Y6~Y12都是响应变量,X1和X2是自变量(因子)。下面,我们通过这些响应变量和自变量形成的回归方程关系,以及等值线图和曲面图来理解曲面设计。
对Y6拟合回归方程。
Regression Equation in Uncoded Units
Y6 = 100.0 + 10.00 X1 + 5.000 X2 - 0.000000 X1*X1 - 0.000000 X2*X2 + 0.000000 X1*X2
方程不含二次项(平方项和交互项),是二元一次方程(线性方程)。
对Y6绘制等值线图。
因为是线性回归关系,所以等值线图的等值线是平行直线(没有弯曲),即没有二次项,线性关系。
最大值在右上角,最小值在右下角,但都没有封口,所以可以说没有最大值和最小值。
对Y6绘制曲面图。
因为是线性回归关系,所以曲面图是一个平面(没有曲面),即没有二次项,线性关系。
最大值在右上角,最小值在右下角,但都可以再延申,所以可以说没有最大值和最小值。
对Y7拟合回归方程。
方程不含平方项,含交互项,是二次方程。
因为是二次回归关系(但不含平方项),所以等值线图的等值线是略微有弯曲(因为不含平方项,所以弯曲不严重),即非线性关系。
最大值在右上角,最小值在右边,但都没有封口,所以不一定有极值存在。
因为是二次回归关系(但不含平方项),所以曲面图略有曲面(非平面),即非线性关系。
最大值在右上角,最小值在右下角,但都可以再延申,所以不一定有极值存在。
对Y8拟合回归方程。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号,开口朝下,有极大值。
等值线图显示,山顶,全封闭。中间深色是“大于96”,即山峰。四周每圈逐渐淡色,数值逐渐降低,即山脊。有极大值。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号,开口朝下,有极大值。
曲面图对照等值线图是一致的。中间突起(曲面)。有极大值。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号,开口朝下,有极大值。
对Y9拟合回归方程。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“+”号,开口朝上,有极小值。
等值线图显示,山顶,全封闭。中间深色是“小于102”,即山谷。四周每圈逐渐淡色,数值逐渐升高,即山脊。有极小值。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“+”号,开口朝上,有极小值。
曲面图对照等值线图是一致的。中间凹下(曲面)。有极小值。
方程不含一次项、交互项。含平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“+”号,开口朝上,有极小值。
对Y10拟合回归方程。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac<0,一定有极值(b2-4ac≥0,一定没有极值)。a和c反号,b2-4ac>0,肯定没有极值。要想b2-4ac<0,则a和c必需同号才有可能。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
等值线图显示,山顶,不封闭。中间深色是“大于100”,即山峰。四周每圈逐渐淡色,数值逐渐降低,即山脊。可能有极大值。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
曲面图对照等值线图是一致的。中间向左上方突起(曲面),还可以延申,可能有极大值。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
对Y11拟合回归方程。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac<0,一定有极值(b2-4ac≥0,一定没有极值)。a和c反号,b2-4ac>0,肯定没有极值。要想b2-4ac<0,则a和c必需同号才有可能。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
等值线图显示,山顶,封闭。中间深色是“大于100”,即山峰。四周每圈逐渐淡色,数值逐渐降低,即山脊。有极大值(因为封闭)。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
曲面图对照等值线图是一致的。中间向上突起(曲面),有极大值。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号一致,都是“—”号。开口朝下,但不封口,可能有极大值。
b2-4ac=(-15)2-4×(-5)×(-15)=225-300=-75<0,有极值。
对Y12拟合回归方程。
方程含一次项、交互项、平方项,是二次方程。平方项的符号不致,有“+和-”号。马鞍型。
b2-4ac<0,一定有极值(b2-4ac≥0,一定没有极值)。a和c反号,b2-4ac>0,肯定没有极值。要想b2-4ac<0,则a和c必需同号才有可能。
b2-4ac=(-30)2-4×(-2)×12=900+96=996>0,无极值。
上下两头绿色区域是凸起部分(极大值区域),两边绿色部分是凹陷部分(极小值区域)。马鞍型。但不封口,可能有极值。
b2-4ac=(-30)2-4×(-2)×12=900+96=996>0,无极值。
上下两头区域是凸起部分(极大值区域),两边部分是凹陷部分(极小值区域)。马鞍型。但可延申,可能有极值。
b2-4ac=(-30)2-4×(-2)×12=900+96=996>0,无极值。
总结:
- 1.没有二次项,变线性。
- 2.二次项(平方项)系数方向一致。如果都为正,开口朝上,山谷型,有极小值。如果都为负,开口朝下,有极大值。
- 3.不一定有极值存在。
b2-4ac<0,一定有极值(b2-4ac≥0,一定没有极值)。a和c反号,b2-4ac>0,肯定没有极值。要想b2-4ac<0,则a和c必需同号才有可能。
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