完全随机设计和随机单位组设计.pptx

3.Completely randomized design第三章第三章 完全随机设计完全随机设计3.1 设计方法设计方法动物分组动物分组通过抽签分组通过抽签分组通过随机数字进行分组通过随机数字进行分组 随机数字表：教科书附表随机数字表：教科书附表13 Excel随机数函数：随机数函数：RANDBETWEEN3.1.1 动物随机分组（动物随机分组（Grouping）例：处理数为例：处理数为3：甲、乙、丙：甲、乙、丙每个处理重复数为每个处理重复数为6：n=6每个重复动物数为每个重复动物数为1。Total animals:18初始条件尽量一致初始条件尽量一致用用Excel随机数函数分组随机数函数分组Excel的两个函数的两个函数余数函数余数函数MOD（number,divisor）随机数函数随机数函数RANDBETWEEN（bottom,top）演示演示动物动物编号编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 94 94 88 46 56 81 13 36 26 56 48 91 90 88 26 53 12 25 随机随机数字数字3除后除后余数余数1 1 1 1 2 0 1 0 2 2 0 1 0 1 2 2 0 1 1 1 1 1 2 3 1 3 2 2 3 1 3 1 2 2 3 1 组别组别调整调整组别组别2个随机数字分别为：个随机数字分别为：63，62。分别以。分别以8和和7除之，余数分除之，余数分别为别为7和和6。则将已分为。则将已分为1组的第组的第7号（号（14号）编入号）编入2组，组，1组余下组余下7头中的第头中的第6号（号（12号）编入号）编入3组。组。3 2 表表3.1 动物随机分组结果动物随机分组结果Table 3.1 Randomized grouping组别组别动物编号动物编号1123471825910141516368111213173.1.2 随机分配处理随机分配处理组别组别123随机数随机数5319除数除数32余数余数21处理处理乙乙甲甲丙丙表表3.2 处理随机分配处理随机分配Table 3.2 Randomized allocating表表3.3 完全随机设计结果完全随机设计结果Table 3.2 Complete randomized design组别组别动物编号动物编号处理处理11234718乙乙25910141516甲甲36811121317丙丙5种不同钙含量，种不同钙含量，3种不同磷含量，交叉分组，重种不同磷含量，交叉分组，重复数为复数为6。试验指标：增重和饲料消耗。试验指标：增重和饲料消耗1头猪头猪1个试验单位，请问：个试验单位，请问：（1）试验方案是什么？）试验方案是什么？（2）需要多少头猪？）需要多少头猪？（3）可否用完全随机试验设计这个试验？）可否用完全随机试验设计这个试验？（4）怎样设计？）怎样设计？（5）用什么统计分析方法）用什么统计分析方法分析试验结果？分析试验结果？5种不同钙含量，种不同钙含量，3种不同磷含量，交叉分组，种不同磷含量，交叉分组，重复数为重复数为6，试验指标：增重和饲料消耗，试验指标：增重和饲料消耗试验方案：共有试验方案：共有 5 x 3=15 种处理，种处理，1头猪头猪1个试验单位，需要个试验单位，需要5 x 3 x 6=90 头猪头猪可以用完全随机试验设计这个试验。可以用完全随机试验设计这个试验。将将90头猪随机分成头猪随机分成15个组，每组个组，每组6头；头；随机决定随机决定15种处理用于何组。种处理用于何组。用二因素交叉分组有重复方差分析方法分别分析用二因素交叉分组有重复方差分析方法分别分析增重和饲料消耗增重和饲料消耗演示演示5种饲料，种饲料，3个品种，交叉分组，重复数为个品种，交叉分组，重复数为6试验指标：增重和饲料消耗试验指标：增重和饲料消耗1头猪头猪1个试验单位，请问：个试验单位，请问：（1）试验方案是什么？）试验方案是什么？（2）每个品种需要多少头猪？）每个品种需要多少头猪？（3）可否用完全随机试验设计这个试验？）可否用完全随机试验设计这个试验？（4）怎样设计？）怎样设计？（5）用什么统计分析方法分析试验结果？）用什么统计分析方法分析试验结果？5种饲料，种饲料，3个品种，交叉分组，重复数为个品种，交叉分组，重复数为6试验方案：共有试验方案：共有 5 x 3=15 种处理，种处理，1头猪头猪1个试验单位，每个品种需要个试验单位，每个品种需要5 x 6=30 头猪头猪可以用完全随机试验设计这个试验。可以用完全随机试验设计这个试验。每个品种每个品种30头猪随机分成头猪随机分成5组，每组组，每组6头；头；随机决定每种饲料用于每品种随机决定每种饲料用于每品种5个组中的个组中的1组；组；90头猪除饲料和品种不一样以外，其余条件尽量头猪除饲料和品种不一样以外，其余条件尽量相同。相同。用二因素交叉分组有重复方差分析方法分别分析增用二因素交叉分组有重复方差分析方法分别分析增重和饲料消耗重和饲料消耗课堂作业课堂作业5种饲料，种饲料，3个品种，交叉分组，重复数为个品种，交叉分组，重复数为6请列出试验方案。请列出试验方案。1头猪头猪1个重复，每个品种需要个重复，每个品种需要5 x 6=30 头猪，请将每个品种头猪，请将每个品种30头猪随机分成头猪随机分成5组，组，每组每组6头。（选头。（选1个品种做）个品种做）请随机分配请随机分配5种饲料。种饲料。请假定增重数据，选择统计分析方法。请假定增重数据，选择统计分析方法。3.2 完全随机设计的应用条件完全随机设计的应用条件试验动物的初始条件尽量一致试验动物的初始条件尽量一致3.3 试验结果的统计分析试验结果的统计分析两个、多个样本次数资料：两个、多个样本次数资料：两个样本平均数比较：两个样本平均数比较：非配对非配对t-test多个样本平均数比较：多个样本平均数比较：Single-factor experimentTwo-factor experimentMulti-factor experiment演示演示交叉分组交叉分组系统分组系统分组无重复无重复有重复有重复目的要求目的要求 掌握完全随机设计方法掌握完全随机设计方法能应用完全随机设计进行试验设计能应用完全随机设计进行试验设计掌握完全随机设计试验结果的统计掌握完全随机设计试验结果的统计分析方法分析方法思考题思考题什么是完全随机设计？什么是完全随机设计？如何将试验动物完全随机地分组？如何将试验动物完全随机地分组？完全随机设计能否用于多因素析因设计试完全随机设计能否用于多因素析因设计试验？验？根据实际问题完成一个完全随机设计。根据实际问题完成一个完全随机设计。分析完全随机试验的资料。分析完全随机试验的资料。4.Paired design第四章第四章 配对设计配对设计4.1 设计方法设计方法条件尽量一致的两个试验单位配成一对条件尽量一致的两个试验单位配成一对一个试验设多个对子一个试验设多个对子对子内的两个试验单位随机接受对子内的两个试验单位随机接受A、B两种处理两种处理两种处理的对比试验，对子内的两种处理的对比试验，对子内的试验单位初始条件要求严格试验单位初始条件要求严格两种处理的对比试验两种处理的对比试验条件尽量一致的两只动物配成一对条件尽量一致的两只动物配成一对一个试验设多个对子一个试验设多个对子对子内的两只动物对子内的两只动物随机随机接受接受A、B两种处理两种处理121st342nd563rd784th11126th9105th13147th15168th17189th192010thAB7 10 12 13 16 18 19 8 9 11 14 15 17 20 1243654.2 配对的要求配对的要求对子内的两个试验单位初始条件尽量一致对子内的两个试验单位初始条件尽量一致不同对子试验单位间初始条件可以有差异不同对子试验单位间初始条件可以有差异各对试验单位间存在系统误差各对试验单位间存在系统误差4.3 配对的方式配对的方式自身配对自身配对同一试验单位两种不同处理同一试验单位两种不同处理同一样品两种方法检测同一样品两种方法检测某种病畜治疗前后某指标值某种病畜治疗前后某指标值同一试验单位不同部位两种不同处理同一试验单位不同部位两种不同处理同源配对同源配对同来源、同性质的两个试验单位配成一对同来源、同性质的两个试验单位配成一对品种、窝别、性别、年龄、体重相同的两头动物品种、窝别、性别、年龄、体重相同的两头动物4.4 试验结果统计分析方法试验结果统计分析方法次数资料：次数资料：平均数比较：平均数比较：演示演示目的要求目的要求 掌握配对设计的方法掌握配对设计的方法能灵活应用配对设计进行试验设计能灵活应用配对设计进行试验设计掌握配对设计试验结果的统计分析方法掌握配对设计试验结果的统计分析方法思考题思考题什么是配对设计？什么是配对设计？根据实际问题完成一个配对设计。根据实际问题完成一个配对设计。分析配对试验的资料。分析配对试验的资料。5.Randomized block design第五章第五章 随机单位组设计随机单位组设计5.1 分组方法分组方法配对试验的扩大配对试验的扩大试验单位的初始条件差异较大时采用试验单位的初始条件差异较大时采用实例实例A、B、C、D共共4种饲料种饲料对比试验，重复数对比试验，重复数51头牛为头牛为1个试验单位个试验单位需要需要20头牛头牛如果如果20头牛的初始条件尽量一致头牛的初始条件尽量一致完全随机设计完全随机设计问题是：问题是：从一个牛场选不出从一个牛场选不出20头条件尽量一致的牛头条件尽量一致的牛从从5个牛场，各选出了个牛场，各选出了4头条件尽量一致的牛头条件尽量一致的牛4种饲料，重复数为种饲料，重复数为5，5个牛场各选出个牛场各选出4头头动物编号动物编号牛场牛场编号编号12345动物动物编号编号1591317261014183711151948121620随随机机数数825696除除数数432余余数数222饲饲料料BCDA表表5.1 随机单位组设计随机单位组设计Table 5.1 Randomized block design牛场牛场编号编号12345动物动物编号编号1(B)5(A)9(B)13(D)17(A)2(C)6(C)10(D)14(A)18(C)3(D)7(B)11(A)15(B)19(B)4(A)8(D)12(C)16(C)20(D)表表5.1 随机单位组设计随机单位组设计Table 5.1 Randomized block design单位组数单位组数=重复数重复数blocks=replicates课堂作业课堂作业五种蛋鸡饲料添加剂试验。五种蛋鸡饲料添加剂试验。重复数为重复数为6，10只蛋鸡为只蛋鸡为1个试验单位。个试验单位。现有六栋鸡舍，鸡舍间蛋鸡产蛋有差异。从每现有六栋鸡舍，鸡舍间蛋鸡产蛋有差异。从每栋鸡舍可以选出条件基本一致的蛋鸡栋鸡舍可以选出条件基本一致的蛋鸡50只。只。请完成：请完成：试验设计试验设计假定试验结果（产蛋量），选择统计分析方法假定试验结果（产蛋量），选择统计分析方法5.2 试验结果统计分析试验结果统计分析次数资料：次数资料：平均数间的比较：平均数间的比较：饲饲料料区组（单位组）区组（单位组）12345A3530323136B2826252330C3837404243D3031263429表表5.2 四种奶牛饲料日产奶量：四种奶牛饲料日产奶量：kg变异来源变异来源1.饲料间变异饲料间变异2.区组间变异区组间变异3.误差误差Excel数据分析数据分析无重复双因素无重复双因素方差分析方差分析方差分析方差分析差异源差异源SSSSdfdfMSMSF FP-valueP-value行行498.2498.23 3166.0667166.0667 25.129925.12991.85E-051.85E-05列列36.736.74 49.1759.1751.38841.38840.29580.2958误差误差79.379.312126.60836.6083总计总计614.2614.21919 变异来源变异来源饲料间饲料间牛场间牛场间表表5.3 四种奶牛饲料日产奶量方差分析表四种奶牛饲料日产奶量方差分析表单位组间差异不显著，合并入误差单位组间差异不显著，合并入误差*NS方差分析方差分析差异源差异源SSdfMSFP-value行行498.23166.066722.9064.93 x 10-6误差误差116.0167.25总计总计614.219变异来源变异来源饲料间饲料间表表5.4 四种奶牛饲料日产奶量方差分析表四种奶牛饲料日产奶量方差分析表FDIST(22.906,3,16)=4.93 x 10-6*