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平方根纸的应用
 
摘要: 平方根纸又称二项概率纸或统计分析纸。它以几何图的点、直线和圆作图解代替计算,进行统计分析,可用于解决某些参数估计、假设检验、样本含量估计等问题。直观、简便、快速,但数值大时不够精确。

平方根纸又称二项概率纸或统计分析纸。它以几何图的点、直线和圆作图解代替计算,进行统计分析,可用于解决某些参数估计、假设检验、样本含量估计等问题。直观、简便、快速,但数值大时不够精确。

图纸的构造:

(1)平方根刻度:从原点起,横轴和纵轴均以度而标以X,如将1标于

(2) 四分圆: 以原点为圆心,取通过点(0,100)和点(100,0)的四分之一圆。

(3) 弧度刻度: 将四分圆的弧度标于图的上周边和右周边。

(4) σ 尺与α尺: 在图纸上端中央,线上为σ尺,1σ的长度等于纵轴或横轴0与1间距的1/2,相当实测点在圆周上分布的标准差。上端左侧是放大为σ的尺,右侧是缩小为σ/的尺,均作为图纸内距离的比较标准。σ尺线下是其单侧概率值α(%),如从0到1.96σ的距离,α的刻度为2.5%,记为u0.025


平方根纸的用途很多,如: ①求总体均数、百分率的可信区间;②作假设检验:用u检验、F检验、符号检验、极差检验等比较两个样本率、多个样本率或样本均数;③估计样本含量,如已知总体或样本率,欲使样本中含某属性的个体数为c时,应取的样本含量。举例说明用法如下(依例号见图)。

例1 用甲疗法治某病172例,治愈62例,未愈110例。求治愈率及其平方根的反正弦变换值。

过原点O(0,0)及点P(62,110)作直线,称为分割线。线上任一点(X,Y),其X:Y=62:110,称为分割比。直线交四分圆于点S,S的横坐标36%即所求治愈率(因为62:OP=36:100)。延长OP,交上周边于0.644,得此治愈率平方根的反正弦值,即sin-1=0.644 (弧度)。

例2 求例1中治愈率的95%可信区间。

在平方根纸上,常取实测点的三角形作图。实测点P(X,Y)的三角形是以(X,Y)、(X+1,Y)、(X,Y+1)为顶点的直角三角形。(X+1,Y) 与(X,Y+1)两顶点与分割线的垂直距离中较长者称为长距离,较短者称为短距离。先作实测点(62,110)的三角形; 再从α尺上量出uα/2的长度,此例应取u0.025;以u0.025为半径,以三角形斜边两顶点为圆心,分别向上、向下划半圆(半圆及其圆心在分割线同一侧); 然后从原点分别向两个半圆作切线,交四分圆于L和U,此两点的横坐标即所求95%可信区间的下限和上限,故区间为29~43%。

例3 例1中用甲疗法治某病患者的同时,又用乙疗法治相同条件患者155例,治愈100例,问乙疗法是否优于甲疗法?

H0:π1=π2 =π (合并治愈率),

H1: π12。单侧α=0.05。

治愈率: 甲疗法p1=62/172=0.360,

乙疗法p2=100/155=0.645;


先按分割比(62+100):(172+155-62-100)作分割线;再分别作实测点(62,110)和(100,55)的三角形,并分别求出两三角形离分割线的短距离d1和d2;然后将d1+d2的长度与σ尺比较,由下列界值得P,按所取检验水准作出推断结论:


P

0.05

0.01

双侧检验

2.77σ

3.64σ

单侧检验

2.33σ

3.29σ



本例单侧检验,(d1+d2)>4σ,故P<0.01,因此按α=0.05水准拒绝H0,接受H1,可认为乙疗法优于甲疗法。

例4 观察某药的预防效果,服药组1966人中发病6人,发病率3.1‰;对照组445人中发病6人,发病率13.5‰;问服药组发病率是否低于对照组?

H0:π1=π2

H1:π12

单侧α=0.05。

先求X=0.0031×445=1.38,在横轴上点出1.38和对照组的发病人数6;量出两点间距离,再从σ尺上量出同等距离,在α尺上相应的读数即为P值,本例P<0.01; 按单侧α=0.05水准拒绝H0,接受H1,故可认为服药组发病率低于对照组。

例5 设某实验需用白兔200只,根据过去经验,白兔中不合该实验条件的占4%。为取得200只符合实验条件的白兔,计划用量应订为多少(取α= 0.05)?

先按分割比4:(100-4)划分割线,在分割线右侧划一条距离为U0.05的平行线;再在纵坐标为200+1处划平行于横轴的直线,交所作平行线于M;然后读出M点的横坐标为14.2,取进位的整数15;即计划量订为200+15=215只时,才有95%的可能取得200只符合实验条件的白兔。


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  • 发布时间: 2012-12-17
  • 更新时间: 2012-12-17

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