Phương pháp thí nghiệm và phân tích số liệu trong nghiên cứu khoa học

Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 CHƢƠNG VỊ TRÍ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.1 Các bƣớc tiến trình nghiên cứu khoa học Có thể tóm tắt tiến trình nghiên cứu khoa học khoa học ứng dụng nuôi trồng thủy sản nói riêng thơng qua bƣớc chung nhƣ sau: (1) Xác định đề tài nghiên cứu (2) Xây dựng đề cƣơng – Lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu (3) Triển khai nghiên cứu – Thu thập xử lý số liệu (4) Công bố kết nghiên cứu 1.2 Vị trí học phần phƣơng pháp thí nghiệm phân tích số liệu Vị trí học phần phƣơng pháp thí nghiệm phân tích số liệu tiến trình nghiên cứu khoa học tập trung vào bƣớc (2) (3) tiến trình nghiên cứu Học phần chủ yếu tập trung vào việc bố trí, hoạch định cho thí nghiệm, định hƣớng xử lý số liệu (ở bƣớc 2) sau tập trung vào bƣớc triển khai, thu tập xử lý số liệu (ở bƣớc 3) 1.3 Thống kê sinh học với công tác thiết kế thí nghiệm xử lý số liệu 1.3.1 Mục đích cơng tác thống kê Hoạt động nghiên cứu khoa học bao gồm việc “quan sát” tƣợng, kiện tự xãy tự nhiên chủ động bố trí “suy luận” để giải thích giải vấn đề Qua việc theo giỏi, quan sát tƣợng, kiện ta tìm qui luật tƣợng, kiện Từ việc nắm bắt qui luật tƣợng, kiện để quay trở lại phục vụ cho lợi ích ngƣời Mục đích cơng tác thống kê tìm qui luật tƣợng, kiện mà ta quan tâm nghiên cứu 1.3.2 Thống kê sinh học (Bio-Statistics) Thống kê sinh học môn khoa học thực nghiệm ứng dụng phƣơng pháp kết lý thuyết thống kê lĩnh vực sinh học nhằm tìm hiểu qui luật chất qui trình sinh học 1.3.3 Sự cần thiết phải sử dụng thống kê sinh học thiết kế thí nghiệm xử lý số liệu Trong thiết kế thí nghiệm xử lý số liệu lĩnh vực sinh học, sinh thái học, nông - lâm nghiệp nuôi trồng thuỷ sản, việc sử dụng thống kê sinh học việc làm cần thiết yêu cầu bắt buộc đề tài nghiên cứu khoa học Để mô tả thuộc tính đối tƣợng nghiên cứu, ví dụ nhƣ sức sinh sản trung bình ± độ lệch chuẩn cá Hồng Bạc Lutjanus argentimacus ngƣời làm nghiên cứu cần dùng đến thống kê mô tả (descriptive statistics) Để so sánh nhóm đối tƣợng hay tìm mối quan hệ biến nghiên cứu (ví dụ nhƣ so sánh sức sinh sản cá Hồng Bạc nuôi theo ba chế độ dinh dƣỡng khác hay xác định tƣơng quan khối lƣợng thân sức sinh sản chúng) để phân tích kết thu đƣợc ngƣời làm nghiên cứu cần dùng đến thống kê suy luận (inferential statistics) Trong luận văn tốt nghiệp đại học, luận văn cao học, luận án nghiên cứu sinh đề tài nghiên cứu khác, ngƣời làm nghiên cứu thiết phải sử dụng thống kê (statistical analysis) để phân tích kết thu đƣợc Các tạp chí khoa học xét đăng Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 báo khoa học nhà nghiên cứu nhấn mạnh đến tính hợp lý phƣơng pháp nghiên cứu xử lý số liệu thống kê [Hoàng Tùng, 2006] Trong trình làm nghiên cứu, phải tiếp xúc xem xét tính hợp lệ lƣợng thơng tin lớn ngƣời làm nghiên cứu cần sử dụng đến công cụ thống kê để tổng hợp số liệu, phân tích rút nhận định Đồng thời, ngƣời phản biện cần có kiến thức thống kê để đánh giá độ tin cậy thông tin nghiên cứu lẽ tất cách thức mà tác giả phân tích rút nhận định hợp lý Ngƣời đọc, khơng có kiến thức thống kê khơng đánh giá đƣợc tính hợp lý kết luận, ví dụ nhƣ trƣờng hợp sau: “Xác xuất bắt gặp cá hồng tuổi + vịnh Nha Trang cao so với cá tuổi + trở lên,  =4,2; df=1, P80%; 95% khoảng tin cậy 10% giá trị trung bình - Xác định yếu tố ảnh hƣởng đến việc thu mẫu: Thu mẫu/ phân tích: Độ xác thiết bị sử dụng, yêu cầu sử dụng thiết bị chuyên dụng, điều kiện thời tiết Thời gian/ kế hoạch: Có thời điểm không thu mẫu đƣợc (mùa sinh sản) Địa mạo: Rào cản điều kiện tự nhiên không cho phép thu mẫu ví dụ nhƣ độ sâu, tốc độ dòng chảy vào mùa mƣa lũ, khoảng cách điểm thu mẫu xa Kinh phí: Khả đáp ứng kinh phí cho phƣơng án lựa chọn - Các bƣớc triển khai: Cụ thể hóa mục tiêu thu mẫu, yêu cầu chất lƣợng số liệu, liệt kê hạn chế kinh phí, thời gian biểu, thiết bị chuyên dụng, sở vật chất nhân lực Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Xây dựng phƣơng án thu mẫu khác định sử dụng phƣơng án thu mẫu theo kế hoạch theo kiểu tùy ứng biến Thu mẫu theo hoạch định tuân thủ nghiêm ngặt thiết kế thu mẫu Thu mẫu theo kiểu tùy ứng biến xây dựng quy trình thu mẫu trƣớc, đơn vị thu mẫu đƣợc xác định triển khai thực tế đƣợc điều chỉnh vào kết lần thu năm trƣớc Bất thiết kế đƣợc xây dựng củng phải đảm bảo đƣợc mục tiêu nghiên cứu đƣợc đề Đánh giá đƣợc ƣu nhƣợc điểm kiểu thiết kế dự tính trƣớc trƣờng hợp cụ thể gặp phải thực tế thay đổi thiết kế thu mẫu Xác lập cơng thức tính tốn hiệu chi phí cho giãi pháp thiết kế thu mẫu Với giãi pháp thiết kế xây dựng mơ hình thống kê cơng thức tốn học để xác định hiệu xét đến hiệu lực thống kê độ rộng khoảng tin cậy Thƣờng để làm việc cần xây dựng mơ hình bao gồm hợp phần phƣơng sai ƣớc lƣợng phƣơng sai tổng thể Tƣơng tự, cho giãi pháp tính thử chi phí cố định (chuẩn bị cho nghiên cứu) chi phí vận hành (cơng thu mẫu/ mẫu chi phí phân tích mẫu) Nếu ta thiết kế thu mẫu theo chủ ý khơng có bƣớc Xác định kích thƣớc mẫu đáp ứng yêu cầu chất lƣợng hạn chế thu mẫu với kích thƣớc Tính tốn kích thƣớc mẫu tối ƣu (và phân bổ mẫu thu mẫu thu mẫu theo kiểu phân tầng phức tạp hơn) Thông thƣờng biện pháp sử dụng có độ xác khơng cao lắm, tốn ta thu đƣợc nhiều mẫu Ngƣợc lại phƣơng pháp có độ xác cao thƣờng tốn hạn chế số lƣợng mẫu thu Ngƣời làm nghiên cứu phải lựa chọn đƣa định Kiểm tra xem hạn chế (về hiệu quả, thời gian biểu, chi phí, thiết bị, sở vật chất nhân lực) đƣợc khắc phục chƣa? Nếu khơng có phƣơng án thiết kế đạt u cầu ta chọn cách sau: Xây dựng lại phƣơng án thu mẫu, giảm bớt yêu cầu chất lƣợng thông tin thu thập, tăng độ rộng khoảng tin cậy, khắc phục hạn chế, thay đổi điều chỉnh lại mục tiêu nghiên cứu (giảm bớt tham vọng hơn) Lựa chọn phƣơng án thu mẫu tiết kiệm Xem xét ƣu điểm chọn lựa hiệu chi phí phƣơng án thu mẫu tốt (đáp ứng đƣợc yêu cầu số liệu khắc phục đƣợc hạn chế thời gian, kinh phí, thiết bị, nhân lực, …) Tiếp tục xem xét vấn đề mang tính thực tế ví dụ nhƣ an tồn ngƣời nghiên cứu, ảnh hƣởng việc thu mẫu đến xã hội, môi trƣờng, nguy phát sinh chi phí, … Sau thống để lựa chọn phƣơng án tối ƣu Mô tả chi tiết phƣơng án thu mẫu với kế hoạch dự phòng (contingency plans) có tình khơng lƣờng trƣớc xảy thu mẫu thực địa, biện pháp đảm bảo chất lƣợng, liệt kê giả định làm sở cho phƣơng án thu mẫu (đặc biệt giả định đƣợc kiểm chứng trình thu mẫu đánh giá sau này) 2.1.3 Các kiểu thu mẫu Thu mẫu theo chủ ý (Judmental sampling) Nhƣ trình bày kiểu thu mẫu dựa vào hiểu biết đối tƣợng điều kiện thu mẫu kết hợp với kinh nghiệm, phán đốn chun mơn ngƣời nghiên cứu để xác định vị trí thu mẫu, kích thƣớc mẫu thu điểm Kết luận rút đƣợc từ số liệu tổng thể nghiên cứu bị hạn chế tầm hiểu biết ngƣời làm nghiên cứu, không cho phép khái quát dựa nguyên lý thống kê Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Nếu biết kết hợp thu mẫu theo kiểu với kiểu thu mẫu khác cho kết tốt Thu mẫu theo chủ ý không nên đƣợc hiểu lầm với việc hiểu biết chuyên môn để xây dựng phƣơng án thu mẫu tối ƣu (ví dụ nhƣ phải phân tầng tổng thể nghiên thu mẫu) Kiểu thu mẫu nên đƣợc áp dụng trƣờng hợp sau: - Số lƣợng mẫu thu đƣợc không nhiều mẫu để xác định vài thông số - Thời gian kinh phí dành cho thu mẫu hạn chế - Ngƣời thiết kế thu mẫu có đầy đủ thơng tin đối tƣợng vùng nghiên cứu - Mục tiêu thu mẫu nhằm cung cấp số liệu ban đầu để phát số thông số quan tâm (để xây dụng chƣơng trình thu mẫu chi tiết hơn) Các thông tin phải biết tùy thuộc vào lĩnh vực nghiên cứu Ví dụ muốn thu mẫu để xác định dƣ lƣợng thuốc trừ sâu phải biết loại thuốc trừ sâu sử dụng vùng nghiên cứu, điểm xuất phát chúng, chế độ thủy triều, dòng chảy sơng, chu trình chuyển hóa tích tụ thuốc trừ sâu qua chuổi thức ăn, vào bùn đáy, thời gian phân hủy, ƣớc tính lƣợng thuốc trừ sâu sử dụng lƣu vực, … Thu mẫu ngẫu nhiên (Random sampling) Đây kiểu thu mẫu đơn giản Các đơn vị thu mẫu thuộc tổng thể nghiên cứu có xác suất đƣợc lựa chọn nhƣ Thƣờng sử dụng cách đánh số để chọn ngẫu nhiên Kiểu thu mẫu phù hợp với tổng thể nghiên cứu nhỏ độ tƣơng đồng đơn vị tổng thể nghiên cứu cao Ƣu điểm phƣơng pháp thu mẫu khả xác định thông số thống kê cách khách quan, dễ hiểu, dễ thực việc tính tốn kích thƣớc thƣớc mẫu nhƣ kích thƣớc thống kê đơn giản Nhƣợc điểm phƣơng pháp ngẫu nhiên mà điểm thu mẫu gần quá, nhƣ khơng đảm bảo đƣợc tính đại diện mẫu Thu mẫu theo kiểu không tận dụng đƣợc hiểu biết có đối tƣợng vùng nghiên cứu Theo phƣơng pháp trƣớc hết phải xác định kích thƣớc mẫu Muốn làm đƣợc việc trƣớc hết hết ta phải ƣớc tính phƣơng sai tổng thể nghiên cứu Các thông tin sử dụng để ƣớc tính tổng thể nghiên cứu lấy từ kết nghiên cứu thí điểm nghiên cứu đƣợc thực tổng thể gần giống với tổng thể nghiên cứu dựa vào mơ hình tốn Nếu khơng có thơng tin tổng thể sử dụng phép ƣớc đơn giản sau: Độ lệch chuẩn = (Max - Min)/6 Giá trị Max Min ngƣời nghiên cứu ƣớc đoán Tiếp theo ta lựa chọn địa điểm đơn vị thu mẫu Với số nghiên cứu, đơn vị nghiên cứu cụ thể nhƣ trại nuôi, ao nuôi, cá Tuy nhiên nghiên cứu mơi trƣờng đất nƣớc khó nhiều Ngƣời nghiên cứu phải xác định đƣợc đơn vị nghiên cứu Kích thƣớc đơn vị thu mẫu nhỏ biến động đơn vị thu mẫu lớn Sau liệt kê hết thành phần tổng thể nghiên cứu theo thứ tự từ đến n, dùng bảng số ngẫu nhiên để chọn ngẫu nhiên đơn vị thu mẫu cho đủ kích thƣớc mẫu xác định Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Hƣớng thu mẫu một, hai ba chiều Khi thu mẫu theo không gian ba chiều, việc chọn điểm thu mẫu đồ không khó Nhƣng việc xác định điểm thu mẫu, thu đƣợc kích thƣớc mẫu cần thiết lại khơng phải dễ thực tế Cũng dụng kỹ thuật khác quasi – random sampling Dãy số ngẫu nhiên quasi – random sampling tạo theo trình tự ngẫu nhiên khơng có điểm trùng Điều giúp hạn chế tối đa việc mẫu thu “dính chùm” với chọn hồn toàn ngẫu nhiên Sử dụng thu mẫu ngẫu nhiên kết hợp với kiểu thu mẫu khác nhƣ phân tầng, phân bậc hay gộp có điều chỉnh Thu mẫu phân nhóm (Stratified sampling) Kiểu thu mẫu thích hợp với tổng thể nghiên cứu mà có khác biệt đáng kể đơn vị cấu thành Ta chia tổng thể làm nhiều nhóm khơng có khoảng trùng lặp dựa đặc điểm biết tổng thể suy luận mang tính logic, có sở (kết hợp với kiểu thu theo chủ ý) Việc phân chia dựa vào đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu theo thời gian khơng gian Tính đồng nhóm cao nhiều so với tính đồng tổng thể nhƣ cho phép ngƣời nghiên cứu ƣớc lƣợng xác thuộc tính tổng thể tính đại diện mẫu thu đƣợc đảm bảo Thêm vào cho phép ngƣời nghiên cứu tìm hiểu sâu so sánh nhóm với Thu mẫu hệ thống phân ô (Systematic and grid sampling) Với kiểu thu mẫu này, hoạt động thu mẫu đƣợc thực cách máy móc theo trình tự thời gian khoảng cách không gian đƣợc định trƣớc Thời điểm bắt đầu điểm thu đƣợc lựa chọn cách ngẫu nhiên Các thời điểm điểm thu lại đƣợc xác định dựa khoảng cách thiết kế (nếu theo khơng gian phải chia ơ) Ơ hình vng, hình chử nhật, hình tam giác rẻ quạt) Kiểu thu mẫu cho ta phát xu hƣớng biến động theo thời gian khơng gian Nếu kích thƣớc mẫu lớn, tần suất thu mẫu ngắn, khả khái quát diễn biến tổng thể nghiên cứu cao Kiểu thu mẫu đơn giản dễ thực cho phép thực dễ dàng điểm thu mẫu theo nguyên tắc “ngẫu nhiên có hệ thống” Thu mẫu gộp thích ứng (adaptive cluster sampling) Với kiểu thu mẫu này, n mẫu đƣợc thu cách ngẫu nhiên từ tổng thể nghiên cứu Sau tiến hành thu thêm điểm mà kết phân tích cho thấy cần đƣợc quan tâm (ví dụ điểm phát nhiễm có tƣợng lạ) Vì phải phân tích làm nhiều vòng Kiểu thu nhằm đảm bảo số liệu thu đƣợc khách quan ngƣời nghiên cứu có phải thu nhiều mẫu địa điểm Kiểu thu mẫu hiệu mục tiêu thu mẫu phác thảo vùng phân bố sinh vật hay yếu tố (ví dụ chất gây độc hại đến mơi trƣờng) Điều kiện để thực phƣơng pháp phân tích biến nghiên cứu để thu kết phải nhanh lý tƣởng không tốn Khả phân tán đối tƣợng nghiên cứu phải hạn chế Ví dụ để xác định bãi giống sò huyết, vùng nghiên cứu đƣợc chia ơ, sau chọn ngẫu nhiên 10 ô Dựa vào kết phân tích ban đầu này, cho kết phân tích mật độ sò cao tiếp tục thu mẫu lân cạnh quanh Thu mẫu kết hợp (Composit sampling) Kiểu thu mẫu đƣợc áp dụng chi phí phân tích mẫu cao rong chi phí thu mẫu lại thấp phƣơng pháp thu đơn giản Ngƣời nghiên cứu tiến hành thu Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 nhiều đơn vị thu mẫu, trộn lẫn chúng với để tạo mẫu Có thể tiến hành nhƣ với điều kiện việc trộn mẫu không ảnh hƣởng đến kết (ví dụ nhƣ hàm lƣợng khí hòa tan) sức khỏe ngƣời nghiên cứu Kiểu thu mẫu có giá trị ngƣời nghiên cứu quan tâm đến giá trị trung bình mà không quan tâm đến biến động biến nghiên cứu theo không gian thời gian mức độ biến động biến nghiên cứu tự nhiên q lớn (khó khăn cho việc phân tích số liệu) 2.1.4 Nguyên tắc thu mẫu Nguyên tắc ngẫu nhiên Đây nguyên tắc thu mẫu Bởi thu mẫu cách ngẫu nhiên hạn chế đến mức tối đa yếu tố làm sai lệch kết cố ý vơ tình Giả sử bạn hƣớng dẫn lớp sinh viên khảo sát vùng triều vào ngày mƣa lạnh Mỗi sinh viên đƣợc giao nhiệm vụ thu toàn sinh vật (có thể gồm nhiều lồi động, thực vật khác nhau) tìm đƣợc khung quadrat có diện tích m2 (1,0 x 1,0 m) phân loại chúng Cách thu quăng khung quadrat cách ngẫu nhiên, di chuyển lại chỗ khung rơi xuống tiến hành thu mẫu Các sinh viên ngại mƣa gió muốn xong việc cho nhanh chủ ý quăng khung vào khu vực sinh vật phân bố, nhìn thấy mắt (ví dụ nhƣ rong biển, rạn san hơ có nhiều sinh vật sống) đốn qua kiến thức đƣợc học (ví dụ cát sinh vật rạn) Nhƣ thơng tin thu đƣợc khơng phản ánh xác thuộc tính quần xã sinh vật đƣợc nghiên cứu Cũng có vơ tình mà thu mẫu tƣởng ngẫu nhiên lại trở thành chọn lọc Trong bể ni tơm m có 100 con, bạn dùng vợt nhỏ để bắt 10 (10% tổng thể) nhằm kiểm tra mức độ cảm nhiễm virus MBV (biết chắn có) Kết phần lớn bạn bắt đƣợc cá thể yếu ớt, lờ đờ có khả bơi lội, búng nhảy Những cá thể đa phần bị nhiễm mầm bệnh Vì tỉ lệ cảm nhiễm mà bạn xác định cao mức thực Trong trƣờng hợp cần thiết phải đánh số chọn lựa ngẫu nhiên 10 số rút mực nƣớc bể, bắt toàn cho vào xô nhỏ chứa lấp xấp nƣớc bắt ngẫu nhiên 10 (trên cạn, chúng nằm chỗ hết cả, có búng nhảy xơ - tầm kiểm sốt bạn) Khi số lƣợng cá thể tổng thể không lớn lắm, ta đánh số dùng bảng số ngẫu nhiên để chọn Ví dụ nhƣ 63 cá Chẽm bố mẹ lồng ni đƣợc đánh số thẻ từ Hay khu vực cửa sông nơi tiến hành khảo sát khu hệ thuỷ sinh chia thành nhiều ô nhỏ đồ chọn ngẫu nhiên Nhƣng số lƣợng cá thể tổng thể lớn, ví dụ nhƣ cảng cá có đến hàng nghìn cá Chẽm đƣợc ngƣ dân bày bán, ta phải dùng thủ thuật gọi “thu mẫu giai đoạn” Chia số cá làm n nhóm kích thƣớc (tuỳ ý ngƣời thu mẫu, ví dụ 100 nhóm Từ nhóm ta chọn ngẫu nhiên vài để đƣợc số lƣợng mẫu cần thiết Chỉ thu mẫu theo kiểu ngẫu nhiên ta khơng có đủ thơng tin tổng thể nghiên cứu (ví dụ nhƣ vùng nƣớc vịnh bị ảnh hƣởng nƣớc từ sông đổ vào hay ốc mƣợn hồn phân bố tập trung rạn san hô chết vùng trung triều) biết chắn đối tƣợng nghiên cứu phân bố Nói cách khác, phải sử dụng tối đa thông tin biết tổng thể nghiên cứu để đảm bảo mẫu thu mang tính đại diện cao Nguyên tắc đại diện cao cho tổng thể nghiên cứu Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Mỗi cá thể phần tử tổng thể nghiên cứu Ta thƣờng ký hiệu số cá thể tổng thể nghiên cứu N thƣờng khơng xác định đƣợc xác thuộc tính N Ta ƣớc lƣợng thuộc tính N thông qua mẫu đại diện cho tổng thể nghiên cứu Tính đại diện thể mức độ tƣơng đồng kết đo đạc phân tích đƣợc mẫu với giá trị thực thông số hay biến cần đo đạc tự nhiên Không phải trƣờng hợp thu mẫu cách ngẫu nhiên đảm bảo tính đại diện cho tổng thể từ mẫu đƣợc thu Tuy nhiên, việc thu mẫu cách ngẫu nhiên giúp cho số liệu thu đƣợc khách quan đảm bảo tính độc lập, cần thiết cho kiểm nghiệm thống kê (Underwood 2005) Về nguyên tắc, số lƣợng mẫu thu đủ lớn thông số thống kê mẫu gần với thuộc tính tổng thể Trong thực tế thu nhiều mẫu tốn nhiều trƣờng hợp khả thực đƣợc Vì cần phải có phƣơng pháp thu mẫu hợp lý Chẳng hạn tự nhiên, ốc mƣợn hồn phân bố tập trung rạn san hô chết gần bờ Mật độ ốc khoảng trống rạn thấp Ngƣời nghiên cứu, lựa chọn điểm thu cách ngẫu nhiên, khơng xác định đƣợc xác mật độ trung bình quần thể ốc khu vực cụ thể Nếu phƣơng pháp thu mẫu khơng đảm bảo đƣợc tính đại diện số liệu thu đƣợc khơng phản ánh xác (cao thấp hơn) thuộc tính tổng thể nghiên cứu Chính cần phải làm cách để đảm bảo tính đại diện Nguyên tắc lựa chọn kích thƣớc mẫu Kích thƣớc mẫu (n) phụ thuộc vào kích thƣớc tổng thể nghiên cứu, yêu cầu số liệu (hiệu lực thống kê, mức ý nghĩa, mức độ sai khác cần phát cần so sánh) khả ngƣời nghiên cứu (kinh phí, thời gian, trang thiết bị nhân lực) Với yếu tố thứ 3, nguyên tắc tối đa kích thƣớc mẫu khả Nhƣ đề cập, thu mẫu tức nhằm thu thập số liệu cần thiết từ mẫu để qua thông số thống kê tính tốn đƣợc ƣớc lƣợng tổng thể nghiên cứu Kết xác tất đơn vị cấu thành tổng thể đƣợc thu Tuy nhiên, điều khả thi thực tế Chính thế, kích thƣớc mẫu phải đƣợc xem xét mối tƣơng quan với kích thƣớc tổng thể Giả sử ta có đàn Cua Scylla paramamosain mẹ gồm 262 sử dụng để thực chƣơng trình chọn giống Nếu muốn ƣớc tính sức sinh sản trung bình cá thể đàn để chuẩn bị sở vật chất nhƣ bể ấp, bể đẻ, bể ƣơng ao nuôi tiến hành chọn giống ta tiến hành thu mẫu từ đàn cho đẻ thử theo qui trình lựa chọn Giả sử ta chọn ngẫu nhiên 35 Nhƣ ta sử dụng 13,4% số đơn vị tổng thể nghiên cứu Nhƣng ngƣời làm nghiên cứu khác, muốn ƣớc tính sức sinh sản trung bình loài cua rừng ngập mặn Cần Giờ sử dụng kích thƣớc mẫu (n = 35) cho nghiên cứu chƣa số liệu đủ độ tin cậy, đặc biệt tính ngẫu nhiên thu mẫu khơng đƣợc bảo đảm Ví dụ nhƣ điểm thu mẫu Long Thạnh (một nhiều xã Cần Giờ) bắt đƣợc 35 Trong thực tế, khó biết đƣợc kích thƣớc tổng thể có phƣơng pháp ƣớc đốn, ví dụ nhƣ số Lincoln 10 Chỉ số Lincoln (Lincoln Index - LI) dùng để ƣớc đoán số lƣợng cá thể có quần thể định Mẫu đƣợc thu lần, hoàn toàn ngẫu nhiên Lần thứ 1, đánh dấu toàn cá thể thu đƣợc, sau đem thả lại vào mơi trƣờng Lần thứ 2, sau khoảng thời gian định, thu lại số lƣợng cá thể bị đánh dấu có đợt mà qui tổng số cá thể quần thể Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 CHƢƠNG TƢƠNG QUAN VÀ HỒI QUY 8.1 Tƣơng quan (correlation) Khảo sát mối quan hệ hai đại lƣợng X Y có hai khả xảy ra: - X Y độc lập - X Y có mối quan hệ phụ thuộc Để xác định mối quan hệ X Y ta phải xác định tƣơng quan chúng Mối tƣơng quan đƣợc biểu hệ số tƣơng quan (R) Nghiên cứu hai đại lƣợng X Y, cá thể tổng thể ta thu n mẫu có n cặp số liệu (Xi, Yi) Khi đó, R đƣợc tính theo cơng thức: R 52 ( X ( X i i  X tb )( Yi  Ytb )  X tb )2 (Y  Y i tb )2 Hàm tính Excel: CORREL (Data X, Data Y) Đánh giá mức độ tƣơng quan X Y thông qua R Khoảng giá trị R: R = [-1; 1] R < 0,4 : không tƣơng quan 0,4 R< 0,7 : tƣơng quan yếu 0,7 R< 0,8 : tƣơng quan 0,8 R< 0,9 : tƣơng quan tốt 0,9 R: tƣơng quan chặt chẽ Xác định chiều tƣơng quan: R > 0: Tƣơng quan thuận R < 0: Tƣơng quan nghịch 8.2 Hồi quy (Regression) 8.2.1 Hàm hồi quy Phân tích tƣơng quan khảo sát khuynh hƣớng mức độ quan hệ đại lƣợng mặt định tính Xét mặt định lƣợng, mối quan hệ đại lƣợng đƣợc xác định hàm gọi Hàm hồi quy Ký hiệu Hàm hồi quy : Y = f (X) Trong X đại lƣợng độc lập, Y đại lƣợng phụ thuộc Hệ số xác định (R2): Là bình phƣơng hệ số tƣơng quan Thể tỷ lệ % biến thiên đại lƣợng Y đƣợc giải thích mối liên hệ tuyến tính Y với X Hàm tính R2: RSQ (DataX, DataY) Xây dựng hàm hồi quy: Tiến hành bƣớc sau : (1) Xác định dạng hàm hồi quy: Dựa vào hình dạng Trƣờng tƣơng quan (biểu diễn tập hợp chấm điểm (Xi, Yi) mặt phẳng toạ độ Oxy) để dự đoán dạng hàm Yêu cầu số mẫu phải lớn (2) Tìm hệ số hồi quy; (3) Kiểm định hàm hồi quy; (4) Xác định khoảng dao động hệ số hồi quy 8.2.2 Hồi quy tuyến tính đơn giản Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015  Hàm hồi quy có dạng: Y = aX + b  Tính hệ số hồi quy: aR SY SX b  Ytb  a X tb Trong đó: SX độ lệch chuẩn số liệu X SY độ lệch chuẩn số liệu Y Hàm tính Excel: a = SLOPE (DataY, DataX) b = INTERCEPT (DataY, DataX)  Kiểm định Hàm hồi quy: Giả thiết: Hàm hồi quy khơng thích hợp Giá trị kiểm định: Đặt Yi’ = aXi + b ( Yi'  Ytb' )2  F (n 2)  ( Yi  Yi' )2 F = DEVSQ (DataY’)/ SUMXMY2 (DataY, DataY’) F có phân bố Fisher, mức ý nghĩa α, dfX = 1, dfY = n – F ≤ F α: Hàm hồi quy khơng thích hợp F > F α: Hàm hồi quy thích hợp (Kết chắn xác suất F > 20.Fα)  Xác định khoảng dao động hệ số hồi quy: Sai số chuẩn hàm hồi quy: Se  Sai số chuẩn hệ số a: Sai số chuẩn hệ số b: Sa  Se n2 ( X  i  X )2  (Y  Y ) ' i i Sb  Se X  n  ( X i  X )2 Khoảng dao động: Khoảng dao động hệ số a : a  t Sa Khoảng dao động hệ số b : b  t Sb t : giá trị có phân bố Student với mức ý nghĩa  df = n-2 Chƣơng trình phân tích hồi quy: Regression 8.3 Hồi quy tuyến tính đa bội  Hàm hồi quy có dạng: Y = a1X1 + a2X2 + … + ak Xk + b  Tính hệ số hồi quy theo công thức:  Ri 53 SY SXi k Có thể sử dụng hàm để tính hệ số a a1 = Slope (Data Y, Data X1) a2 = Slope (Data Y, Data X2)  Kiểm định Hàm hồi quy: Giá trị kiểm định đƣợc tính theo cơng thức: F Trƣờng Đại học Quảng Bình b  Ytb   X tbi i 1  ( Yi'  Ytb' )2 ( n  k  )  ( Yi  Yi' )2 | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 F có phân bố Fisher, mức ý nghĩa α, df(X) = k, df(Y) = n-k-1  Xác định khoảng dao động: Se = ( Xi  X ' )  n - k -1 Sai = Se  ( Xij  Xi ) j Sb = Se X2  n i  ( Xij  Xi ) j Khoảng dao động = tαSai b = tαSb tα có phân bố student, mức ý nghĩa α, df = n-k-1 8.4 Hồi quy phi tuyến Các bƣớc xây dựng hàm (các bƣớc tìm hệ số hồi quy) - Xác định hàm hồi quy - Biến đổi đƣa dạng tuyến tính (đơn giản hay đa bội) - Tìm hệ số hàm tuyến tính - Biến đổi để trả lại giá trị cho hệ số hồi quy 54 Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 BÀI TẬP THỰC HÀNH Bài Cho dãy số liệu: 47; 27; 44; 31; 38; 27; 38; 53; 44; 33; 31; 28; 35; 27; 22 a) Lập bảng phân bố tần số, tần suất dãy số liệu phân nhóm với giá trị biên là: 30; 40 50 Biểu diễn biểu đồ b) Tính đặc trƣng thống kê dãy số liệu Bài Cho số liệu đƣợc phân nhóm nhƣ sau: Trị số nhóm Tần số nhóm 17 12 20-23 23-26 Tính đặc trƣng dãy số liệu Bài Cho số liệu đƣợc phân nhóm nhƣ sau: Chiều dài Số 11-14 14-17 11 17-20 20 26-29 Tính đặc trƣng dãy số liệu Bài Đo chiều dài (mm) số cá thể loài lƣỡng thê thu đƣợc kết quả: Chiều dài Số 11-14 14-17 11 17-20 20 20-23 23-26 26-29 Với độ tin cậy 95% ƣớc lƣợng chiều dài trung bình độ lệch chuẩn chiều dài loài lƣỡng thê Bài Chọn ngẫu nhiên số ngƣời có sức khỏe bình thƣờng để kiểm tra mạch tim (lần/phút), kết nhƣ sau: Mạch tim Số ngƣời 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 100-110 28 148 207 331 236 43 a) Hãy cho biết mạch tim trung bình ngƣời bình thƣờng (độ tin cậy 99%) b) Ngƣời có sức khỏe loại A có mạch tim trung bình từ 60 đến 90 Hãy tính tỷ lệ ngƣời có sức khỏe loại A đợt kiểm tra, từ tính tỷ lệ ngƣời có sức khỏe loại A cộng đồng (với độ tin cậy 90%) Bài Điều tra hai tiêu X Y số mẫu đƣợc kết quả: X\Y 21,2 22,5 23,7 30,0 0-3 18 3-6 30 16 6-9 9-12 15 a) Ƣớc lƣợng giá trị trung bình tiêu Y với độ tin cậy 90% 55 b) Trƣớc điều tra, giá trị trung bình tiêu X 22 Số liệu điều tra đƣợc tiến hành sau cải tiến kỹ thuật Với độ tin cậy 95% xem việc cải tiến làm thay đổi giá trị trung bình tiêu X khơng? Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Bài Nghiên cứu phát triển loài sau thời gian chăm sóc ngƣời ta đo chiều cao Y (đơn vị m) đƣờng kính X (đơn vị cm) số đƣợc kết bảng X\Y 20-22 22-24 24-26 26-28 28-30 5 11 15 17 10 12 a) Ƣớc lƣợng chiều cao trung bình loại với độ tin cậy 95% 56 b) Cây có đƣờng kính từ 27 cm trở lên loại I Hãy ƣớc lƣợng tỷ lệ loại I với độ tin cậy 90% Bài Tiến hành 100 thí nghiệm độc lập thấy kiện A xuất 68 lần Với độ tin cậy 95%, tìm khoảng tin cậy cho xác suất xuất kiện A thí nghiệm ngẫu nhiên Cần phải tiến hành thí nghiệm (cũng với độ tin cậy 95%) để khẳng định sai số mắc phải không vƣợt 5%? Bài Để xác định độ xác dụng cụ đo, ngƣời ta thực 20 lần đo độc lập Kết lần đo có độ lệch chuẩn Hãy tìm khoảng tin cậy cho độ lệch chuẩn dụng cụ đo biết độ tin cậy 99% Bài 10 Điều tra số cá ao nuôi cá ngƣời ta bắt 1000 cá đánh dấu thả lại vào ao Sau bắt ngẫu nhiên 400 cá thấy có 80 cá có đánh dấu Với độ tin cậy 95%, ƣớc lƣợng số cá có ao Bài 11 Một dụng cụ đo đại lƣợng N có độ lệch chuẩn 8,5 đo thử 20 lần Dùng dụng cụ khác đo thử 20 lần thấy độ lệch chuẩn 12 Hỏi với độ tin cậy 90%, sai số dụng cụ có nhƣ khơng? Bài 12 Có lồng ni tơm hùm Kiểm tra ngẫu nhiên 50 nuôi lồng thấy chiều dài trung bình 32 cm với độ lệch chuẩn Kiểm tra 70 ni lồng có chiều dài trung bình 29 cm với độ lệch chuẩn Căn vào kết trên, nói có sai khác chiều dài tơm hùm ni ao thì kết luận có đƣợc chấp nhận khơng, xét với độ tin cậy 95% Bài 13 Tuổi trung bình 20 sinh viên ngành nuôi (chọn ngẫu nhiên) 21 với độ lệch chuẩn Tuổi trung binh 20 sv ngành chế biến 19 độ lệch chuẩn Với độ tin cậy 99%, xem độ tuổi sinh viên ngành nhƣ không? Bài 14 Cân thử 100 gia súc trại chăn nuôi xuất chuồng, đƣợc khối lƣợng trung bình 3,2 kg với độ lệch chuẩn 1,2 kg Theo quy định quan thú y, khối lƣợng trung bình loại gia súc xuất chuồng phải đạt 3,5 kg/ Hãy cho biết trại chăn ni có thực quy định đợi xuất chuồng không, với độ tin cậy 95% Bài 15 Theo lý thuyết tỷ lệ đực quần thể động vật :1 Quan sát 80 cá thể loại động vật thấy có 48 đực 32 Với độ tin cậy 95% cho biết tỷ lệ đực động vật có tuân thủ lý thuyết nêu khơng? Bài 16 Sau trận thiên tai, Phòng Nơng nghiệp huyện cho biết tỷ lệ xoài bị thiệt hại 20% Tại vƣờn trái huyện, ngƣời ta thử hái 300 xồi thấy có 77 Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 bị hƣ Vậy thống kê Phòng Nơng nghiệp huyện có đƣợc chấp nhận khơng u cầu độ xác 99%? Các xồi vƣờn thu hoạch đƣợc Nếu chủ vƣờn muốn hái khoảng 1000 xồi phải hái khoảng để ngƣời mua lẫn ngƣời bán không bị thiệt thòi, với độ tin cậy 95%? Bµi 17 Năng suất loại trồng quan sát đƣợc lơ đất thí ngiệm 165 148 156 161 161 162 146 153 161 148 150 147 147 149 150 146 151 152 155 152 152 152 161 154 153 151 163 160 163 150 162 147 158 160 163 154 151 159 152 159 147 149 147 152 154 155 152 163 147 150 146 162 148 150 159 158 160 158 147 148 a) Cho biết suất trung bình loại trồng này, với độ tin cậy 99% b) Nếu đánh giá độ màu lô đất thông qua suất trồng nhƣ sau: đất khô cằn: NS ≤ 150; đất thƣờng: 150 < NS ≤160; đất màu mở: NS > 160 Theo cách đánh giá có lơ loại lơ thí ngiệm? Bài 18 Tại đìa ni tôm thịt sau thu hoạc ngƣời ta xúc thử rổ tơm để kiểm tra khối lƣợng (gam) đƣợc số liệu sau đây: 48.8 68.8 78.5 60.8 49.5 70.3 28.9 78.7 58.6 40.1 56.9 87.8 38.5 77.2 65.9 71.7 43.9 19.2 37.6 43.8 21.5 54 42.7 78.5 50.9 27.4 69.3 54.1 35.9 72.5 66 59.4 71.5 32.8 49 17.5 51.8 29.2 23.4 65.7 62.4 64.4 53.3 63.8 47.4 71.5 18.4 74.5 38.3 63.5 57.4 63.2 Với độ tin cậy 95%, hãy: a) Ƣớc lƣợng khối lƣợng trung bình tơm đợt thu hoạch b) Ƣớc lƣợng khoảng sai lệch khối lƣợng tôm đợt thu hoạch c) Theo quy định quan thu mua: tơm loại phải có khối lƣợng 80g/con, tôm loại phải 40g/con, tôm loại phải 20g/con Tơm có khối lƣợng  20g/con khơng đạt tiêu chuẩn thƣơng phẩm Dựa vào quy định này, xác định tỷ lệ tôm loại rổ xúc thử Ƣớc lƣợng tỷ lệ tôm loại 1, tỷ lệ tôm loại đợt thu hoạch Bài 19 Có thể đo hàm lƣợng chất X máu loài động vật phƣơng pháp cổ điển đại Lấy mẫu máu loài động vật xác định phƣơng pháp, số liệu thu đƣợc ghi bảng, với độ tin cậy 95%, cho biết kết phân tích máu phƣơng pháp xác hơn? Số liệu phân tích phƣơng pháp cổ điển (phản ứng hóa học) 25 27 26 29 29 27 23 29 27 30 32 30 25 31 26 26 26 28 25 32 27 26 30 27 Số liệu phân tích pp đại (máy phân tích) 57 25 28 26 30 25 27 Trƣờng Đại học Quảng Bình 29 27 29 29 28 27 27 27 30 27 29 25 26 29 29 29 28 30 | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Bài 20 Trong nghiên cứu huyết học cá chép trắng cá chép bạc, ngƣời ta đếm đƣợc số lƣợng hồng cầu (10 tb/mm3) máu chép trắng chép bạc lứa mua từ chợ đƣợc ghi bảng Chép trắng Chép bạc 58 1.49; 1.36; 1.44; 1.34; 1.27; 1.44; 1.27; 1.39; 1.41; 1.48; 1.43; 1.39; 1.24; 1.21; 1.24; 1.45; 1.48; 1.20 1.39; 1.35; 1.42; 1.50; 1.66; 1.31; 1.69; 1.24; 1.59; 1.49; 1.56; 1.28; 1.49; 1.54; 1.64; 1.62; 1.59; 1.56 Dựa vào số liệu quan sát đƣợc cho biết số tế bào hồng cầu hai loài cá chép nghiên cứu có giống khơng, với độ tin cậy 90%? Bài 21 Ở trại nuôi cá thu hoạch, bắt số cá để kiểm tra khối lƣợng (gam), đƣợc số liệu sau: 325; 375; 402; 382; 375; 321; 298; 362; 327; 394; 352; 257; 354; 348; 327; 394; 325; 250; 380; 380; 340; 400; 400; 390; 320; 360; 350; 289; 292; 265; 382; 320; 360; 287; 338; 387; 260; 324; 255; 320; 332; 278; 377; 344; 301; 273; 341; 369; 292; 326; 366; 321; 254; 358; 328; 377; 372; 323; 372; 298; 337; 265; 285; 251; 350; 296; 394; 381 Cũng vụ ni đó, công nhân trại xin giống nuôi cải thiện ao gia đình thu hoạch ngày, kết cân khối lƣợng số cá bắt ngẫu nhiên nhƣ sau: 254; 352; 241; 354; 304; 285; 241; 317; 293; 315; 398; 281; 298; 287; 354; 298; 297; 274; 364; 402; 268; 215; 398; 298; 254; 254; 276; 268; 352; 254; 296; 352; 305; 364; 365; 361; 308; 332; 336; 262; 236; 339; 317; 343; 287; 252; 369; 261; 216; 220; 21 0; 359; 291; 367; 230; 387; 273; 326; 322; 304; 261; 295; 242; 222; 297; 344; 310; 298 Với độ tin cậy 95%, đánh giá kết lứa cá trại nuôi so với lứa cá gia đình ngƣời cơng nhân ni (về khối lƣợng độ đồng đều) Theo quy định, cá thu hoạch có khối lƣợng (W) 300g/con đƣợc đƣa vào nhà máy đông lạnh để xuất khẩu, cá có khối lƣợng khoảng 250 đạt yêu cầu Điểm tb < chƣa đạt yêu cầu Với cách đánh giá tỷ lệ học sinh đạt yêu cầu trƣờng tiểu học có tƣơng đƣơng không? Bài 23 Quan sát số lƣợng trứng 10 tôm mẹ đẻ lần đầu đẻ sau cắt mắt đƣợc kết nhƣ bảng, cho biết số trứng trung tb tôm sú mẹ đẻ có bị thay đổi sau cắt mắt không, với độ tin cậy 95% Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Tơm mẹ 10 Số trứng đẻ lần đầu 62 58 55 60 55 48 57 45 60 55 Số trứng đẻ sau cắt mắt 50 47 45 52 47 45 51 43 50 45 Bài 24 Một trại ni tơm có 15 ao nuôi tôm thịt Trong vụ nuôi ngƣời ta áp dụng hình thức ni quảng canh, vụ ni áp dụng hình thức ni bán cơng nghiệp Năng suất thu hoạch qua hai vụ nuôi đƣợc ghi bảng sau: Ao 10 11 12 13 14 15 Vụ 291 286 283 293 295 280 298 290 301 276 289 291 275 280 285 Vụ 302 307 281 310 288 296 287 296 310 304 298 293 287 295 281 Nếu kết luận suất thu hoạch nuôi bán công nghiệp nuôi quảng canh giống kết luận có khoảng tin cậy bao nhiêu? Bài 25 Để xác định tỷ lệ loài cá hồ chứa ngƣời ta kéo mẻ lƣới gần đập thủy điện đếm đƣợc 27 cá trắm, 32 cá chép, 15 cá trơi 43 lồi cá khác Lại kéo mẻ lƣới lớn lồng hồ thấy có 62 cá trắm, 85 cá chép, 31 cá trơi 125 cá lồi cá khác Với độ tin cậy 90% nói phân bố loài cá hồ nhƣ vùng gần đập lồng hồ không? Bài 26 Một nhà di truyền chọn giống ngiên cứu lai tạo loại hoa với tỷ lệ màu hoa vàng: xanh : đỏ = 2: : Kết thực ngiệm thấy 100 hoa nở có 54 hoa vàng, 16 hoa xanh 30 hoa đỏ Vậy ngiên cứu có đƣợc xem thành cơng không, xét với độ tin cậy 95%? Bài 27 Ở thành phố X ngƣời ta tiến hành khảo sát để xác định phƣơng tiện giao thông mà CNVC sử dụng đến quan Việc điều tra đƣợc tiến hành hai nhóm phụ nữ nam giới Trong số 250 phụ nữ đƣợc hỏi có ngƣời bộ, 20 ngƣời xe đạp, 125 ngƣời xe máy, 100 ngƣời xe buyt Trong số 400 nam đƣợc hỏi có 12 ngƣời bộ, 63 ngƣời xe đạp, 205 ngƣời xe máy 120 ngƣời xe buýt Với độ tin cậy 99%, nhận định xem có sai khác cấu sử dụng phƣơng tiện giao thông phụ nữ nam giới thành phố X không? Bài 28 So sánh số lƣợng gia đình thành thị, nông thôn miền núi, ngƣời ta tiến hành khảo sát ngẫu nhiên Kết đƣợc ghi bảng Số Thành thị Nông thôn Miền núi Không 20 10 12 Có 109 52 45 Có 343 268 143 Có 24 146 268 Có 24 32 Với độ tin cậy 99%, hỏi tỷ lệ gia đình tính theo số gia đình vùng miền có giống khơng? Bài 29 Đo huyết áp khối lƣợng số trẻ em 14 tuổi đƣợc kết nhƣ sau: Huyết áp Nhỏ 99 59 Khối lƣợng Nhỏ 35 Không nhỏ 35 15 Từ 99 đến 100 20 48 Từ 100 đến 120 11 45 Từ 120 trở lên 50 Với mức ý nghĩa 1% cơi huyết áp trọng lƣợng có độc lập với hay khơng? Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Bài 30 Để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trƣờng hồ thuộc khu vực Hà Nội, ngƣời ta tiến hành phân tích hàm lƣợng xy hòa tan mẫu nƣớc lấy hồ: Hoàn Kiếm, Hồ Tây, Trúc Bạch Bảy Mẫu Kết ghi bảng Hỏi mức độ ô nhiễm hồ có giống hay không với độ tin cậy 95%? Hoàn kiếm Hồ Tây Trúc bạch Bảy mẫu 6.3 6.9 4.8 4.8 6.8 6.3 4.7 4.9 6.5 6.2 4.5 5.2 5.9 5.4 4.8 5.6 5.8 5.7 4.9 5.8 5.7 5.9 4.6 5.7 Bài 31 Nghiên cứu suất giống ngô lai đƣợc thụ phấn ngẫu nhiên, kết ghi bảng bên Giống 4.5 4.6 4.8 4.6 4.1 Giống 3.8 4.2 3.8 3.9 4.1 Giống 4.4 6.3 4.5 5.3 5.9 Giống 4.7 4.3 4.6 4.6 3.8 Giống 3.5 4.2 4.3 4.2 3.2 Hãy cho biết suất ngô có phụ thuộc vào giống khơng, với độ tin cậy 90%? Bài 32 Phân tích hàm lƣợng mùn từ mẫu đất lấy điểm khác dƣới đáy hồ chứa Kết thu đƣợc ghi bảng bên Vùng 12.3 12.5 13.1 13.6 13.6 14.2 14.7 15.3 Vùng 12.8 13.9 14.2 14.7 15.3 15.3 15.8 17.4 Vùng 10.5 10.8 11.6 11.4 11.9 12.3 12.5 13.7 Vùng 13.9 14.9 15.7 15.7 15.8 16.5 16.8 18.5 Với độ tin cậy 95%, cho biết lƣợng mùn đất có phân bố đáy hồ hay không? Xác định khoảng tin cậy cho kết luận: lƣợng mùn khác vùng đáy hồ 60 Bài 33 Theo dõi tỷ lệ sống cua biển sau lần lột xác thang độ mặn khác nhau, thu đƣợc số liệu ghi bảng Hãy cho biết thay đổi độ mặn môi trƣờng có ảnh hƣởng đến tỷ lệ sống cua biển khơng (với độ tin cậy 99%)? Nếu có, xây dựng hàm hồi quy thể ảnh hƣởng Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 15‰ 20‰ 25‰ 30‰ 35‰ 13 35 50 64 72 15 42 45 70 80 22 30 57 68 85 18 38 55 65 82 20 40 42 72 76 Bài 34 Phân tích ảnh hƣởng nhiệt độ (t) ánh sáng (A) đến khả phát triển rau câu, ngƣời ta thực thí nghiệm với hai chế độ ánh sáng mức nhiệt độ khác Kết ghi bảng Nhiệt độ Ánh sáng T1 T2 T3 T4 T5 T6 A1 12,5 12,7 8,3 8,5 3,8 4,0 A2 15,5 15,7 11,5 12,0 6,0 6,2 Với độ tin cậy 99%, cho biết khả phát triển rau câu có phụ thuộc vào nhiệt độ ánh sáng nhƣ thí nghiệm trên? Bài 35 Theo dõi sản lƣợng tiết mủ giống cao su theo chế độ bón phân vi lƣợng, kết ghi bảng Giống\ Phân vi lƣợng Giống Giống Giống Giống Giống Giống Chế độ 5.07 6.56 3.13 5.12 6.77 7.25 Chế độ 6.48 7.05 4.79 5.55 7.85 5.62 Chế độ 5.65 5.09 2.82 6.55 7.74 6.25 Chế độ 6.45 8.57 3.57 4.87 7.21 6.75 Chế độ 6.22 6.83 4.05 5.66 6.55 7.16 Hãy đánh giá khả tiết mũ cao su phụ thuộc vào giống chế độ phân vi lƣợng nhƣ nào? Với độ tin cậy 95% Bài 36 Thử ảnh hƣởng thuốc trừ sâu Volphatoc đến khả sống sót cá, ngƣời ta bố trí lơ thí nghiệm với hàm lƣợng thuốc khác (đơn vị mg/l), lô thả vào 100 cá khỏe mạnh Theo dõi ngày, số cá chết lô đƣợc ghi lại bảng Lƣợng thuốc Thời gian 24 48 72 61 0,08 0,10 0,12 0,15 0,18 0,20 30 30 35 35 50 65 35 55 65 45 60 75 45 60 80 50 60 80 Hãy cho biết thay đổi hàm lƣợng thuốc có ảnh hƣởng đến số cá chết khơng, số cá chết có phụ thuộc vào thời gian chịu thuốc không? Bài 37 Nghiên cứu ảnh hƣởng thành phần phân bón (A) mật độ trồng (B) đến suất bông, kết thu đƣợc ghi bảng Với độ tin cậy 99%, cho biết suất phụ thuộc vào yếu tố quan sát? Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 B1 B2 B3 B1 B2 B3 16 17 18 19 21 20 14 15 18 21 21 23 A1 A3 21 17 19 22 22 21 16 19 17 20 23 21 19 19 20 20 20 25 20 18 23 24 20 22 A2 A4 23 18 21 24 22 21 19 20 21 17 19 23 Bài 38 So sánh sinh khối giống tảo silic nuôi cấy mơi trƣờng có thành phần phân vi lƣợng khác nhau, thí nghiệm đƣợc lặp lại lần, ngƣời ta có kết ghi bảng Hỏi sinh khối tảo silic có phụ thuộc vào giống mơi trƣờng nuô i cấy, với độ tin cậy 99%? Giống tảo 62 A B C D E F 5.12 5.79 4.26 5.23 6.59 7.07 Môi trƣờng 5.07 6.56 3.13 5.12 6.79 7.16 4.99 6.38 5.02 5.36 6.84 7.52 11.25 12.02 11.55 11.96 13.25 14.57 Môi trƣờng 12.48 12.05 11.79 12.55 14.85 15.62 12.55 12.01 12 12.03 14.02 15.1 14.06 14.98 12.32 15.65 14.56 15 Môi trƣờng 14.65 15.09 12.82 16.55 14.73 14.35 14.36 15.64 12.46 16.54 15.02 14.48 16.54 17.69 9.69 13.21 15.7 20.16 Môi trƣờng 16.95 18.57 7.57 14.87 17.21 24.75 16.72 18.24 8.65 14.04 16.57 22.55 7.02 15.87 12.36 11.37 11.39 16.87 Môi trƣờng 6.22 16.83 12.21 11.66 11.55 17.16 6.35 16.33 12.56 11.59 10.99 17.29 Bài 39 Trong thí nghiệm có yếu tố A, B C thay đổi cho kết thí nghiệm ghi bảng bên Với độ tin cậy 90% cho biết kết thí nghiệm có khác với trạng thái khác yếu tố A, B C không? A\B B1 B2 C1 C2 C3 C1 C2 C3 A1 14 11 16 19 19 20 A2 10 14 19 11 12 10 A3 10 12 12 10 13 13 A4 16 14 14 14 19 15 A5 14 13 20 18 20 13 Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Bài 40 Trộn thuốc diệt chuột với hàm lƣợng khác vào thức ăn cho chuột ăn, theo dõi thời gian sống chuột sau ăn thức ăn Hàm lƣợng thuốc (mg) Thời gian sống (giờ) 4.25 3 1.75 1.5 0.5 0.25 Khảo sát thời gian sống chuột hàm lƣợng thuốc thức ăn Xây dựng hàm hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan (với độ tin cậy 95%) Bài 41 Nghiên cứu mối quan hệ hai đại lƣợng X Y đƣợc số liệu bảng sau Hãy khảo sát tƣơng quan hồi quy tuyến tính hai đại lƣợng X Y Stt 10 X 158 150 159 151 156 159 153 151 150 157 Y 23 22 20 23 18 20 20 21 19 21 Stt 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 X 169 167 161 169 167 165 162 168 163 163 Y 17 12 14 16 15 17 13 12 14 12 Stt 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 X 175 174 176 171 177 170 172 177 170 174 Y 10 11 11 11 10 10 11 11 Stt 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 X 182 189 182 188 180 190 190 183 180 185 Y 7 6 8 Bài 42 Khảo sát tƣơng quan hồi quy tuyến tính hai đại lƣợng X Y, với số liệu cho bảng sau: Stt 10 X 312 301 310 314 316 326 316 300 319 323 Y 49 59 55 48 52 42 51 54 40 56 Stt 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 X 334 341 358 351 343 346 359 332 354 359 Y 60 76 69 75 72 71 72 68 73 63 Stt 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 X 367 380 371 372 388 360 370 367 373 386 Y 89 96 92 86 89 93 94 87 90 97 Stt 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 X 416 409 417 393 392 413 417 412 413 396 Y 110 109 110 120 113 106 110 106 104 108 Bài 43 Số đo vòng bụng chiều dài quần (cm) số khách nam ghi lại tiệm may nhƣ sau: 63 Vòng bụng Dài quần 80 82 79 60 65 92 90 81 70 68 65 72 70 110 111 102 87 92 112 110 100 81 92 90 105 97 Hỏi số đo vòng bụng chiều dài quần nam giới nói chung có tƣơng quan khơng? Thử tìm hàm hồi quy tuyến tính số đo chiều dài phụ thuộc vòng bụng (độ tin cậy 95%) Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Một nhà sản xuất quần áo may sẵn dự định đƣa thị trƣờng loại quần tây dành cho nam giới với size S (small), M (medium) L (large), với số đo vòng bụng size S 75cm, size M 80cm size L 85cm Vậy nên may chiều dài quần tƣơng ứng với size để hàng dễ bán? Bài 44 Nghiên cứu thời gian phát triển (giờ) mật độ tảo N oculata, ngƣời ta cấy tảo bơ can có điều kiện mơi trƣờng nhƣ Theo dõi mật độ tảo (10 4tb/ml) ngày, đƣợc số liệu sau: Thời gian 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Mật độ tảo 260 283 310 332 375 408 460 680 730 815 875 920 1035 Khảo sát tƣơng quan hồi quy mối quan hệ mật độ thời gian phát triển tảo Dự đoán mật độ phát triển tảo sau cấy đƣợc ngày, ngày, … ngày Có thể dự đốn mật độ tảo sau cấy tuần khơng? Bài 45 Hàm hồi quy biểu diễn phụ thuộc hiệu suất loại phản ứng hóa học vào thời gian nhiệt độ phản ứng có dạng: y = a x1 + a 2x2 + b Kết thí nghiệ với mức nhiệt độ thời gian cho hiệu suất phản ứng ghi bảng Hãy xây dựng hàm hồi quy biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phản ứng vào thời gian nhiệt độ thí nghiệm 105°C 120°C 135°C 15 Phút 1,87 3,05 5,03 30 Phút 2,02 4,07 6,45 60 Phút 3,28 5,54 7,26 Bài 46 Hàm biểu diễn quan hệ chiều dài khối lƣợng có dạng: W = b.Lx Xác định chiều dài (L) khối lƣợng (W) số cá thể bắt ngẫu nhiên thuộc loài cá đƣợc số liệu nhƣ bảng Hãy lập hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ chiều dài khối lƣợng loài cá 64 Stt 10 L (cm) 5.6 5.5 5.5 5.4 5.4 5.3 5.2 5.1 5.1 4.9 W (g) 2.9 2.9 2.8 2.8 2.6 2.4 2.3 2.3 2.2 Stt 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 L (cm) 4.8 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.2 4.1 W (g) 2.2 2.2 2.1 1.9 1.8 1.7 1.5 1.5 1.3 Stt 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 L (cm) 5.5 5.1 4.6 4.2 4.7 5.5 4.6 4.2 5.1 4.7 W (g) 2.9 2.3 1.8 1.5 2.1 3.1 1.7 2.5 1.9 Bài 47 Hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ tuổi (T) khối lƣợng (W) động vật ni có dạng: W = aT b Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 Trong nghiên cứu loài động vật thủy sản, ngƣời ta có đƣợc số liệu ghi bảng Hãy thiết lập hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc khối lƣợng vào tuổi loài động vật Tuổi (T) 20 26 32 38 42 48 52 Khối lƣợng (W) 4.6 4.5 6.4 6.1 7.5 11 Bài 48 Hàm hồi quy biểu diễn phụ thuộc chiều dài rừng (H) vào tuổi (T) a -bT chúng có dạng H = m.e (m chiều cao cực đại cây, m = 44) Để tìm mối quan hệ chiều cao loại rừng với tuổi cây, ngƣời ta nghiên cứu 15 mẫu đƣợc kết nhƣ bảng Hãy thiết lập phƣơng trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ loại rừng nghiên cứu Tuổi (năm) 10 Chiều cao (m) 2.14 3.12 4.29 5.46 6.31 7.09 7.91 5.67 Bài 49 Với bảng số liệu sau, xây dựng hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ hai đại lƣợng X Y có dạng: y = b.e a/x X Y 1.99 1.54 7.63 1.28 9.09 1.27 2.39 1.48 1.18 1.73 1.51 1.67 6.15 1.35 9.67 1.26 4.62 1.34 5.79 1.31 6.43 1.27 Bài 50 Với bảng số liệu sau, xây dựng hàm hồi quy biểu diễn mối quan hệ hai đại lƣợng X Y có dạng: y = 65 x a.x  b X 2.3 3.8 2.5 2.3 2.7 3.1 4.7 4.6 5.8 4.9 Y 4.25 1.34 3.27 4.27 1.76 2.05 1.88 1.41 1.03 1.25 Bài 51 Sau bảng số liệu trích từ khảo sát thành phần khối lƣợng tơm chì: Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu lƣợng August 19, 2015 KL KL KL KL Ch.dài Kh.lƣợng dầu thân thịt thit/t.bô 107 8.09 3.01 5.08 3.1 38% 109 8.67 3.47 5.3 3.13 36% 114 9.56 3.91 5.65 4.02 42% 142 20.52 7.84 12.68 11.09 54% 153 22.08 8.82 13.26 11.3 51% 158 25.43 11.19 14.24 12.64 50% 165 26.39 10.4 15.99 12.93 49% 171 33.37 13.61 19.76 17.12 51% 173 35.6 13.57 22.03 18.52 52% 176 38.55 15.28 23.28 20.53 53% 181 38.61 15.83 22.82 19.29 50% 183 40.89 16.93 23.96 21.53 53% 186 45.46 20.16 25.3 22.71 50% 187 47.77 21.82 25.92 23.02 48% 190 51.34 21.38 29.96 25.78 50% Hãy lập hàm hồi quy thể phụ thuộc chiều dài vào đại Bài 52 Tìm hàm hồi quy thích hợp cho hai đại lƣợng X Y với bảng số liệu: X 30 28 26 28 29 21 28 23 28 28 34 27 27 30 28 Y 666 133 182 88 179 29 186 40 305 534 1337 66 72 299 157 X 24 31 26 30 31 31 30 29 29 28 24 26 28 24 33 Y 85 1292 227 209 1589 429 482 156 691 207 73 49 330 55 1788 X 24 24 30 27 31 24 27 30 28 29 24 28 31 32 22 Y 82 39 397 176 590 84 130 378 133 335 28 207 355 1859 36 X 23 30 29 27 30 32 25 24 31 32 29 24 32 31 29 Y 54 571 669 63 814 670 164 35 1025 769 129 78 869 418 578 X 29 27 30 30 28 27 23 31 32 33 24 24 32 28 26 Y 586 178 386 425 292 147 40 1861 1580 1063 37 48 558 284 230 66 Trƣờng Đại học Quảng Bình | Lƣu hành nội .. .Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 báo khoa học nhà nghiên cứu nhấn mạnh đến tính hợp lý phƣơng pháp nghiên cứu xử lý số liệu thống kê [Hồng Tùng, 2006] Trong q... nội Phương pháp thí nghiệm phân tích số liệu August 19, 2015 CHƢƠNG THU THẬP VÀ TRÌNH BÀY SỐ LIỆU 3.1 Thu thập số liệu Thu thập số liệu thao tác cân, đo, đếm, quan sát vật mẫu hay kết thí nghiệm. .. (Median) Số trung vị (Me) số đứng dãy số liệu xếp thứ tự Trục số liệu Me n/2 số liệu n/2 số liệu n số liệu Cách tìm số trung vị nhƣ sau: - Xếp dãy số liệu theo thứ tự - Nếu n số lẽ trung vị số đứng