高考数学 理一轮知识点专题讲座:优选法与实验设计含答案
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1、 【名师面对面】20xx届数学一轮知识点讲座:考点53优选法与实验设计(解析版)加(*)号的知识点为了解内容,供学有余力的学生学习使用1.黄金分割法例1某试验的因素范围是3 000,4 000,现准备用0.618法进行试验探求最佳值以an表示第n次试验的加入量(结果都取整数)(1)求a1,a2.(2)若干次实验后的存优范围包含在区间内,请写出an的前6项(3)在条件(2)成立的情况下,写出第7次试验后的存优范围解:(1)由黄金分割法可知,第一次的加入量为a13 000(4 0003 000)0.6183 618a23 0004 0003 6183 382.(2)因为3 380,3 410包含存
2、优范围,所以最优点在区间上由前两次试验结果知,好点是3 382.a33 3803 4103 3823 408第三次试验后,好点仍是3 382,存优范围是3 380, 3 408a43 3803 4083 3823 406同理求得a53 3803 4063 3823 404a63 4043 4063 3823 418(3)由(2)知,第6次试验前的存优范围是,第6次试验点是3 418,比较可知3 382是好点,故所求存优范围是.2.分数法例2某一化工厂准备对某一化工产品进行技术改良,现决定优选加工温度,试验范围定为6081 ,精确度要求1 ,现在技术员准备用分数法进行优选(1)如何安排试验?(2
3、)若最佳点为69 ,请列出各试验点的数值(3)要通过多少次实验可以找出最佳点?解:(1)试验区间为,等分为21段,分点为61,62,79,80,因为60(8160)73(),所以第一试点安排在73 .由“加两头,减中间”的方法得:60817368,所以第二试点选在68 .后续试点可以用“加两头,减中间”的方法来确定(2)若最佳点是69 ,即从第二次试验开始知69 在存优范围内由(1)知,第一,二次试验点的值分别为73,68,因6960,68,所以去掉68 以下的部分,则第三次试验点的值:68817376;同理去掉76 以上的部分,第四次试验点的值:68767371;第五次试验点的值:68737
4、170;第六次试验点的值:68717069.即安排了6次试验,各试验点的数值依次为:73,68,76,71,70,69.(3)各试点数为20,由分数法的最优性定理可知:F721.即通过6次试验可从这20个试点中找出最佳点3.试验设计初步例3某化工产品的正交试验结果如下表:列号试验号 A催化剂浓度/%B反应时间/minC温度/产量1A1(8)B1(25)C1(30)232A1(8)B2(30)C2(25)213A2(10)B1(25)C2(25)284A2(10)B2(30)C1(30)20k1qK1qk2qK2qRq请计算表中k及R的值,求使得试验结果最优(数值最大)的因素组合,并找出影响试验
5、结果的最主要因素解:K11232144,所以k1122;K12232851,所以k1225.5;K13232043,所以k1321.5.K21282048,所以k2124;K22212041,所以k1220.5;K23212849,所以k2324.5.所以R124222,R225.520.55,R324.521.53.(如下表)列号试验号A催化剂浓度/%B反应时间/minC温度/产量1A1(8)B1(25)C1(30)232A1(8)B2(30)C2(25)213A2(10)B1(25)C2(25)284A2(10)B2(30)C1(30)20续表k1qK1q2225.521.5k2qK2q2420.524.5Rq253所以影响结果最显著的因素是反应时间(B),其次是温度,催化剂浓度的影响最小,最优组合为(A2,B1,C2),即催化剂浓度为10%,反应时间是25 min,温度是25 .
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