On D-optimal Chemical Balance Weighing Designs

Abstract

The paper deals with the problem of determining the chemical balance weighing designs satisfying the criterion of D-optimality under assumption that the measurement errors are equally correlated and they have the same variances. The existence conditions and the form of the optimal design are given. Moreover, some construction methods of the design matrices based on the incidence matrices of the balanced incomplete block designs and ternary balanced block designs are presented. Any example of construction is given.

W pracy przedstawiamy zagadnienie estymacji nieznanych miar p obiektów w doświadczeniu przeprowadzonym zgodnie z modelem chemicznego układu wagowego przy założeniu, że nie ma błędów systematycznych, są one nieujemnie skorelowane i mają jednakowe wariancje. Układ D-optymalny jest to układ, w którym wyznacznik odwrotności macierzy informacji jest minimalny. Podstawowy wynik pracy to rozszerzenie znanej z literatury klasy układów, w których można wyznaczyć układ regularnie D-optymalny. Podane zostało dolne ograniczenie śladu odwrotności macierzy informacji oraz warunki, przy spełnieniu których to dolne ograniczenie jest osiągnięte. Przedstawiono również nowe metody konstrukcji regularnego D-optymalnego chemicznego układu wagowego w oparciu o macierze incydencji układów zrównoważonych o blokach niekompletnych oraz trójkowych zrównoważonych układów bloków.