实用统计软件实验指导书.doc

实验指导书院系： 数学与计算机 专业： 数学、信息与计算科学 课程： 实用统计软件 编者： 夏婷婷 目 录实验一 MATLAB的矩阵和数组的运算实验二 二维平面图形的绘制与分割 实验三 变量及其概率分布实验四 特殊图形的设计实验五 MATLAB统计估计实验六 正态总体的假设检验实验一 MATLAB的矩阵和数组的运算一、实验目的：1、学会矩阵和数组运算的基本规律2、会进行编程运算来检验结果二、实验内容：（1）产生6阶单位矩阵、4阶全1阵，4阶全0阵（2）产生三阶随机均匀分布矩阵A,求A的数值3次幂运算， A的矩阵3次幂运算（3）计算13-(17-5)8+值（4）产生三阶魔方阵A,对A矩阵上下翻转、左右翻转各求一次。（5）矩阵A=,矩阵B=,求A.*B,A*B三、实验原理与方法：数组运算侧重数值之间的运算，在进行加、减时是数组中对应位置上数值进行加减，这与矩阵运算一致。数组乘与矩阵乘意义完全不同。矩阵乘遵循左侧矩阵的第一行与右侧矩阵第一列对应相乘然后相加，得到新矩阵里第一项，与此类推得到之后的项。数组乘指对应位置的数值相乘。特殊矩阵的产生通常有特定的函数指令，而这些指令通常是英文。因此在运用时要牢记英文含义。四、实验条件：计算机、MATLAB软件、实验教材五、实验步骤：构思、分析、编译、调试、运行、数据记录六、实验注意事项：注意数值运算与矩阵运算的物理意义和运算方法差别。尤其是.*与*，.与的区别七、实验报告要求： 格式工整，独立完成，注重分析，鼓励尝试实验二 二维平面图形的绘制与分割一、实验目的：1、了解二维平面图的绘制方法。2、学会绘制不同色彩、线型的二维图。3、掌握图形分割的方法。多次叠绘图和多子图。二、实验内容：（1）在0区间内，绘制曲线，线型为星号，品红色。图片标题为“的曲线”，x轴标题为“x轴”，y轴标题为“y轴”。（2）在同一个坐标轴中绘制四个球。球心分别为原点，（1，1，1），（0，-1，-2），（2，-1，-3），图形背景色为绿色。（3）在同一个窗口中绘制四张子图，要求选取不同视角，产生标题分别为“三维视图”，“俯视图”，“斜视图”，“侧视图”。视角自定义大小。三、实验原理与方法： 在绘制曲线时，可以规定线型、颜色和标记符。如：实线“-”，虚线“：”，点画线“-.”,双画线“-”。蓝色b，绿色g，红色r，青色c，品红色m，黄色y，黑色k，白色w。标识符中圆圈o，星号*，方块符s，六角星符p。多次叠绘指在已经存在的图上再绘制一条或多条曲线。通常使用hold函数。多子图指用户在同一个图形窗口中布置几幅独立的子图，主要通过subplot函数来实现。在MATLAB中，使用view函数进行视觉效果设置，调用格式view（az，el），其中az为方位角，el为仰角。az=0，el=90时，默认的二维视点。改变方位角，仰角的大小可以改变观察效果。四、实验条件：计算机、MATLAB软件、实验教材五、实验步骤：构思、分析、编译、调试、运行、数据记录六、 实验注意事项：注意不同线型和颜色选用不同的符号，视角的改变对图形效果的影响。七、 实验报告要求： 格式工整，独立完成，注重分析，鼓励尝试实验三 变量及其概率分布一、实验目的：1、掌握随机分布、正态分布、分布、泊松分布的原理和绘制方法。2、掌握统计量的均值、标准差、偏斜度和峰值等数字特征。二、实验内容：（1）（投掷硬币的计算机模拟）投掷硬币500次，试模拟掷硬币的结果。（2）绘制时泊松分布的概率密度函数与分布函数曲线。（3）绘制自由度n=3，5，15的分布概率密度函数曲线，并求出自由度为5的分布的均值与方差。（4）有10名同学的体重（单位：kg）为55.7，62.9，48.3，55.3，70.3, 65.4，67.9，58.3，50.3，67.3。计算10名同学体重的均值、标准差、偏斜度和峰值。三、实验原理与方法：MATLAB统计工具箱提供的泊松分布计算指令包括poisspdf、poisscdf、poissfit、poissinv、poissrnd、poisstats。分布的分布函数chi2cdf、分布函数的反函数chi2inv、概率密度函数chi2pdf、随机数发生函数chi2rnd和期望及方差计算函数chi2stat。均值mean，标准差std，偏斜度skewness，峰值kurtosis四、实验条件：计算机、MATLAB软件、实验教材五、实验步骤：构思、分析、编译、调试、运行、数据记录六、实验注意事项：注重分析和指令的运用。七、实验报告要求：格式工整，独立完成，注重分析，鼓励尝试实验四 特殊图形的设计一、实验目的：1、了解特殊图形的绘制思路。2、学会绘制直方图、盒子图。3、掌握工序能力图、正态分布密度图等统计工序管理图。二、实验内容：（1）利用hist和histc函数分别绘制区间-5.2，5.2上的频率直方图。（2）正态分布的样本N=2048，绘制样本的盒子图。（3）规定一机器零件规格上限为3.02为2.98拟样品的均值为3.01标准差为 0.006的过程能力指数及绘制其工序能力图。（4）玉米加工者生产成箱玉米片，重量规定为11盎司，实际装填过程中有误差，平均每箱玉米质量为12.5盎司，标准差为1.32盎司。那么有多少箱子质量大于11盎司。三、实验原理与方法：hist函数绘制直角坐标系下的概率分布图。histic用于绘制样本X在断点定位区间上的频数直方图。histfit绘制正态密度曲线的直方图。boxplot绘制盒子图。errorbar用于绘制误差图。normspec函数用于绘制正态分布密度曲线。schart函数用于绘制标准差管理图。ewmaplot函数用于绘制指数加权滑动平均图。capaplot用于绘制工序能力图。四、实验条件：计算机、MATLAB软件、实验教材五、实验步骤：构思、分析、编译、调试、运行、数据记录六、实验注意事项：hist函数、histic函数、histfit绘制的直方图区别。七、实验报告要求： 格式工整，独立完成，注重分析，鼓励尝试实验五 MATLAB统计估计一、实验目的：1、了解参数的点估计法2、掌握区间估计的MATLAB函数3、掌握正态总体方差的区间估计二、实验内容：（1）金球测定：观测值为5.587,5.547,5.586,5.566,5.5789,5.5880铝球测定：观测值为5.477,5.447,5.488,5.466,5.4789,5.4870针对两种情况分别对引力常数测定值的均值和标准差进行估计（置信水平0.9）（2）一批灯泡中随机抽取6只作寿命测试，其寿命分为为1100,1200,1300,1260,1250,1108。已知这批灯泡寿命符合正态分布，求平均寿命的置信度为98%的单侧置信下限。（3）对一个含血液样本的化合物在不同时间进行测定，对测定数据进行高斯牛顿法的非线性最小二乘拟合。时间:0.1，0.3,1.3,2.1,3.9,5.1,6.2,7.7,8.2,9.0。血样：0.01，0,013,0.55,1.11,1.79,1.83,2.09,2.66,2.26,1.70三、实验原理与方法：P164-192自己组织语言四、实验条件：计算机、MATLAB软件、实验教材五、实验步骤：构思、分析、编译、调试、运行、数据记录六、 实验注意事项：注意参数点估计法中矩估计法、极大似然估计法的特点和区别。区间估计的matlab函数的种类和区别。七、 实验报告要求： 格式工整，独立完成，注重分析，鼓励尝试实验六 正态总体的假设检验一、实验目的：1、了解假设检测一般步骤2、掌控单个正态总体的假设检验，总体均值的检验、总体方差检验3、掌控两个正态总体的假设检验4、两个正态总体均值的检验、成对数据的比较、两个正态总体方差的检验二、实验内容：（1）某切割机切割金属棒的长度符合正态分布N(100,4).金属棒有16根,测得长度(单位：mm)为：100,102,99,98,97,110,120,88,90,94,104,110,102，98,100,110。假设整体方差不变，该切割机是否正常。（2）化肥厂用自动包装机包装化肥，某日测得10袋化肥质量（单位：kg）为48.8，49.9，50.2，51.3，49.8，49.3，50.2，51.6，49.4，52.0。设每袋化肥质量服从正态分布，根据样板观测数据检验每袋化肥质量的方差是否等于1.5?取显著性水平。（3）某药厂研制一种新的安眠药，为考察效果，与一种老的安眠药作为对照。现在独立观测20个患者，其中10个服用新药，10个服用老药，以X表示患者服新药后睡眠时间延长的时数，以Y表示患者服用老药后睡眠延长的时数，数据(单位：h)为：X:1.9，2.0，2.1，1.8,1.7，2.4，3.5，4.0，2.9，3.4 Y:1.9，2.0，1.1，1.6,1.7，1.4，1.5，1.0，2.0，1.4根据资料X与Y都服从正态分布，试问新药的治疗效果比老药的治疗效果更显著吗（）？（4）甲、乙两台机床加工同一种产品，从这两台机床加工的产品中随机抽取若干件，测得产品直径(单位：mm)： 甲机床：19.6,18.9,19.7,20.2,19.8,20.4,20.3,19.7,19.5,20.3乙机床：19.4,19.9,18.7,20.2,18.8,22.4,20.3,18.7,19.6,21.5观测甲、乙两台机床加工的产品直径的方差是否相等？取显著性水平。三、实验原理与方法：假