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第七章 试验设计与统计分析


随机抽样法有以下几种方法: 抓阄法 随机数字法 伪随机数字法
通过随机抽样法得到样本后,一般需计算样本的特 征数,用以估计总体参数
几乎所有调和试验都可以采用随机抽样法进行抽 样
(二)整群抽样和多层次抽样法
从总体中抽取数个样本单位群,对单位群内 的全部个体作全面调查,或用整个单位群 进行试验
样本单位群的抽取既可以用随机抽样法得到, 也可以有选择地取得
建立多元回归方程
建立回归方程的原则是其 r(或其绝对值)或 R 必须很大, 以表明用 x 或 xi 估测 y 其效果比较好
而较大的样本在调查或试验中仅测 xi 性状,并将这 一样本中所有被测个体的 xi 代入上述回归方程中 以求得相应的 y 估计值
这样获得的较大样本 y 的估计值,能达到一定的精
度 这一抽样方法即为双重抽样法
在整群抽样的基础上,对抽得的样本单位群不作全面调查, 或不是整个样本单位群进入试验,而是在样本单位中继续 抽取一定量的个体(数据)组成样本,这就是二级抽样
如果二级抽样得到的不是个体(或数据),而是更小的单位 群,再从中进行抽样,这就是三级抽样
以此类推
二级及二级以上的抽样就称为多层次抽样
多层次抽样方法适合于资源调查、传染病(寄生虫病)调查、 流行病学调查、经济学调查、遗传学试验、育种学试验, 等
且当总体的排序具有周期性变化,而这种周期性变 化恰好与抽样相重时,所得样本将严重失真
因此顺序抽样法一般不单独使用,而是与其他方法 结合,如可以和随机抽样法结合、与整群抽样法 结合,等等
样本容量小:样本代表性差,抽样误差 增大,统计推断的精确性降低
样本容量大:抽样误差小,增加人、财、 物等的耗费,延长试验时间
双重抽样法示意图:
总体
μ yi
xy
小样本
y=b0+Σbixi x
大样本
双重抽样法的适用范围:
遗传学试验、育种学试验、繁殖学试验、 生理生化学试验、疾病防治试验,等
双重抽样法的优点是:
对于复杂性状的调查或试验仅需破坏较小的样本 即能获得较大样本的精确性 当目标性状为破坏性性状时,这是唯一行之有效 的方法
这些性状称为辅助性状,用 xi 表示
从总体中抽取两个样本,一个大样本,一个小样本
先对小样本进行调查,或先用小样本进行试验,对这一小样
本既测 y 性状,同时也测 xi 性状,获得n 对 y 和 xi,并 建立 xi 与 y 的回归方程,最简单的回归方程就是只有一 个 xi 的简单回归方程,也可以是曲线回归方程,也可以
(三)双重抽样法
当所研究的性状比较复杂,或所需经费较 多,或须将试验动物宰杀后才能测定,因 而不大可能进行重复性试验,或采用直接 抽样试验,或试验有较大的难度,可采用 双重抽样法
采用双重抽样法,首先需将所需要进行 研究的性状定为目标性状(或称为靶性
状),用 y 表示,然后根据文献或其他
方法确定一个或几个简单易测、不具破 坏性、与靶性状相关性比较紧密的性状,
第七章 试验设计与统计分析
抽样需遵循的总的原则是: 样本必须来自于所研究的总体 样本必须能代表所研究的总体 抽样方法必须与抽样目的相一致
抽样认真、抽样方法正确、客观,样本就具有代 表性;反之,抽样马虎、草率、武断、主观、 弄虚作假,样本就差,就不具有代表性
试验、调查的目的不同,试验、调查 的方法不同、抽样的方法也不同
(四)顺序抽样法
顺序抽样法适合于总体不是很大、且较均质的 情况
将总体内的个体或数据按一定的规则顺序排列, 根据总体和样本的关系按一个比例从总体中 抽取一批个体或数值组成样本
例如,总体编号后按凡能被 15 除尽的个体或 数据抽取出来组成样本
当总体比较整齐、均质,而编号又是按随机的原则 进行的,则这一差异方法可最大限度地避免人为 的影响和干扰但顺序抽样法所得到的样本其统计 量是没有统计学意义的,也不能用来估计参数
例:已知一总体大致的标准差为 9.7,若规定在抽
样时允许存在 L = 2.5 的误差,求抽样时的样本
容量
n4L s224 2.95.27260.2260
又例:总体的大致标准差为 15.9,调查允许误差为
s n
其中,t 一般取1.96(置信度为 95%)
因此:
n t2
s2 L2
4s2 L2
显然,人为定出的允许误差越大,所需样本量就小
反之,人为定出的允许误差越小(即对试验的要求 的精确度越高),所需的样本量就越大
一般来讲,当所需要的样本量不大时(n<100), 应当进行反复试求,最后使得 n 稳定在某一个值 上,如果发现所得 n 偏大或偏小,还应当调整 L 值重求 n
随机抽样 简单随机抽样 整群抽样 分层抽样 双重抽样
顺序抽样 典型抽样
(一)随机抽样法
总体比较整齐、变异程度小、群体分布均匀,可用随 机抽样法
随机抽样法的原则是: 总体内每一个体(数据)都有同等的机会进入样本 样本中每一个体(数据)进入任何一个组的机会也是
相等的 随机抽样法可以完全排除个人的主观性 随机抽样法是最简单、最常用的抽样方法
的提高其效能将逐步下降
样本容量的确定原则和确定方法
总体有限、且很大时,同时主要抽样的代表性,样本可 占总体的千分之一到百分之一
总体不很大时,样本占总体的百分之五 在试验中,同一水平或同一组合的变异情况越严重,所
需样本越大,同一组合的供试样本越整齐,可适当减 少样本数
试验越规范,试验结束后使用的统计方法越严格, 所需样本数可适当减少
随着样本容量的增大,当样本容量大到一定程度
时,再增大样本容量,试验或调查其精确性的提
高就渐趋缓慢:
sx
s n
当标准差一定时,标准误的大小与样本容量的平
方根成反比,样本容量较小时,随着样本容量的
增长,标准误会急剧减小,但当样本容量大到一
定程度后再增大样本容量,标准误的减小将会变
得越来越慢,即继续增大样本容量,试验精确性
试验时,考虑的因子数越多,每一组合内的供试动 物数可少一些,单因子试验则每一水平内的供试 动物数应多一些
在不知道总体的大小和情况时,可以从试验要求的 精确性来考虑样本容量:
根据参考文献、他人或自己的经验、专业知识等人
为地定出一个样本平均值与总体平均值的离差,
即允许误差 L: L x

L tsx t
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