第二章212系统抽样
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此处是大标题样稿字样十五字以内复习回顾:简单随机抽样的概念•从个体数为N的总体中不重复地取出n个个体(n<N),每个个体都有相同的机会被取到,这样的抽样方法称为简单随机抽样,每个个体被抽到的可能均为n/N。
•适用范围:总体中个体数较少的情况,抽取的样本容量也较小时。
用抽签法抽取样本的步骤:简记为:编号;制签;搅匀;抽签;取个体。
用随机数表法抽取样本的步骤:简记为:编号;选数;读数;取个体。
知识回顾抽签法随机数表1、简单随机抽样包括________和____________.法2、在简单随机抽样中,某一个个体被抽到的可C能性是( )。
A.与第几次抽样有关,第一次抽的可能性最大B.与第几次抽样有关,第一次抽的可能性最小C.与第几次抽样无关,每次抽到的可能性相等D.与第几次抽样无关,与抽取几个样本无关问题:某校高一年级共有20个班,每班有50名学生。
为了了解高一学生的视力状况,从这1000人中抽取一个容量为100的样本进行检查,应该怎样抽样?1、系统抽样:当总体的个体数较多时,采用简单随机抽样太麻烦,这时将总体平均分成几个部分,然后按照预先定出的规则,从每个部分中抽取一个个体,得到所需的样本,这样的抽样方法称为系统抽样(等距抽样)。
2、系统抽样的步骤:(1)采用随机的方式将总体中的个体编号;(2)将整个的编号按一定的间隔(设为K)分段,当 (N为总体中的个体数,n为样本容量)是整数 时, ;当 不是整数时,从总体中剔除一些 个体,使剩下的总体中个体的个数能被n整除,这 时, ,并将剩下的总体重新编号;(3)在第一段中用简单随机抽样确定起始的个体编号 ;(4)将编号为 的个体抽出。
简记为:编号;分段;在第一段确定起始号;3、系统抽样的特点:(2)系统抽样适用于总体中个体数较多,抽取样 本容量也较大时;(3)系统抽样是不放回抽样。
(1)用系统抽样抽取样本时,每个个体被抽到的可能性是相的, 个体被抽取的概率等于例1:某学校为了了解高一年级学生对教师教学的意见,打算从高一年级500名学生中抽取50名进行调查。
2.1.2 系统抽样【明目标、知重点】1.理解和掌握系统抽样.2.会用系统抽样从总体中抽取样本.3.能用系统抽样解决实际问题.【填要点、记疑点】1.系统抽样的概念先将总体中的个体逐一编号,然后按号码顺序以一定的间隔k 进行抽取,先从第一个间隔中随机地抽取一个号码,然后按此间隔依次抽取即得到所求样本.2.系统抽样的步骤假设要从容量为N 的总体中抽取容量为n 的样本,步骤为:(1)先将总体的N 个个体编号.有时可直接利用个体自身所带的号码,如学号、准考证号、门牌号等.(2)确定分段间隔k ,对编号进行分段.当N n (n 是样本容量)是整数时,取k =N n; (3)在第1段用简单随机抽样确定第一个个体编号l (l ≤k );(4)按照一定的规则抽取样本.通常是将l 加上间隔k 得到第2个个体编号(l +k ),再加k 得到第3个个体编号l +2k ,依次进行下去,直到获取整个样本.【探要点、究所然】[情境导学] 大家都知道盲人摸象的故事,四个盲人在庞大的大象面前,每人只摸了大象的一个部位,就都有了对大象与众不同的认识.在他们争得面红耳赤,不可开交时,有一智者对他们建议,要他们每个人按一定的间隔从左到右、从上到下去摸大象,结果每个人都得到了大象的正确形象,你知道这是一种什么方法吗?探究点一 系统抽样的基本思想思考1 某学校为了了解高一年级学生对教师教学的意见,打算从高一年级500名学生中抽取50名进行调查,除了用简单随机抽样获取样本外,你能否设计其他抽取样本的方法?(分组讨论)答 可以将这500名学生随机编号1~500,分成50组,每组10人,第1组是1~10,第二组11~20,依次分下去,然后用简单随机抽样在第1组抽取1人,比如号码是2,然后每隔10个号抽取一个,得到2,12,22,…,492.这样就得到一个容量为50的样本,这种抽样方法称为系统抽样.思考2 阅读教材58页,你能归纳系统抽样的定义吗?答 一般地,要从容量为N 的总体中抽取容量为n 的样本,可将总体分成均衡的若干部分,然后按照预先制定的规则,从每一部分抽取一个个体,得到所需要的样本,这种抽样的方法叫做系统抽样.例1 下列抽样中不是系统抽样的是( )A .从标有1~15号的15个小球中任选3个作为样本,按从小号到大号排序,随机确定起点i ,以后为i +5,i +10(超过15则从1再数起)号入样B .工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间前,检验人员从传送带上每隔五分钟抽一件产品检验C .搞某一市场调查,规定在商场新门口随机抽一个人进行询问,直到调查到事先规定的调查人数为止D .电影院调查观众的某一指标,通知每排(每排人数相等)座位号为14的观众留下来座谈答案 C解析 C 不是系统抽样,因为事先不知道总体,抽样方法不能保证每个个体按事先规定的比例入样.反思与感悟 解决该类问题的关键是掌握系统抽样的特点及适用范围.跟踪训练1 系统抽样适用的总体应 ( )A .容量较小B .容量较大C .个体数较多但不均衡D .任何总体答案 B探究点二 系统抽样的一般步骤思考1 用系统抽样从总体中抽取样本时,首先要做的工作是什么?答 将总体中的所有个体编号.思考2 如果用系统抽样从505件产品中抽取50件进行质量检查,由于505件产品不能均衡分成50部分,对此应如何处理?答 先从总体中随机剔除5个个体,再均衡分成50部分.思考3 用系统抽样从含有N 个个体的总体中抽取一个容量为n 的样本,要平均分成多少段,每段各有多少个号码?答 要平均分成n 段,如果N 能被n 整除,每段各有N n个号码;如果N 不能被n 整除,可以从总体中随机地剔除几个个体,使得总体中剩余的个体数能被n 整除,所以每段的个数为N n的整数部分. 思考4 将含有N 个个体的总体抽取容量为n 的样本,平均分成N n的整数部分段,每段的号码个数称为分段间隔,那么分段间隔k 的值如何确定?答 总体中的个体数N 除以样本容量n 所得的商的整数部分,即k =⎣⎡⎦⎤N n .思考5 用系统抽样抽取样本时,每段各取一个号码,其中第1段的个体编号怎样抽取?以后各段的个体编号怎样抽取?答 用简单随机抽样抽取第1段的个体编号.在抽取第1段的号码之前,自定义规则确定以后各段的个体编号,通常是将第1段抽取的号码依次累加间隔k .思考6 一般地,用系统抽样从含有N 个个体的总体中抽取一个容量为n 的样本,其操作步骤如何?答 第一步,将总体的N 个个体编号.第二步,确定分段间隔k ,对编号进行分段.第三步,在第1段用简单随机抽样确定起始个体编号l .第四步,按照一定的规则抽取样本.思考7 系统抽样适合在哪种情况下使用?与简单随机抽样比较,哪种抽样方法更使样本具有代表性?答 总体中个体数比较多;系统抽样更使样本具有代表性.例2 某校高中三年级的295名学生已经编号为1,2,…,295,为了了解学生的学习情况,要按1∶5的比例抽取一个样本,用系统抽样的方法进行抽取,并写出过程.解 按照1∶5的比例,应该抽取的样本容量为295÷5=59,我们把295名同学分成59组,每组5人,第一组是编号为1~5的5名学生,第2组是编号为6~10的5名学生,依次下去,59组是编号为291~295的5名学生.采用简单随机抽样的方法,从第一组5名学生中抽出一名学生,不妨设编号为k (1≤k ≤5),那么抽取的学生编号为k +5l (l =0,1,2,…,58),得到59个个体作为样本,如当k =3时的样本编号为3,8,13,…,288,293. 反思与感悟 (1)解决系统抽样问题的两个关键步骤:①分组的方法应依据抽取比例而定,即根据定义每组抽取一个样本.②起始编号的确定应用随机抽样的方法,一旦起始编号确定,其他编号便随之确定了.(2)当总体中的个体数不能被样本容量整除时,需要在总体中剔除一些个体.跟踪训练2 从编号为1~50的50枚最新研制的某种型号的导弹中随机抽取5枚来进行发射实验,若采用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法,则所选取5枚导弹的编号可能是 ( )A .5,10,15,20,25B .3,13,23,33,43C .1,2,3,4,5D .2,4,6,16,32答案 B解析 用系统抽样的方法抽取到的导弹编号应该为k ,k +d ,k +2d ,k +3d ,k +4d ,其中d =50/5=10,k 是1到10中用简单随机抽样方法得到的数,因此只有选项B 满足要求,故选B.例3 为了解参加某种知识竞赛的1 000名学生的成绩,从中抽取一个容量为50的样本,那么采用什么抽样方法比较恰当?简述抽样过程.解 适宜选用系统抽样,抽样过程如下:(1)随机地将这1 000名学生编号为1,2,3, (1000)(2)将总体按编号顺序均分成50部分,每部分包括20个个体.(3)在第一部分的个体编号1,2,3,…,20中,利用简单随机抽样抽取一个号码l .(4)以l 为起始号码,每间隔20抽取一个号码,这样得到一个容量为50的样本:l ,l +20,l +40,… ,l +980.反思与感悟 系统抽样又称等距抽样,要求总体中不能含有一定的周期性,否则其样本的代表性是不可靠的,甚至会导致明显的偏向.跟踪训练3 某工厂有1 003名工人,从中抽取10人参加体检,试用系统抽样进行具体实施.解 (1)将每个人编一个号,由0001至1003.(2)利用随机数表法找到3个号将这3名工人剔除.(3)将剩余的1 000名工人重新编号0001至1000.(4)分段,取间隔k =1 00010=100,将总体均分为10组,每组100个工人. (5)从第一段即0001号到0100号中随机抽取一个号l .(6)按编号将l,100+l,200+l ,…,900+l 共10个号选出.这10个号所对应的工人组成样本.【当堂测、查疑缺】1.某商场想通过检查发票及销售记录的2%来快速估计每月的销售金额,采用如下方法:从某本发票的存根中随机抽一张如15号,然后按顺序往后将65号,115号,116号,……发票上的销售金额组成一个调查样本.这种抽取样本的方法是 ( )A .抽签法B .随机数法C .系统抽样法D .其他的抽样法答案 C解析 上述抽样方法是将发票平均分成若干组,每组50张,从第一组中抽出了15号,以后各组抽15+50n (n 为自然数)号,符合系统抽样的特点.2.为了解1 200名学生对学校食堂饭菜的意见,打算从中抽取一个样本容量为40的样本,考虑采用系统抽样,则分段间隔k 为 ( )A .10B .20C .30D .40答案 C 解析 分段间隔k =1 20040=30. 3.为了了解参加一次知识竞赛的1 252名学生的成绩,决定采用系统抽样的方法抽取一个容量为50的样本,那么总体中应随机剔除的个体数目是 ( )A .2B .3C .4D .5 答案 A解析 由1 252=50×25+2知,应随机剔除2个个体.4.某会议室有50排座位,每排有30个座位.一次报告会坐满了听众.会后留下座号为15的所有听众50人进行座谈.这是运用了 ( )A .抽签法B .随机数法C .系统抽样D .有放回抽样 答案 C解析 从第1排到第50排每取一个人的间隔人数是相同的,符合系统抽样的定义.5.有20个同学,编号为1~20,现在从中抽取4人的作文卷进行调查,用系统抽样方法确定所抽的编号为( ) A .5,10,15,20B .2,6,10,14C .2,4,6,8D .5,8,11,14答案 A解析 将20分成4个组,每组5个号,间隔等距离为5.【呈重点、现规律】1.体会系统抽样的概念,其中关键因素是“分组”,否则不是系统抽样.系统抽样适用于总体中的个体数较多的情况,因为这时采用简单随机抽样显得不方便.2.解决系统抽样问题的两个关键步骤为(1)用系统抽样法抽取样本,当N n不为整数时,取k =⎣⎡⎦⎤N n ,即先从总体中用简单随机抽样的方法剔除N -nk 个个体,且剔除多余的个体不影响抽样的公平性.3.系统抽样的优点是简单易操作,当总体个数较多的时候也能保证样本的代表性;缺点是对存在明显周期性的总体,选出来的个体,往往不具备代表性.从系统抽样的步骤可以看出,系统抽样是把一个问题划分成若干部分分块解决,从而把复杂问题简单化,体现了数学转化思想.。