Необходимо определить среднее количество цифр, произносимых человеком за интервал времени, равный 1 мин.
Для этого проведем следующий эксперимент: группа студентов разделяется попарно. Один студент засекает время (60 с.), второй студент проговаривает вслух цифры, начиная с единицы в возрастающем порядке. Затем студенты меняются местами и повторяют эксперимент. Всего каждый студент должен повторить эксперимент 5 раз. Для того чтобы компенсировать систематические погрешности, необходимо провести рандомизацию экспериментов следующим образом: два студента проводят по 5 экспериментов, т. е. вместе 10. Обозначим опыты, проводимые первым студентом n 1, вторым студентом – n 2.
1. Заполните табл. 3.2 (случайные числа получить самостоятельно, воспользовавшись формулой = СЛЧИС()). В результате, например, получится следующий результат (табл. 3.2):
Таблица 3.2
Распределение по случайным числам
Случайные числа | Порядок эксперимента |
0,314 | n 1 |
0,954 | n 1 |
0,549 | n 1 |
0,153 | n 1 |
0,317 | n 1 |
Окончание таблицы 3.2
|
|
Случайные числа | Порядок эксперимента |
0,093 | n 2 |
0,258 | n 2 |
0,297 | n 2 |
0,235 | n 2 |
0,372 | n 2 |
2. Замените формулы простыми значениями (выделить таблицу, сделать копирование и в этой же области специальная вставка – значения. Отсортируйте таблицу по возрастанию.
В нашем примере это будет выглядеть таким образом (табл. 3.3).
Таблица 3.3
Результаты сортировки
Случайные числа | Порядок эксперимента |
0,093 | n 2 |
0,153 | n 1 |
0,235 | n 2 |
0,258 | n 2 |
0,297 | n 2 |
0,314 | n 1 |
0,317 | n 1 |
0,372 | n 2 |
0,549 | n 1 |
0,954 | n 1 |
3. Проведите эксперимент согласно таблице рандомизации.
4. Обменяйтесь полученными данными с другими студентами группы и занесите эти данные в таблицу (см. ниже).
A | B | C | D | E | F | G | H | I | |
Y 1 | (Y 1– Y cp1)^2 | Y 2 | (Y 2– Y cp2)^2 | Y 3 | (Y 3– Y cp3)^2 | Y 4 | (Y 4– Y cp4)^2 | … | |
· в столбцах Y 1, Y 2, Y 3, … запишите результаты счета каждого студента;
· в строке 7 в столбцах Yi вычислите среднеарифметическое этих столбцов , где Yi – результат счета i -й серии;
· в столбцах (Yi – Y ср i)^2 вычислите формулу , используя мастер функций и свойство абсолютной адресации ячеек (лабораторная работа №1 – абсолютная ячейка обозначается знаками $, например $ B $6);
· в строке 8 вычислите оценку дисперсии для каждой серии
;
· в ячейке B 9 запишите формулу , т. е. максимальную дисперсию;
· в ячейке B 10 запишите формулу – сумму всех дисперсий;
· в ячейке B 11 вычислите формулу критерия Кохрена , для числа степеней свободы . Доверительную вероятность будем считать P = 0,95, число N соответствует числу серий опытов (числу студентов). Найдите табличное значение критерия Кохрена и сравните его с расчетным. Если расчетное значение G не превышает табличного, опыты считаются воспроизводимыми;
|
|
· в ячейке B 12 запишите оценку дисперсии воспроизводимости
,
где N – количество серий параллельных опытов;
· в ячейке B 13 определите оценку дисперсии среднего значения по формуле:
,
где k – количество параллельных опытов (в нашем случае k = 5);
· сделайте выводы по работе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ОПТИМИЗАЦИЯ
ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ ФИКСИРОВАННОГО ОБЪЕМА
Цель работы
Оптимизировать размеры цилиндрической емкости исходя из следующих условий:
· наилучшая емкость должна иметь наименьшую площадь поверхности S (на ее изготовление потребуется меньшее количество металла);
· наилучшая емкость должна иметь минимальную длину L сварных швов (уменьшается количество сварных работ).
Основы теории
Запишем формулы для подсчета объема (V) емкости, ее площади (S) и длины (L) сварных швов:
,
, (1)
, (2)
где r – радиус емкости, м;
h – высота емкости, м.
В связи с тем, что V = const, выразим высоту через радиус и подставим полученное выражение (3) в формулы (1,2)
, (3)
, (4)
. (5)
Таким образом, необходимо найти такой радиус, при котором площадь поверхности и длина сварных швов минимальны.
Рассмотрим первый вариант задачи. Для этого вычислим производную функции S (r)
.
Приравняем d S /d r = 0. Так как r не может быть равен бесконечности, тогда
,
, (6)
. (7)
Рассмотрим второй вариант задачи:
.
Поскольку
и ,
, (8)
. (9)