第4讲抽样误差与t分布
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第四章抽样理论与参数估计第一节抽样理论的基本知识分层抽样,又叫分层随机抽样,这种抽样方法是按照总体已有的某些特征,承认总体中已有的差异,按差异将总体分为几个不同的部分,每一部分称为一个层,在每一个层中实行简单随机抽样。
它充分利用了总体的已知信息,因而是一种非常适用的抽样方法,其样本代表性及推论的精确性一般优于简单随机抽样。
分层的原则是层与层之间的变异越大越好,各层内的变异要小。
试述分层抽样的原则和方法?分层抽样是按照总体上已有的某些特征,将总体分成几个不同部分,在分别在每一部分中随机抽样。
分层的总的原则是:各层内的变异要小,而层与层之间的变异越大越好。
在具体操作中,没有一成不变的标准,研究人员可根据研究需要依照多个分层标准,视具体情况而定。
⑷两阶段随机抽样两阶段随机抽样首先将总体分成M个部分,每一部分叫做一个"集团"(或"群"),第一步从M个集团中随机抽取m个"集团”作为第一阶段样本,第二步是分别从所选取的m个"集团”中抽取个体(g构成第二阶段样本。
一般而言,两阶段抽样相对于简单随机抽样,标准误要大些,但是,两阶段抽样简便易行,节省经草贼,因而它是大规模调查研究中常被使用的抽样方法。
例如,如果我们要了解全国城市初中二年级学生的身高,第一步我们可以从全国几百个城市中随机抽取几十个城市作为第一阶段的样本。
第二步,在第一阶段随机抽取出来的城市中再随机抽取初中二年级的学生。
(二)非旃抽样非概率抽样不是完全按随机原则选取样本,有方便抽样、判断抽样。
方便抽样是由调查人员自由、方便地选择被调查者的非随机选样。
判断抽样是通过某些条件过滤,然后选择某些被调查者参与调查的抽样法。
当采取非概率抽样的方法选取样本时,研究者要说明采用此种方取样的原因以及对研究结果可能造成的影响。
第二节抽样分布[统计量分布、基本随机变量函数的分布]总体:又称母全体、全域,指具有某种特征的一类事物的全体。
数理统计中的随机抽样和抽样分布——概率论知识要点概率论作为数理统计的基础,是研究随机现象及其规律的数学分支。
在数理统计中,随机抽样和抽样分布是非常重要的概念,本文将对这两个概念进行详细介绍和解释。
一、随机抽样随机抽样是指从总体中以随机的方式选择样本的过程。
在进行随机抽样时,每个个体被选中的概率应该是相等的,这样才能保证样本的代表性和可靠性。
随机抽样的方法有很多种,常用的包括简单随机抽样、分层抽样和系统抽样等。
1. 简单随机抽样简单随机抽样是最基本的抽样方法,它的特点是每个个体被选中的概率相等且相互独立。
简单随机抽样可以通过随机数表、随机数发生器等工具来实现。
在实际应用中,简单随机抽样常用于总体规模较小的情况。
2. 分层抽样分层抽样是将总体划分为若干个层次,然后从每个层次中随机选择样本。
这种抽样方法可以保证不同层次的个体在样本中的比例与总体中的比例相同,从而提高样本的代表性。
3. 系统抽样系统抽样是按照一定的规则从总体中选取样本的方法。
例如,可以按照一定的间隔从总体中选择样本,这个间隔称为抽样间隔。
系统抽样的优点是操作简便,但也存在可能引入系统误差的风险。
二、抽样分布抽样分布是指在随机抽样的基础上,通过大量重复抽样得到的统计量的分布情况。
在数理统计中,常用的抽样分布包括正态分布、t分布和F分布等。
1. 正态分布正态分布是一种重要的抽样分布,它具有对称、单峰和钟形曲线的特点。
在大样本情况下,根据中心极限定理,样本均值的分布接近于正态分布。
正态分布在数理统计中的应用非常广泛,例如用于估计总体均值和总体方差等。
2. t分布t分布是用于小样本情况下的抽样分布。
它相比于正态分布来说,具有更宽的尾部和更矮的峰值。
t分布的形状取决于自由度,自由度越大,t分布越接近于正态分布。
t分布在小样本情况下的参数估计和假设检验中经常被使用。
3. F分布F分布是用于比较两个样本方差是否显著不同的抽样分布。
F分布的形状取决于两个样本的自由度,它具有右偏和非对称的特点。
统计推断抽样误差大小评估及控制方法一、引言统计推断是基于样本数据对总体进行推断的一种方法。
在进行统计推断时,我们常常需要评估抽样误差的大小,以确定推断的准确性和可靠性。
本文将介绍统计推断中抽样误差的概念、评估方法以及控制方法。
二、抽样误差的概念抽样误差是指样本统计量与总体参数之间的差异。
由于我们无法对整个总体进行调查,只能通过抽样得到样本数据,因此样本统计量与总体参数之间必然存在差异。
这种差异即为抽样误差,是统计推断中不可避免的一种误差。
三、抽样误差的评估方法评估抽样误差的大小对于统计推断的结果具有重要意义。
下面介绍几种常见的评估方法:1. 标准误差(Standard Error):标准误差是评估样本统计量与总体参数之间差异的一种方法。
它表示样本统计量的变异程度,标准误差越小,则样本统计量与总体参数越接近。
2. 置信区间(Confidence Interval):置信区间是估计总体参数的一种方法,它能够提供总体参数的一个范围。
置信区间的宽度反映了抽样误差的大小,置信区间越窄,则抽样误差越小。
3. 抽样分布(Sampling Distribution):抽样分布是样本统计量的分布情况。
通过研究抽样分布的形态和性质,可以评估抽样误差的大小。
常用的抽样分布包括正态分布、t分布等。
四、控制抽样误差的方法为了控制抽样误差,提高统计推断的准确性和可靠性,可以采取以下方法:1. 增加样本容量:样本容量是评估抽样误差的重要因素。
当样本容量增大时,抽样误差会减小,从而提高推断的准确性。
因此,在设计样本调查时,应该尽量增加样本容量。
2. 优化抽样方法:合理选择抽样方法可以减小抽样误差。
常见的抽样方法包括简单随机抽样、分层抽样、整群抽样等,根据具体情况选择最适合的抽样方法。
3. 控制实验条件:在实验和调查中,控制好实验条件可以减小误差的来源,从而控制抽样误差。
例如,在实验设计上做好随机分组、随机化处理等措施,可以减小实验结果的误差。
概率与统计中的抽样误差与置信区间概率与统计是一门研究数据收集、分析和解释的学科,而在这一过程中,抽样误差与置信区间是非常重要的概念。
抽样误差是指通过抽取样本来估计总体参数时所引入的误差,而置信区间则是用于表示抽样误差的范围。
本文将深入探讨概率与统计中的抽样误差与置信区间的概念、计算方法以及其在实际问题中的应用。
一、抽样误差的概念抽样误差是指由于样本的有限性所引起的估计误差。
在概率与统计中,我们通常无法对整个总体进行调查,而是通过从总体中抽取一部分样本来对总体进行推断。
由于样本的有限性,样本所估计的参数值往往会与总体真值存在一定的差距,这种差距就是抽样误差。
二、置信区间的概念置信区间是用于表示样本所估计的参数值的范围。
在概率与统计中,我们通常会计算出一个置信区间,该区间给出了参数是落在其中的概率。
常用的置信水平有95%和99%等。
置信区间的计算是基于抽样误差的大小和样本统计量的分布情况来进行的。
三、抽样误差的计算方法抽样误差的计算方法主要有两种:标准误差和大样本抽样误差公式。
1. 标准误差:标准误差是指样本统计量的标准差。
对于均值来说,标准误差的计算公式如下:标准误差 = 样本标准差/ √n其中,n为样本的容量。
而对于比例来说,标准误差的计算公式如下:标准误差= √(比例估计值 * (1-比例估计值) / n)2. 大样本抽样误差公式:当样本容量足够大时,我们可以使用大样本抽样误差公式来计算抽样误差。
对于均值来说,大样本抽样误差公式如下:抽样误差 = 1.96 * (标准误差)其中,1.96是95%置信水平对应的z值。
而对于比例来说,大样本抽样误差公式如下:抽样误差= 1.96 * √(比例估计值 * (1-比例估计值) / n)四、置信区间的计算方法置信区间的计算方法主要有两种:Z分数法和t分数法。
Z分数法适用于样本容量较大(大于30)且总体标准差已知的情况,而t分数法适用于样本容量小于30或总体标准差未知的情况。