é

183 —

следовательно, уравнение второй степени уточняет урав­ нение первой степени.

Вычислил! а3 2 :

2

=

5 3

S 2 - ß 3

2 2 РІ (і)

 

 

 

 

 

а3

n 4

 

/г — 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13,6 — 0,000252-3088,8

2,19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

1,88

 

В нашем примере аз

a

отношение 0 2

 

 

 

0 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,19

 

= 0,S6<Fo,95» следовательно,

уравнение

третьей

степени

Ѵтыс.т/мес

 

 

 

 

не

уточняет

уравнение

 

 

 

 

второй

степени,

поэто­

 

 

 

 

 

му

достаточно

 

ограни­

 

 

 

 

 

читься

уравнением

па­

 

 

 

 

 

раболы

второй

степени,

15

 

 

 

 

т. е. уравнением (V) .

 

 

 

 

 

Находя

 

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

регрессии

методом

по­

 

 

 

 

 

следовательных

 

уточне­

10

 

 

 

 

ний, используют все ра­

 

 

 

 

нее

найденные

 

значе­

 

 

 

 

 

ния

ß-коэффициентов,

 

 

0,11* X

 

не

пересчитывая

их.

 

 

 

 

 

Повышение

 

 

порядка

 

 

 

 

 

регрессии

на

 

единицу

 

 

 

 

 

связано с нахождением

 

 

 

 

 

только одного ß-коэф-

 

 

 

 

 

фициента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теснота

связи.

Тес­

25 15

65

85

 

 

нота связи

при

криво­

 

Рис.

51

 

 

линейной

зависимости

 

 

 

определяется

корреля-

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

ционным отношением.

Вычисляют значения F i для каждого значения X кор­ реляционной табл. 53 и записывают их в последнюю ниж­ нюю строку таблицы. Данные этой строки используют для построения параболы (рис. 51). На этом же графике строят эмпирическую линию связи (по данным строки, .в

которой написаны результаты вычислении)

У г = —

т

Каждая строка корреляционной решетки, в которой запи­ саны данные о средней производительности проходчика, имеет для одной и той же производительности различные скорости проходки штреков. Так, при производительности

0,42 м/смену

(верхняя строка)

скорости

проходки

были

различные:

два

штрека

проходились

со

скоростью

130 м/мес

(1,3 сот. м/мес),

один

штрек

со

скоростью

150 м/мес

и один штрек со скоростью 210

м/мес.

 

При проходке

штреков со скоростью

50 м/мес произ­

водительность проходчика

составляет

в трех

штреках —

0,18 м/смену,

в двух — 0,14 м/смену

(в табл. 53 произво­

дительность дана в

см/смену).

 

 

 

 

 

 

Находят

средние

значения

производительности

про­

ходчика

для

каждого

значения X корреляционной ре­

шетки:

 

 

0,18-3 +

0,14-2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fo,5 =

 

'•

 

 

• =

0,16 м/смену

 

 

 

 

 

3 ~\~ 2

 

 

 

 

 

 

 

п т. д. для Л: = 0,7,

0,9,

 

2, 3.

 

 

 

 

 

 

Для каждого полученного значения У,- определяют

дисперсии:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(0J8 — 0,16)^-3 + (0,14 — 0,16)^2

 

 

оо,5 =

 

 

 

 

— ' -

 

 

 

- 0,0004.

 

Аналогично

определяют

значения

дисперсий:

 

2

 

0,0017;

2

=

0,0033;

2

О0,7

=

О"0,9

01,1

2

0,0039;

2

=

0,0029;

2

a і.з

0"1,5

0"1,7

2

 

0,0038;

2

=

0,0094;

2

0"1,9

=

0"2,1

С"2,3

=0,0025;

:0,0023;

=0,0003.

Затем из дисперсий по группам определяют средне­ взвешенные значения дисперсии

0*0,5-2,3 =

:

185

В примере оно оказалось равным 0,0029. Эта диспер­ сия показывает рассеяние производительности за счет прочих факторов (кроме .фактора скорости проходки штреков).

Рассеяние значении производительности проходчика за счет скорости проходки штреков отражает межгруп­ повая дисперсия, которую определяют по формуле

Г 2

( «7о,5 - Г) -'»0,5 +

• • • + (І/2.3 -

Ух) 2 т 2 , 3

Ö.V =

. (Ь.19)

 

' » 0 , 5 + '»0 . 7 +

• • • + ' » 2 , 3

 

В рассматриваемом примере вычисления по формуле (6.19) приведены в табл. 56.

Межгрупповая дисперсия — дисперсия групп около об­ щей средней:

g _ S t t - D - - m . = 0 g 0 « 226

В нашем примере

6Я = У0,0013 = 0,0358.

В статистике доказывается, что сумма межгрупповой дисперсии и средней из дисперсий групп равна общей дисперсии:

™*~2

2

2

 

Öi +

00,5-2,3 =

Oy,

 

0,0013 +

0,0029 «

0,0042.

 

Общую дисперсию определяют по формуле

 

4 =

5 2 - ( Г - С ) 2 ,

(6.20)

где Y—Су = 0,26—0,26 = 0,

 

 

М

і

^

-

е

т

( б ' 2 і )

 

2

 

Г 556

- 2 0 1

 

* . =

<"*•• І й ё

- й Н

=

 

=

0,0016[2,46 — 0,0081] =

0,0039,

 

 

j v =

Sy =

У0,0039 tat 0,0625.

 

186 —

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 55

Тип

строя

Срелняп

Отклонения

Квадраты

 

Взвешенный

{скор,

проход»

величина

от общей

Частота

ки) X,

¥'

средней

отклоне­

"»/

квадрат

сот.

мімес.

ний

отклонений

у - 0 26

 

 

м/мес.

 

 

 

 

 

0,5

0,16

—0,10

0,0100

5

0,0500

 

0,7

0,19

—0,07

0,0049

36

0,1/64

 

0,9

0,26

0,00

0,0000

27

0,0000

 

1,1

0,26

0,00

0,0000

63

0,0000

 

1,3

0,27

0,01

0,0001

29

0,0029

 

1,5

0,29

0,03

0,0009

33

0,0297

 

1,7 .

0,29

0,03

0,0009

11

0,0099

 

1,9

0,29

0,03

0,0009

11

0,0099

 

2,1

0,22

—0,04

0,0016

7

0,0112

 

2,3

0,25

- 0,01

0,0001

4

0,0004

 

1

1

 

 

 

226

0,2904

Корреляционное

отношение,

или индекс

корреляции,

определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

т. =

 

0,035

0,55.

(6.22)

 

 

 

0,063

 

 

 

 

 

 

Индекс

детерминации определяет

долю вариации У за

счет X:

 

d

т 2 =

о,552

=

0,30.

 

 

 

 

При

определении

параметров

уравнения

параболиче­

ской регрессии с помощью

многочленов Чебышева тесно­

та (сила) связи между результативным и факториальными признаками определяется числом е:

 

(ІП — /) Oh

 

(6.23)

 

(m •

1)о2 '

 

 

 

 

где ау2— общая

дисперсия

результативного

признака,

вычисленная выше (а у 2 = 0,0039). Эта дисперсия

характе­

ризует рассеяние

точек корреляционного

поля от ли­

нии, соответствующей среднему значению

результативно­

го признака (Y); — остаточная дисперсия, характери­ зующая рассеяние точек корреляционного поля от параболы второго порядка, уравнение которой найдено с

помощью полиномов Чебышева

(о^2 вычислено

в

табл.57); m — число наблюдений;

I—число связей, на­

кладываемых уравнением регрессии

(оно равно числу

H G J

комых коэффициентов уравнения регрессии),

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 67

у, м.'смену

у

мі смен

у

m

Уг ѵ

( У , - П"

ml(yi У)*

 

 

 

1

 

2

 

3

<!

5

6

0,163

 

0,18

 

3

• 0,017

0,00029

0,00087

 

 

0,14

 

2

0,023

0,00053

0,00106

0,203

 

0,30

 

1

0,097

0,00941

0,00943

 

 

0,26

 

3

0,057

0,00325

0,00975

 

 

0,22

 

11

0,017

0,00029

0,00319

 

 

0,18

 

12

0,023

0,00053

0,00636

 

 

0,14

 

9

0,063

0,00397

0,03573

0,233

 

0,38

 

2

0,142

0,02016

0,04032

 

 

0,34

 

2

0,102

0,01040

0,02080

 

 

0,30

 

3

0,062

0,00336

0,01008

 

 

0,26

 

10

0,022

0,00048

0,04840

 

 

0,22

 

8

0,018

0,00032

0,00256

 

 

0,14

 

2

0,010

0,00010

0,00000(2)

0,263

 

0,38

 

1

0,117

0,01369

0,01369

 

 

0,34

 

6

0,077

0,00593

0,03558

 

 

0,30

 

16

0,037

0,00137

0,02192

 

 

0,26

 

18

0,003

0,00000(3)

0,00005

 

 

0,22

 

13

0,043

0,00185

0,02405

 

 

0,18

 

9

0,083

0,00689

0,06201

0,281

 

0,42

 

2

0,139

0,01932

0,03864

 

 

0,34

 

3

0,059

0,00348

0,01014

 

 

0,30

 

8

0,019

0,00036

0,00288

 

 

0,26

 

5

0,021

0,00044

0,00220

 

 

0,22

 

8

0,061

0,00372

0,02976

 

 

0,18

 

3

0,101

0,01020

0,03060

0,291

 

0,42

 

1

0,129

0,01664

0,01664

 

 

0,38

 

2

0,089

0,00792

0,01584

 

 

0,34

 

7

0,049

0,00240

0,01680

 

 

0,30

 

9

0,009

0,00008

0,00072

 

 

0,26

 

7

0,031

0,00096

0,00672

 

 

0,22

 

7

0,071

0,00504

0,03528

0,293

 

0,34

 

4

0,047

0,00022

0,00088

 

 

0,30

 

3

0,007

0,00005

0,00015

 

 

0,26

 

3

0,033

0,00109

0,00327

 

 

0,18

 

1

0,113

Ü, 01277

0,01277

188 —

_Ѵ,

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 57

м'.смсну

у р

місмену

m

У Г У

 

 

 

2

5

6

 

1

 

3

4

 

0,288

 

0,38

.3

0,092

0,00846

0,02538

 

 

 

0,30

2

0,012

0,00014

0,00028

 

 

 

0,26

3

0,028

0,00078

0,00234

 

 

 

0,22

3

0,068

0,00462

0,01386

 

0,274

 

0,42

1

0,146

0,02132

0,02132

 

 

 

0,43

1

0,066

0,00436

0,00436

 

 

 

0,30

1

0,026

0,00068

0,00068

 

 

 

0,26

2

0,014

0,00020

0,00040

 

 

 

0,22

1

0,054

0,00291

0,00291

 

 

 

0,18

1

0,094

0,00884

0,00884

 

0,254

 

0,26

3

0,006

0,00004

0,00012

 

 

 

0,22

1

0,034

0,00116

0,00116

 

 

 

 

У]226

 

 

0,65209

 

 

 

 

0,65209

0,0029

 

 

 

 

 

226

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение s может изменяться от нуля до единицы. Связь между X и Y тем теснее, чем меньше число е. Зна­

чение е будет равным нулю только тогда,

когда все точ­

ки корреляционного поля лежат на линии

регрессии.

В пашем примере остаточная дисперсия a/t2 = 0,0028 и

(226 — 3)

-0,0029

 

( 2 2 6 - 1)

0,737.

-0,0039

 

Корреляционное отношение определяют из соотношения

т = уі — е.

' (6.24)

Внашем примере

т= у 1 - 0,737 = У0,263 = 0,52.

Расхождение с ранее вычисленным значением корре­ ляционного отношения, в пределах точности его опреде-

— 189 —

ления, таково:

/

1 - х 2

1 - 0 , 3 2

0,68

\

Пример 6.3. В табл. 58 приведены данные о взаимозависимости между производительностью лав, оборудо* ванных врубовыми машинами, и углами их встречи с плоскостями эндогенного кливажа.

Месячная нроизводителыго сть лавы у, ты с. т.

Т а б л и ц а БѲ

Угол встречи забой лавы с клипажом. град

т у

0 - 10 10-20 20—30 30—10 40—50 50-^0 ад-то 70-80 80-90

5

15

25

35

45

55

65

75

85

18—22

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

1

3

 

 

1

 

7

14—18

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

16

 

 

4

3

 

1

О

 

17

10—14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

1

1

1

 

 

 

 

2

1

6

6-10

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

8

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 - 6

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

25

4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

32

2

7

4

5

1

8

1

80

 

По данным табл. 58 вычисляем корреляционное отно­ шение (т = 0,76) и индекс детерминации (d = 0,762 = 0,58). Следовательно, из общего (совокупного) влияния различ­ ных факторов на производительность лавы на долю фак­ тора «угол встречи лавы с эндокливом» падает 58%.

х 5

X {- 5

V ѵ/ « с ^

Заменим х на

, т. е. х = ——-

п г = г +0,4

10

10

 

или У'=Уг—6,4.

 

 

— 190 —

Составим іпо .данным табл. 58 таблицу 59.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 50

х'

У'

Р,{х')

 

р2 ( О

Рг(х')У'

1

0

—4

0

9,33

0

2

0,1

—3

— 0,3

2,33

0,233

3

3,6

—2

• - 7 , 2

—2,67

—9,61

4

10,1

— 1

— 10,1

—5,67

—57,27

5

10,6

0

0

—6,67

—70,70

6

12

1

12

—5,67

—68,04

7

9,6

2

19,2

—2,67

—25,63

8

9,1

3

24,3

2,33

+21,10

9

5,6

4

22,4

9,33

+52,2 5

60,7 —155,14

По данным табл. 59 вычисляем:

 

 

 

 

ßo =

=

6,75,

 

 

 

У

 

 

 

 

 

Р і Ѵ ) =

^ -

= 60,

 

 

 

 

9 + 1

 

 

 

 

Pi (xi) = X

=

X — 5,

 

 

 

63,3

, Л

 

 

 

p ' = ü c T = ' - 0 7 -

 

 

Уравнение параболической регрессии

первого

поряд­

ка имеет вид

 

 

 

 

 

 

У' = 6,75+

1,07(А" - 5) .

 

 

Затем

вычисляем:

 

 

 

 

 

 

So = 577,66 — 409,39 =

166,27,

 

 

S i = 166,27 — 68,4 =

97,87,

 

 

 

97,87

13,98,

 

 

 

ai = —j-=

 

 

p^x*)

= х* - (9 + 1)X + ^

A L

= =

X 2 _

Ш + 1 8

) 3 8 )

 

 

6

 

 

 

 

— 191 —

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ