Hįskóli Ķslands | Raunvķsindadeild | |
09.10.16 Lķnuleg algebra og tölfręši | ||
Mišvikudagur | 19. desember 2001 | LAUSNIR |
Eftirfarandi fylki og vigur
verša notuš ķ dęmum 1 og 2:
1. (15) Ritiš fylkiš sem safn dįlkvigra,
og finniš hornréttan einingargrunn, fyrir
.
Hér notum viš Gram-Schmidt til aš smķša einingargrunninn. Vigrarnir
sem liggja til grundvallar eru dįlkvigrarnir ķ , žannig aš
t.d. er
Nś er
žannig aš
fyrsti einingarvigurinn er
Til aš finna nęsta einingarvigur byrjum viš į aš taka
og finna ofanvarp, af
į
.
Žar sem er einingarvigur er ofanvarp
į
gefiš meš
.
Viš höfum
og žvķ fęst
.
Žverhlutinn, ž.e. leifin eftir ofanvarp į
er žį
. Viš sjįum aš
norm žessa vigurs er
žannig aš einingarvigurinn
veršur
Til aš finna sķšasta einingarvigurinn, tökum viš žrišja
dįlkvigurinn,
og byrjum į aš finna ofanvarp hans į
spann hinna einingarvigranna, ž.e. viš vörpum
į
. Ef viš köllum ofanvarpiš
žį minnumst viš žess aš
mynda hornréttan einingargrunn fyrir
žannig aš ofanvarpiš mį
reikna meš:
Nś er
og
žannig aš ofanvarpiš veršur
Leifin eftir žetta ofanvarp er žį
.
Viš sjįum aš
norm žessa vigurs er
žannig aš einingarvigurinn
veršur
2. (15) Rita mį sem summu tveggja vigra,
žar sem
og
. Finniš
vigrana
og
.
Hér er
ofanvarp
į
, sem mį annaš
hvort reikna sem
žar sem
eša meš ofanvarpi
į
spann hinna nżju einingarvigra śr dęmi 1:
.
Athugiš aš innfeldin eru žęgileg og ofanvarpsašferšin gefur
og sķšan fęst
Athugiš aš
er
fylki žannig aš
einfaldara er aš nota nišurstöšuna śr dęmi 1. Žó mį einnig leysa
normaljöfnurnar handvirkt og finna žannig
įn žess aš fullvinna andhverfa fylkiš.
Žessi ašferš gefur
og ef normaljöfnurnar eru skrifašar upp fįst 3 jöfnur ķ 3 óžekktum, meš lausnirnar
3. (10) Safn męlipara gefur fylgnina . Finniš fyrsta
meginžįttinn.
Meginžįtturinn er sś lķnulega samantekt męlinganna sem hefur mestan breytileika. Meš "lķnulegri samantekt" er žį įtt viš stušla sem mį margfalda męlingarnar meš og stušlarnir eru jafnmargir og męlivigrarnir. Meginžętti mį finna śt frį samdreifnifylkjum eša fylgnistušlafylkjum og hér er ašeins um fylgnistušlafylki aš ręša.
Fylgnistušlafylkiš sem lżsir fylgni milli męlipara er gefiš ķ dęminu sem
Til aš finna meginžįttinn žarf aš byrja į aš finna stęrsta eigingildiš.
Nś er
og žį fęst
ef og ašeins ef
.
Eigingildi žessa fylkis eru žvķ og
. Af
žeim tveimur er
stęrra, žannig aš žaš tilsvarar fyrsta
meginžęttinum.
Eiginvigrar
sem tilsvara žessu eigingildi žurfa aš uppfylla
, sem gefur
.
Fyrsti meginžįtturinn er žvķ
ef
og
eru vigrarnir sem innihalda męlipörin.
4. (15) Teikniš mynd og nżtiš hana til aš finna žau gildi, og
,
sem hįmarka
meš tilliti til
Žegar lķnurnar eru teiknašar mį sjį, aš lķna (3) er samsķša lķnum sem
lżsa z=fasti. Lķna (3) sker x-įs ķ (3,0) og žar er z=3. Bśtur af
lķnu (3) liggur fyrir nešan hinar lķnurnar eša į žeim og allt žaš svęši
gefur , t.d. skuršpunktur (1) og (3) ķ (1/3, 4/3) og skuršpunktur
(2) og (3) ķ (5/3, 2/3).
Athuga ber, aš ekki eru allir skuršpunktar allra lķnanna innan svęšisins.
5. (20) Tilteknar stašlašar męlingar į framleišsluferli vöru
skila śtkomum sem tilsvara śtkomum óhįšra normaldreifšra hendinga meš
vęntigildi og stašalfrįvik
žegar
framleišsluferliš er ķ lagi. Fyrirtękiš auglżsir mešaltališ 4 en
samkvęmt alžjóšastašli er vara sögš gölluš ef męlingin fer yfir 5.
(a) Hverjar eru lķkurnar į aš fį gallaša vöru žegar framleišsluferliš er ķ lagi?
Lįtum vera hendingu sem lżsir vęntanlegri męlingu.
Žį er gefiš aš
.
Varan
veršur dęmd gölluš ef . Lķkur į žvķ eru
.
(b) Śrtak 10 męlinga gefur mešaltališ 4.8. Er réttlętanlegt fyrir neytendasamtökin aš senda inn kvörtun um ranga auglżsingu?
Žetta er réttlętanlegt ef neytendasamtökin geta sżnt fram į
(rökstutt) aš
auglżsingin sé röng. Žaš er hęgt ef unnt er aš hafna tilsvarandi
nślltilgįtu. Auglżsingin fullyršir aš tiltekiš mešaltal ķ
normaldreifingu sé , en śrtak meš
gaf
.
Ef nślltilgįtan vęri rétt ętti
(c) Hverjar eru lķkurnar į aš af 10 męlingum reynist a.m.k. 2 gallašar ef framleišsluferliš er ķ lagi?
Lįtum tįkna fjölda gallašra męlinga ķ 10 tilraunum. Ef viš
gerum rįš fyrir aš tilraunirnar séu óhįšar ętti
aš lśta
tvķkostadreifingu meš
eins og śr (a)-liš aš ofan, ž.e.
.
Viš žurfum žvķ aš reikna
(d) Hverjar eru lķkurnar į aš fį a.m.k. 10 gallašar af 50 ef framleišsluferliš er ķ lagi?
Hér er ekki aušvelt aš reikna lķkurnar beint meš tvķkostadreifingu.
Normaldreifingarnįlgunin er ekki örugg žvķ er ekki stęrra en 5
(žótt
sé žaš vissulega). Žvķ mį reyna Poisson-nįlgun
meš
og nota hana til aš reikna
, sem veršur nokkurn vegin 1
og žvķ er
nokkurn vegin nśll.
6. (15)
Eftirfarandi tafla gefur nišurstöšur
męlinga, fyrir mismunandi
hitastig (
).
![]() |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
![]() |
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
![]() |
2 | 5 | 6 | 3 | 5 | 5 |
Er samband milli hitastigs og męlinganna?
Unnt er aš leysa žetta dęmi į a.m.k. tvo vegu. Ešlilegast er aš
kanna, hvort sé (marktękt) lķnulegt samband milli og
.
Žį er fyrst gerš einföld lķnuleg ašhvarfsgreining af
į
,
ž.e. stušlar eru metnir ķ sambandiš
.
Sķšan žarf aš prófa, hvort sambandiš sé marktękt, ž.e. prófa
nślltilgįtuna
.
Athugum aš um sérlega einfaldar tölur er aš ręša žannig
aš hér fęst fyrst
,
(
),
,
(
),
,
og žį lķka
,
og
.
Žį reiknast lķka hallastušullinn sem
og skuršpunkturinn sem
.
Mat į dreifni hallastušullins veršur
žar sem
.
Til aš reikna žessar tölur mį annaš hvort setja upp töflu meš
eša notareikniformśluna
SSR=
og svo
SSE=SSTOT-SSR=11.33-9=2.33, sem gefur MSE=
.
Žį er stašalfrįvik hallastušulsins
.
Hefšbundiš t-próf til aš prófa nślltilgįtuna gegn
tvķhliša gagntilgįtunni
er framkvęmt meš žvķ aš
reikna
. Nś er t-gildiš śr töflu meš 4 frķgrįšum og 5%
skekkjulķkum
og ef reiknaš
er boriš saman viš žessa tölu fęst
žannig aš
nślltilgįtunni er hafnaš svo žarna er marktękt samband į feršinni.
(Jafngilt žessu er aš reikna fylgnina, , og gera tölfręšipróf
į, hvort hśn er marktęk, en slķkt próf er ķ fyrsta lagi
tölulega jafngilt ofangreindu prófi og ķ öšru lagi ekki
tekiš fyrir ķ nįmskeišinu.)
Önnur leiš til aš leysa dęmiš er aš athuga, hvort mešaltöl
-męlinganna sé mismunandi eftir žvķ um hvaša gildi į
er
aš ręša. Žessi ašferš er möguleg žvķ fleiri en ein
-męling
er fyrir hvert hitastig,
. Hér er žvķ gerš eins žįttar
fervikagreining meš flokkunarbreytuna
, sem tekur gildin
1, 2 og 3. Vęntigildi
mį tįkna
,
og
,
eftir žvķ um hvaša hitastig er aš ręša. Nślltilgįtan
er nśna
og notaš er F-próf.
Hefšbundin tölfręšipróf į mismun mešaltals og
segir hins
vegar ekkert um, hvort eitthvert samband sé į milli męlinganna.
7. (30) Gerš var fjölvķš ašhvarfsgreining meš ``proc glm'' ķ SAS
til aš meta samhengi męlingarinnar viš óhįšu breyturnar
,
,
og
.
Notaš var SAS-forritiš:
proc glm; model y=x u v w;og eru śtkomur sżndar į mešfylgjandi śtprentun.
Skrifa mį lķkaniš žannig:
.
(a) Hvaš śtskżrir lķkaniš mikinn hluta breytileika męlinganna og hvert
er matiš, ?
Hér er spurt um eša 99.6% og
.
(b) Hver yrši kvašratsumma frįvika ķ lķkaninu
?
Ķ lķkani sem er ašeins meš fasta, ž.e. (eša, nįnar,
vęri kvašratsumman, SSE sś sama og SSTOT, ž.e. 3397.487929.
Nś er hins vegar spurt um, hvaš SSE yrši ef
er bętt inn ķ
nślllķkaniš. Type I kvašratsumman lżsir žvķ hvaš breyturnar
skżra mikiš og fyrsta breytan sem kemur inn er
, žannig aš
kvašratsumman lękkar um 3360.371765, ž.e. śr 3397.487929
ķ 3397.48792-3360.371765=37.1162, sem er svariš.
(c) Hvert er reiknaša óvissumatiš, ?
er gefiš beint ķ śttakinu: 0.918373.
(d) Mį sleppa śr lķkaninu?
Nei, alveg frįleitt. Type III taflan segir til um, hvaša breytum
mį sleppa og hér kemur ķ ljós aš P-gildiš er minna en 0.0001 fyrir .
(e) Mį einfalda lķkaniš nišur ķ
, ž.e. sleppa
,
og
?
Žessi spurning er svolķtiš snśin: Ef einungis er litiš į
Type III töfluna mį sjį, aš strangt til tekiš er allt ķ lagi aš sleppa
fyrst śr lokalķkaninu (P= 0.1141 sem er yfir 0.05 og žvķ er
ekki
marktęk višbót ķ lķkaniš). Nęsta lķna fyrir ofan segir lķka aš sleppa
megi
og sś nęsta žar fyrir ofan segir aš sleppa megi
. Žannig aš
ef skošuš er hver breyta fyrir sig yrši žeim sleppt ķ röš.
Spurningin var hins vegar um allar breyturnar ķ einu: Mį sleppa žeim öllum. Ef öllum er sleppt hękkar SSE um 0.0000639+2.9257102+2.3735404 = 5.29931 og spurningin er žvķ, hvort žetta er marktęk hękkun mišaš viš 3 frķgrįšur.
Almenna F-prófiš ber saman SSE(R) og SSE(F) og tilheyrandi frķgrįšubreytingar. Hér fęst F=(5.29931/3)/0.843409 sem žarf aš bera saman viš F śr töflu meš 3 og 15 frķgrįšum. Nišurstašan er sś aš žetta er marktękt, ž.e. aš ekki mį henda öllum breytunum.
(f) Śtskżrir lķkaniš marktękan hluta breytileikans?
Jį: Efsta taflan ķ śttakinu sżnir P-gildiš sem er minna en 0.0001 žannig aš žaš mį engan vegin sleppa öllum breytunum.
(g) Hvaš er
?
Beint śr śttakinu: 0.34929258.
Muniš aš rökstyšja öll svörin meš tilvķsunum ķ tölur og uppsetningu į lķkönum og nślltilgįtum.
Dependent Variable: y Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 4 3384.836788 846.209197 1003.32 <.0001 Error 15 12.651141 0.843409 Corrected Total 19 3397.487929 R-Square Coeff Var Root MSE y Mean 0.996276 4.000490 0.918373 22.95652 Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F x 1 3360.371765 3360.371765 3984.27 <.0001 u 1 13.119716 13.119716 15.56 0.0013 v 1 8.971767 8.971767 10.64 0.0053 w 1 2.373540 2.373540 2.81 0.1141 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F x 1 115.3516920 115.3516920 136.77 <.0001 u 1 0.0000639 0.0000639 0.00 0.9932 v 1 2.9257102 2.9257102 3.47 0.0822 w 1 2.3735404 2.3735404 2.81 0.1141 Standard Parameter Estimate Error t Value Pr > |t| Intercept 0.664066507 0.94592972 0.70 0.4934 x 1.755722146 0.15012846 11.69 <.0001 u 0.003040485 0.34929258 0.01 0.9932 v 0.055972245 0.03005220 1.86 0.0822 w 0.013750364 0.00819663 1.68 0.1141