Enunciado

( a ) Estabeleça as hipóteses de interesse nesse experimento.

( b ) Teste as hipóteses anteriores e tire conclusões, usando a análise de variância com α = 0,05 . Quais são as suas conclusões?

( c ) Analise os residuos desse experimento.

( d ) Usando o método M D S de Fisher, investigue as diferenças entre densidade média do ânodo nos três níveis diferentes de temperatura. Use α = 0,05 .

Passo 1

Bom galera, nós precisamos testar se há efeito de algum dos dois fatores no fator estudado. As hipóteses devem ser testadas da seguinte forma:

( a )

H 0 : τ i = 0

H 1 : a o   m e n o s   u m   τ i ≠ 0 ,   i = 1,2

E:

H 0 : β j = 0

H 1 : a o   m e n o s   u m   β j ≠ 0 ,   j = 1,2 , 3

Passo 2

Belezinha, considere dois fatores: A e B . y i . . mostra o total de observações realizadas em i no nível do fator de A , y . j . mostra o total de observações feitas em j no nível do fator de B , y i j . mostra o total de observações na célula i j , e y … então correspondendo a linha, coluna, célula e média. Usando as formulas para contruir a tabela A N O V A :

S S T = ∑ i = 1 a ∑ j = 1 b ∑ k = 1 c y i j k 2 - y … 2 / a b n

S S A = ∑ i = 1 a y i . . 2 / b n - y … 2 / a b n

S S B = ∑ j = 1 b y . j . 2 / a n - y … 2 / a b n

S S A B = ∑ i = 1 a ∑ j = 1 b y i j . 2 / n - y … 2 / a b n - S S A - S S B

S S E = S S T - S S A B - S S A - S S B

M S A = S S A a - 1 ; M S B = S S B b - 1 ; M S A B = S S A B a - 1 b - 1 ; M S E = S S E a b ( n - 1 )

Para testar se os efeitos do fator de linha são todos iguais a zero ( H 0 : τ i = 0 ), usando a razão F 0 = M S A M S E , que tem uma distribuição F com a - 1 e a b ( n - 1 ) graus de liberdade.

Para testar se os efeitos do fator de coluna são todos iguais a zero ( H 0 : B j = 0 ), use a razão F 0 = M S B M S E , que tem uma distribuição F com b - 1 e a b ( n - 1 ) graus de liberdade.

Para testar se todos os efeitos de interação são zero, usando a razão F 0 = M S A B M S E ,   com uma distribuição F e ( a - 1 ) ( b - 1 ) e a b ( n - 1 ) graus de liberdade.

Geralmente é melhor realizar o teste para a interação primeiro e depois avaliar os principais efeitos. Se a interação não for significativa, a interpretação do teste sobre os efeitos é simples. Se a interação for significativa, os principais defeitos envolvidos da interação podem não ter muito valor interpretativo prático.

Passo 3

Então, agora fazemos o ANOVA pelo Minitab, e temos como resultado:

( b )

Assim temos o p valor para testar a significância da interação é de 0,427 , que é superior a α = 0,05 , concluímos em nível de 5 % que a interação não é significativa. Portanto, podemos continuar testando a hipótese para os pricipais efeitos. Uma vez que os P valores dos testes F para os efeitos de linha e coluna são 0,002 e 0,000 , no nível de 5 % rejeitamos ambas as hipóteses nulas e concluímos que existem efeitos de linha e coluna.

Passo 4

Agora, plotamos os gráficos de probabilidade normal e de resíduos pelo Minitab:

( c )

O gráfico de probabilidade normal não indica qualquer partida da normalidade além de alguns pontos na cauda. Os lotes de resíduos são bastante simétricos sobre zero.

Passo 5

Investigando as diferenças entre as densidade médias em três temperaturas diferentes. O estimados de pontos de diferença entre i e j significa para o fator 2 μ i - μ j é y - i . . - y - . j . . A variância deste estimador (assumindo que os erros são normalmente distribuídos) é:

V y - i . . - y - . j . = σ 2 a n + σ 2 a n

= 2 σ 2 a n

Usaremos M S E para estimar σ 2 . As estatísticas t = y - i . . - y - . j . - μ i - μ j 2 M S E / ( a n ) tem uma distribuição t com a b n - 1 graus de liberdade. Assim, considera-se que a diferença μ i - μ j é significativa se y - i . . - y - . j . for maior que a diferença L S D = t α / 2 , a b ( n - 1 ) 2 M S E a n menos significativa.

Encontrando a densidade média para cada temperatura. Os resultados ficam:

Encontrando o valor do L S D para α = 0,05 . Nós temos a = 2 , b = 3 , n = 3 e M S E .

L S D = t α 2 , a b n - 1 2 M S E a n

= t α 2 , a b n - 1 2 448 2 ⋅ 3

= 2,179 2 ( 448 ) 2 ⋅ 3 = 26,63

Passo 6

Por fim, encontramos os valores absolutos das diferenças de meios para diferentes temperaturas e comparamos com o valor do L S D . Os resultados ficam:

( d )

Há diferença significativa nas densidades médias para as temperaturas 1 e 2 ( 800 e 825 graus) 2 e 3 ( 825 e 850 graus).

Resposta

( a )

H 0 : τ i = 0

H 1 : a o   m e n o s   u m   τ i ≠ 0 ,   i = 1,2

E:

H 0 : β j = 0

H 1 : a o   m e n o s   u m   β j ≠ 0 ,   j = 1,2 , 3

( b )

Existem efeitos de ambos os fatores, mas não há interação entre os dois.

( d )

Há diferença significativa nas densidades médias para as temperaturas 1 e 2 ( 800 e 825 graus) 2 e 3 ( 825 e 850 graus).

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