- •Содержание
- •Раздел 1. Общие вопросы подготовки к исследовательской работе 8
- •Раздел 2. Анализ распределения 38 Предисловие
- •Введение в математические методы моделирования
- •Раздел 1. Общие вопросы подготовки к исследовательской работе Глава 1. Объекты и метод исследований математическими методами в лесном хозяйстве
- •1.1. Примеры лесохозяйственных задач, решаемых с использованием математических методов
- •1.2. Основные определения, используемые в математических методах моделирования
- •1.3. Вероятностный характер статистических выводов
- •Глава 2. Измерение переменных величин и измерительные системы
- •2.1. Измерение физических величин. Понятие об измерениях
- •1.4. Метод исследования переменных (случайных) величин
- •2.2. Ошибки измерений
- •2.3. Свойства случайных ошибок
- •2.4. Измерительные системы
- •2.5. Международная система единиц (си), (si).
- •2.6. Единицы, не входящие в си (si)
- •2.7. Физические величины, часто применяемые в лесных измерениях
- •2.8. Шкалы измерений
- •Раздел 2. Анализ распределения Глава 1. Распределения случайных величин
- •1.1. Что означает понятие «распределения» в статистических исследованиях?
- •1.2. Наблюдение. Формирование выборок
- •Глава 2. Методы первичной обработки и анализа результатов измерений
- •2.1. Ранжирование данных наблюдения
- •2.2. Группировка данных в вариационный ряд
- •2.3. Графическое изображение вариационного ряда
- •Глава 3. Статистические показатели распределения
- •3.1. Статистики положения значений случайной величины
- •3.2. Статистики изменчивости значений случайной величины
- •3.3. Закон больших чисел
- •3.4. Среднее квадратичное отклонение в нормальном распределении
- •3.5. Статистики формы ряда распределения
2.6. Единицы, не входящие в си (si)
Эти единицы выводятся не когерентно. Из-за важной роли, какую играют такие единицы в науке, технике и экономике, их разрешается применять в определенных областях в течение ограниченного, а в ряде случаев и неограниченного времени. Некоторые из них используются в специальных областях.
Единицы с десятичной кратной или дольной приставкой называются некогерентными и не входят в СИ. Однако они также являются законными единицами, например 1 километр (1км) =103 м.
2.7. Физические величины, часто применяемые в лесных измерениях
В целях лучшего взаимопонимания и повышения однозначности трактовки тех или иных результатов измерений, необходимо придерживаться единой системы обозначений результатов измерений. Например, укоренившееся обозначение площади буквой S не соответствует признанному обозначению в международной системе единиц. Возраст у нас принято обозначать буквой «А», но как следует из приведенной ниже таблицы, буквой А обозначают площадь.
Таблица 3 – Единицы измерения случайных величин
Физическая величина |
Обозначения |
Единица измерения, краткое обозначение, соотношение между единицами |
Примечание
|
Длина |
l, s, r |
метр, м световой год, св. год = 9,4605*1015 |
ОЕ (н) |
Площадь |
A |
м2 гектар, га=104 м2 |
СИ (н) |
Объем |
V |
м3 литр, л=10-3м3=1 дм3 |
СИ н |
Плоский угол |
a, j |
радиан, рад = м/м=1 градус, 1o=1,745329*10-2 рад минута, 1¢ =1o/60=2,908882*10-4 секунда, 1² =1¢/60=1o/3600=0,484814*10-5 рад |
СИ н н н |
Время |
t |
секунда, с минута, мин = 60 с час, ч = 60 мин = 3600 с сутки, сут=24 ч = 1440 мин = 86400 с |
ОЕ н н н |
Скорость |
n |
м/с км/ч = 1/3,6 м/с=0,277778 м/с
|
СИ н |
Масса |
m |
килограмм, кг грамм, г=10-3кг тонна, т=103 карат, кар=0,2 г=2*10-4кг |
ОЕ н н (огр) |
Плотность |
p |
кг/м3 кг/дм3=т/м3=103кг/м3 г/см3 |
СИ КД КД |
Температура Кельвина |
T |
кельвин, К
|
ОЕ |
Температура Цельсия |
t |
градус Цельсия, oС t=T-T0=273.15 К |
н |
Примечание: ОЕ основная единица,
СИ единица СИ,
н единица с неограниченной областью и неограниченным сроком применения,
(н) единица с неограниченным сроком, но специальной областью применения,
КД десятичная кратная и дольная единица СИ
2.8. Шкалы измерений
Слово «шкала» в переводе с латинского языка означает:
Линейка или циферблат с равными интервалами в различных измерительных приборах;
Ряд цифр, или величин, расположенных в нисходящем или восходящем порядке через равные интервалы.
Лесоводы могут изучать разнообразные объекты: - диаметры стволов, формы крон, - овальные, конусовидные и др.; окраску семян или пыльников, - красные, желтые, белые; степень развития, - лучшие, отставшие в развитии. Измеряя и оценивая объекты, лесоводы получают «данные». Термин «данные» весьма популярен в научных исследованиях. Очевидно, что измерить диаметр можно различными приборами, имеющими линейку или циферблат. Результаты обмера (данные) - численная величина. Однако измерять форму кроны, или цвет листьев и тому подобное приборами пока не могут и ограничиваются глазомерной оценкой качественного признака. Поэтому шкалы измерений подразделяют на качественные и количественные.
Качественные шкалы - шкала наименований и порядковая шкала.
Шкала наименований используется для классификации индивидуумов в генеральной или выборочной совокупности. Например, все разнообразие цветовых оттенков семян кедра можно разбить на классы: а) темные, б) светлые. Могут быть и другие варианты оттенков. Структура шкалы наименований не изменится, если классы поменять местами, или вместо буквенных обозначений применить цифровые обозначения.
Порядковая шкала позволяет не только разбивать индивидуумы на классы, но и упорядочить сами классы. Каждому классу присваивается различное обозначение (буквенное или цифровое), но так, чтобы порядок обозначений соответствовал упорядоченному изменению уровня индивидуума от меньшего к большему или от большего к меньшему уровню. Если нумеровать классы, то они должны находиться в цифровом порядке, если обозначать классы буквами, то классы должны располагаться в алфавитном порядке. Например, те же семена кедра можно разгруппировать на три класса по цветовому оттенку: а) темные, б) средние и в) светлые. В данном случае применена порядковая шкала, так как упорядочены сами классы в порядке убывания густоты цвета. Характеристика изменчивости цветового оттенка семян не претерпит изменения, если классы расположить в обратном порядке – от светлого к темному оттенку.
Количественные шкалы - шкала отношений и интервальная шкала.
Шкала отношений. Эта шкала позволяет классифицировать и упорядочивать индивидуумы, а также количественно оценивать различие между классами. Она имеет единицу измерения, и в ней задано абсолютное начало отсчета. Например, диаметр величиной 20 см принадлежит шкале отношений, в которой 0 см есть фиксированное начало отсчета, а 1см - единица измерения. В этой шкале можно определить, во сколько раз одно измерение превосходит другое, например, диаметр 24 см в два раза больше диаметра 12 см.
Интервальная шкала. Она имеет единицу измерения и произвольное начало отсчета. Структура интервальной шкалы не изменяется при линейном преобразовании вида x` = ax + b, a>0. Это преобразование смещает начало на b единиц и изменяет единицу измерения в a раз. Преобразование x` = 0.55x-17.8, где x - температура по Фаренгейту, переводит шкалу Фаренгейта в шкалу Цельсия.
Нормальная температура человека по Цельсию равна 36.6 градуса. По уравнению вычислим нормальную температуру человека по Фаренгейту:
x = (x` + 17,8)/0,55 = (36,6 + 17,8)/0,55 = 98,9.
