简单随机抽样与系统抽样优秀PPT.ppt
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1、简单随机抽样与系统抽样第一页,本课件共有45页我国土地沙漠化问题非常严重我国土地沙漠化问题非常严重,全国沙漠化土地面全国沙漠化土地面积已超过积已超过174000174000平方公里平方公里,并以每年并以每年34003400平方公里平方公里的速度扩张。的速度扩张。你知道这些数据是怎么来的吗?你知道这些数据是怎么来的吗?通过调查获得的。通过调查获得的。怎么调查?怎么调查?是对考察对象进行全面调查还是抽样调查?是对考察对象进行全面调查还是抽样调查?第二页,本课件共有45页妈妈妈妈:“儿子,帮妈妈买盒火柴去。儿子,帮妈妈买盒火柴去。”妈妈妈妈:“这次注意点,上次你买的火柴好多划不着。这次注意点,上次你
2、买的火柴好多划不着。”儿子高兴地跑回来。儿子高兴地跑回来。孩子:孩子:“妈妈,这次的火柴全划得着,我妈妈,这次的火柴全划得着,我每根每根都试过了。都试过了。”笑过之后笑过之后,谈谈你的看法谈谈你的看法 这个调查具有破坏性,不可能这个调查具有破坏性,不可能每根每根试过试过,不不能展开全面调查。能展开全面调查。看一看看一看第三页,本课件共有45页 例如,为了了解一批计算器的寿命,我们能例如,为了了解一批计算器的寿命,我们能将它们逐一测试吗?很明显,这既不可能也没必将它们逐一测试吗?很明显,这既不可能也没必要。实践中,由于所考察的总体中的个体数往往要。实践中,由于所考察的总体中的个体数往往很多,而且
3、许多考察带有破坏性,因此,我们通很多,而且许多考察带有破坏性,因此,我们通常只考察常只考察总体总体中的一个中的一个样本样本,通过样本来了解总,通过样本来了解总体的情况。体的情况。提出问题提出问题 进一步,从节约费用的角度考虑,在保证进一步,从节约费用的角度考虑,在保证样本估计总体达到一定的精度的前提下,样本样本估计总体达到一定的精度的前提下,样本中包含的个体数越少越好。中包含的个体数越少越好。第四页,本课件共有45页 要了解要了解全国高中生的视力全国高中生的视力情况,在全国抽取情况,在全国抽取了这了这15所中学的全部高中生所中学的全部高中生15000人进行视力人进行视力测试。测试。考察对象是什
4、么考察对象是什么?在统计中,我们把所要考察的在统计中,我们把所要考察的对象的全体叫做总体对象的全体叫做总体全国每位高中学生全国每位高中学生的视力情况。的视力情况。把组成总体的每一个考察的对把组成总体的每一个考察的对象叫做个体象叫做个体这这15000名学生的视力情名学生的视力情况又组成一个集体况又组成一个集体从总体中取出的一部分个体的集从总体中取出的一部分个体的集体叫做这个总体的一个样本。体叫做这个总体的一个样本。15000样本中的个体的数目叫做样本中的个体的数目叫做样本的容量。样本的容量。第五页,本课件共有45页阅读一个著名的案例 在抽样调查中,样本的选择是至关重要的,样本能否代表总体,直接影
5、响着统计结果的可靠性。下面的故事是一次著名的失败的统计调查,被称为抽样中的泰坦尼克事件。它可以帮助我们理解为什么一个好的样本如此重要。在1936年美国总统选举前,一份颇有名气的杂志的工作人员做了一次民意调查。调查兰顿(当时任堪萨斯州州长)和罗斯福(当时的总统)中谁将当选下一届总统。为了了解公众意向,调查者通过电话簿和车辆登记簿上的名单给一大批人发了调查表(注意在年电话和汽车只有少数富人拥有)。通过分析收回的调查表,显示兰顿非常受欢迎,于是杂志预测兰顿将在选举中获胜。实际上选举结果正好相反,最后罗斯福在选举中获胜,其数据如下:候选人候选人预测结果预测结果选举结果选举结果罗斯福罗斯福兰顿兰顿第六页
6、,本课件共有45页思考你认为预期结果出错的原因是什么?原因是:用于统计推断的样本来自少数富人,只能代表富人的观点,不能代表全体选民的观点(样本不具有代表性)。像本例中这样容易得到的样本称为方便样本。如果使用“方便样本”,那么得出与事实不符的结论的可能性就会大大增加。结论:在抽样时不能只图方便。如果只从一些容易得到的个体中抽取样本,那么所得到的样本只是一个“方便样本”,“方便样本”的代表性差,基本这种方便样本得出的结论就会与事实相左。第七页,本课件共有45页 为了了解学生对学校伙食的满意程度,小红访问了名女生;小聪访问了名男生;小明访问了名男生和名女生,其中高一、高二和高三的男生和女生各8名。你
7、认为小红、小聪、小明三人的不同抽样方法那一种最好?为什么?答:小明的方法最好。小明抽得样本既有男生,又有女生,而均匀分布在各年级,这样的抽样较具有代表性,反映的情况具有普遍意义。1.我们常常根据样本得到结果来推测总体的结果。不同的抽样可能得到不同的结果。2.为了使结果更具准确性,抽样时,样本的容量要合理,样本的个体要有代表性。抽样才具有普遍意义温馨提示:第八页,本课件共有45页统计的基本思想方法:用样本估计总体,即通常不直接去研究总体,而是通过从总体中抽取一个样本,根据样本的情况去估计总体的相应情况.第九页,本课件共有45页关于“总体和样本”总体通常是指我们需要考虑的对象的全体.其中每一个考察
8、对象叫做个体.样本就是从总体中抽取的一个“部分”.样本中个体的个数叫做样本的容量.第十页,本课件共有45页要从某汽车厂生产的要从某汽车厂生产的30辆汽车辆汽车中随机抽取中随机抽取3辆进行测试。辆进行测试。(2)如何抽取呢?请问:实 例 一 (1)此例中总体、个体、样本、样本容量分别是什么?第十一页,本课件共有45页 一一般般地地,设设一一个个总总体体的的个个体体数数为为N,如如果果通通过过逐逐个个不不放放回回地地抽抽取取的的方方法法从从中中抽抽取取一一个个样样本本,且且每每次次抽抽取取时时各各个个个个体体被被抽抽到到的的概概率率相相等等,就称这样的抽样为简单随机抽样。就称这样的抽样为简单随机抽
9、样。(P56第三段第三段)一、简单随机抽样一、简单随机抽样第十二页,本课件共有45页简单随机抽样的简单随机抽样的特点特点:(1)它要求被抽取的)它要求被抽取的样本的个数有限样本的个数有限,这样,便,这样,便于通过随机抽取的样本对总体进行分析;于通过随机抽取的样本对总体进行分析;(2)它是)它是从总体中逐个地进行抽取从总体中逐个地进行抽取。这样,便于这样,便于在抽样实践中进行操作;在抽样实践中进行操作;(3)它是一种)它是一种不放回抽样不放回抽样。由于抽样实践中多采用不由于抽样实践中多采用不放回抽样,使其具有较广泛的实用性,而且由于所抽放回抽样,使其具有较广泛的实用性,而且由于所抽取的样本中没有
10、被重复抽取的个体,取的样本中没有被重复抽取的个体,便于进行有关的便于进行有关的分析和计算分析和计算。(4)它每一次抽取时总体中的)它每一次抽取时总体中的各个个体有相同的可各个个体有相同的可能性被抽到能性被抽到,从而保证了这种抽样方法的公平性。,从而保证了这种抽样方法的公平性。第十三页,本课件共有45页 简简单单随随机机抽抽样样是是在在特特定定总总体体中中抽抽取取样样本本,总总体体中中每每一一个个体体被被抽抽取取的的可可能能性性是是等等同同的的,而而且且任任何何个个体体之之间间彼彼此此被被抽抽取取的的机机会会是是独独立立的的。如如果果用用从从个个体体数数为为N的的总总体体中中抽抽取取一一个个容容
11、量量为为n的的样样本本,那那么么每每个个个体被抽取的可能性等于个体被抽取的可能性等于 第十四页,本课件共有45页1、抽签法、抽签法 先将总体中的所有个体(共先将总体中的所有个体(共N个)个)编号编号(号码(号码可以从可以从1到到N),并把号码写在形状、大小相同的号),并把号码写在形状、大小相同的号签上(号签可以用小球、卡片、纸条等制作),然签上(号签可以用小球、卡片、纸条等制作),然后将这些号签放在同一个箱子里,进行后将这些号签放在同一个箱子里,进行均匀搅拌均匀搅拌。抽签时,每次从中抽出抽签时,每次从中抽出1个号签,连续抽取个号签,连续抽取n次,就得次,就得到一个容量为到一个容量为n的样本。对
12、个体编号时,也可以利用已的样本。对个体编号时,也可以利用已有的编号。例如学生的学号,座位号等。有的编号。例如学生的学号,座位号等。简记为:简记为:编号;制签;搅匀;抽签;取个体。编号;制签;搅匀;抽签;取个体。第十五页,本课件共有45页例如例如:将全班同学按学号编号将全班同学按学号编号,制作相应的卡片号签制作相应的卡片号签,放入放入同一个箱子里均匀搅拌同一个箱子里均匀搅拌,从中抽出从中抽出15个号签个号签,就相应的就相应的15名学生对看足球比赛的喜爱程度名学生对看足球比赛的喜爱程度(很喜爱、喜爱、一般、很喜爱、喜爱、一般、不喜爱、很不喜爱)进行调查。分析并说明整个抽签过不喜爱、很不喜爱)进行调
13、查。分析并说明整个抽签过程中每个同学被抽到的概率是相等的。程中每个同学被抽到的概率是相等的。简单随机抽样的特点:它是一种不放回抽样;它是逐个地进行抽取;它是一种等概率抽样它的总体个数有限的;有限性逐个性不回性等率性第十六页,本课件共有45页抽签法的优点和缺点抽签法的优点和缺点:优点优点:抽签法能够保证每个个体入选样本的机会都相等:抽签法能够保证每个个体入选样本的机会都相等(得到的样本是简单随机样本得到的样本是简单随机样本);缺点缺点:(1)当总体中的个体数较多时,制作号签的成当总体中的个体数较多时,制作号签的成本将会增加,使得抽签法成本高本将会增加,使得抽签法成本高(费时、费力费时、费力);(
14、2)号签很多时,把它们号签很多时,把它们“搅拌均匀搅拌均匀”就比较困难,结果就比较困难,结果很难保证每个个体入选样本的可能性相等,从而使产生很难保证每个个体入选样本的可能性相等,从而使产生坏样本坏样本(即代表性差的样本即代表性差的样本)的可能性增加。的可能性增加。第十七页,本课件共有45页2 2、随机数表法、随机数表法(1)随随机机数数表表是是统统计计工工作作者者用用计计算算机机生生成成的的随随机机数数,并保证表中的每个位置上的数字是等可能出现的。并保证表中的每个位置上的数字是等可能出现的。(2)随随机机数数表表并并不不是是唯唯一一的的,因因此此可可以以任任选选一一个个数数作作为为开开始始,读
15、读数数的的方方向向可可以以向向左左,也也可可以以向向右右、向上、向下等等。向上、向下等等。(3)用用随随机机数数表表进进行行抽抽样样的的步步骤骤:将将总总体体中中个个体体编号编号;选定;选定开始的数字开始的数字;获取;获取样本号码。样本号码。(4)由由于于随随机机数数表表是是等等概概率率的的,因因此此利利用用随随机机数表抽取样本保证了被抽取个体的概率是相等的。数表抽取样本保证了被抽取个体的概率是相等的。第十八页,本课件共有45页 3 3、从、从7 7开始往右读(方向随意),得到第一个三位数开始往右读(方向随意),得到第一个三位数785785916编号编号799799,舍弃;如此继续下去,直至抽
16、出,舍弃;如此继续下去,直至抽出6060袋牛奶。袋牛奶。范例:要考察某公司生产的500克袋装牛奶的质量是否达标,现从800袋牛奶中抽取60袋进行检验。1 1、将、将800800袋牛奶编号,袋牛奶编号,000000,001001,7997992 2、在随机数表(课本、在随机数表(课本103103页)中任选一数,例页)中任选一数,例如第如第8 8行第行第7 7列,是列,是7 7。能从本例体会下,从能从本例体会下,从000000开始编号的好处吗?开始编号的好处吗?第十九页,本课件共有45页用随机数表法抽取样本的用随机数表法抽取样本的步骤:步骤:S1 将总体中的所有个体编号(每个号码位数一致)将总体中
17、的所有个体编号(每个号码位数一致);S2 在随机数表中任选一个数作为开始;在随机数表中任选一个数作为开始;S3 从选定的数开始按一定的方向读下去,得到的号码从选定的数开始按一定的方向读下去,得到的号码若不在编号中,则跳过;若在编号中,则取出。得到若不在编号中,则跳过;若在编号中,则取出。得到的号码若在前面已经取出,也跳过,如此进行下去,的号码若在前面已经取出,也跳过,如此进行下去,直到取满为止;直到取满为止;S4 根据选定的号码抽取样本。根据选定的号码抽取样本。编号、选数、取号、抽取编号、选数、取号、抽取.第二十页,本课件共有45页用随机数表法抽取样本的优缺点:用随机数表法抽取样本的优缺点:优
18、点:优点:简单易行简单易行。它很好地解决了用抽签法时,它很好地解决了用抽签法时,当总体中的个体数较多时制签难的问题。当总体中的个体数较多时制签难的问题。缺点:当总体中的个体数很多,缺点:当总体中的个体数很多,需要的样本容量需要的样本容量也很大时也很大时,用随机数表法抽取样本仍,用随机数表法抽取样本仍不方便不方便。第二十一页,本课件共有45页例例1要从某汽车厂生产的要从某汽车厂生产的30辆汽车中随机抽取辆汽车中随机抽取3辆进行测试,请选择合适的抽样方法,写出抽样辆进行测试,请选择合适的抽样方法,写出抽样过程。过程。解:本题总体容量较小,样本容量也较小,可用解:本题总体容量较小,样本容量也较小,可
19、用抽签法。抽签法。S1 将将30辆汽车编号,号码是辆汽车编号,号码是01,02,30;S2 将号码分别写在一张纸条上,揉成团,制成将号码分别写在一张纸条上,揉成团,制成号签;号签;第二十二页,本课件共有45页S3 将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并充分搅匀;充分搅匀;S4 从袋子中依次抽取从袋子中依次抽取3个号签,并记录上面个号签,并记录上面的编号;的编号;S5 所得号码对应的所得号码对应的3辆汽车就是要抽取的对象。辆汽车就是要抽取的对象。第二十三页,本课件共有45页例例2从从30个灯泡中抽取个灯泡中抽取10个进行质量检测,说明个进行质量检测,说明利用
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