Những khái niệm cơ bản của xác suất thống kê 2. Lý thuyết xác suất 3. Các thông số đặc trưng của số liệu thực nghiệm 4. Bài tập 03.10.2017 T Những khái niệm cơ bản của xác suất thống kê 2. Lý thuyết xác suất 3. Các thông số đặc trưng của số liệu thực nghiệm 4. Bài tập 03.10.2017 T Những khái niệm cơ bản của xác suất thống kê 2. Lý thuyết xác suất 3. Các thông số đặc trưng của số liệu thực nghiệm 4. Bài tập 03.10.2017 Tv
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Ệ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Ệ (Data Analysis and Design of Experiment) PGS TS Trịnh Văn Dũng Bộ mơn: Q trình thiết bị CN Hóa – Sinh học – Thực phẩm 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM trinhvandung190361 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 2 3 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM Những khái niệm xác suất thống kê Lý thuyết xác suất Cá thông Các thô sốố đặc đặ trưng t ủ sốố liệu liệ thực th nghiệm hiệ Bài tập 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM Nhữngg khái niệm ệ xác suất thốngg kê 1.1 Quan sát thực nghiệm 1.2 Sai số phép đo Sự 1.3 S kiện kiệ ngẫu ẫ nhiên, hiê đại đ i lượng l & biế biến sốố ngẫu ẫ nhiên hiê 1.4 Chuỗi số biến đổi 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Quan sát (Observational): -là phương pháp nghiên cứu đối tượng, tượng thực dạng hình thức, thứ - xảy tự nhiên xã hội Quan sát: -chỉ “nhận thức” thông tin đơn giản khác - tùy mục đích vị trí quan sát viên Quan sát khác thực nghiệm chỗ: -Khơng có tác động điều khiển chủ động lên đối tượng trình -Khi Khi quan sát: át cốố định đị h tính tí h ă đặc đặ trưng t h ặ ảnh ả h hưởng h ủ đối tượng không gian thời gian 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực quan sát bằng: - Mắt (nhìn) - Mơ tả bằ lời nói ói (âm (â thanh), th h) đồ họa, h ký hiệu hiệ - Chụp ảnh, quay phim (ghi hình) - Ghi âm: nghe (tường thuật) 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Nguồn gốc tảng thực nghiệm kỹ thuật cơng trình khoa học quan sát (thí nghiệm) Th nghĩa Theo hĩ rộng ộ ủ nóó thể đ chia hi thành h hai h i loại l i chính: hí h -Loại thứ - thông tin hành vi tập hợp số lượng lớn đối tượng loại -Loại thứ hai - thơng tin tính chất đối tượng riêng khoảng thời gian dài 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Trong thống kê để mơ tả nhóm đối tượng sử dụng thông tin biết nhóm Khi nhiều hiề đối tượng t gọii mẫu ẫ chung h Từ tách trình quan sát cụ thể gọi lấy mẫu Các lựa chọn để quan sát đối tượng gọi chọn mẫu hay lấy mẫu Số đối tượng gọi số lượng mẫu 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực nghiệm (Experimental): phương pháp khoa học dựa quan sát Th nghiệm: Thực hiệ bằ thí nghiệm hiệ để -phân loại - nêu giả thuyết -kiểm nghiệm giả thuyết -thiết lập quan hệ nhân 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực nghiệm có khả năng: -Kiểm soát hay điều chỉnh biến số độc lập -Phân Phâ bổ ngẫu ẫ nhiên hiê đối tượng t vào nhóm hó khác h -Kiểm sốt loại trừ nhiễu -Đảm bảo trình tự thời gian -Lập lại phát nhờ quan sát 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309 10 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.4 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo Trình tự từ bảng số đo: - Tính trung bình x độ phân tán S2x - Xác định sai lệch lớn so với giá trị trung bình xMax -Tính: ttn -Tra xMax x Sx P = 1 t,f=n-1 x x t , f S x n t , f S x , = 1,96x 2x 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 37 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.4 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo Lập bảng số liệu: xắp xếp theo thứ tự tăng dần 1) Tính giá trị trung bình: x x x x n n x i x x i 2) Xác Xá định đị h độ lệ lệch h ỗi lần lầ đo: đ 3) Tính bình phương độ lệch: x 12 , x 22 , x n2 4)) Xác định ị độộ lệch ệ trungg bình bình p phương: g Sx x i2 n n 5) Chọn độ tin P (thường 95%) 6) Tra chuẩn Student: với P n x S x t , f 7) Tì Tìm kh khoảng ả tin ti cậy ậ (sai ( i số): ố) 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 38 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.5.1 Bảngg p phân bố xác suất Khi đó: Sự kiện x1 x2 … xk Tần số n1 n2 … nk nk = n Khi sốố mẫu ẫ lớn (n > 30) 1) Khoảng thay đổi (độ bành) X: R = xMax – xMin n k 12 2) Số khoảng cách: k 1 log n 3, lg n 3) Khoảng cách phần chọn: R k Giá trị thường lân cận giá trị Như xi số nguyên d số nguyên 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 39 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo Lập bảng xác suất: Biến xi x1 x2 … xk Tần suất n1 n2 … nk p2 … pk W2 = w1 + p2 … Wk = Wk-1 k + pk Tần suất tương đối, Pi=ni/n p1 Tần suất tích lũy tương W1 = p1 đối, Wi = wi-1+ pi 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 40 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo Cho bảng số liệu thực nghiệm: 61,2 61,4 60,2 61,2 61,3 60,4 61,4 60,8 61,2 60,6 61,6 60,2 61,3 60,3 60,7 60,9 61,2 60,5 61,0 61,4 61,1 60,9 61,5 61,4 60,6 61,2 60,1 61,3 61,1 61,3 , 61,3 , 60,6 , 61,7 , 60,6 , 61,2 , 60,8 , 61,3 , 61,0 , 61,2 , 60,3 60,5 61,4 60,7 61,3 60,9 61,2 61,1 61,3 60,9 61,4 60,7 61,2 60,3 61,1 61,0 61,5 61,3 61,9 61,4 61,3 61,6 61,0 61,7 61,1 60,9 61,5 61,6 61,4 61,5 61,2 61,6 61,3 61,8 61,1 61,7 60,9 62,2 61,1 62,1 61,0 61,5 61,7 62,3 62,3 61,7 62,9 62,5 62,8 62,6 61,5 62,1 62,6 61,6 62,5 62,4 62,3 62,1 62,3 62,2 62,1 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 41 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1 Bảngg p phân bố xác suất Giá trị ban đầu x0 đề suất: Lập bảng biến đổi x0 = xMin – 0,5 xk = xMax + 0,5 Khoảng biến ế (xi1 , xi) (x0 , x1 ) (x1 , x2 ) … (xk 1 , xk ) Tần suất Trung vị (xi1 , xi) Tần suất tương đối P i 03.10.2017 21:03 n1 n2 … nk * * … * x1 p1 x2 p2 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu … MS: CH3309 xk pk 42 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1 Bảngg p phân bố xác suất Lập bảng biến đổi Biến xi x1 x2 … xk Tần suất n1 n2 … nk … pk … Wk = Wk-1 + pk Tần suất tương đối, Pi=ni/n p1 p2 Tần suất tích lũyy tươngg W1 = p1 W2 = w1 + p2 đối, Wi = wi-1+ pi P W x0 x1 x2 03.10.2017 21:03 xk‐1 xk x x0 x1 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu Xk‐1 x k MS: CH3309 x 43 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Biến xi Tần suất ni Tần suất tương đối ui = ni/n Tần ầ suất ấ tích lũy Wi = Wi1 + pi 03.10.2017 21:03 62,7 - 63,0 62,4 - 62,7 62,1 - 62,4 61,8 - 62,1 61,5 - 61,8 61,2 - 61,5 60,9 - 61,2 60,6 - 60,9 60,3 - 60,6 Khoảng biến 60,0 - 60,3 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo 60,15 60,45 60,75 61,05 61,35 61,65 61,95 62,25 62,55 62,85 Tổng 615 18 29 16 10 100 0,03 0,06 0,09 0,18 0,29 0,16 0,02 0,1 0,05 0,02 0,03 0,09 0,18 0,36 0,65 0,81 0,83 0,93 0,98 1 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 44 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo 03 0.3 0.24 18 0.18 0.12 0.06 60 60.6 61.2 61.8 62.4 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu 63 MS: CH3309 45 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo 0.3 0.24 0.18 0.12 0.06 60 03.10.2017 21:03 60 61.2 60.6 61 61.8 61 62.4 62 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu 63 MS: CH3309 46 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo TT 10 11 12 xi 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ni 11 35 58 145 175 225 179 105 48 12 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 47 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo TT 10 11 12 xi 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 38855 ni 11 35 58 145 175 225 179 105 48 12 1000 Pi 0,001 0,011 0,035 0,058 0,145 0,175 0,225 0,179 0,105 0,048 0,012 0,006 , 1,0 k=11 0,25 0,25 0,2 0,2 Series2 Series1 Series3 0,15 S er i i… 0,1 0,15 0,1 0,05 0,05 10 11 12 0 03.10.2017 21:03 10 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu 20 30 40 MS: CH3309 50 60 70 48 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo 03 0.3 0.3 0.24 0.24 0.18 0.18 0.12 0.12 0.06 0.06 0 16 03.10.2017 21:03 32 48 64 80 0 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu 16 32 48 MS: CH3309 64 80 49 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo TT 10 11 xi 2,5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 10310 ni 48 167 218 189 164 102 50 27 21 03.10.2017 21:03 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 1000 50 190361 XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 2.1.3 Xác định ị khoảngg tin cậy ậy p phép p đo TT 10 11 xi 2,5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 10310 ni 48 167 218 189 164 102 50 27 21 1000 0.3 0.24 0.18 12 0.12 0.06 0 03.10.2017 21:03 12 18 24 30 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 51 ... 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu * MS: CH3309 28 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Ệ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Ệ (Data Analysis and Design of... Loại bỏ sai số hệ thống: thực cách điều chỉnh (nhân/chia-cộng/trừ) với hệ số hiệu chỉnh Đánh giá sai số ngẫu nhiên thống kê tốn học 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu MS: CH3309... & Xử lý số liệu MS: CH3309 15 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.2 Sai số phép đo Ghi số đo phân biệt chữ số: -Đáng tin (có nghĩa) -Nghi ngờ: 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử