第七章+抽样推断与检验.ppt
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1、第七章抽样推断与检验第一节第一节 抽样设计抽样设计第二节第二节 参数估计参数估计第三节第三节 假设检验假设检验u明确抽样推断的概念、特点;明确抽样推断的概念、特点;u了解几种基本的抽样推断方式;了解几种基本的抽样推断方式;u熟练掌握参数的区间估计方法;熟练掌握参数的区间估计方法;u了解假设检验的基本原理和方法了解假设检验的基本原理和方法。学习目的和要求学习目的和要求 1学习指导学习重点学习重点21 1、参数估计、参数估计2 2、假设检验、假设检验学习难点学习难点3假设检验的基本原理和方法假设检验的基本原理和方法抽抽样推断样推断是在抽样调查的基础上,利用样本的实际资是在抽样调查的基础上,利用样本
2、的实际资料计算样本指标,并据以推算总体相应特征的值一种统计料计算样本指标,并据以推算总体相应特征的值一种统计分析方法。分析方法。它有何特点?第一节 抽样设计一、抽样推断与抽样设计的概念一、抽样推断与抽样设计的概念抽样推断的特点抽样推断的特点第一,建立在随机取样的基础上第一,建立在随机取样的基础上,按随机原则抽样按随机原则抽样第二,是由部分推算整体的一种认识方法第二,是由部分推算整体的一种认识方法第三,以大数法则和中心极限定理为理论依据第三,以大数法则和中心极限定理为理论依据第四,抽样误差可以事先计算和控制第四,抽样误差可以事先计算和控制它有什么作用?统计推断的过程统计推断的过程总体总体总体总体
3、总体均值、总体均值、总体均值、总体均值、比例、方差比例、方差比例、方差比例、方差样样样样本本本本样本统计量样本统计量样本统计量样本统计量样本统计量样本统计量例如:样本均例如:样本均例如:样本均例如:样本均例如:样本均例如:样本均值、比例、方值、比例、方值、比例、方值、比例、方值、比例、方值、比例、方差差差差差差1、在不可能进行全面调查的时候、在不可能进行全面调查的时候2、实施全面调查困难时、实施全面调查困难时3、为了节省调查的人力、费用和时间、为了节省调查的人力、费用和时间4、抽样调查的结果可被用来检验和修正全面调查的结果、抽样调查的结果可被用来检验和修正全面调查的结果5、对工业生产过程的稳定
4、性进行检测并实现质量控制、对工业生产过程的稳定性进行检测并实现质量控制6、对总体的某些假设进行控制、对总体的某些假设进行控制抽样推断的主要应用场合抽抽样设计样设计是为抽样调查的实施提供一个指是为抽样调查的实施提供一个指导性文件,以实现抽样调查的目的和任务。导性文件,以实现抽样调查的目的和任务。二、参数和统计量二、参数和统计量 参参数数是抽样推断所要推断的总体指标。是抽样推断所要推断的总体指标。常用的总体参数有总体平均数和总体方差常用的总体参数有总体平均数和总体方差(或总体标准差或总体标准差)。(一)参数(一)参数总体成数总体成数总体总体成成数数是总体参数中的一种,通常用是总体参数中的一种,通常
5、用P来来表示。表示。指总体中具有某种性质的单位数在总体全部指总体中具有某种性质的单位数在总体全部单位数中所占的比重。以单位数中所占的比重。以Q表示总体中不具有某表示总体中不具有某种性质的单位数在总体中所占的比重。种性质的单位数在总体中所占的比重。N:总体单位个数:总体单位个数N1:具有某种性质的单位具有某种性质的单位N0:不具有某种性质的单位不具有某种性质的单位NN1N0 它是一个是非标志其平均数和方差分别为 统统计量计量是根据样本各单位标志值或标志属是根据样本各单位标志值或标志属性计算的综合指标。性计算的综合指标。与常用的总体参数相对应,有样本平均数、与常用的总体参数相对应,有样本平均数、样
6、本方差和样本成数等。样本方差和样本成数等。统计量如何计算?(二)统计量(二)统计量三、重复抽样和不重复抽样三、重复抽样和不重复抽样抽样的基本方法有重复抽样和不重复抽样两种。抽样的基本方法有重复抽样和不重复抽样两种。1 1、重复抽样:、重复抽样:2 2、不重复抽样:、不重复抽样:(一)简单随机抽样(纯随机抽样)(一)简单随机抽样(纯随机抽样)简简单随机抽样单随机抽样是按随机原则直接从总体是按随机原则直接从总体N个个单位中抽取单位中抽取n个单位作为样本。个单位作为样本。在抽样之前要求对总体各单位加以编号,然在抽样之前要求对总体各单位加以编号,然后用抽签的方式或根据后用抽签的方式或根据随机数字表随机
7、数字表来抽必要来抽必要的单位数。的单位数。简单随机抽样简单随机抽样是抽样中最基本的抽样是抽样中最基本的抽样组织形式,它适用于均匀总体。组织形式,它适用于均匀总体。四、几种基本的抽样方式四、几种基本的抽样方式(二)类型抽样(分层抽样)(二)类型抽样(分层抽样)类类型抽样型抽样在抽样之前,先将总体在抽样之前,先将总体N个抽样个抽样单位按某一标志分为单位按某一标志分为k个组,然后在各组内分个组,然后在各组内分别独立的进行随机抽样。别独立的进行随机抽样。(三)等距抽样(机械抽样)(三)等距抽样(机械抽样)等等距抽样距抽样先将总体各抽样单元按某一先将总体各抽样单元按某一标志和顺序排队,然后每隔一定的间隔
8、抽标志和顺序排队,然后每隔一定的间隔抽取一个单元组成样本进行调查。取一个单元组成样本进行调查。(1 1)无关标志无关标志:选择标志与抽样调查内容无关。选择标志与抽样调查内容无关。(2 2)有关标志有关标志:选择标志与抽样调查内容有关。选择标志与抽样调查内容有关。(四)整群抽样(集团抽样)(四)整群抽样(集团抽样)整整群抽样是群抽样是先将总体各单位分成若干群,再以群先将总体各单位分成若干群,再以群为单位从总体中抽取样本群,对抽中的群内所有单位都进为单位从总体中抽取样本群,对抽中的群内所有单位都进行观察。行观察。五、抽样优良性的一个准则五、抽样优良性的一个准则(一)抽样误差的概念(一)抽样误差的概
9、念抽样抽样误误差差是指由于抽样的随机性所导致的样本是指由于抽样的随机性所导致的样本指标与被它估计的总体相应指标的差数。指标与被它估计的总体相应指标的差数。由于总体参数是未知数,因此抽样实际误差是由于总体参数是未知数,因此抽样实际误差是不可能计算得到的。为了反映抽样误差的一般水平,不可能计算得到的。为了反映抽样误差的一般水平,需要采用抽样平均误差指标。需要采用抽样平均误差指标。抽样误差抽样误差是判断抽样优良性的一个准则是判断抽样优良性的一个准则(二)抽样平均误差(二)抽样平均误差抽样抽样平均平均误差误差就是用来反映抽样误差的一般就是用来反映抽样误差的一般水平的指标。通常用符号水平的指标。通常用符
10、号来表示。来表示。用用表示平均数的抽样平均误差;表示平均数的抽样平均误差;表示成数的抽样平均误差。表示成数的抽样平均误差。M表示可能出现的样本种数 1 1、平均数的抽样平均误差、平均数的抽样平均误差(简单随机抽样)简单随机抽样)重复抽样:重复抽样:不重复抽样:不重复抽样:当总体单位数当总体单位数N N很大时很大时 2 2、成数的抽样平均误差、成数的抽样平均误差(简单随机抽样)简单随机抽样)重复抽样:重复抽样:不重复抽样:不重复抽样:某灯泡厂从一天所生产的产品某灯泡厂从一天所生产的产品10,00010,000个中抽取个中抽取100100个个检查其寿命,得平均寿命为检查其寿命,得平均寿命为2000
11、2000小时,根据以往资小时,根据以往资料料=20=20小时,试求抽样平均误差。小时,试求抽样平均误差。例例重复抽样重复抽样:不重复抽样不重复抽样:某玻璃器皿厂某日生产某玻璃器皿厂某日生产1500015000只印花玻璃杯,现只印花玻璃杯,现按重复抽样方法从中抽取按重复抽样方法从中抽取150150只进行质量检验,有只进行质量检验,有147147只合格,试求这批印花玻璃杯合格率的抽样平只合格,试求这批印花玻璃杯合格率的抽样平均误差。均误差。例例(三)抽样误差范围极其可靠程度(三)抽样误差范围极其可靠程度抽样误差抽样误差范范围围就是变动的抽样指标与确定就是变动的抽样指标与确定的总体参数之间的离差的可
12、能范围。它是根据的总体参数之间的离差的可能范围。它是根据概率论,以一定的可靠程度保证抽样误差不超概率论,以一定的可靠程度保证抽样误差不超过某一给定的范围,统计上把这个给定的抽样过某一给定的范围,统计上把这个给定的抽样误差范围叫做抽样极限误差,也称为抽样允许误差范围叫做抽样极限误差,也称为抽样允许误差。误差。、1、抽样极限误差、抽样极限误差平均数与成数的抽样极限误差平均数与成数的抽样极限误差用用、分别表示样本平均数、样本成分别表示样本平均数、样本成数的抽样极限误差,则数的抽样极限误差,则。2、抽样误差范围估计的可靠程度抽样误差范围估计的可靠程度(t t为概率度)为概率度)概率度概率度t置信概率置
13、信概率F(t)11.96230.68270.950.95450.9973(四)抽样误差的影响因素:(四)抽样误差的影响因素:4.4.不不同的抽样组织形式。同的抽样组织形式。1.1.总总体标志的变异程度。体标志的变异程度。2.2.抽抽样单位数目的多少。样单位数目的多少。3.3.不不同的抽样方法。同的抽样方法。六、必要抽样单位数的确定六、必要抽样单位数的确定(一)影响因素(一)影响因素用户对抽样推断可靠程度和精确度的要求。用户对抽样推断可靠程度和精确度的要求。不同的抽样组织方式。不同的抽样组织方式。不同的抽样组织方法。不同的抽样组织方法。总体变量值的差异程度。总体变量值的差异程度。按上述依据确定的
14、抽样单位数,还要结合调查人按上述依据确定的抽样单位数,还要结合调查人力、物力和财务的许可情况加以适当调整。力、物力和财务的许可情况加以适当调整。(二)必要抽样单位数的计算(简单随机抽样必要抽样单位数的计算(简单随机抽样)重复抽样重复抽样不重复抽样不重复抽样 建筑工地打土方工人建筑工地打土方工人40004000人,需测定平均每人工人,需测定平均每人工作量,要求误差范围不超过作量,要求误差范围不超过0.2M0.2M3 3,并需有并需有99.73%99.73%保证保证程度。根据过去资料程度。根据过去资料为为1.51.5M M3 3、1.361.36M M3 3和和1.481.48M M3 3,求求样
15、本数应是多少?如果样本数应是多少?如果误差范围缩小一半误差范围缩小一半,其他条件不其他条件不变变,样本数又应是多少?样本数又应是多少?例例1 1 某笔厂月产某笔厂月产1000010000支金笔,以前多次抽样调查支金笔,以前多次抽样调查,一等一等品率为品率为90%90%、92%92%、96%96%和和94%94%,现在要求误差范围在,现在要求误差范围在2%2%之内,可靠程度达之内,可靠程度达95.45%95.45%,问必须抽取多少单位数?,问必须抽取多少单位数?例例2 2参数参数估估计计就是利用实际调查计算的样本统计量就是利用实际调查计算的样本统计量来估计相应的总体指标的数值。来估计相应的总体指
16、标的数值。第二节 参数估计点估计点估计区间估计区间估计 一、点估计一、点估计参数参数点点估计估计的基本特点是,根据总体指标的的基本特点是,根据总体指标的结构形式设计样本指标结构形式设计样本指标(统计量统计量)作为总体参数作为总体参数的估计量,并以样本指标的实际值直接作为相的估计量,并以样本指标的实际值直接作为相应总体参数的估计值。应总体参数的估计值。=S2 设设表示总体平均数表示总体平均数的估计量,的估计量,表示总体成数表示总体成数P P的估计量,的估计量,表示总体方差表示总体方差的估计量,则点估计的基本公式为:的估计量,则点估计的基本公式为:点估计量优劣的标准是什么?点估计量优劣的标准是什么
17、?1 1无偏性无偏性设设为未知参数为未知参数的估计量的估计量,若估计量,若估计量的期望等于未知参数的真值,即的期望等于未知参数的真值,即则称则称为为的无偏估计量。的无偏估计量。无偏性 估计量的数学期望等于被估计的总体参数估计量的数学期望等于被估计的总体参数P P(X X)X XC CA A 无偏无偏无偏无偏无偏无偏有偏有偏有偏有偏有偏有偏对于任意给定的对于任意给定的0,有,有对于这种极限,我们称估计量对于这种极限,我们称估计量依概率收敛于依概率收敛于。2 2一致性一致性 一致性 随随着着样样本本容容量量的的增增大大,估估计计量量越越来来越越接接近近被被估估计的总体参数计的总体参数AB较小的样本
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- 第七 抽样 推断 检验
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