- •Базисные определения матричной алгебры
- •Матричные операции
- •Частные методики построения линейных моделей
- •Простая линейная регрессия
- •Множественная линейная регрессия
- •Однопутевая классификация
- •Двухпутевые классификации
- •Двухпутевая перекрестная модель
- •Итоговые приросты живой массы по субклассам
- •Число наблюдений
- •Двухпутевая гнездовая классификация
- •Модели взаимодействия
- •Модели максимального заполнения
- •Число наблюдений
- •Суммы субклассов (прироста живой массы)
- •Модели с «потерянными» данными
- •Число наблюдений
- •Итоги субклассовых наблюдений
- •Ковариантный анализ
- •Однопутевая классификация
- •Внутриклассовая регрессия
- •Смешанные модели
- •Двухпутевая перекрестная классификация
- •Способ решения смешанных моделей с заданным значением соотношения варианс
- •Представление случайных эффектов как фиксированных
- •Решение смешанных моделей при игнорировании случайных эффектов
- •Решение смешанных моделей на основе итерационного вычисления случайных эффектов
- •Число наблюдений
- •Суммарные наблюдения в субклассах (удой, кг)
- •Двухпутевая гнездовая классификация
- •Решение, основанное на априорном знании соотношения варианс
- •Решение с заменой случайных эффектов на фиксированные
- •Решение, основанное на игнорировании случайных эффектов
- •Решение, основанное на определении истинного коэффициента γ в процессе вычислений
Число наблюдений
Рацион |
Отцы |
Итого |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
1 |
2 |
5 |
— |
3 |
10 |
2 |
2 |
— |
5 |
— |
7 |
3 |
— |
2 |
2 |
4 |
8 |
Итого |
4 |
7 |
7 |
7 |
25 |
Итоговые приросты живой массы по субклассам
Рацион |
Отцы |
Итого |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
1 |
11 |
23 |
— |
16 |
50 |
2 |
5 |
— |
27 |
— |
32 |
3 |
— |
17 |
14 |
21 |
52 |
Итого |
16 |
40 |
41 |
37 |
134 |
Требуется:
Оценить различия между рационами.
Определить значимость различий между рационами.
Определить влияние эффектов отцов на результирующий параметр (прирост).
Для данного примера можно использовать двухпутевую перекрестную модель вида:
yijk – прирост ijk-ого животного;
µ – популяционная константа;
ri – фиксированный эффект i-го рациона (i=1, …, 3);
sj – фиксированный эффект j-го отца (j=1, …, 4);
eijk – остаточный эффект ~ .
В матричной форме уравнению соответствуют решения для b:
.
Тогда:
Ранг матрицы Х′Х равен 6, поскольку существует две линейные зависимости в строках (2, 3, 4 строки дают в сумме первую строку, так же как и сумма 5, 6, 7 и 8 строк).
Для описания матрицы полного ранга необходимо элиминировать две строки и соответственно две колонки, например, первую и последнюю, которые корреспондируются с µ и s4.
В этом случае решения исходного уравнения будут иметь вид:
Определяя
суммы квадратов
,
,
,
получаем оценку остаточной вариансы:
.
Математическое ожидание любого наблюдения оцениваемо:
.
Например,
.
Отметим,
что для подобного типа оценки необходимость
наблюдения в выбранном субклассе
отсутствует. Например, в приведенной
выборке не существует у13-наблюдения,
т.е. потомки третьего быка не были
выбраны в группу, которой скармливался
первый рацион, тем не менее можно оценить
посредством
.
Р
азличия
между двумя любыми рационами оцениваются
как:
.
А налогичным образом оцениваются различия между отцами:
.
Вариансы
оценочных функций описываются при
помощи матрицы
и остаточной вариансы.
Н
апример,
,
.
Т
огда
.
Стандартная ошибка оценки разности рационов может быть оценена как корень квадратный из вариансы, т.е.
.
Следовательно,
В этом эксперименте наибольший интерес представляют различия между рационами, которые можно оценить одновременно посредством применения матрицы К′ вида:
Тогда:
.
Оценка варианс осуществляется следующим образом:
.
В итоговом виде:
;
.
Для проведения анализа вариансы дополнительно к уже вычисленным суммам квадратов SST, SSR и SSЕ определим:
;
.
Таблица анализа варианс может быть представлена в следующем виде:
Источник |
df |
Суммы квадратов |
Средний квадрат |
F-соотношение |
Константа |
1 |
718,240 |
718,240 |
218,24** |
Модель |
5 |
27,234 |
5,447 |
1,66 |
Ошибка |
19 |
62,526 |
3,291 |
— |
Данная таблица недостаточно информативна, поскольку не разделяет влияние рационов и отцов на приросты животных. С целью получения результатов влияния отдельных параметров модели необходимо вычислить:
и
.
Для
описания
и
следует использовать однопутевые
классификации, описанные ранее.
Применяя
уравнение
,
получаем:
.
Соответственно,
используя
,
имеем:
.
Тогда:
;
.
Таблица анализа вариансы приобретает вид:
Источник |
df |
Суммы квадратов |
Средний квадрат |
F-соотношение |
Константа |
1 |
718,240 |
718,240 |
218,24** |
Рационы |
2 |
17,188 |
8,594 |
2,61+ (p>0,90) |
Быки |
3 |
11,188 |
3,729 |
1,13 |
Ошибка |
19 |
62,526 |
3,291 |
— |
В данной таблице результаты построены таким образом, что влияние рационов вычисляется после принятия эффектов быков-отцов значимыми и наоборот
Для проверки эквивалентности эффектов рационов матрица K′ имеет вид:
.
Тогда:
;
;
;
.
Таким
образом,
есть числитель сумм квадратов для
проверки гипотезы о том, что все рационы
адекватно влияют на результирующий
признак. Соответственно
представляет собой числитель сумм
квадратов для проверки гипотезы об
эквивалентном влиянии всех быков.
