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§2 2.2 分层抽样与系统抽样


1、什么是简单随机抽样? 什么是简单随机抽样? 设一个总体的个数为N.如果通过逐个抽取的方法 设一个总体的个数为N.如果通过逐个抽取的方法 N. 从中抽取一个样本,且每次抽取时各个个体被抽到的 从中抽取一个样本, 概率相等,就称这样的抽样方法为简单随机抽样. 概率相等,就称这样的抽样方法为简单随机抽样. 2、什么样的总体适合简单随机抽样? 什么样的总体适合简单随机抽样? 适用范围:总体的个体数不多时. 适用范围:总体的个体数不多时.
例3:某工厂平均每天生产某种机器零件大约10000件,要 某工厂平均每天生产某种机器零件大约10000件 10000 求产品检验员每天抽取50件零件,检查其质量状况. 求产品检验员每天抽取50件零件,检查其质量状况.假设 50件零件 一天的生产时间中生产机器零件的件数是均匀的, 一天的生产时间中生产机器零件的件数是均匀的,请你设 计一个调查方案. 计一个调查方案. 解:我们可以采用系统抽样,按照下面的步骤设计方案. 我们可以采用系统抽样,按照下面的步骤设计方案. 第一步 第二步 按生产时间将一天分为50个时间段,也就是说, 按生产时间将一天分为50个时间段,也就是说,每 50个时间段 将一天中生产的机器零件按生产时间进行顺序编号. 将一天中生产的机器零件按生产时间进行顺序编号.
取一件产品,比如是k号零件. 取一件产品,比如是k号零件. k+200,k+400,k+600,…,k+9800,这样就抽取了容量为50的 k+200,k+400,k+600,…,k+9800,这样就抽取了容量为50的 这样就抽取了容量为50 一个样本. 一个样本.
例4
某装订厂平均每小时大约装订图书362册 某装订厂平均每小时大约装订图书362册,要求检验员 362
强调两点: 强调两点: (1)分层抽样是等概率抽样,它也是公平的.用分 分层抽样是等概率抽样,它也是公平的. 层抽样从个体为N的总体中抽取一个容量为n 层抽样从个体为N的总体中抽取一个容量为n的样本 时,在整个抽样过程中,每个个体被抽到的概率相等, 在整个抽样过程中,每个个体被抽到的概率相等,
n 都等于 N
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(2)分层抽样是建立在简单随机抽样或系统抽样的 基础上的,由于它充分利用了已知信息, 基础上的,由于它充分利用了已知信息,因此它获取 的样本更具代表性,在实际应用中更为广泛. 的样本更具代表性,在实际应用中更为广泛.
系统抽样 将总体中的个体进行编号,等距分组, 将总体中的个体进行编号,等距分组,在第一组 中按照简单随机抽样抽取第一个样本, 中按照简单随机抽样抽取第一个样本,然后按分组的 间隔(称为抽样距)抽取其他样本. 间隔(称为抽样距)抽取其他样本.这种抽样方法有 时也叫等距抽样或机械抽样. 时也叫等距抽样或机械抽样.
是2,所以每个组有9册书,还剩2册书.这时,抽样距就是9. 所以每个组有9册书,还剩2册书.这时,抽样距就是9. 先用简单随机抽样的方法从这些书中抽取2册书, 先用简单随机抽样的方法从这些书中抽取2册书, 将剩下的书进行编号,编号分别为0 将剩下的书进行编号,编号分别为0,1,...,359. ..., 不进行检验. 不进行检验.
每小时抽取40册图书,检查其质量状况. 每小时抽取40册图书,检查其质量状况.请你设计一个调查 40册图书 方案. 方案. 我们可以采用系统抽样,按照下面的步骤设计方案. 解: 我们可以采用系统抽样,按照下面的步骤设计方案. 第一步 第二步 第三步
362 把这些图书分成40个组, 40个组 的商是9 把这些图书分成40个组,由于 40 的商是9,余数
很多时候对一个事情的判定,并不能简单地以应该不应该 和好不好来区分.你什么时间做这件事,把这件事做到什 么程度,会直接影响到这件事的性质.“过”和“不及” 都是要尽力避免的.
例1:某地农田分布在山地、丘陵、平原、洼地不同的地形 某地农田分布在山地、丘陵、平原、 上,要对这个地区的农作物产量进行调查,应当采用什么抽 要对这个地区的农作物产量进行调查, 样方法? 样方法? 解:由于不同类型的农田之间的产量有较大差异,应当采 由于不同类型的农田之间的产量有较大差异, 用分层抽样的方法, 用分层抽样的方法,对不同类型的农田按其占总数的比例 来抽取样本. 来抽取样本.
若总体个数较多时,该怎么办呢? 若总体个数较多时,该怎么办呢?
分层抽样 将总体按其属性特征分成若干类型(有时称作层), 将总体按其属性特征分成若干类型(有时称作层), 然后在每个类型中类型中按照所占比例随机抽取一定的样 本.这种抽样方法通常叫作分层抽样,有时也称为类型抽 这种抽样方法通常叫作分层抽样, 样.
2.2 分层抽样与系统抽样
正确理解分层抽样、系统抽样的概念,掌握分层抽样、 1. 正确理解分层抽样、系统抽样的概念,掌握分层抽样、 系统抽样的一般步骤. 系统抽样的一般步骤. 掌握分层抽样、系统抽样的特点, 2. 掌握分层抽样、系统抽样的特点,并能根据实际问题确 定选用哪种抽样方法. 定选用哪种抽样方法.
系统抽样的特点: 系统抽样的特点: 将总体分成均衡的几部分, 将总体分成均衡的几部分, 然后按照预先定出的规 则,从每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样. 每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样. 适用于:总体和样本的容量较大的情况. 适用于:总体和样本的容量较大的情况.
系统抽样步骤: 系统抽样步骤: 1、确定分段情况和抽样距; 确定分段情况和抽样距; 分段数=样本数, 分段数=样本数, 2、编号; 编号; 3、采用简单随机抽样从第一段内抽取第一个样本; 采用简单随机抽样从第一段内抽取第一个样本; 4、等距抽样,顺次抽取相应编号的样本. 等距抽样,顺次抽取相应编号的样本.
总体容量 ; 抽样距= 抽样距= 样本容量
为了了解参加知识竞赛的1000名学生的成绩,现从中 为了了解参加知识竞赛的1000名学生的成绩, 1000名学生的成绩 抽取一个容量为50的样本. 50的样本 抽取一个容量为50的样本.请按系统抽样的方式设计一个 抽样过程. 抽样过程. 解:采用系统抽样方式抽样.过程如下: 采用系统抽样方式抽样.过程如下: 把所有的学生分成50 50组 抽样距为20. 1、把所有的学生分成50组,抽样距为20. 2、对所有学生编号,编号为:1、2、…、1000; 对所有学生编号,编号为: 1000; 用简单随机抽样法从第一组(编号为1 3、用简单随机抽样法从第一组(编号为1、 2、… 20)中抽取第一个样本, 20)中抽取第一个样本,编号设为 k. k+20、k+40、 k+49× 个编号, 4、等距抽取第 k+20、k+40、…、k+49×20 个编号, k+20、 的样本. 得到编号为 k、k+20、…、k&这时,抽样距就是200. 个时间段大约生产10000 = 200 件产品.这时,抽样距就是200. 比如,第一个生产出的零件就是0 比如,第一个生产出的零件就是0号,第二个生产出的零件 就是1号等. 就是1号等.
第三步 第四步
从第一个时间段中按照简单随机抽样的方法, 从第一个时间段中按照简单随机抽样的方法,抽 顺序地抽取编号分别为下面数字的零件: 顺序地抽取编号分别为下面数字的零件:
1.分层抽样 1.分层抽样 当已知总体由差异明显的几部分组成时, 当已知总体由差异明显的几部分组成时,为了使样本 更充分地反映总体的情况,常将总体分成几个部分, 更充分地反映总体的情况,常将总体分成几个部分,然后 按照各部分所占的比例进行抽样,这种抽样叫做“ 按照各部分所占的比例进行抽样,这种抽样叫做“分层抽 样”,其中所分成的各部分叫作“层”. 其中所分成的各部分叫作“ 2.系统抽样 2.系统抽样 将总体分成均衡的几部分,然后按照预先定出的规则, 将总体分成均衡的几部分,然后按照预先定出的规则, 每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样. 从每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样. 与简单随机抽样的概率一样
从第一组(编号分别为0,1, ,8) 0,1,… 第四步 从第一组(编号分别为0,1,…,8)的书中按照 简单随机抽样的方法,抽取1册书,比如说,其编号为k. 简单随机抽样的方法,抽取1册书,比如说,其编号为k. 第五步 顺序地抽取编号分别为下面数字的书: 顺序地抽取编号分别为下面数字的书: k+9,k+18,k+27,…,k+39×9,这样就抽取了容量为40的 k+9,k+18,k+27,…,k+39×9,这样就抽取了容量为40的 这样就抽取了容量为40 一个样本. 一个样本.
例2:某公司有1000名员工,其中:高层管理人员为50名, 某公司有1000名员工,其中:高层管理人员为50名 1000名员工 50 属于高收入者;中层管理人员为150名 属于中等收入者; 属于高收入者;中层管理人员为150名,属于中等收入者; 150 一般员工为800名 属于低收入者. 一般员工为800名,属于低收入者.要对这个公司员工的 800 收入情况进行调查,欲抽取100名员工, 收入情况进行调查,欲抽取100名员工,应当怎样进行抽 100名员工 样? 解:我们可以采用分层抽样的方法,按照收入水平分成三 我们可以采用分层抽样的方法, 层:高收入者、中等收入者、低收入者. 从题中数据可以 高收入者、中等收入者、低收入者. 看出,高收入者为50名 看出,高收入者为50名,占所有员工的比例为 50 者所占的比例也应为5%,数量为100×5%=5, 者所占的比例也应为5%,数量为100×5%=5, 5% 100
50 = 5% 1000

为保证样本的代表性,在所抽取的100名员工中, 为保证样本的代表性,在所抽取的100名员工中,高收入 100名员工中
所以应抽取5名高层管理人员. 所以应抽取5名高层管理人员. 同理,抽取15名中层管理人员、80名一般员工, 同理,抽取15名中层管理人员、80名一般员工,再对收 15名中层管理人员 名一般员工 入状况分别进行调查. 入状况分别进行调查.
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