系统抽样两课时.pptx
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1、【探究探究】:某学校为了了解高一年级学生某学校为了了解高一年级学生对教师教学的意见,打算从高一对教师教学的意见,打算从高一1717个班(每班个班(每班5050人)共人)共850850名学生中抽取名学生中抽取8585名进行调查,你能否名进行调查,你能否设计抽取样本的方法?设计抽取样本的方法?一一. .系统抽样的定义:系统抽样的定义: 将总体将总体平均平均分成几部分,然后按照一定的规分成几部分,然后按照一定的规则,从每一部分抽取一个个体作为样本,这种抽则,从每一部分抽取一个个体作为样本,这种抽样的方法叫做样的方法叫做系统抽样系统抽样。【说明说明】由系统抽样的定义可知系统抽样有以下特征:由系统抽样的
2、定义可知系统抽样有以下特征:(1 1)当总体容量当总体容量N N较大时,采用系统抽样。较大时,采用系统抽样。(2 2)将总体平均分成几部分指的是将总体分段,分段的)将总体平均分成几部分指的是将总体分段,分段的间隔要求相等,因此,系统抽样又称间隔要求相等,因此,系统抽样又称等距抽样等距抽样,(3 3)一定的规则)一定的规则通常通常指的是:在第指的是:在第1 1段内采用简单随机段内采用简单随机抽样确定一个起始编号,在此编号的基础上加上分段间抽样确定一个起始编号,在此编号的基础上加上分段间隔的整倍数即为抽样编号。隔的整倍数即为抽样编号。二、从容量为二、从容量为N N的总体中抽取容量为的总体中抽取容量
3、为n n的样本的样本, ,用用系统抽样的一般步骤为系统抽样的一般步骤为: :(1 1)将总体中的)将总体中的N N个个体个个体编号编号. .有时可直接利用有时可直接利用个体自身所带的号码个体自身所带的号码, ,如学号、准考证号、门牌号等;如学号、准考证号、门牌号等;(2 2)将编号按间隔)将编号按间隔k k分段分段(kN(kN). .(3 3)在第一段用简单随机抽样)在第一段用简单随机抽样确定起始确定起始个体的个体的编号编号L L(LN,LkLN,Lk)。)。(4 4)按按照一定的照一定的规则抽规则抽取取样样本,通常是将起始本,通常是将起始编号编号L L加上间隔加上间隔k k得到第得到第2 2
4、个个体编号个个体编号L+KL+K,再加上,再加上K K得到得到第第3 3个个体编号个个体编号L+2KL+2K,这样继续下去,直到获取整个样,这样继续下去,直到获取整个样本本. .练习练习:我校有:我校有800800名学生参加英语单词竞赛,名学生参加英语单词竞赛,为了解考试成绩,现打算从中抽取一个为了解考试成绩,现打算从中抽取一个容量为容量为4040的样本,如何抽取?的样本,如何抽取?804说明说明(1)分段间隔的确定分段间隔的确定:Nn当当 是整数时是整数时,取取k= ;NnNn当当 不是整数时不是整数时,可以先从总体中随机地可以先从总体中随机地剔除几个个体剔除几个个体,使得总体中剩余的个体数
5、能被使得总体中剩余的个体数能被样样本容量整除本容量整除.通常取通常取k=Nn(2)从系统抽样的步骤可以看出,系统抽样从系统抽样的步骤可以看出,系统抽样是把一个问题划分成若干部分分块解决,从而是把一个问题划分成若干部分分块解决,从而把复杂问题简单化,体现了数学转化思想。把复杂问题简单化,体现了数学转化思想。思考思考:1:1下列抽样中不是系统抽样的是下列抽样中不是系统抽样的是 ( )A A、从标有、从标有1 11515号的号的1515个小球中任选个小球中任选3 3个作个作为样本,按从小号到大号排序,随机确定起点为样本,按从小号到大号排序,随机确定起点i,i,以后为以后为i+5, i+10(i+5,
6、 i+10(超过超过1515则从则从1 1再数起再数起) )号入样;号入样;B B、工厂生产的产品,用传送带将产品送入、工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间前,检验人员从传送带上每隔五分钟抽包装车间前,检验人员从传送带上每隔五分钟抽一件产品检验;一件产品检验;C C、搞某一市场调查,规定在商场门口随机、搞某一市场调查,规定在商场门口随机抽一个人进行询问,直到调查到事先规定的调查抽一个人进行询问,直到调查到事先规定的调查人数为止;人数为止;D D、电影院调查观众的某一指标,通知每排、电影院调查观众的某一指标,通知每排(每排人数相等)座位号为(每排人数相等)座位号为1414的观众留下来座谈。
7、的观众留下来座谈。C2 2、从编号为、从编号为1 15050的的5050枚最新研制的枚最新研制的某种型号的导弹中随机抽取某种型号的导弹中随机抽取5 5枚来进行发射枚来进行发射实验,若采用每部分选取的号码间隔一样实验,若采用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法,则所选取的系统抽样方法,则所选取5 5枚导弹的编号枚导弹的编号可能是(可能是( ) A A5 5,1010,1515,2020,25 25 B B、3 3,1313,2323,3333,4343 C C、1 1, 2 2, 3 3, 4 4, 5 5 D D、2 2, 4 4, 6 6, 1616,3232B3 3:从:从2005200
8、5个编号中抽取个编号中抽取2020个号码入样,采用个号码入样,采用系统抽样的方法,则抽样的间隔为系统抽样的方法,则抽样的间隔为 ( ) A A9999 B、99.5 C C100100 D、100.5 C4:4:某小礼堂有某小礼堂有2525排座位,每排排座位,每排2020个座位,一次心个座位,一次心理学讲座,礼堂中坐满了学生,会后为了了解有理学讲座,礼堂中坐满了学生,会后为了了解有关情况,留下座位号是关情况,留下座位号是1515的所有的所有2525名学生进行测名学生进行测试,这里运用的是试,这里运用的是 抽样方法。抽样方法。系统系统5:从:从2004名学生中选取名学生中选取50名组成参观团,若
9、名组成参观团,若采用下面的方法选取:先用简单随机抽样从采用下面的方法选取:先用简单随机抽样从2004人中剔除人中剔除4人,剩下的人,剩下的2000个再按系统抽个再按系统抽样的方法进行,则每人入选的机会样的方法进行,则每人入选的机会( ) A.不全相等不全相等 B.均不相等均不相等 C.都相等都相等 D.无法确定无法确定C系统抽样系统抽样088,188,288,388,488,588,688,788,888,9886 6、在、在10001000个有机会中奖的号码(编号为个有机会中奖的号码(编号为000999000999)中,在公证部门的监督下,按随机抽)中,在公证部门的监督下,按随机抽取的方法确
10、定最后两位数为取的方法确定最后两位数为8888的号码为中奖号码,的号码为中奖号码,这是运用那种抽样方法确定中奖号码的?依次写这是运用那种抽样方法确定中奖号码的?依次写出这出这1010个中奖号码。个中奖号码。637(2004年福建省高考卷年福建省高考卷)一个总体中有一个总体中有100个个个体个体,随机编号为随机编号为0,1,2,99,依编号顺序平均依编号顺序平均分成分成10个小组个小组,组号分别为组号分别为1,2,3,10.现用系现用系统抽样方法抽取一个容量为统抽样方法抽取一个容量为10的样本的样本,规定如规定如果在第果在第1组随机抽取的号码为组随机抽取的号码为m,那么在第那么在第k组组抽取的号
11、码个位数字与抽取的号码个位数字与m+k的个位数字相同的个位数字相同.若若m=6,则在第则在第7组中抽取的号码是组中抽取的号码是_.mmk k62若第若第7组中抽取的号码是组中抽取的号码是60,则,则m=_.3 3 系统抽样与简单随机抽样比较系统抽样与简单随机抽样比较, ,有何优、缺点?有何优、缺点?点评点评: :(1)(1)系统抽样比简单随机抽样更容易实施系统抽样比简单随机抽样更容易实施, ,可节可节约抽样成本约抽样成本; ;(2)(2)系统抽样比简单随机抽样的应用范围更广系统抽样比简单随机抽样的应用范围更广. .(3)系统抽样的效果系统抽样的效果会受个体编号会受个体编号的影响,而简单随机的影
12、响,而简单随机抽样的抽样的效果不受个体编号效果不受个体编号的影响;的影响;系统抽样所得样本系统抽样所得样本的代表性和具体的编号有关的代表性和具体的编号有关, ,而简单随机抽样所得样而简单随机抽样所得样本的本的代表性与个体的编号无关代表性与个体的编号无关. .如果编号的个体特征如果编号的个体特征随编号的变化呈现一定的周期性随编号的变化呈现一定的周期性, ,可能会使系统抽样可能会使系统抽样的代表性很差的代表性很差. .例如学号按照男生单号女生双号的方例如学号按照男生单号女生双号的方法编排法编排, ,那么那么, ,用系统抽样的方法抽取的样本就可能会用系统抽样的方法抽取的样本就可能会是全部男生或全部女
13、生是全部男生或全部女生. .抽样抽样方法方法简单随简单随机抽样机抽样抽签法抽签法 系统抽样系统抽样随机数表法随机数表法共同共同点点(1 1)抽样过程中每个个体被抽到的概率相等;)抽样过程中每个个体被抽到的概率相等;(2 2)都要先编号)都要先编号各自各自特点特点从总体中逐一抽取从总体中逐一抽取先均分,再按事先确定的先均分,再按事先确定的规则在各部分抽取规则在各部分抽取相互相互联系联系在起始部分抽样时采用简在起始部分抽样时采用简单随机抽样单随机抽样适用适用范围范围总体中的个体数较少总体中的个体数较少 总体中的个体数较多总体中的个体数较多两种抽样方法比较两种抽样方法比较作业:作业:P59 练习练习
14、)591.P您您认认为为系系统统抽抽样样有有哪哪些些练练习习优优点点和和缺缺点点? ?优点优点 (1)简便易行;简便易行;(2)当对总体结构有一定了解时,充分利用已有信息对总体中的个体进行排队当对总体结构有一定了解时,充分利用已有信息对总体中的个体进行排队后再抽样,可提高抽样效率;后再抽样,可提高抽样效率;(3)当总体中的个体存在一种自然编号当总体中的个体存在一种自然编号(如生产线上产品的质量控制如生产线上产品的质量控制)时,便于时,便于施行系统抽样施行系统抽样.缺点缺点在不了解样本总体的情况下,所抽出的样本可能有一定的偏差在不了解样本总体的情况下,所抽出的样本可能有一定的偏差.()3.,18
15、有有人人说说 我我可可以以借借用用居居民民身身份份证证位位 来来进进行行中中央央电电视视台台春春节节联联欢欢晚晚会会的的收收视视率率调调查查: :在在19991999中中抽抽取取一一个个随随机机数数, ,比比如如这这个个数数是是632,632,那那么么身身份份证证后后三三位位数数是是632632的的观观众众就就是是我我要要调调查查的的对对象象. .请请问问, ,这这样样所所获获得得的的样样本本有有代代表表性性吗吗? ?为为什什么么? ?由于身份证由于身份证(18位位)的倒数第二位表示性别,后三位是的倒数第二位表示性别,后三位是632的观众全部是男性,的观众全部是男性,所以这样获得的调查结果不能
16、代表女性观众的意见,因此缺乏代表性所以这样获得的调查结果不能代表女性观众的意见,因此缺乏代表性.2.118,16.设设某某校校共共有有名名教教师师 为为了了支支援援西西部部的的教教育育事事业业 现现要要从从中中随随机机地地抽抽出出名名教教师师组组成成暑暑期期西西部部讲讲师师团团请请您您用用系系统统抽抽样样选选出出讲讲师师团团成成员员(1) 对对118名教师编号;名教师编号;(2) 计算间隔计算间隔k=118/16=7.375,不是整数不是整数.从总体中随机剔除如从总体中随机剔除如3,46,59,57, 112,93,然后再对余下然后再对余下112教师编号教师编号,计算间隔计算间隔k=7.分成分
17、成16组组,每组每组7人;人;(3) 在在17之间随机取一个数字之间随机取一个数字,如选如选5,将将5加上间隔加上间隔7得到第二个个体编号得到第二个个体编号12,再加再加7得到第三个个体编号得到第三个个体编号19,依次进行下去依次进行下去,直到获取整个样本直到获取整个样本5,12,19,26,33, 40,47,54,61,68,75,82,89,96,103,110. 探究?探究? 假设某地区有假设某地区有高中生高中生2400人,初人,初中生中生10900人,小人,小学生学生11000人,此人,此地教育部门为了了地教育部门为了了解本地区中小学的解本地区中小学的近视情况及其形成近视情况及其形成
18、原因,要从本地区原因,要从本地区的学生中抽取的学生中抽取1%的学生进行调查,的学生进行调查,你认为应当怎样抽你认为应当怎样抽取样本?取样本?80604020 0近视率近视率%小学小学 初中初中 高中高中你认为哪些因素影响学生视你认为哪些因素影响学生视力?抽样要考虑的因素?力?抽样要考虑的因素?一、分层抽样的定义。一、分层抽样的定义。 一般地,当总体由差异明显的几部分组成时,为一般地,当总体由差异明显的几部分组成时,为了使了使样本更客观地反映总体样本更客观地反映总体的情况,常将的情况,常将总体按不同总体按不同的特点分成层次比较分明的特点分成层次比较分明的几部分,然后按各部分在的几部分,然后按各部
19、分在总体中所占的比进行抽样总体中所占的比进行抽样 ,这种抽样的方法叫分层,这种抽样的方法叫分层抽样。抽样。应用分层抽样应遵循以下要求:应用分层抽样应遵循以下要求: (1 1)分层:将相似的个体归人一类,即为一层,)分层:将相似的个体归人一类,即为一层,分层要求每层的各个个体互不交叉,即遵循不重复、分层要求每层的各个个体互不交叉,即遵循不重复、不遗漏的原则。不遗漏的原则。 (2 2)分层抽样为保证每个个体等可能入样,需)分层抽样为保证每个个体等可能入样,需遵循在各层中进行简单随机抽样,每层样本数量与遵循在各层中进行简单随机抽样,每层样本数量与每层个体数量的比与这层个体数量与总体容量的比每层个体数
20、量的比与这层个体数量与总体容量的比相等。相等。二、分层抽样的步骤:二、分层抽样的步骤:(1 1)分层分层:将总体按某种特征分成若干部分。:将总体按某种特征分成若干部分。(2 2)确定比例确定比例:计算各层的个体数与总体的:计算各层的个体数与总体的个体数的比。个体数的比。(3 3)确定)确定各层各层应应抽抽取的取的样本样本容量。容量。(4 4)在每一层进行抽样(各层分别按简单随)在每一层进行抽样(各层分别按简单随机抽样或系统抽样的方法抽取),机抽样或系统抽样的方法抽取),综合综合每层抽每层抽样,样,组成样本组成样本。练习练习:某校高一、高二和高三年级分别有学生:某校高一、高二和高三年级分别有学生
21、10001000,800800,700700名,为了了解全校学生的名,为了了解全校学生的视力情况,从中抽取容量为视力情况,从中抽取容量为100100的样本,怎样的样本,怎样抽取较为合理?抽取较为合理? 例例2 2:一个地区共有一个地区共有5 5个乡镇,人口个乡镇,人口3 3万人,万人,其中人口比例为其中人口比例为3 3:2 2:5 5:2 2:3 3,从,从3 3万人中万人中抽取一个抽取一个300300人的样本,分析某种疾病的发病人的样本,分析某种疾病的发病率,已知这种疾病与不同的地理位置及水土有率,已知这种疾病与不同的地理位置及水土有关,问应采取什么样的方法?并写出具体过程。关,问应采取什么
22、样的方法?并写出具体过程。解:解:因为疾病与地理位置和水土均有关系,所以不同乡镇的因为疾病与地理位置和水土均有关系,所以不同乡镇的发病情况差异明显,因而采用分层抽样的方法,具体过程如下:发病情况差异明显,因而采用分层抽样的方法,具体过程如下:(1 1)将)将3 3万人分为万人分为5 5层,其中一个乡镇为一层。层,其中一个乡镇为一层。(2 2)按照样本容量的比例随机抽取各乡镇应抽取的样本。)按照样本容量的比例随机抽取各乡镇应抽取的样本。3003003/15=603/15=60(人),(人),3003005/15=1005/15=100(人),(人), 3003002/15=402/15=40(人
23、),(人),3003003/15=603/15=60(人),(人),因此各乡镇抽取人数分别为因此各乡镇抽取人数分别为6060人、人、4040人、人、100100人、人、4040人、人、60 60 人。人。(3 3)将)将300300人组到一起,即得到一个样本。人组到一起,即得到一个样本。课堂练习课堂练习1 1、某校有某校有500500名学生,其中名学生,其中OO型血的有型血的有200200人,人,A A型型血的人有血的人有125125人,人,B B型血的有型血的有125125人,人,ABAB型血的有型血的有5050人人,为了研究血型与色弱的关系,要从中抽取一个,为了研究血型与色弱的关系,要从中
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