(新教材)人教A版高中数学必修第二册学案 统计导学案含答案

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9.1随机抽样

考点学习目标核心素养

抽样调查理解全面调查、抽样调查、总体、个体、

样本、样本量、样本数据等概念

数学抽象

简单随机抽样理解简单随机抽样的概念,掌握简单随机

样的两种方法:抽签法和随机数法

数学抽象、逻辑推理

分层随机抽样理解分层随机抽样的概念,并会解决相关

问题

数学抽象、逻辑推理

问题导学

预习教材P173-P187的内容,思考以下问题:

1.全面调查、抽样调查、总体、个体、样本、样本量、样本数据的概念是什么?

2.什么叫简单随机抽样?

3.最常用的简单随机抽样方法有哪两种?

4.抽签法是如何操作的?

5.随机数法是如何操作的?

6.什么叫分层随机抽样?

7.分层随机抽样适用于什么情况?

8.分层随机抽样时,每个个体被抽到的机会是相等的吗?

9.获取数据的途径有哪些?

1.全面调查与抽样调查

(1)对每一个调查对象都进行调查的方法,称为全面调查,又称普查W.

(2)在一个调查中,我们把调查对象的全体称为总体,组成总体的每一个调查对象称为个体W.

(3)根据一定的目的,从总体中抽取一部分个体进行调查,并以此为依据对总体的情况

作出估计和推断的调查方法,称为抽样调查W.

(4)把从总体中抽取的那部分个体称为样本W. (5)样本中包含的个体数称为样本量W.

(6)调查样本获得的变量值称为样本的观测数据,简称样本数据. 2.简单随机抽样

(1)有放回简单随机抽样

一般地,设一个总体含有N (N 为正整数)个个体,从中逐个抽取n (1≤n

(2)不放回简单随机抽样

如果抽取是不放回的,且每次抽取时总体内未进入样本的各个个体被抽到的概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做不放回简单随机抽样.

(3)简单随机抽样

放回简单随机抽样和不放回简单随机抽样统称为简单随机抽样. (4)简单随机样本

通过简单随机抽样获得的样本称为简单随机样本. (5)简单随机抽样的常用方法

实现简单随机抽样的方法很多,抽签法和随机数法是比较常用的两种方法.

■名师点拨 (1)从总体中,逐个不放回地随机抽取n 个个体作为样本,一次性批量随机抽取n 个个体作为样本,两种方法是等价的.

(2)简单随机抽样中各个个体被抽到的机会都相等,从而保证了抽样的公平性.

3.总体平均数与样本平均数 (1)总体平均数

①一般地,总体中有N 个个体,它们的变量值分别为Y 1,Y 2,…,Y N ,则称Y -

=Y 1+Y 2+…+Y N N =1N ∑N

i =1Y i

为总体均值,又称总体平均数.

②如果总体的N 个变量值中,不同的值共有k (k ≤N )个,不妨记为Y 1,Y 2,…,Y k ,其中Y i 出现的频数f i (i =1,2,…,k ),则总体均值还可以写成加权平均数的形式Y -=1N ∑k

i =1f i Y

i W.

(2)样本平均数

如果从总体中抽取一个容量为n 的样本,它们的变量值分别为y 1,y 2,…,y n ,则称y -

y 1+y 2+…+y n n =1n ∑n

i =1y i 为样本均值,又称样本平均数.在简单随机抽样中,我们常用样本平均数

y -

去估计总体平均数Y -.

4.分层随机抽样 (1)分层随机抽样

一般地,按一个或多个变量把总体划分成若干个子总体,每个个体属于且仅属于一个子总体,在每个子总体中独立地进行简单随机抽样,再把所有子总体中抽取的样本合在一起作为总样本,这样的抽样方法称为分层随机抽样,每一个子总体称为层W.

(2)比例分配

在分层随机抽样中,如果每层样本量都与层的大小成比例,那么称这种样本量的分配方式为比例分配.

5.分层随机抽样中的总体平均数与样本平均数

(1)在分层随机抽样中,如果层数分为2层,第1层和第2层包含的个体数分别为M 和N ,抽取的样本量分别为m 和n .我们用X 1,X 2,…,X M 表示第1层各个个体的变量值,用x 1,x 2,…,x m 表示第1层样本的各个个体的变量值;用Y 1,Y 2,…,Y N 表示第2层各个个体的变量值,用y 1,y 2,…,y n 表示第2层样本的各个个体的变量值,则:①第1层的总体平均数和样本平均数分别为X -=X 1+X 2+…+X M M =1M ∑M

i =1X i ,x -=x 1+x 2+…+x m m =1m ∑m

i =1x i

.

②第2层的总体平均数和样本平均数分别为Y -Y 1+Y 2+…+Y N N 1N ∑N

i =1

Y i

,y -

=y 1+y 2+…+y n n =1n ∑n

i =1y i

.

③总体平均数和样本平均数分别为W -=∑M

i =1X i +∑N

i =1Y i M +N ,w -=∑m

i =1x i +∑n

i =1y

i

m +n

W.

(2)由于用第1层的样本平均数x -

可以估计第1层的总体平均数X -,用第2层的样本平均数y -

可以估计第2层的总体平均数Y -.因此我们可以用M ×x -+N ×y -M +N =M M +N x -+N M +N y

-估计总体平均数W -

.

(3)在比例分配的分层随机抽样中,m M =n N =m +n M +N ,可得M M +N x -+N M +N y -=m m +n x -

n m +n y -=w -.因此,在比例分配的分层随机抽样中,我们可以直接用样本平均数w -

估计总体平均数W -.

6.获取数据的途径