高中数学第2章统计2.1抽样方法2.1.3分层抽样教案苏教版必修3
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分层抽样互动课堂疏导引导〔1〕分层抽样适用于总体由差异明显几个局部组成情况,即层与层之间有明显区别,而层内个体间差异较小,每层中所抽取个体数可按各层个体在总体上所占比例抽取.分层抽样要求对总体内容有一定了解,明确分层界限与数目,只要分层恰当,一般说来抽样结果就比简单随机抽样更能反映总体情况.〔2〕分层抽样与简单随机抽样与系统抽样联系:将总体分成几层,分层抽取时采用简单随机抽样或系统抽样.〔3〕分层抽样步骤①将总体按一定标准(分层标准由题意来确定)分层;②计算各层个体数与总体个体比;③按各层中个体数占总体比确定各层应抽取样本容量;④在每一层进展抽样,抽样时根据各层中个体个数选择适当抽样方法:个体数较少时用简单随机抽样,当个体数较多时可采用系统抽样.〔4〕分层抽样优点是,使样本具有较强代表性,而且在各层抽样时,又可灵活地选用不同抽样法.因此,分层抽样应用也比拟广泛.〔5〕分层抽样公平性分层抽样中,由于各局部抽取个体数与这一局部个体数比等于样本容量与总体个体数比,所以在分层抽样时,每一个个体被抽到几率都是相等.案例1 一个单位有职工160人,其中有业务人员112人,管理人员16人,后勤效劳人员32人,为了了解职工某种情况,要从中抽取一个容量为20样本,用分层抽样方法抽取样本,并写出过程.【探究】分层抽样中各层抽取个体数依各层个体数之比来分配,确定各层抽取个体数之后,可采用简单随机抽样或系统抽样在各层中抽取个体.解法一:三局部所含个体数之比为112∶16∶32=7∶1∶2,设三局部抽个体数为7x,x,2x,那么由7x+x+2x=20得x=2.故业务人员、管理人员、后勤效劳人员抽取个体数分别为14,2与4.对112名业务人员按系统抽样分成14个局部,其中每个局部包括8个个体,对每个局部利用简单随机抽样抽取个体.假设将160名人员依次编号为1,2,3,…,160.那么在1—112名业务人员中第一局部个体编号为1—8.从中随机取一个号码,如它是4号,那么可以从第4号起,按系统抽样法每隔8个抽取1个号码,这样得到112名业务人员被抽出14个号码依次为4,12,20,28,36,44,52,60,68,76,84,92,100,108.同样可抽出管理人员与效劳人员号码分别为116,124与132,140,148,156.将以上各层抽出个体合并起来,就得到容量为20样本.解法二:由160÷20=8,所以可在各层中人员按8∶1比例抽取,又因为160÷8=2,112÷8=14,32÷8=4,所以管理人员2人,后勤效劳人员4人,业务人员14人.以下同方法一.规律总结弄清三种抽样方法实质,是灵活选用抽样方法前提与根底.此题抓住了“分层抽样中各层抽取个体数依各层个体数之比来分配〞这一分层抽样特点,首先确定了各层应该抽取个体数,之后可采用系统抽样或简单随机抽样来完成抽样过程.解决此例关键在于对概念正确理解以及在每一次抽样步骤中所采用抽样方法,应注意语言表达完整性.简单随机抽样、系统抽样与分层抽样,关系密切,对抽取样本来说,可谓异曲同工.注意对三者进展比拟,加深对三者理解,并在抽样实践中正确地对它们进展选择.对三种抽样方法比拟如下:抓住三种抽样方法本质特征是正确应用这三种抽样方法前提.案例2 某单位有工程师6人,技术员12人,技工18人,要从这些人中抽取一个容量为n 样本;如果采用系统抽样与分层抽样方法抽取,却不用剔除个体;如果样本容量增加1个,那么在采用系统抽样时,需要在总体中先剔除1个个体,求样本容量n.【探究】总体容量为6+12+18=36〔人〕.当样本容量是n 时,由题意知,系统抽样间隔为n36,分层抽样比例是36n ,抽取工程师人数为36n ×6=6n 人,技术员人数为36n ×12=3n 人,技工人数为36n ×18=2n 人,所以n 应是6倍数,36约数,即n=6,12,18,24.当样本容量为〔n+1〕时,总体容量是35人,系统抽样间隔为135+n ,因为135+n 必须是整数, 所以n 只能取6,即样本容量n=6.规律总结 抓住分层抽样与系统抽样特点是正确解题关键.案例3 某单位有老人28人,中年人54人,青年人81人,为了调查他们身体状况,从他们中抽取容量为36样本,最适合抽取样本方法是〔 〕D.先从老人中剔除1人,再用分层抽样【探究】解此问题关键是结合三种抽样方法进展比拟,明确他们各自特点.【解析】总体总人数163人,样本容量为36,由于总体由差异明显三局部组成,考虑用分层抽样.假设按36∶163分配无法得到整解,故考虑先剔除1人,抽取比例变为36∶162=2∶9,那么依次为12、18、6.选D.答案:D规律总结选择抽样方法过程中,应结合三种抽样方法使用范围与实际情况灵活使用各种抽样方法.在现实生活中,由于资金、时间有限,人力、物力缺乏,加之不断变化环境条件,普查往往不可能,因此采取抽样调查.在实际操作中,为了使样本具有代表性,通常要同时使用几种抽样方法.活学巧用1.某地区为了解居民家庭生活状况,先把居民按所在行业分为几类,然1居民家庭进展调查,这种抽样是〔〕后每个行业抽100解析:因为居民按行业被分成几层,而每层又按一定比例抽取,这是分层抽样特点.答案:C2.某政府机关在编人员共100人,其中副处级以上干部10人,一般干部70人,工人20人,上级部门为了了解该机关对政府机构改革意见,要从中抽取20人,用以下哪种方法最适宜〔〕解析:当总体由差异明显几局部组成时,应采用分层抽样.答案:C3.以下问题应采取何种抽样方法?〔1〕某小区有800户家庭,其中高收入家庭有200户,中等收入家庭480户,低收入家庭120户,为了了解有关家用轿车购置力情况,从中抽取一个容量为100样本;〔2〕从10名学生中抽取3名参加座谈会.解析:〔1〕800户家庭由于收入上下不同,对于要调查指标影响不同,故应当采用分层抽样方法.〔2〕总体中个体数较少,采用简单随机抽样方法比拟方便.4.某企业共有3 000名职工,其中,中、青、老职工比例为5∶3∶2,从所有职工中抽取一个样本容量为400人样本,应采用哪种抽样方法更合理?且中、青、老年职工应分别抽取多少人?分析:因为总体由三类差异明显个体〔中、青、老年〕组成,所以应采用分层抽样方法进展抽取.解:由样本容量为400,总体容量为3 200知,抽取比例应是=81,而中、青、老年职工比例是5∶3∶2,所以应抽取中年职工为400×105=200〔人〕;青年职工为400×103=120(人);老年职工为400×102=80(人). 5.某校有高中学生900人,高一年级300人,高二年级400人,高三年级200人,采用分层抽样方法从中抽取一个容量为45人样本,问各年级应抽取多少人?解析:易知,高一年级所占比例为,高二年级所占比例为,高三年级所占比例是,所以高一年级应抽取31×45=15(人);高二年级应抽取94×45=20〔人〕,高三年级应抽取92×45=10〔人〕. 6.选择适宜抽样方法抽样,写出抽样过程.〔1〕有30个篮球,其中甲厂生产有21个,乙厂生产有9个,抽取10个入样;〔2〕有甲厂生产30个篮球,其中一箱21个,另一箱9个,抽取3个入样;〔3〕有甲厂生产300个篮球,抽取10个入样;〔4〕有甲厂生产300个篮球,抽取30个入样.解析:〔1〕总体由差异明显几个层次组成,需选用分层抽样法. 第一步:确定抽取个数.1030=3,所以甲厂生产应抽取321=7个,乙厂生产应抽取39=3个;第二步:用抽签法分别抽取甲厂生产篮球7个,乙厂生产篮球3个,这些篮球便组成了我们要抽取样本.〔2〕总体容量较小,用抽签法.第一步:将30个篮球编号,编号为00,01, (29)第二步:将以上30个编号分别写在一张小纸条上,揉成小球,制成号签;第三步:把号签放入一个不透明袋子中,充分搅匀; 第四步:从袋子中逐个抽取3个号签,并记录上面号码; 第五步:找出与所得号码对应篮球.〔3〕总合格容量较大,样本容量较小,宜用随机数法.第一步:将300个篮球用随机方法编号编号为001,002, (300)第二步:在随机数表中任意确定一个数作为开场,如从第8行第29列数“7”开场,任选一个方向作为读数方向,比方向右读;第三步:从数“7”开场向右读,每次读三位,凡不在001—300中数跳过去不读,遇到已经读过数也跳过去不读,便可依次得到286,211,234,297,207,013,027,086,284,281这10个号码,这就是所要抽取10个样本个体号码.〔4〕总体容量较大,样本容量也较大,宜用系统抽样法.第一步:将300个篮球用随机方式编号,编号为000,001,002,…,299,并分成30段;第二步:在第一段000,001,002,…,009这十个编号中用简单随机抽样抽出一个〔如002〕作为起始号码;第三步:将编号为002,012,022,…,292个体抽出,组成样本.7.(2005湖北高考,文12理11)某初级中学有学生270人,其中一年级108人,二、三年级各81人,现要利用抽样方法抽取10人参加某项调查,考虑选用简单随机抽样、分层抽样与系统抽样三种方案,使用简单随机抽样与分层抽样时,将学生按一、二、三年级依次统一编号为1,2,...,270;使用系统抽样时,将学生统一随机编号为1,2, (270)并将整个编号依次分为10段.如果抽得号码有以下四种情况:①7,34,61,88,115,142,169,196,223,250;②5,9,100,107,111,121,180,195,200,265;③11,38,65,92,119,146,173,200,227,254;④30,57,84,111,138,165,192,219,246,270.关于上述样本以下结论中,正确是…〔〕A.②③都不能为系统抽样B.②④都不能为分层抽样C.①④都可能为系统抽样D.①③都可能为分层抽样解析:由定义可知,①③为分层抽样;②可能是简单随机抽样,也可能是先分层,再在各层中采用简单随机抽样;④为系统抽样.应选D.答案:D。
2.1 分层抽样-苏教版必修3教案1. 知识点1.1 抽样调查的概念抽样调查是指将具有代表性的一部分抽样对象进行调查和测量,通过对抽样结果的分析和总结,推断整体的特征和规律的方法。
1.2 抽样调查的分类抽样调查可以按照不同的标准进行分类,常见的分类有:•简单随机抽样•整群抽样•系统抽样•分层抽样本节课程主要介绍分层抽样。
1.3 分层抽样的定义分层抽样是在抽样前,将抽样对象按照一定的标准划分成若干层,再从每一层中分别抽取一定数量的样本,最后合并样本得到总体的统计特征。
1.4 分层抽样的优点和缺点分层抽样相对于其他抽样方法而言,具有以下优点:•提高了抽样的精度和代表性;•控制了误差;•便于设定样本量。
分层抽样的缺点是:•适用范围受限,必须满足抽样对象可以被划分成若干层;•进行分类的标准必须得到普遍认可;•实施过程复杂。
2. 教学目标通过本节课程的学习,学生将能够:•理解分层抽样的概念与特点;•掌握分层抽样的基本步骤;•运用分层抽样方法进行简单的调查。
3. 教学过程3.1 导入环节首先引导学生了解抽样调查的基本概念和分类方法,为本节课程的学习打下基础。
3.2 理论授课介绍分层抽样的定义和特点,包括分层抽样的优点和缺点等。
同时,引导学生学习分层抽样的基本步骤,包括:1.划分层次;2.确定每层样本量;3.从每一层中随机抽取样本;4.合并样本。
3.3 课堂练习引导学生通过课堂练习,了解如何应用分层抽样进行调查。
例如,可以设计以下课堂练习:某中学1年级学生有1000人,其中男生550人,女生450人。
为了了解学生的饮食习惯,需要进行抽样调查。
请设计一种分层抽样的方案,要求男女生各占总样本的50%。
3.4 课堂讨论引导学生讨论分层抽样方案是否符合要求,以及如何分析调查结果。
同时,引导学生自我评价本次课堂学习收获,为下一节课程的学习做好铺垫。
4. 总结通过本节课程的学习,学生能够更好地理解和运用分层抽样方法进行抽样调查,并能够更好地分析和总结调查结果。
2.1.3 分层抽样庖丁巧解牛知识·巧学一、分层抽样的概念当已知总体由差异明显的几部分组成时,不宜用简单随机抽样和系统抽样,为了使样本更能充分地反映总体的情况,应将总体分成互不交叉的几部分,然后按照各部分所占的比例,从各部分中独立抽取一定数量的个体,再将各部分抽出的个体合在一起作为样本,这种抽样方法叫做分层抽样.其中所分成的每一部分叫层.根据定义可知,分层抽样使用的前提是总体可以分层,层与层之间有明显的区别,互不重叠,而层内个体间差异很小,每层中所抽取的个体数可按各层个体数在总体中所占的比例抽取,也就是各层抽取的比例都等于样本容量在总体中的比例,即总体容量样本容量.这样抽取能使所得到的样本结构与总体结构基本相同,可以提高样本对总体的代表性.深化升华 分层抽样具有以下主要特点:(1)适用于总体由差异明显的几部分组成的情况;(2)在每一层进行抽样时,采用简单随机抽样或系统抽样;(3)它能充分利用已掌握的信息,使样本具有良好的代表性;(4)它也是等可能性抽样,每个个体被抽到的可能性都是N n .而且在每层抽样时,可以根据具体情况采用不同的抽样方法.二、分层抽样的一般步骤分层抽样的操作步骤是:(1)分层:将总体按某种特征分成若干部分.(2)确定比例:计算各层的个体数与总体的个体数的比.计算出抽样比k=总体容量样本容量 (3)确定各层应抽取的样本容量.(4)在每一层进行抽样(各层分别按简单随机抽样或系统抽样的方法抽取),综合每层抽样,组成样本.(5)汇合成样本.学法一得 ①分层抽样时,各部分抽取的个体数与这一部分个体数的比等于样本容量与总体的个体数的比,每一个个体被抽到的可能性都是相等的;每一层抽样中采用简单随机抽样或系统抽样.②由于分层抽样充分利用了我们所掌握的信息,使样本具有较好的代表性,而且在各层抽样时可以根据具体情况采取不同的抽样方法,所以分层抽样在实践中有着非常广泛的应用.三、三种抽样方法的比较在具体情景中,需要我们准确地选择适当的抽样方法进行抽样.在各种方法间选择时,要遵循以下原则:(1)若总体由差异明显的几个层次组成,则宜用分层抽样法.当抽样比与各层的个体数的乘积是整数时,则该积就是该层的入样数;当抽样比与各层的个体数的乘积不是整数时,则该积经过四舍五入后就是该层的入样数.(2)若总体中没有差异明显的层次,则考虑采用简单随机抽样或系统抽样.①当总体容量较小时宜用抽签法;②当总体容量较大,样本容量较小时宜用随机数表法;③当总体容量较大,样本容量也较大时宜用系统抽样法.三种抽样方法的优、缺点及相互之间的关系:简单随机抽样:简单随机抽样是最基本的抽样方法,其他的各种随机抽样方法中大都会用到它.其优点是简便易行,缺点是当容量较大时难于操作,个体差异明显时所得样本无代表性.系统抽样:优点是①系统抽样比其他随机抽样方法更容易实现,可节约抽样成本.②系统抽样比简单随机抽样的应用范围更广.它可以应用到个体有自然编号,但总体中个体的数目却在抽样时无法确定的情况(如生产线的产品的质量检验).缺点是系统抽样所得样本的代表性和具体的编号有关(简单随机抽样所得样本的代表性与个体的编号无关).如果编号的个体特征随编号变化呈现一定的周期性,可能会使系统抽样的代表性很差.分层抽样:优点是充分利用了已知的总体信息,得到的样本比前两种方法有更好的代表性,并且可得到各层的子样本以顾及各层的信息.简单随机抽样、系统抽样、分层抽样的共同点是在抽样过程中每个个体被抽到的可能性相等,体现了这些抽样方法的客观性和公平性.其中简单随机抽样是最简单和最基本的抽样方法,在进行系统抽样和分层抽样时都要用到简单随机抽样的方法,抽样方法经常交叉起来使用.对于个体数量很大的总体,可采用系统抽样,系统中每一均衡部分,又可采用简单随机抽样.典题·热题知识点一 分层抽样的概念例1 某单位有老年人28人,中年人54人,青年人81人,为了调查他们的身体状况,从他们中抽取容量为36的样本,最适合抽取样本的方法是( )A.简单随机抽样B.系统抽样C.分层抽样D.先从老年人中剔除1人,再用分层抽样思路解析:由于总体由差异明显的三部分组成,考虑用分层抽样.总体总人数为28+54+81=163(人).样本容量为36,若按36︰163取样本,无法得到整数解.故考虑先剔除1人,抽取比例变为36︰162=2︰9,则中年人取54×92=12(人),青年人取81×92=18(人),应从老年人中剔除1人,老年人取27×92=6(人),组成容量为36的样本. ∴应选D.答案:D误区警示 通过以上的实例分析可以感悟到,在具体情景中,需要我们准确地选择适当的抽样方法进行抽样.各种方法间选择时,要遵循以下原则:(1)若总体由差异明显的几个层次组成,则宜用分层抽样法.当抽样比与各层的个体数的乘积是整数时,则该积就是该层的入样数;当抽样比与各层的个体数的乘积不是整数时,则该积经过四舍五入后就是该层的入样数.知识点二 分层抽样的过程与步骤例2 选择合适的抽样方法抽样,写出抽样过程.(1)30个篮球,其中甲厂生产的有21个,乙厂生产的有9个,抽取10个入样;(2)有甲厂生产的30个篮球,其中一箱21个,另一箱9个,抽取3个入样;(3)有甲厂生产的300个篮球,抽取10个入样;(4)有甲厂生产的300个篮球,抽取30个入样.思路分析:应结合三种抽样方法的使用范围和实际情况灵活使用各种抽样方法解决问题. 解:(1)总体由差异明显的几个层次组成,需选用分层抽样法.第一步:确定抽取个数,30/10=3,所以甲厂生产的应抽取21/3=7个,乙厂生产的应抽取9/3=3个;第二步:用抽签法分别抽取甲厂生产的篮球7个,乙厂生产的篮球3个.这些篮球便组成了我们要抽取的样本;(2)总体容量较小,用抽签法.第一步:将30个篮球编号,编号为00,01, (29)第二步:将以上30个编号分别写在一张小纸条上,揉成小球,制成号签; 第三步:把号签放入一个不透明的袋子中,充分搅匀;第四步:从袋子中逐个抽取3个号签,并记录上面的号码;第五步:找出和所得号码对应的篮球.(3)总体容量较大,样本容量较小,宜用随机数表法.第一步:将300个篮球用随机方式编号,编号为001,002, (299)第二步:在随机数表中随机地确定一个数作为开始,如第8行第29列的数7开始,任选一个方向作为读数方向,比如向右读;第三步:从数7开始向右读,每次读三位,凡不在001—299中的数跳过去不读,遇到已经读过的数也跳过去,便可依次得到286,211,234,297,207,013,027,086,284,281这10个号码,这就是所要抽取的10个样本个体的号码.(4)总体容量较大,样本容量也较大,宜用系统抽样法.第一步:将300个篮球用随机方式编号,编号为000,001,002,…,299,并分成30段;第二步:在第一段000,001,002,…,009这三个编号中用简单随机抽样抽出一个(如002)作为起始号码;第三步:将编号为002,012,022,…,292的个体抽出,组成样本.巧解提示 在解决问题的过程中,应结合三种抽样方法的使用范围和实际情况灵活使用各种抽样方法.问题·探究方案设计探究问题为了考查某校的教学水平,将抽查这个学校高三年级的部分学生的本学年考试成绩进行考查,为了全面地反映实际情况,采取以下三种方式进行抽查:(已知该校高三年级共有20个教学班,并且每个班内的学生已经按随机方式编好了号,假定该校每班学生人数都相同)(1)从全年级20个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取20人,考察他们的学习成绩;(2)每个班都抽取1人,共计20人,考察这20个学生的成绩;(3)把学生按成绩分成优秀、良好、普通三个级别,从其中共抽取100名学生进行考查.(已知若按成绩分,该校高三学生中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人)试探究上面三种抽取方式各自抽取样本的步骤.探究过程:(1)这三种抽取方式中,其总体都是指该校高三年级全体学生本年度的考试成绩.其中第一种抽取方式中样本为所抽取的20名学生本年度的成绩,样本容量为20;第二种抽取方式中样本为所抽取的20名学生本年度的成绩,样本容量为20;第三种抽取方式中样本为所抽取的100名学生本年度的成绩,样本容量为100;(2)上面三种抽取方式中,第一种方式采用的方法是简单的随机抽样法;第二种方式采用的方法是简单的随机抽样法和系统抽样法;第三种方式采用的方法是简单的随机抽样法和分层抽样法;(3)第一种方式抽样的步骤如下:第一步,在这20个班中用抽签法任意抽取一个班;第二步,从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取20名学生,考察其考试成绩.第二种方式抽样的步骤如下:第一步,在第一个班中,用简单的随机抽样法任意抽取某一学生,记其学号为a;第二步,在其余的19个班中,选取学号为a的学生,共计20人.第三种方式抽样的步骤如下:第一步,分层.因为若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人,所以在抽取样本时,应该把全体学生分成三个层次;第二步,确定各个层次抽取的人数.因为样本容量与总体的个体数之比为100∶1 000=1∶10,所以在每个层次抽取的个体数依次为150/10,600/10,250/10,即15,60,25;第三步,按层次分别抽取.在优秀生中用简单的随机抽样法抽取15人,在良好生中用简单的随机抽样法抽取60人,在普通生中用简单的随机抽样法抽取25人.探究结论:三种抽样方法都是一种等几率抽样,经常交叉起来使用,比如,分层抽样中,若每层中个体数量仍很大,则可辅之系统抽样,系统中的每一均衡的部分,又可采用简单随机抽样.为熟练掌握三种抽样方法,应结合具体实例,多分析,多实践,从解决问题的过程中体会三种抽样方法的特点和用法,进一步理解抽样的必要性和统计的基本思想.。
2.1.3 分层抽样学习目标 1.理解分层抽样的概念(难点);2.会用分层抽样从总体中抽取样本(重点);3.了解两种抽样法的联系和区别.知识点一 分层抽样1.分层抽样的概念一般地,当总体由差异明显的几个部分组成时,为了使样本更客观地反映总体情况,我们常常将总体中的个体按不同的特点分成层次比较分明的几个部分,然后按各个部分在总体中所占的比实施抽样,这种抽样方法叫分层抽样,所分成的各个部分称为“层”. 分层抽样具有如下特点:(1)适用于总体由差异明显的几部分组成的情况;(2)按比例确定每层抽取个体的个数;(3)在每一层进行抽样时,采用简单随机抽样的方法;(4)分层抽样能充分利用已掌握的信息,使样本具有良好的代表性;(5)分层抽样也是等机会抽样,每个个体被抽到的可能性都是样本容量n 总体容量N,而且在每层抽样时,可以根据个体情况采用不同的抽样方法2.分层抽样的步骤分层抽样的步骤是:(1)将总体按一定标准分层;(2)计算各层的个体数与总体的个体数的比;(3)按各层个体数占总体的个体数的比确定各层应抽取的样本容量;(4)在每一层进行抽样(可用简单随机抽样).【预习评价】 (正确的打“√”,错误的打“×”)1.在分层抽样中,每一个个体被抽到的可能性是相等的;( )2.在各层中抽取的个体数与该层个体数之比等于抽样比;( )3.分层抽样中,具体分多少层是固定的.( )答案 1.√ 2.√ 3.×知识点二 抽样方法的比较简单随机抽样、分层抽样的比较如下表所示:类别 共同点各自特点 相互联系 适用范围简单随机抽样 (1)抽样过程中每个个体被抽到的可能性相等;(2)每次抽出个体后不再将它放回,即不放回抽样从总体中逐个抽取 总体中的个体数较少 分层抽样 将总体分成几层,在各层中按同一抽样比抽取 在各层抽样时,采用简单随机抽样或系统抽样 总体由差异明显的几部分组成 【预习评价】分层抽样的总体具有什么特性?提示 分层抽样的总体由差异明显的几部分构成,也就是说当已知总体由差异明显的几部分组成时,为了使样本充分地反映总体的情况,常将总体分成几部分,然后按照各部分所占的比例进行抽样.题型一 对分层抽样概念的理解【例1】 为了保证分层抽样时每个个体等可能地被抽取,必须要求________(填序号). ①每层等可能抽样;②每层抽取的个体数相等;③每层抽取的个体可以不一样多,但必须满足抽取n i =n ·N i N(i =1,2,3,…,k )个个体(其中k 是层数,n 是抽取的样本容量,N i 是第i 层中个体的个数,N 是总体的容量);④只要抽取的样本容量一定,每层抽取的个体数没有限制.解析 虽然每层等可能地抽样,但是没有指明每层中应抽取几个个体,故①不正确;由于每层的容量不一定相等,每层也不一定抽同样多的个体数,显然从整个总体来看,各层之间的个体被抽取的可能情况就不一样了,因此②也不正确;对于第i 层的每个个体,它被抽到的可能性与层数k 无关,即对于每个个体来说,被抽入样本的可能性是相同的,故③正确;④不正确,因为每层抽取的个体数是有限制的.答案 ③规律方法 分层抽样的特点主要有:(1)适用总体由差异明显的几部分组成的情况;(2)分成的各层互不交叉;(3)是等可能抽样,每个个体被抽到的可能性都相等,都是n N(n 为样本容量,N 为总体容量),与层数及分层无关;(4)是不放回抽样;(5)各层抽取的比例都等于样本容量在总体中所占的比例;(6)分层抽样是建立在简单随机抽样的基础上的,由于它充分利用了已知信息,因此利用它获得的样本更具有代表性,更充分反映了总体的情况,在实践中的应用更为广泛.【训练1】 有40件产品,其中一等品10件,二等品25件,次品5件.现从中抽出8件进行质量分析,则应采取的抽样方法是________.解析 总体是由差异明显的几部分组成,符合分层抽样的特点,故采用分层抽样. 答案 分层抽样题型二 分层抽样的应用【例2】 一批产品中,有一级品100个,二级品60个,三级品40个,请用分层抽样法从这批产品中抽取一个容量为20的样本,应如何抽取?解 第一步,确定抽样比:20∶(100+60+40)=1∶10.第二步,确定每层中抽取的样本数:从一级品中抽取100×110=10(个),从二级品中抽取60×110=6(个),从三级品中抽取40×110=4(个). 第三步,各层抽样:用简单随机抽样法或系统抽样法抽取一级品10个,二级品6个,三级品4个.第四步,将每层抽取的个体组合在一起构成样本.规律方法 利用分层抽样抽取样本的操作步骤:(1)将总体按一定标准进行分层;(2)确定抽样比;(3)按抽样比确定各层应抽取的样本容量;(4)在每一层进行抽样(可用简单随机抽样);(5)最后将每一层抽取的样本汇总合成样本.【训练2】 一个单位有职工800人,其中具有高级职称的有160人,具有中级职称的有320人,具有初级职称的有200人,其余人员120人.为了解职工收入情况,决定采用分层抽样的方法,从中抽取容量为40的样本,则从上述各层中依次抽取的人数分别是________.解析 抽样比为40800=120,故各层抽取的人数依次为 160×120=8,320×120=16,200×120=10,120×120=6. 答案 8,16,10,6方向1 抽样方法的选择【例3-1】 某校有教职工240人,其中教师160人,行政人员48人,后勤人员32人.为了了解职工的收入情况,需要从中抽取一个容量为30的样本,有以下两种抽样方法: 方法一:将240人按照1~240进行编号,然后制作出有编号1~240的240个形状、大小相同的号签,并将号签放入一个不透明的箱子里均匀搅拌,然后从中抽取30个号签,编号和号签相同的30个人被选出.方法二:按照人数的比例,从教师中抽出20人,从行政人员中抽出6人,从后勤人员中抽出4人,可抽到30人(从各类人员中抽取所需人员时均采用随机数表法).则方法一是________,方法二是________.解析 根据各个抽样方法的定义,方法一显然为抽签法,属于简单随机抽样;方法二根据各类人数比例来抽样,根据分层抽样的定义,该方法属于分层抽样.答案 简单随机抽样 分层抽样方向2 抽样方法的比较【例3-2】 在100个零件中,有一级品20个,二级品30个,三级品50个,从中抽取20个作为样本.方法1:采用简单随机抽样的方法,将零件编号00,01,02,…,99,用抽签法抽取20个. 方法2:采用分层抽样的方法,从一级品中随机抽取4个,从二级品中随机抽取6个,从三级品中随机抽取10个.对于上述问题,下列说法正确的是________(填序号).①不论采用哪种抽样方法,这100个零件中每一个零件被抽到的可能性都是15; ②采用不同的方法,这100个零件中每一个零件被抽到的可能性各不相同;③在上述抽样方法中,方法2抽到的样本比方法1抽到的样本更能反映总体特征.解析 根据三种抽样的特点知,不论哪种抽样,总体中每个个体被抽到的可能性都相等,都是n N,故①正确,②错误;由于总体中有差异较明显的三个层(一级品、二级品和三级品),故方法②抽到的样本更有代表性,③正确,故①③正确.答案 ①③方向3 抽样方法的具体应用【例3-3】 为了考察某校的教学水平,抽查了这个学校高三年级部分学生的本学年考试成绩进行考察.为了全面地反映实际情况,采取以下两种方式进行(已知该校高三年级共有14个教学班,并且每个班内的学生都已经按随机方式编好了学号,假定该校每班人数都相同).①从全年级14个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取14人,考察他们的学习成绩; ②把该校高三年级的学生按成绩分成优秀,良好,普通三个级别,从中抽取100名学生进行考查(已知若按成绩分,该校高三学生中优秀学生有105名,良好学生有420名,普通学生有175名).根据上面的叙述,试回答下列问题:(1)上面两种抽取方式中,其总体、个体、样本分别指什么?每一种抽取方式抽取的样本中,其样本容量分别是多少?(2)上面两种抽取方式各自采用何种抽取样本的方法?(3)试分别写出上面两种抽取样本的步骤.解 (1)这两种抽取方式中,其总体都是指该校高三全体学生本年度的考试成绩,个体都是指高三年级每个学生本年度的考试成绩.其中第一种抽取方式中样本为所抽取的14名学生本年度的考试成绩,样本容量为14;第二种抽取方式中样本为所抽取的100名学生本年度的考试成绩,样本容量为100.(2)上面二种抽取方式中,第一种方式采用的方法是简单随机抽样法;第二种方式采用的方法是分层抽样法和简单随机抽样法.(3)第一种方式抽样的步骤如下:第一步:在这14个班中用抽签法任意抽取一个班;第二步:从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取14名学生,考察其考试成绩. 第二种方式抽样的步骤如下:第一步:分层,因为若按成绩分,其中优秀生共105人,良好生共420人,普通生共175人,所以在抽取样本中应该把全体学生分成三个层次;第二步:确定各个层次抽取的人数,因为样本容量与总体数的比为100∶700=1∶7,所以在每层抽取的个体数依次为1057,4207,1757,即15,60,25; 第三步:按层分别抽取,在优秀生中用简单随机抽样法抽取15人,在良好生中用简单随机抽样法抽取60人,在普通生中用简单随机抽样法抽取25人.第四步:将所抽取的个体组合在一起构成样本.规律方法 (1)两种抽样的适用范围不同,各自的特点也不同,但各种方法间又有密切联系.在应用时要根据实际情况选取合适的方法.(2)两种抽样中每个个体被抽到的可能性都是相同的.课堂达标1.某校对全校1 200名男女学生进行健康调查,采用分层抽样法抽取一个容量为200的样本.已知女生抽了85人,则该校的男生数是________人.解析 男生人数占总人数的比等于抽到男生人数占样本容量的比,可得男生数为 1200×200-85200=690(人). 答案 6902.某高校甲、乙、丙、丁四个专业分别有150,150,400,300名学生,为了解学生的就业倾向,用分层抽样的方法从该校这四个专业中共抽取40名学生进行调查,则应在丙专业中抽取的学生人数为________.解析 由题意知按分层抽样法进行抽样,抽样比为40150+150+400+300=125,所以应在丙专业中抽取的人数为400×125=16. 答案 163.下列问题中宜采用的抽样方法依次为:(1)________;(2)________;(3)________.(1)从10台电冰箱中抽取3台进行质量检查;(2)某社区有1 200户家庭,其中高收入家庭420户,中等收入家庭470户,低收入家庭310户,为了调查该社区购买力的某项指标,要从所有家庭中抽取一个容量为120的样本;(3)某学校有160名教职工,其中教师120名,行政人员16名,后勤人员24名,为了了解教职工对学校在校务公开方面的意见,拟抽取一个容量为20的样本.解析4.央视春晚直播不到20天的时候,某媒体报道,由六小龄童和郭富城合演的《猴戏》节目被毙,为此,某网站针对“是否支持该节目上春晚”对网民进行调查,得到如下数据:若采用分层抽样的方法从中抽取48人进行座谈,则持“支持”态度的网民抽取的人数为________.解析 持“支持”态度的网民抽取的人数为48×8 0008 000+6 000+10 000=48×13=16. 答案 165.一个单位有职工160人,其中有业务人员112人,管理人员16人,后勤服务人员32人.为了了解职工的某种情况,要从中抽取一个容量为20的样本,请用分层抽样的方法抽取样本.解 法一 三部分所含个体数之比为112∶16∶32=7∶1∶2,设三部分应抽取个体数分别为7x ,x,2x ,则由7x +x +2x =20,得x =2.故业务人员、管理人员、后勤服务人员应分别抽取14人,2人和4人.法二 分层抽样中的抽样比为20160=18.由112×18=14,16×18=2,32×18=4,可得业务人员、管理人员、后勤服务人员应分别抽取14人,2人和4人.确定样本的组成部分之后,下面在层内运用简单随机抽样法抽样.课堂小结1.对于分层抽样中的比值问题,常利用以下关系式解:(1)样本容量n 总体容量N =各层抽取的样本数该层的容量; (2)总体中各层容量之比=对应层抽取的样本数之比.2.选择抽样方法的规律:(1)当总体容量较小,样本容量也较小时,制签简单,号签容易搅匀,可采用抽签法.(2)当总体容量较大,样本容量较小时,可采用随机数表法.(3)当总体是由差异明显的几部分组成时,可采用分层抽样法.基础过关1.某学校有男、女学生各500名.为了解男、女学生在学习兴趣与业余爱好方面是否存在显著差异,拟从全体学生中抽取100名学生进行调查,则宜采用的抽样方法是________. 解析 由于男生和女生存在性别差异,所以宜采用的抽样方法是分层抽样法.答案 分层抽样法2.为了解某地区的中小学生视力情况,拟从该地区的中小学生中抽取部分学生进行调查,事先已了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异,而男、女生视力情况差异不大,在下面的抽样方法中最合理的抽样方法是________(填序号).①简单随机抽样;②按性别分层抽样;③按学段分层抽样.解析 因为已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异,而男、女生视力情况差异不大.为了解某地区中小学生的视力情况,按学段分层抽样,这种方式具有代表性,比较合理.答案 ③3.某校高一年级有900名学生,其中女生400名,按男女比例用分层抽样的方法,从该年级学生中抽取一个容量为45的样本,则应抽取的男生人数为________.解析 设男生抽取x 人,则有45900=x 900-400,解得x =25. 答案 254.某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向,拟采用分层抽样的方法,从该校四个年级的本科生中抽取一个容量为300的样本进行调查,已知该校一年级、二年级、三年级、四年级的本科生人数之比为4∶5∶5∶6,则应从一年级本科生中抽取________名学生.解析 根据题意,应从一年级本科生中抽取的人数为44+5+5+6×300=60. 答案 605.某单位200名职工的年龄分布情况如图,现要从中抽取40名职工作为样本,若用分层抽样的方法,则40岁以下年龄段应抽取________人.解析 40岁以下年龄段的职工数为200×0.5=100,则应抽取的人数为40200×100=20. 答案 206.选择合适的抽样方法抽样,写出抽样过程.(1)有甲厂生产的30个篮球,其中一箱21个,另一箱9个,抽取3个;(2)有30个篮球,其中甲厂生产的有21个,乙厂生产的有9个,抽取10个;(3)有甲厂生产的300个篮球,抽取10个.解 (1)总体容量较小,用抽签法.①将30个篮球编号,编号为00,01, (29)②将以上30个编号分别写在完全一样的小纸条上,揉成小球,制成号签;③把号签放入一个不透明的袋子中,充分搅拌;④从袋子中逐个抽取3个号签,并记录上面的号码;⑤找出和所得号码对应的篮球即可得到样本.(2)总体由差异明显的两层组成,需选用分层抽样.①确定抽取个数.因为1030=13,所以甲厂生产的应抽取2113=7(个),乙厂生产的应抽取9×13=3(个);②用抽签法分别抽取甲厂生产的篮球7个,乙厂生产的篮球3个,这些篮球便组成了我们要抽取的样本.(3)总体容量较大,样本容量较小,宜用随机数表法.①将300个篮球用随机方式编号,编号为001,002, (300)②在随机数表中随机的确定一个数作为开始,如第8行第29列的数“7”开始,任选一个方向作为读数方向,比如向右读;③从数“7”开始向右读,每次读三位,凡不在001~300中的数跳过去不读,遇到已经读过的数也跳过去不读,依次得到10个号码,这就是所要抽取的10个样本个体的号码.7.一个单位有职工500人,其中不到35岁的有125人,35岁至49岁的有280人,50岁及以上的有95人.为了了解这个单位的职工与身体状态有关的某项指标,要从中抽取100名职工作为样本,职工年龄与这项指标有关,应该怎样抽取?解 用分层抽样来抽取样本,步骤如下:(1)分层.按年龄将500名职工分成三层:不到35岁的职工;35岁到49岁的职工;50岁及以上的职工.(2)确定每层抽取个体的个数.抽样比为100500=15,则在不到35岁的职工中抽取125×15=25(人);在35岁至49岁的职工中抽取280×15=56(人); 在50岁及以上的职工中抽取95×15=19(人). (3)在各层分别按抽签法或随机数表法抽取样本.(4)将每层抽取的个体组合在一起构成样本.能力提升8.问题:①有1 000个乒乓球分别装在3个箱子内,其中红色箱子内有500个,蓝色箱子内有200个,黄色箱子内有300个,现从中抽取一个容量为100的样本;②从20名学生中选出3名参加座谈会.方法:Ⅰ.简单随机抽样;Ⅱ.分层抽样.其中问题与方法能配对的是________.解析 对于①,由于箱子颜色差异较为明显,可采用分层抽样方法抽取样本;对于②,由于总体容量、样本容量都较小,宜采用简单随机抽样.答案 ①Ⅱ,②Ⅰ9.某公司生产三种型号的轿车,产量分别为1 200辆,6 000辆和2 000辆.为检验该公司的产品质量,现用分层抽样的方法抽取46辆进行检验,这三种型号的轿车依次应抽取的辆数为________. 解析 设三种型号的轿车依次抽取x 辆,y 辆,z 辆,则有⎩⎪⎨⎪⎧ x 1 200=y 6 000=z 2 000,x +y +z =46,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =6,y =30,z =10.故填6,30,10.答案 6,30,1010.已知某地区中小学生人数和近视情况分别如图①和如图②所示,为了了解该地区中小学生的近视形成原因,用分层抽样的方法抽取2%的学生进行调查,则样本容量和抽取的高中生近视人数分别为________.解析由题意知样本容量为(3 500+4 500+2 000)×2%=200,其中高中生人数为2 000×2%=40,高中生的近视人数为40×50%=20.答案200,2011.某企业三月中旬生产A,B,C三种产品共3 000件,根据分层抽样的结果,该企业统计员制作了如下的统计表:由于不小心,表格中A,C产品的有关数据已被污染看不清楚,统计员记得A产品的样本容量比C产品的样本容量多10.根据以上信息,可得C产品的数量是________件.解析设C产品的数量为x件,则A产品的数量为(1 700-x)件,C产品的样本容量为a,则A产品的样本容量为10+a,由分层抽样的定义可知1 700-xa+10=xa=1 300130,解得x=800.答案80012.甲、乙两套设备生产的同类型产品共4 800件,采用分层抽样的方法从中抽取一个容量为80的样本进行质量检测.若样本中有50件产品由甲设备生产,求乙设备生产的产品总数.解由题设,抽样比为804 800=160.设甲设备生产的产品为x件,则x60=50,∴x=3 000. 故乙设备生产的产品总数为4 800-3 000=1 800(件).13. (选做题)某社区小学三个年级各班人数如下表所示.学校计划召开学生代表座谈会,请根据上述基本数据设计一个样本容量为总体容量的120的抽样方案.解第一步确定一年级、二年级、三年级的被抽个体数.一年级、二年级、三年级的学生数分别为:一年级:45+48+52=145,二年级:46+54+50=150,三年级:45+55+55=155.由于总体容量与样本容量的比为20∶1,所以样本中包含的各部分个体数应为145÷20≈7,150÷20≈8,155÷20≈8.第二步将一年级的被抽个体数分配到一年级1班、2班、3班中.因为一年级1班、2班、3班的人数比为45∶48∶52,所以一年级1班、2班、3班的被抽个体数分别为7÷145×45≈2,7÷145×48≈2,7÷145×52≈3.第三步用同样的方法将二年级的被抽个体数分配到二年级1班、2班、3班中,结果分别为2人、3人、3人.第四步用同样的方法将三年级的被抽个体数分配到三年级1班、2班、3班中,结果分别为2人、3人、3人.第五步再用简单随机抽样在对应班级中抽取.。
2.1.2 系统抽样整体设计教材分析当总体中个体比拟多,抽签法与随机数表法用于选取样本就比拟烦琐,而且也不能保证样本代表性,所以本节课将要学习又一种新抽样方法——系统抽样.在教学时教师不仅要让学生了解系统抽样概念,而且还要让学生掌握如何进展系统抽样,以及在进展系统抽样时所要注意一些事项,如怎样进展分段,应该分成多少段,分段时如总体个数不能被样本容量整除怎么办等等.在教学中要教会学生会比拟各种方法适用范围与各自优缺点,并会根据实际情况选择恰当抽样方法,且在讲解系统抽样时必须紧扣“每个个体被抽取概率是相等〞理论依据.黑格尔说:“教师是学生心目中‘权威人物’,是儿童心目中最神圣偶像.〞因此,我们教师在教学中要建立民主师生关系,要有意突破常规,让学生敢于在课堂上表现自己,教师也要善于表扬他们.教学时,教师要让学生充分发挥自己潜能,培养他们会对现有知识独立钻研创新精神,并培养他们会用现有知识合理辐射数学思维,得出一些具有个人特色正确结论.三维目标了解系统抽样概念及抽样步骤,会用系统抽样从总体中抽取样本,能运用所学知识判断、分析与选择抽取样本方法.能从现实生活或其他学科提出有价值数学问题,并能加以解决,培养学生运用统计思想表达思考与解决现实世界中问题能力,让学生感受数学美学价值在于鲜活实际应用,立志于学习与研究数学,最大限度地用数学知识效劳于社会,同时自身也能获得最正确生存环境.重点难点教学重点:系统抽样应用.教学难点:对系统抽样中“系统〞思想理解;对样本随机性理解.课时安排1课时教学过程导入新课当总体中个体数比拟多时,采用抽签法或随机数表法那么比拟烦琐,那么该如何抽样?如:某校高一年级共有20个班,每班有50名学生.为了了解高一学生视力状况,从这1 000人中抽取一个容量为100样本进展检查,应该怎样抽取?学生思考,交流讨论,然后代表发言,教师修改总结.推进新课新知探究1.将总体平均分成几个局部,然后按照一定规那么,从每个局部中抽取一个个体作为样本,这样抽样方法称为系统抽样〔systematic sampling〕.2.假设要沉着量为N总体中抽取容量为n样本,系统抽样步骤为:〔1〕采用随机方式将总体中N 个个体编号;〔2〕将编号按间隔k 分段,当n N 是整数时,取k=n N ;当n N 不是整数时,从总体中剔除一些个体,使剩下总体中个体个数N′能被n 整除,这时取k=nN ,并将剩下总体重新编号; 系统抽样与简单随机抽样联系:将总体均分后每一局部进展抽样时,采用是简单随机抽样.系统抽样优点是简便易行,当对总体构造有一定了解时,充分利用已有信息对总体中个体进展排队再抽样,可提高抽样效率;当总体中个体存在一种自然编号时,便于施行系统抽样法.系统抽样缺点是在不了解样本总体情况下,所抽出样本具有一定偏差.〔3〕在第一段中用简单随机抽样确定起始个体编号l ;〔4〕按照一定规那么抽取样本,通常将编号为l,l+k,l+2k,…,l+(n-1)k 个体抽出.应用例如〔多媒体出示题目,学生思考〕例1 一条流水线生产某种产品,每天都可生产128件这种产品,我们要对一周内生产这种产品作抽样检验,方法是抽取这一周内每天下午2点到2点半之间下线8件产品作检验.这里采用了哪种抽取样本方法分析:此抽样选用了“等时〞抽样,与“等间距〞类似而作出判断.解:系统抽样.点评:解决此题要弄清楚目前所学两种抽样概念与特点.例2 某校为了了解全校住校生对学校食堂意见,打算从全校1 000名住校生中抽取50名进展调查,用系统抽样法进展抽取,并写出过程.分析:根据系统抽样步骤可解此题.解:首先将这1 000名学生从1开场进展编号,然后按号码顺1000=20,再从号码1~20第一段中序均分成50段,每段个体数为50用简单随机抽样抽取一个号码,假设抽到是9号,然后从9 开场,每隔20个号码抽取一个,这样就得到容量为50样本编号:9、29、49、…、989,这样,我们就得到一个容量为50样本,这种抽样方法就是系统抽样.N是整数.点评:此题“分段〞比拟方便,因为分段间隔k=n例3 某单位在岗职工共624人,为了调查工人用于上班途中所用时间,决定抽取10%工人进展调查,如何采用系统抽样方法完成这一抽样?分析:总体中每一个个体,都必须等可能地入样.为了实现“等距〞入样,且又等概率,应先剔除,再“分段〞,后定起始数.解:抽样过程如下:〔1〕先将在岗工人624人,用随机方式编号〔如按出生年月日编号〕:000,001,002, (623)〔2〕由题知应抽取62人作为样本,因为624不能被62整除,所以应从总体中剔除4个,将余下620人按编号顺序补齐000,001,002,…,619,并分成62个段,每段10人.〔3〕在第一段000,001,002,…,009这十个编号中,随机定一个起始号l 〔如006〕.〔4〕最后编号为006,016,026,…,59610名工人就为所要抽取样本.点评:1.系统抽样步骤可概括为:〔1〕编号〔采用随机方式将总体中个体编号,为简便起见,有时可直接利用个体所带号码,如考生准考证号、街道上各户门牌号,等等〕.n N 〔N 为总体中个体数,n 为样本容量〕是整数时, k=n N ;当n N 不是整数时,通过从总体中剔除一些个体,使剩下个体数N′能被n 整除,这时k=nN 〕. 〔3〕确定起始个体编号l 〔在第一段用简单随机抽样确定起始个体编号l 〕.〔4〕按照事先确定规那么.......抽取样本〔通常是将l 加上间隔k ,得第二个编号l+k ,再将〔l+k 〕加上k ,得第三个编号l+2k ,这样继续下去,直至获取整个样本〕.“事先确定规那么〞说明不一定按“通常〞方法〔即将l 加上间隔k ,得第二个编号l+k ,再将〔l+k 〕加上k ,得第三个编号l+2k ,这样继续下去,直至获取整个样本〕来抽取样本.2.学生解答,归纳步骤后由学生修改整理,教师巡视点拨,对整理较好同学进展及时表扬或鼓励,激发学生自信.思考:在用系统抽样方法抽样过程中,会用怎样“规那么〞来取除起始号以外其他编号呢?看例4.例4 一个总体中有100个个体,随机编号为0、1、2、 (99)依编号顺序平均分成10个小组,组号依次为1、2、3、…、10,现用系统抽样方法抽取一个容量为10样本,规定如果在第1组随机抽取号码为m,那么在第k(k≥2)组中抽取号码个位数字与m+k个位数字一样.假设m=6,那么第7组中抽取号码为__________________.分析:此题与课本中总结“通常〞方法〔即每隔10抽出一个号码〕有所不同,挖掘点在于条件“第一个号码m之后,在第k组中抽取号码个位数字与m+k个位数字一样〞.解:因为,第1组号码0~9;第2组号码10~19;第3组号码20~29;依次下去第7组中抽取号码十位数字是6.此题要求“在抽取了第一个号码m之后,在第k组中抽取号码个位数字与m+k 个位数字一样〞限制了各组抽出号码个位数.利用m及k值,求出m+k个位数字,即此题中由m=6,k=7得m+k=13,显然,m+k=13个位数字是3,故从第7组中抽取号码是63.所有被抽出号码依次为:6,18,29,30,41,52,63,74,85,96.它们“不等距〞.点评:此题是福建2004年高考卷第15〔文〕题,如果按照系统抽样经历做法“等间距〞做此题话,那么不达.一位教育专家曾指出:学习如果过分地依赖学习者经历或感情世界,即通过纯粹经历积累,而不是通过认知活动对经历进展加工,那么学习将会出现危机,因此必须重视人思维教育.所以,我们在教学时要留足够时间给学生探究,充分暴露学生思维,让学生自己打破思维中过多“经历〞束缚,展示学生创造性学习思维活动过程.知能训练课本本节练习.解答:1.系统抽样中总体与样本比必须是整数,而1 252被50整除余2,因此必须随机剔除2人.应选A.2.具体步骤为:第一步,将1 003名学生,用随机方式编号〔如按出生年月日编号〕:0000,0001,0002,…,1 002.第二步,由题知:应抽取20名学生作为样本,因为1 003不能被20整除,所以应从总体中随机剔除3名学生,将余下1 000名学生按编号顺序补齐为0000,0001,0002,…,0999,并分成20个段,每段50名学生.第三步,在第一段0000,0001,0002,…,0049这50个编号中,随机定一个起始号l〔如0006〕.第四步,编号为0006,0056,0106,…,095620名学生就是所要抽取样本.3.可选择在某个年级进展,如选择高一年级.先将所有学生随机地进展编号;然后将他们分成m段,每段n人〔如总人数不能被均分,可随机地剔除几个人再分〕;再从第一段随机抽取一个号码〔如l〕;那么编号为l,l+n,l+2n,…,l+(m-1)n学生就是需要.最后测量这些学生两臂平展长度及身高,再分别计算两组数据平均数.课堂小结〔先让一位同学总结,其他同学补充,教师完善,并用多媒体展示出来〕(1)系统抽样适用于总体中个数较多情况,因为这时采用简单随机抽样显得不方便.(2)系统抽样与简单随机抽样之间存在着密切联系,即在将总体中个体均分后每一段进展抽样时,采用是简单随机抽样.(3)与简单随机抽样一样,系统抽样也属于等概率抽样.作业为了了解某地参加英语口语水平测试5 027名学生成绩,从中抽取了200名学生成绩进展统计分析,请写出运用系统抽样抽取样本步骤.解:具体步骤为:第一步,将参加计算机水平测试5 027名学生用随机方式编号〔如按准考证编号〕0000,0001, (5026)第二步,由题知:应抽取200人作为样本,因为5 027不能被200整除,所以应从总体中剔除27个,将余下5 000人按编号顺序补齐0000,0001,…,4999,分成200个段,每段25人.第三步,在第一段0000,0001,…,0024这25个编号中,随机定一个起始号l〔如0022〕.第四步,编号为0022,0047,…,4997工人就为所要抽取样本.设计感想由于这局部内容比拟简单,所以整节课以学生为主,尤其是根底在中下游学生,要激发他们学习积极性,从而活泼课堂气氛,使每个学生都全身心投入,动脑、举例.。
江苏省徐州市高中数学2.1.3 分层抽样教案苏教版必修3编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(江苏省徐州市高中数学2.1.3 分层抽样教案苏教版必修3)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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2。
1。
3 分层抽样教学目标(1)正确理解分层抽样的概念;(2)掌握分层抽样的一般步骤;(3)区分简单随机抽样、系统抽样和分层抽样,并选择适当正确的方法进行抽样。
教学重难点正确理解分层抽样的定义,灵活应用分层抽样抽取样本,并恰当的选择三种抽样方法解决现实生活中的抽样问题.教学参考教材、教参授课方法启发、引导、归纳教学辅助手段多媒体专用教室教学教学二次备课过程一、问题情境:设计假设某地区有高中生2400人,初中生10900人,小学生11000人,此地教育部门为了了解本地区中小学的近视情况及其形成原因,要从本地区的小学生中抽取1%的学生进行调查,你认为应当怎样抽取样本?二、数学建构1、分层抽样的定义.一般地,在抽样时,将总体分成互不交叉的层,然后按照一定的比例,从各层独立地抽取一定数量的个体,将各层取出的个体合在一起作为样本,这种抽样的方法叫分层抽样。
分层抽样的步骤:知识点2 简单随机抽样、系统抽样、分层抽样的比较教学教学二次备课江苏省徐州市高中数学 2.1.3 分层抽样教案 苏教版必修3三、数学建构: 例1、 某高中共有900人,其中高一年级300用分层抽样抽取容量为45的样本,那么高C 。
10,5,30 D15,10,20方法,因此分层抽样是一种实用、操作性强、1、某单位有老年人28人,中年人人,为了调查他们容量为36的样本,个学生被抽到的课外作业:P52 1 3 4作业教学小结。
统计、抽样方法一、教学目标1.随机抽样。
2.用样本估计总体。
3.变量的相关性。
二、知识提要1.抽样当总体中的个体较少时,一般可用简单随机抽样;当总体中的个体较多时,一般可用系统抽样;当总体由差异明显的几部分组成时,一般可用分层抽样,而简单随机抽样作为一种最简单的抽样方法,又在其中处于一种非常重要的地位.实施简单随机抽样,主要有两种方法:抽签法和随机数表法.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就显得不方便,系统抽样与简单随机抽样之间存在着密切联系,即在将总体中的个体均匀分后的每一段进行抽样时,采用的是简单随机抽样;与简单随机抽样一样,系统抽样也属于等概率抽样.分层抽样在内容上与系统抽样是平行的,在每一层进行抽样时,采用简单随机抽样或系统抽样,分层抽样也是等概率抽样.2.样本与总体用样本估计总体是研究统计问题的一种思想方法.当总体中的个体取不同数值很少时,其频率分布表由所取样本的不同数值及其相应的频率来表示,其几何表示就是相应的条形图,当总体中的个体取不同值较多,甚至无限时,其频率分布的研究要用到初中学过的整理样本数据的知识.用样本估计总体,除在整体上用样本的频率分布去估计总体的分布以外,还可以从特征数上进行估计,即用样本的平均数去估计总体的平均数,用关于样本的方差(标准差)去估计总体的方差(标准差).3.正态分布正态分布在实际生产、生活中有着广泛的应用,很多变量,如测量的误差、产品的尺寸等服从或近似服从正态分布,利用正态分布的有关性质可以对产品进行假设检验.4.线性回归直线设x、y是具有相关关系的两个变量,且相应于n组观察值的n个点大致分布在一条直线的附近,我们把整体上这n个点最接近的一条直线叫线性回归直线.三、基础训练1.一个总体中共有10个个体,用简单随机抽样的方法从中抽取一容量为3的样本,则某特定个体入样的概率是( )A.310C3B.89103⨯⨯ C.103D. 1012.(2004年江苏,6)某校为了了解学生的课外阅读情况,随机调查了50名学生,得到他们在某一天各自课外阅读所用时间的数据,结果用下面的条形图表示.根据条形图可得这50名学生这一天平均每人的课外阅读时间为( )h)A.0.6 hB.0.9 hC.1.0 hD.1.5 h3.如果随机变量ξ~N(μ,σ2),且Eξ=3,Dξ=1,则P(-1<ξ≤1)等于( )A.2Φ(1)-1B.Φ(4)-Φ(2)C.Φ(2)-Φ(4)D.Φ(-4)-Φ(-2)现要使销售额达到6万元,则需广告费用为______.(保留两位有效数字)四、典型例题【例1】某批零件共160个,其中,一级品48个,二级品64个,三级品32个,等外品16个.从中抽取一个容量为20的样本.请说明分别用简单随机抽样、系统抽样和分层抽样法抽取时总体中的每个个体被取到的概率均相同.【例2】已知测量误差ξ~N(2,100)(cm),必须进行多少次测量,才能使至少有一次测量误差的绝对值不超过8 cm的频率大于0.9?五、达标检测1.对总数为N的一批零件抽取一个容量为30的样本,若每个零件被抽取的概率为0.25,则N 等于( )A.150B.200C.120D.1002.设随机变量ξ~N(μ,σ),且P(ξ≤C)=P(ξ>C),则C等于( )A.0B.σC.-μD.μ3.(2003年全国,14)某公司生产三种型号的轿车,产量分别为1200辆、6000辆和2000辆,为检验该公司的产品质量,现用分层抽样的方法抽取46辆进行检验,这三种型号的轿车依次应抽取______辆、______辆、______辆.4.某厂生产的零件外直径ξ~N(8.0,1.52)(mm),今从该厂上、下午生产的零件中各随机取出一个,测得其外直径分别为7.9 mm和7.5 mm,则可认为( )A.上、下午生产情况均为正常B.上、下午生产情况均为异常C.上午生产情况正常,下午生产情况异常D.上午生产情况异常,下午生产情况正常5.随机变量ξ服从正态分布N(0,1),如果P(ξ<1)=0.8413,求P(-1<ξ<0).6.公共汽车门的高度是按照确保99%以上的成年男子头部不跟车门顶部碰撞设计的,如果某地成年男子的身高ξ~N(173,72)(cm),问车门应设计多高?基础训练1.解析:简单随机抽样中每一个体的入样概率为N n. 答案:C2.解析:一天平均每人的课外阅读时间应为一天的总阅读时间与学生数的比,即 5050.2105.1100.1205.050⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=0.9 h.答案:B3.解析:对正态分布,μ=E ξ=3,σ2=D ξ=1,故P (-1<ξ≤1)=Φ(1-3)-Φ(-1-3)=Φ(-2)-Φ(-4)=Φ(4)-Φ(2). 答案:B4.解析:先求出回归方程y ˆ=bx+a ,令y ˆ=6,得x=1.5万元.答案:1.5万元 典型例题【例1】剖析:要说明每个个体被取到的概率相同,只需计算出用三种抽样方法抽取个体时,每个个体被取到的概率. 解:(1)简单随机抽样法:可采取抽签法,将160个零件按1~160编号,相应地制作1~160号的160个签,从中随机抽20个.显然每个个体被抽到的概率为16020=81.(2)系统抽样法:将160个零件从1至160编上号,按编号顺序分成20组,每组8个.然后在第1组用抽签法随机抽取一个号码,如它是第k 号(1≤k ≤8),则在其余组中分别抽取第k+8n (n=1,2,3,…,19)号,此时每个个体被抽到的概率为81.(3)分层抽样法:按比例16020=81,分别在一级品、二级品、三级品、等外品中抽取48×81=6个,64×81=8个,32×81=4个,16×81=2个,每个个体被抽到的概率分别为486,648,324,162,即都是81.综上可知,无论采取哪种抽样,总体的每个个体被抽到的概率都是81.评述:三种抽样方法的共同点就是每个个体被抽到的概率相同,这样样本的抽取体现了公平性和客观性.思考讨论:现有20张奖券,已知只有一张能获奖,甲从中任摸一张,中奖的概率为201,刮开一看没中奖.乙再从余下19张中任摸一张,中奖概率为191,这样说甲、乙中奖的概率不一样,是否正确?【例2】解:设η表示n 次测量中绝对误差不超过8 cm 的次数,则η~B (n ,p ).其中P=P (|ξ|<8)=Φ(1028-)-Φ(1028--)=Φ(0.6)-1+Φ(1)=0.7258-1+0.8413=0.5671.由题意,∵P (η≥1)>0.9,n 应满足P (η≥1)=1-P (η=0)=1-(1-p )n>0.9,∴n>)5671.01lg()9.01lg(--=4329.0lg 1-=2.75.因此,至少要进行3次测量,才能使至少有一次误差的绝对值不超过8 cm 的概率大于0.9. 达标检测1.解析:∵N 30=0.25,∴N=120.答案:C2.解析:由正态曲线的图象关于直线x=μ对称可得答案为D. 答案:D3.解析:因总轿车数为9200辆,而抽取46辆进行检验,抽样比例为920046=2001,而三种型号的轿车有显著区别.根据分层抽样分为三层按2001比例分别有6辆、30辆、10辆. 答案:6 30 104.解析:根据3σ原则,在8+3×1.5=8.45(mm )与8-3×1.5=7.55(mm )之外时为异常. 答案:C5.解:∵ξ~N (0,1),∴P (-1<ξ<0)=P (0<ξ<1)=Φ(1)-Φ(0)=0.8413-0.5=0.3413. 6.解:设公共汽车门的设计高度为x cm ,由题意,需使P (ξ≥x )<1%.∵ξ~N (173,72),∴P (ξ≤x )=Φ(7173-x )>0.99.查表得7173-x >2.33,∴x >189.31,即公共汽车门的高度应设计为190 cm ,可确保99%以上的成年男子头部不跟车门顶部碰撞.。
第2章统计§2.1抽样方法2.1.1 简单随机抽样(教师用书独具)●三维目标1.知识与技能理解抽样的必要性,简单随机抽样的概念,掌握简单随机抽样的两种方法.2.过程与方法通过实例分析、解决,体验简单随机抽样的科学性及其方法的可靠性,培养分析问题、解决问题的能力.3.情感态度与价值观通过身边事例研究,体会抽样调查在生活中的应用.●重点难点重点:掌握简单随机抽样的特点及常见的两种方法(抽签法、随机数表法).难点:理解简单随机抽样的科学性,以及由此推断结论的可靠性.通过生活实例让学生知道在不适宜普查的情况下,如何进行抽样调查才是比较科学的,结论才是可靠的,通过学生的实际操作,逐步引导学生总结出随机抽样的概念,体会随机抽样在处理现实问题中的必要性和重要性,让学生在概念中找关键词使之加深对概念的理解,并归纳实施步骤从而强化重点.教学时充分让学生自己分析、判断,自主学习、合作交流.采用讨论发现法教学,通过抓阉等游戏尽可能的让学生动手操作,体验并激发学生积极思考,再利用多媒体中随机数生成器等进行随机抽样,让学生感受样本得到的随机性,从而化解难点.(教师用书独具)●教学建议结合本节课的教学内容和学生的认知水平,在教法上,建议教师采用“启发—探究—讨论”式教学模式,以促进学生发展为出发点,着眼于知识的形成和发展以及学生的学习体验,以问题链形式由浅入深、循序渐进,让不同层次的学生都能参与到课堂教学中,体验成功的喜悦.运用由浅入深的问题形式,给学生创造一种思维情境,一种动脑、动手、动口的机会,提高能力,增长才干.由于本节课内容实例多,信息容量大,文字多,采用多媒体辅助教学,节省时间,提高教学效率,另外采用这种形式也可强化学生感观刺激,从而大大提高学生的学习兴趣.●教学流程创设问题情境,引出问题:要判断一锅汤的味道需要把整锅汤都喝完吗?该怎样判断?⇒引导学生结合初中学习过的抽样知识,观察、比较、分析,得出简单随机抽样的概念.⇒通过引导学生回答所提问题理解简单随机抽样的条件、特征及讨论由简单抽样能够解决的问题.⇒通过例1及其变式训练,使学生理解简单随机抽样的概念与解决问题的方法.⇒通过例2及其变式训练,使学生掌握利用抽签法设计抽样方案问题的解题策略.⇒通过例3及其变式训练阐明随机数表法的原理,使学生明确用随机数表法解决问题的基本模式.⇒完成当堂双基达标,巩固所学知识并进行反馈矫正.⇒归纳整理,进行课堂小结,整体把握这两种抽样设计的优缺点及应用范围.课标解读1.理解简单随机抽样的概念.(重点) 2.学会两种简单随机抽样的方法.(重点) 3.能合理地从总体中抽取样本.(难点)简单随机抽样【问题导思】要判断一锅汤的味道需要把整锅汤都喝完吗?该怎样判断?【提示】不需要,只要将锅里的汤“搅拌均匀”品尝一小勺就知道汤的味道.假设你作为一名食品卫生工作人员,要对某食品店内的一批水果罐头进行卫生达标检验,你准备怎样做?【提示】从中抽取一定数量的罐头作为检验的样本.一般地,从个体数为N的总体中逐个不放回地抽取n个个体作为样本(n<N),如果每个个体都有相同的机会被取到,那么这样的抽样方法称为简单随机抽样.抽签法和随机数表法都是简单随机抽样.抽签法【问题导思】假设在你们班选派3个人参加学校的某项活动,为了体现选派的公平性,用什么方法确定具体人选?【提示】抽签法.抽签法的步骤(1)将总体中的N个个体编号;(2)将这N个号码写在形状、大小相同的号签上;(3)将号签放在同一箱中,并搅拌均匀;(4)从箱中每次抽出1个号签,连续抽取k次;(5)将总体中与抽到的号签的编号一致的k个个体取出.随机数表法【问题导思】当总体的个数较多时,怎么抽取质量比较高的样本?【提示】随机数表法随机数表法的步骤(1)将总体中的个体编号(每个号码位数一致);(2)在随机数表中任选一个数作为开始;(3)从选定的数开始按一定的方向读下去,若得到的号码在编号中,则取出;若得到的号码不在编号中或前面已经取出,则跳过,如此继续下去,直到取满为止;(4)根据选定的号码抽取样本.简单随机抽样的判断下列抽取样本的方式是否属于简单随机抽样,并说明理由.(1)从全班50名同学中,选出3名三好学生.(2)从无限多个个体中,选出100个个体作样本.(3)从100件产品中选5件检验质量,抽取一件检验后放回,再抽一件,共抽五次.(4)从全班同学中选两名参观世博会,将全班同学的学号写在大小相同的纸片上,放入箱子里搅拌均匀后,一次取出两张,由纸片上的学号确定人选.【思路探究】根据简单随机抽样的特点逐一判断即可.【自主解答】(1)不是简单随机抽样,选三好学生时,不是每位学生被选上的机会都相等.(2)不是简单随机抽样,因为总体N无限,不符合简单随机抽样的定义.(3)不是简单随机抽样,因为是有放回抽样.(4)不是简单随机抽样,因为一次取了两张纸片,不是逐个抽取.1.简单随机抽样的特点是:(1)总体有限;(2)不放回抽取;(3)逐个抽取;(4)机会均等,不满足其中任何一条都不是简单随机抽样.2.判断一种抽样是不是简单随机抽样,评判的惟一标准就是其特征,尤其是总体有限容易被忽视,如本例中的(4),容易误判为简单随机抽样.判断下列抽取样本的方法是否是简单随机抽样:(1)从8台电脑中不放回地逐个随机抽取2台进行质量检验(假设8台电脑已经编号,对编号随机抽取).(2)某班50名同学,指定年龄最小的5个人参加某项活动;(3)从20个零件中一次性抽出3个进行质量检测.【解】(1)是简单随机抽样,简单随机抽样就是从有限个个体中逐个不放回地抽取个体构成样本.(2)不是简单随机抽样,因为每个个体被抽到的机会不是均等的.(3)不是简单随机抽样,因为不是逐个抽取的.抽签法的应用从某班46名学生中随机选出5名参加某项活动.请用抽签法设计抽样方案.【思路探究】按抽签法的步骤进行抽样.【自主解答】第一步,编号.一般用正整数1,2,3,…,46来给总体中所有的个体编号;第二步,写号码标签.把号码写在形状、大小相同的号签上,号签形式可不限,如小球、卡片等;第三步,均匀搅拌.把上述号签放在同一个容器内均匀搅拌;第四步,抽取.从容器中逐个连续地抽取5次,得到一个容量为5的样本.1.一个抽样能否用抽签法关键看两点:一是制签方便,二是易被搅匀.这就要求总体中个体数量不多.2.采用抽签法最重要的是保证每个个体等可能的被抽取,这就要求把号签搅匀.3.若个体中已有编号如考号、学号、标签号码等,可不必重新编号.从40件产品中抽取10件进行质量检验,写出抽取样本的步骤.【解】第一步将40件产品按1,2,…,40进行编号;第二步将1~40这40个号码写在形状、大小均相同的号签上;第三步将号签放在同一箱中,并搅拌均匀;第四步依次从箱中抽取10个号签;第五步将抽到的10个号签上的号码对应的产品取出,即得样本.随机数表法有一批机器,编号为1,2,3, (112)请用随机数表法抽取10台入样,写出抽样过程.【思路探究】各机器的编号位数不一致,需将编号进行调整.【自主解答】第一步将原来的编号调整为001,002,003, (112)第二步在随机数表中,任选一数作为开始,任选一方向作为读数方向,比如,选第9行第7个数“3”向右读;第三步从数“3”开始,向右读,每次读三位,凡是不在001~112中的数跳过去不读,前面已经读过的也跳过去不读,依次可得到074,100,094,052,080,003,105,107,083,092;第四步对应原来的编号74,100,94,52,80,3,105,107,83,92的机器便是要抽取的对象.1.随机数表的构成与特点:随机数表是由0,1,2,…,9这10个数字组成的数表,并且表中的每一位置出现各个数字的可能性相同.通常根据实际需要和方便使用的原则,将几个数组合成一组,然后通过随机数表抽取样本.2.随机数表的产生方法并不唯一,如抽签法、抛掷骰子法、计算机生成法,编号时号码的位数一定要一致.读数时,读取的每个数的位数与编号的位数也要一致.3.使用随机数表法时,选取开始读的数是随机的,读数的方向也是随机的.因选取开始读的数不同,读数方向不同,所以抽取的样本号码可能不一致,但均符合抽样的公平性、等可能性.只要按随机数表法的步骤抽取,都是符合要求的、正确的.某校有学生1 200人,为了调查某种情况,打算抽取一个样本容量为50的样本,问此样本若采用简单随机抽样将如何获得?【解】简单随机抽样分两种:抽签法和随机数表法.尽管此题总体中的个体数不算少,但依题意其操作过程却是等可能的.法一首先,把该校学生都编上号码:0 001,0 002,0 003,…,1 200.若用抽签法,则做1 200个形状、大小相同的号签(号签可以用小球、卡片、纸条等制作),然后将这些号签放在同一个箱子里,进行均匀搅拌.抽签时,每次从中抽出1个号签,连续抽取50次,得到一个容量为50的样本.法二首先,把该校学生都编上号码:0 001,0 002,0 003,…,1 200.若用随机数表法,则在随机数表中任选一数作为开始,任选一方向作为读数方向,每次读取四位,凡不在0 001~1 200中的数跳过去不读,前面已经读过的也跳过去不读.一直到取够50个为止.忽视抽样方法步骤出错某单位支援西部开发,现从报名的20名志愿者中选取5人组成志愿小组到新疆工作,请用抽签法设计抽样方案.【错解】第一步,将20名志愿者编号,号码是01,02,03,…,20;第二步,将号码分成5份:{01,06,11,16},{02,07,12,17},{03,08,13,18},{04,09,14,19},{05,10,15,20},并将每一份中的号码写在一张纸条上,揉成团,制成号签,得5个号签;第三步,在5个号签中随机抽取1个号签,并记录上面的编号;第四步,所得号签对应的5位志愿者就是志愿小组的成员.【错因分析】设计方案时,没有按照抽签法的一般步骤进行方案设计,不符合简单随机抽样的特点.【防范措施】 1.设计方案时步骤要合理、正确.2.方案的设计要符合简单随机抽样的等可能性.3.正确掌握抽签法的步骤.【正解】第一步,将20名志愿者编号,号码是01,02,03,…,19,20;第二步,将号码分别写在一张纸条上,揉成团,制成号签;第三步,将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并搅拌均匀;第四步,从袋子中逐个不放回地抽取5个号签,并记录上面的编号;第五步,所得号码对应的志愿者就是志愿小组的成员.1.抽签法与随机数表法都要求被抽取样本的总体的个体数有限,都是从总体中逐个地进行抽取,都是不放回抽样.2.当总体中的个体数较多,样本容量较小时,抽签法将总体的编号“搅拌均匀”比较困难,因此用此种方法产生的样本代表性差的可能性很大,而随机数表法中每个个体被抽到的可能性相等,用这种方法产生的样本代表性较好.3.简单随机抽样每个个体入样的可能性都相等.1.简单随机抽样的常用方法有________和________.随机地选定随机数表读数,选定开始读取的数后,读数的方向可以是________.【解析】根据简单随机抽样的分类及随机数表法的操作步骤可知.【答案】抽签法随机数表法任意的2.关于简单随机抽样的特点,有以下几种说法,其中不正确的是________.①要求总体的个数有限②从总体中逐个抽取③这是一种不放回抽样④每个个体被抽到的机会不一样,与先后顺序有关【解析】简单随机抽样除了具有特点①②③外,还具有等可能性,每个个体被抽到的机会相等,与先后顺序无关,故只有④不正确.【答案】④3.某校有教学班100个,每班50人,要求每班选派2人参加“学生代表大会”,在该问题中,样本容量是________.【解析】N=100×50=5 000,抽取比例250=1 25.∴n=5 000×125=200.【答案】2004.从20名学生中要抽取5名进行问卷调查,写出抽样的过程.【解】①先将20名学生进行编号,从1编到20;②把号码写在形状、大小均相同的号签上;③将号签放在某个箱子中进行充分搅拌;④依次从箱子中取出5个号签,按这5个号签上的号码抽取学生,即得样本.一、填空题1.为了了解参加运动会的2 000名运动员的年龄情况,从中抽取100名运动员抽查.就这个问题,下列说法中正确的是________.①2 000名运动员是总体;②每名运动员是个体;③所抽取的100名运动员是一个样本;④样本容量为100.【解析】 2 000名运动员的年龄是总体,每个运动员的年龄是个体,所抽取的100名运动员的年龄组成一个样本,样本容量为100.【答案】④2.下面的抽样方法是简单随机抽样的是________.①从某城市的流动人口中随机抽取100人作调查;②在某年明信片销售活动中,规定每100万张为一个开奖组,通过随机抽取的方法确定号码的后四位为2 709的为三等奖;③在待检验的30件零件中随机逐个拿出5件进行检验.【解析】①中总体容量较大,不宜用简单随机抽样;②中抽取的个体的间隔是固定的,不是简单随机抽样.【答案】③3.从个体数为N的总体中抽取一个容量为k的样本,采用简单随机抽样,当总体的个数不多时,一般用______进行抽样.【解析】由抽签法特点知易采用抽签法.【答案】抽签法4.(2013·苏州高一检测)采用抽签法从含有3个个体的总体{1,3,8}中抽取一个容量为2的样本,则所有可能的样本是________.【解析】从三个总体中任取两个即可组成样本∴所有可能的样本为{1,3},{1,8},{3,8}.【答案】{1,3},{1,8},{3,8}5.用简单随机抽样方法从含有10个个体的总体中,抽取一个容量为3的样本,其中某一个体a“第一次被抽到”的可能性、“第二次被抽到”的可能性分别是________.【解析】简单随机抽样中,每个个体被抽取的机会均等,都为110.【答案】110,1106.某工厂的质检人员对生产的100件产品,采用随机数法抽取10件检查,对100件产品采用下面的编号方法①1,2,3, (100)②001,002, (100)③00,01,02, (99)④01,02,03, (100)其中正确的序号是________.【解析】采用随机数表编号时,所编号码应位数相同,以保证每个号码被抽到的机率相等.【答案】②③7.某中学高一年级有1 400人,高二年级有1 320人,高三年级有1 280人,以每人被抽到的机会为0.02,从该中学学生中抽取一个容量为n的样本,则n=________.【解析】三个年级的总人数为1 400+1 320+1 280=4 000(人),每人被抽到的机会均为0.02,∴n=4 000×0.02=80.【答案】808.(2013·江西高考改编)总体由编号为01,02,…,19,20的20个个体组成,利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体的编号为________.7816657208026314070243699728019832049234493582003623486969387481 【解析】由随机数表法的随机抽样的过程可知选出的5个个体是08,02,14,07,01,所以第5个个体的编号是01.【答案】01二、解答题9.要从北京某中学文艺部30名学生中随机抽取3名参加国庆阅兵仪式,试写出利用抽签法抽样的过程.【解】第一步将30名学生编号为1,2,3, (30)第二步将这30个号码写到形状、大小相同的号签上;第三步将号签放在同一箱中,并搅拌均匀;第四步从箱中每次抽取1个号签,连续抽取3次;第五步抽到的3个号签上的号码对应的3名学生就是参加国庆阅兵仪式的学生.10.上海某中学从40名学生中选1名作为上海男篮拉拉队的成员,采用下面两种方法:方法一将这40名学生从1~40进行编号,相应的制作写有1~40的40个号签,把这40个号签放在一个暗箱中搅拌均匀,最后随机地从中抽取1个号签,与这个号签对应的学生幸运入选.方法二将39个白球与一个红球混合放在一个暗箱中搅拌均匀,让40名学生逐一从中摸取一个球,摸到红球的学生成为拉拉队的成员.试问这两种方法是否都是抽签法?为什么?这两种方法有何异同?【解】抽签法抽样时给总体中的N个个体编号各不相同,由此可知方法一是抽签法,方法二不是抽签法.因为抽签法要求所有的号签编号互不相同,而方法二中39个白球无法相互区分.这两种方法的相同之处在于每名学生被选中的机会都相等.11.某次数学竞赛中要求考生解答的12道题是这样产生的:从30道选择题中随机抽取3道,从50道填空题中随机抽取5道,从40道解答题中随机抽取4道,试确定某考生所要解答的12道题的序号.【解】法一:(抽签法)第一步:将选择题、填空题、解答题编号,号码是1,2,3, (120)第二步:将1~120这120个号码分别写在大小、形状都相同的号签上;第三步:将选择题、填空题、解答题的号签分别放入三个箱子中,都搅拌均匀;第四步:分别从装有选择题、填空题、解答题号签的箱子中逐个抽取3个、5个、4个号签,并且记录所得号签的号码,这就是所要解答的问题的序号.法二:(随机数表法)第一步:对题目编号,选择题编号为001,002,...,030;填空题编号为031,032,...,080;解答题编号为081,082, (120)第二步:在随机数表中任意选择一个数作为开始,任选一个方向作为读数方向,比如,选第15行第6列的数4作为开始,向右读;第三步:从数字4开始向右读下去,每次读三位,凡是不在001~120中的数跳过去不读,遇到已经读过的数也跳过去,从001~030中选3个号码,从031~080中选5个号码,从081~120中选4个号码,依次可以得到038,119,033,099,004,047,094,116,044,068,013,030.第四步:以上号码就是所要解答的问题序号,选择题的序号是4,13,30;填空题的序号是38,33,47,44,68;解答题的序号是119,99,94,116.(教师用书独具)中央电视台希望在春节联欢晚会播出一周内获得当年春节联欢晚会的收视率.下面是三名同学为电视台设计的调查方案.同学A:我把春节联欢晚会收视率调查表放在互联网上,只要上网登录该网址的人就可以看到这张表,他们填表的信息可以很快反馈到我的电脑中,这样,我就可以很快统计出收视率了.同学B:我给我们居民小区的每一个住户发一份是否在除夕那天晚上看中央电视台春节联欢晚会的调查表,只要一两天就可以统计出收视率.同学C:我在电话号码本上随机地选出一定数量的电话号码,然后逐个给他们打电话,问一下他们是否收看了中央电视台春节联欢晚会,我不出家门就可以统计出中央电视台春节联欢晚会的收视率.请问:上述三名同学设计的调查方案是否能够获得比较准确的收视率?为什么?【思路点拨】判断的标准是所有可能看电视的人群是否有相同的的机会被抽中.【规范解答】调查的总体是所有可能看电视的人群.学生A的设计方案考虑的人群是上网而且登录该网址的人群,那些不能上网的人,或者不登录该网址的人就被排除在外了.因此A方案抽取的样本的代表性差.学生B的设计方案考虑的人群是小区的居民,有一定的片面性.因此B方案抽取的样本的代表性差.学生C的设计方案考虑的人群是那些有电话的人,也有一定的片面性.因此C方案抽取的样本的代表性差.所以,这三种方案都有一定的片面性,不能得到比较准确的收视率.1936年,美国进行总统选举.竞选的是民主党的罗斯福和共和党的兰登,罗斯福是在任的总统.美国权威的《文学摘要》杂志社,为了预测总统候选人中谁能当选,采用了大规模的模拟选举.他们以电话簿上的地址和俱乐部成员名单上的地址发出100万封信,收到回信20万封.在调查史上,样本容量这么大是少见的,杂志社花费了大量的人力和物力.他们相信自己的调查统计结果,即兰登将以57%对43%的比例获胜,并大力进行宣传.最后选举结果却是罗斯福以62%对38%的巨大优势获胜,连任总统.这个调查使《文学摘要》杂志社威信扫地,不久只得关门停刊.试分析这次调查失败的原因.【解】统计不当的原因,其中之一是选取了不适当的样本作为统计调查的基础,如果抽样时使用了不适当的方法,往往得到错误的结论.失败的原因:①抽样方法不正确.样本不是从总体(全体美国公民)中随机地抽取.1936年,美国有私人电话和参加俱乐部的家庭,都是比较富裕的家庭.1929~1933年的世界经济危机,使美国经济遭受沉重打击.“罗斯福新政”动用行政手段干预市场经济,损害了部分富人的利益,“喝了富人的血”,但广大的美国人民从中得到了好处.所以,从这部分富人中抽取的样本严重偏离了总体,导致样本不具有代表性.②样本容量相对太小也是导致估计出现偏差的一个原因,因为样本容量越大,估计才越准确,发出的信不少,但回收率太低.2.1.2 系统抽样(教师用书独具)●三维目标1.知识与技能(1)理解系统抽样的定义,特点及操作步骤.(2)理解科学、合理选用抽样方法的必要性.2.过程与方法(1)系统抽样的操作步骤.(2)通过生活实例的对比分析,让学生了解各种抽样方法的使用范围,能根据实际情况选择适当的抽样方法.3.情感态度与价值观:(1)将生活实例与数学进行结合,使学生感受到生活处处有数学;激发学生学习的兴趣,渗透“运用数学”解决实际问题的意识.(2)培养学生科学的探索精神,合作探讨、相互交流的能力,概括归纳的能力.●重点难点重点:系统抽样的定义及操作步骤;难点:系统抽样中的处理办法.(教师用书独具)●教学建议在探讨中总结定义,培养学生合作探讨,相互交流的能力.培养学生概括归纳的能力.让学生体会学数学的成就感.通过师生的互动,理解系统抽样概念.●教学流程创设问题情境,引出问题:从500名学生中抽取50名学生调查对老师的意见除了用简单随机抽样外还有其他方法吗?⇒引导学生结合前面学习过的简单随机抽样的知识,观察、比较、分析,得出系统抽样的概念.⇒通过引导学生回答所提问题,理解系统抽样的应用条件、应用范围及由系统抽样能够解决的问题.⇒通过例1及其变式训练,使学生掌握系统抽样概念问题的解题方法.⇒通过例2及其变式训练,使学生掌握简单的系统抽样的方案设计问题的解题策略.⇒通过例3及其变式训练阐明需剔除个体的系统抽样的方法,使学生明确抽样方法解决问题的基本模式.⇒完成当堂双基达标,巩固所学知识并进行反馈矫正.⇒归纳整理,进行课堂小结,整体认识本节课所学知识.。
2.1 分层抽样-苏教版必修3教案1. 课程概述分层抽样是调查和研究中常用的一种抽样方法。
它将被调查的群体按照不同的属性分成几个层次,然后在每个层次中分别抽取一定数量的样本,以便于获得具有代表性的样本群,减少抽样误差,提高抽样效率。
本课程以苏教版必修3教材为基础,主要介绍分层抽样的概念、方法、步骤以及注意事项等相关内容。
2. 教学目标1.了解分层抽样的基本概念及其在社会调查、市场研究等领域的应用;2.掌握分层抽样的方法和步骤;3.熟悉分层抽样中各种问题的处理方法;4.能够合理制定采样方案,减少误差,提高抽样效率。
3. 教学内容3.1 分层抽样的概念和应用1.分层抽样的定义及其意义;2.分层抽样在社会调查、市场研究等领域的应用;3.分层抽样和其他抽样方法的对比。
3.2 分层抽样的方法和步骤1.分层抽样的方法和步骤;2.层次划分和样本数量的确定;3.抽样误差的控制;4.抽样方案的修改和调整。
3.3 分层抽样中的问题1.样本在各层次之间的分配问题;2.样本选取数量的确定问题;3.样本抽取的时间序列问题。
3.4 分层抽样的注意事项1.分层抽样中需要注意的统计思想问题;2.实际应用中需要注意的问题。
4. 教学设计本课程主要采用讲述、案例分析等方式进行,以让学生更好地理解分层抽样的概念和应用,掌握分层抽样的方法和步骤。
1.第一部分:分层抽样的概念及应用。
首先介绍分层抽样的定义及其意义,然后介绍分层抽样在社会调查、市场研究等领域的应用,最后与其他抽样方法进行比较。
2.第二部分:分层抽样的方法和步骤。
介绍分层抽样的方法和步骤,重点讲解层次划分和样本数量的确定,以及抽样方案的修改和调整。
3.第三部分:分层抽样中的问题。
介绍分层抽样中的问题,包括样本在各层次之间的分配问题、样本选取数量的确定问题以及样本抽取的时间序列问题。
4.第四部分:分层抽样的注意事项。
介绍分层抽样中需要注意的统计思想问题和实际应用中需要注意的问题。
2.1 系统抽样 - 苏教版必修3教案1. 前言在统计学习中,数据的收集是非常重要的一个环节。
如何采集合适的数据,使得数据的结果具有统计意义,成为了一个需要解决的问题。
本文将介绍统计学中一种常用的数据采集方法—系统抽样,以及如何在苏教版必修3中进行系统抽样的教学。
2. 系统抽样的定义系统抽样是指在一个总体中,按照一定的规则每隔若干个单位(也称作抽样间距)抽取一个样本单位的方法。
具体来说,假设总体大小为N,样本大小为n,抽样间距为k,则系统抽样的抽样过程是这样的:1.随机选取一个介于1到k之间的整数j,即起始点;2.从第j个个体开始,每k个单位取一个;再重复该过程n/k次,直至选出n 个单位为止。
3. 系统抽样的特点与随机抽样相比,系统抽样有如下几个特点:1.系统抽样比随机抽样更加容易实施,因为只需要确定抽样间距即可;2.系统抽样的样本单位期望均匀分布于总体中;3.系统抽样可以借助一些特殊的性质,如周期性等,更好地应用于某些场合。
4. 系统抽样在苏教版必修3中的教学在苏教版必修3(数学)中,系统抽样的教学可以在以下几个方面展开:4.1 系统抽样的基本方法在课堂上,教师可以通过讲解系统抽样的基本方法,让学生理解抽样间距对样本的影响,并演示如何进行系统抽样的具体操作。
同时,可以给学生提供课后练习,检验学生对于系统抽样的掌握情况。
4.2 系统抽样的应用举例在实际应用中,系统抽样可以用于生产工艺的监控、城市排放的监测、自然资源的调查等等。
在教学中,教师可以给学生提供实际应用的样例,让学生理解系统抽样在实际问题中的应用情况,并考虑如何合理设定抽样间距。
4.3 系统抽样与其他抽样方法的比较在教学中,可以让学生比较系统抽样与其他抽样方法(如随机抽样、分层抽样等)的区别与优缺点,帮助学生了解何时应该选择何种抽样方法。
5. 结论通过本文的介绍,我们了解到了系统抽样在统计学中的定义、特点以及在苏教版必修3中的教学方法。
2.1.3 分层抽样整体设计教材分析本课是在学生已经学习了简单随机抽样与系统抽样之后所要学习又一种抽样方法——分层抽样.由前两节课我们知道简单随机抽样或系统抽样有时获得样本不具有很好代表性,比方,当个体间差异比拟大时,如果采用简单随机抽样,不同人就有可能得到差异很大结果;同样,如果采用系统抽样也很可能得不到具有代表性样本.为此,为了更大程度地提高样本代表性,我们需要事先对总体有一定了解,然后根据已有了解,再按照一定方式抽取,这就是分层抽样.本教案着眼点是让学生主体参与,让学生动手、动脑,并通过观察、分析、比拟、归纳等进展合情推理,鼓励学生积极活动,勇于探索.针对本节课概念性强、思维量大、例习题较多特点,本课教法是以启发学生观察思考分析讨论为主启发式教学.三维目标1.了解分层抽样概念,理解科学、合理选用抽样方法必要性.2.掌握分层抽样操作步骤,对实际问题比照分析.3.了解各种抽样方法使用范围,使学生能根据具体情况选择适当抽样方法.4.结合教学内容培养学生学习数学兴趣以及“用数学〞意识,培养学生科学探索精神.重点难点教学重点:通过实例了解分层抽样方法.教学难点:分层抽样步骤.课时安排1课时教学过程导入新课设计思路一:〔事例引入〕有一条消息“抽查局部考生成绩了解知道,江苏省2005年高考物理学科平均分约为95分.〞请问这个数据是用什么样抽样方法得到?分析:不能单纯地用简单随机抽样或系统抽样,因为江苏省有很多地区,而每个地区学生成绩不平衡,甚至相差太大.那么,设计抽样方法时,最核心问题是什么,应该注意什么呢?一定要使抽取样本具有很好代表性.为此,在设计抽样方法时,我们应充分利用自己对总体情况已有了解,选择适合抽样方法.师:请同学们一起来探讨一例,你认为应当怎样抽取样本?设计思路二:〔实例引入〕某校高一、高二与高三年级分别有学生1 000,800与700名,为了了解全校学生视力情况,欲从中抽取容量为100样本,怎样抽样较为合理?〔让中档生配合教师引入新课,增强他们赶超意识;优秀生补充,树立他们“我要更强〞竞争意识;后进生主动参与,提高他们课堂上有效思考活动时间〕分析:由于不同年级学生视力状况有一定差异,不能在2 500名学生中随机抽取100名学生,也不宜在三个年级平均抽取.为准确反映客观实际,不仅要使每个个体被抽到概率相等,而且要注意总体中个体层次性,所以,先将全体学生分成高一、高二与高三年级三层,分别抽样.三局部学生人数有较大差异,应考虑各层个体数在总体中所占比例.用各层个体数与总体个体数比乘以样本容量就可得各层所要抽取个体数.推进新课新知探究学生思考,交流讨论,然后代表发言.一般地,当总体由差异明显几个局部组成时,为了使样本更客观地反映总体情况,我们常常将总体中个体按不同特点分成层次比拟清楚几局部,然后按各局部在总体中所占比实施抽样,这种抽样方法叫做分层抽样〔stratified sampling〕,其中所分成各个局部称为“层〞.分层抽样步骤是:〔1〕将总体按一定标准分层;〔2)计算各层个体数与总体个体数比;〔3〕按各层个体数占总体个体数比确定各层应抽取样本容量;〔4〕在每一层进展抽样〔可用简单随机抽样或系统抽样〕.分层抽样特点是:分层抽样时,每个个体被抽到可能性是相等.由于分层抽样充分利用了信息,使样本具有较好代表性,而且在各层抽样时,可以根据具体情况采取不同抽样方法,因此分层抽样在实践活动中有着广泛应用.应用例如例1 某电视台在因特网上就观众对其某一节目喜爱程度进展调查,参加调查总人数为12 000人,其中持各种态度人数如下表所示:很喜爱喜爱一般不喜爱2 435 4 5673 926 1 072电视台为进一步了解观众具体想法与意见,打算从中抽选出60人进展更为详细调查,应怎样进展抽样?分析:因为总体中人数较多,所以不宜采取简单随机抽样,又由于持不同态度人数差异较大,故也不宜用系统抽样,而以分层抽样为妥.解:采用分层抽样.具体抽样步骤如下:①把总体分成四层:“很喜爱〞“喜爱〞“一般〞“不喜爱〞;②因为总人数为12 000人,所以各层个体数与总体个体数之比分别为“很喜爱〞占;“喜爱〞占;“一般〞占;“不喜爱〞占;③因为抽选出60人,所以从每层中抽出人数为:“很喜爱〞有×60≈12人,“喜爱〞有×60≈23人,“一般〞有×60≈20人,“不喜爱〞有×60≈5人.④在每层中用系统抽样方法抽取样本,把各层抽得个体合在一起就得到了所需样本.点评:〔1〕分层抽样四个步骤中按比例分配各层所要抽取个体数时,有时计算出个体数可能是一个近似数,但这并不影响样本容量.〔2〕分层抽样适用于总体由差异比拟明显几个局部组成情况,是等概率抽样,它是客观、公平.〔3〕分层抽样是建立在简单随机抽样或系统抽样根底上,由于它充分利用了调查者对被调查对象〔总体〕事先所掌握各种信息,并充分考虑了保持样本构造与总体构造一致性,从而使抽取样本具有较好代表性.并且在各层抽样时可以根据情况采用不同抽样方法,因此分层抽样在实践中有着非常广泛应用.例2 一工厂生产了某种产品16 800件,他们来自甲、乙、丙生产三条线.为检查这批产品质量,决定采用分层抽样方法进展抽样,从甲、乙、丙3条生产线抽取个体数组成一个等差数列,那么乙生产线生产了________________件产品.分析:审题是思维入口,抓住问题透露信息,进展分检、组合与加工,找出解题思路.非常有价值信息是从甲、乙、丙3条生产线抽取个体数组成一个等差数列.解法一:因为从甲、乙、丙3条生产线抽取个体数组成一个等差数列,故设从甲、乙、丙三条生产线抽出个体数分别为a,a+d,a+2d,那么各层抽出个体合在一起就得到了所需样本容量3a+3d,所以从各条生产线抽出个体数占总体比为.设乙生产线生产了x件产品,那么×x=a+d,x=5 600.解法二:设从甲、乙、丙三条生产线抽出个体数分别为:a-d,a,a+d,那么各层抽得个体合在一起就得到了所需样本容量为3a,所以从各条生产线抽出个体数占总体比为.设乙生产线生产了x件产品,那么×x=a,x=5 600.解法三:因为从甲、乙、丙3条生产线抽取个体数组成一个等差数列,由分层抽样原理知甲、乙、丙3条生产线生产产品件数也组成一个等差数列.故设甲、乙、丙生产线生产产品件数分别为y-m,y,y+m件,那么(y-m)+y+(y+m)=16 800,即y=5 600.点评:解法二妙在设三数时考虑了“三数成等差且它们与〞条件.解法三思路:由于此题采用分层抽样方法进展抽样,从甲、乙、丙3条生产线抽取个体数组成一个等差数列,那么甲、乙、丙3条生产线生产产品件数也组成一个等差数列.因为从各条生产线抽出人数占总体比〔设为k〕是不变,那么设从甲、乙、丙三条生产线抽出个体数分别为:a-d,a,a+d〔等差数列〕,那么甲、乙、丙3条生产线生产产品件数分别为:〔等差数列〕.思考:求出了乙生产线生产了5 600件产品,能否求出甲与丙生产线分别生产了多少件产品.如果不能,能否加一些条件,求出甲与丙生产线分别生产产品件数.解:不能,因d,k,a都不知.可以通过加条件求出甲与丙生产线分别生产产品件数,如a=56,d=4,那么k==1100,所以甲、丙生1,那么产线生产产品件数分别为:=5 200,=6 000.或者d=4,k=1001,所以a=56,以下解法同前.k=3a16 800=100例3 为了考察某校教学水平,将抽查这个学校高三年级局部学生本学年考试成绩.为了全面地反映实际情况,采用以下三种方式进展抽查〔该校高三年级共有20个教学班,并且每个班内学生已经按随机方式编好了学号,假定该校每班学生人数都一样〕:①从全年级20个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取20人,考察他们学习成绩;②每个班抽取一人,共计20人,考察这20个学生成绩;③把学生按成绩分成优秀、良好、普通三个级别,从中抽取100名学生进展考察〔:假设按成绩分,该校高三学生中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人〕.根据上面表达,试答复以下问题:〔1〕上面三种抽取方式中,其中总体、个体、样本分别指是什么?每一种抽取方式抽取样本中,其样本容量分别是多少?〔2〕上面三种抽取方式中各自采用何种抽取样本方法?〔3〕试分别写出上面三种抽取方式各自抽取样本步骤.分析:此题主要考察数理统计中一些根本概念与根本方法.做这种题目时,应该注意表达完整性与条理性.解:〔1〕这三种抽样方式中,其总体都是指该校高三全体学生本年度考试成绩,个体都是指高三年级每个学生本年度考试成绩.其中第一种抽取方式中样本为所抽取20名学生本年度考试成绩,样本容量为20;第二种抽取方式中样本为所抽取20名学生本年度考试成绩,样本容量为20;第三种抽取方式中样本为所抽取100名学生本年度考试成绩,样本容量为100.〔2〕上面三种抽样方式中,第一种方式采用方法是简单随机抽样法;第二种方式采用方法是系统抽样法与简单随机抽样法;第三种方式采用方法是分层抽样法与简单随机抽样法.〔3〕第一种方式抽样步骤如下:第一步:在这20个班中用抽签法任意抽取一个班;第二步:从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取20名学生,考察其考试成绩.第二种方式抽样步骤如下:第一步:在第一个班中,用简单随机抽样法任意抽取某一个学生,记其学号为a;第二步:在其余19个班中,选取学号为a学生,共计19人.第三种方式抽样步骤如下:第一步:分层.因为假设按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人,所以在抽取样本时,应该把全体学生分成三个层次.第二步:确定各个层次抽取人数.因为样本容量与总体个体数比为:100∶1000=1∶10,所以在每个层次抽取个体数依次为,即15,60,25.第三步:按层次分别抽取.在优秀生中用简单随机抽样法抽取15人;在良好生中用简单随机抽样法抽取60人;在普通生中用简单随机抽样法抽取20人.点评:1.弄清考察对象是明确总体、个体、样本关键,这里考察对象指是数据.样本中有多少个个体,样本容量就是多少.总体、个体、样本考察对象是同一,所不同是范围大小.2.判断采用何种抽样方法时,应充分理解三种抽样方法定义.三种抽样方法共同点、各自特点、三者之间联系以及适用范围:类别共同点各自特点相互联系适用范围简单随机抽样抽样过程中每个个体被抽取概率相等从总体中逐个抽取总体中个数较少系统抽样将总体均分成几局部,按事先确定规那么分别在各局部中抽取在起始局部抽样时采用简单随机抽样总体中个数较多分层抽样将总体分成几层,分层进展抽取各层抽样时采用简单随机抽样或系统抽样总体由差异明显几局部组成例4 以下问题中,采用怎样抽样方法较为合理〔1〕从10台冰箱中抽取3台进展质量检查;〔2〕某电影院有32排座位,每排有40个座位,座位号为1~40.有一次报告会坐满了听众,报告会完毕后为听取意见,需留下32名听众进展座谈;〔3〕某学校有160名教职工,其中教师120名,行政人员16名,后勤人员24名.为了了解教职工对学校在校务公开方面意见,拟抽取一个容量为20样本.此题考察统计中抽样方法有关知识,要求学生会区别几种抽样方法.分析:此题特征是:总体情况来分析选择抽样方法.解:〔1〕总体容量比拟小,用抽签法或随机数表法都很方便. 〔2〕总体容量比拟大,用抽签法或随机数表法比拟麻烦.由于人员没有明显差异,且刚好32排,每排人数一样,可用系统抽样.具体做法是:将每排40人组成一组,共32组,从第1排至第32排分别为1~32组,先在第1排用简单随机抽样抽取一名听众,再将其他各排与此听众座位号一样听众全部取出.〔3〕由于学校各类人员对这一问题看法可能差异较大,故应采用分层抽样方法.具体做法是:总体容量为160,故样本中教师人数应为20×160120=15名,行政人员人数应为20×16016=2名,后勤人员应为20×16024=3名. 点评:此题考察统计中抽样方法有关知识,要求学生会区别几种抽样方法.知能训练1.在10 000个有时机中奖参加港澳七日游号码〔编号为0000~9999〕中,在公证部门监视下按照随机抽取方法确定后三位数为369号码为中奖号码.请你分析这里运用了哪种抽样方法来确定中奖号码?依次写出这10个中奖号码.2.某校共有118名教师,为了支援西部教育事业,现要从中抽出16名教师组成暑期西部讲师团.请用系统抽样法选出讲师团成员.3.某大学共有全日制学生15 000人,其中专科生3 788人、本科生9 874人、研究生1 338人,现为了调查学生上网查找资料情况,欲从中抽取225人,为了使样本具有代表性,应该怎样抽取样本?〔充分给予学生思考时间,由学生分析思路,写出详细解题过程,培养学生标准化书写解题过程意识,教师点拨与指导.出示投影片上准备好解题过程,让学生对照自己书写过程,扬长避短〕4.某市3个区共有高中学生2 000人,且3个区高中学生人数之比为2∶3∶5,现要用分层抽样方法从所有学生中抽取一个容量为200样本,这3个区分别应抽取多少人?写出抽样过程.解答:1.因为中奖号码后三位数一样,因此10个中奖号码依次为:0369,1369,2369,3369,4369,5369,6369,7369,8369,9369.它们间隔一样,因此采用是系统抽样方法.2.(1)对这118名教师进展编号1,2, (118)(2)计算间隔k=16118=7.375.由于k 不是一个整数,我们从总体中随机剔除6个样本,再来进展系统抽样.例如我们随机剔除了3、46、59、57、112、93这6名教师,然后再对剩余112名教师编号,计算间隔k=7.(3)在1~7之间随机选取一个数字,例如选5,将5加上间隔7得到第二个个体编号12,再加上7得到第三个个体编号19,依次进展下去,直到获取整个样本.3.采用分层抽样.具体抽样步骤如下:①将总体分成三层:“专科生〞“本科生〞“研究生〞;②因为总人数为15 000人,所以各层个体数与总体个体数之比分别为:“专科生〞占;“本科生〞占;“研究生〞占;③因为抽选出225人,所以从各层中抽出人数为:“专科生〞有×225≈57人;“本科生〞有×225≈148人;“研究生〞有×225≈20人;④在每层中用系统抽样方法抽取样本,把各层抽得个体合在一起就得到了所需样本.4.由分层抽样原理知从各层中抽取样本个数之比等于各层个体数之比,所以从各层中抽出人数为:“第一区〞有102×200=40人;“第二区〞有103×200=60 人;“第三区〞有105×200=100人;然后在每层中用系统抽样方法抽取样本,把各层抽得个体合在一起就得到了所需样本.点评:有针对性与例题配套,加强学生对上课例题理解.课堂小结〔先让一位同学总结,其他同学补充,教师完善,并用多媒体展示出来〕〔1〕分层抽样定义;〔2〕分层抽样实施方法及步骤;〔3〕简单随机抽样、系统抽样及分层抽样区别与联系.作业课本习题2.1 2、8.设计感想由于课程标准对分层抽样要求层次为“了解〞,因此没有在如何合理分层这个层面上花过多时间,而是以例题、习题形式补充了一些与学习、生活、生产相关背景材料,让学生感受分层抽样应用广泛性与必要性.习题详解1.解:采用分层抽样方法.具体为:①将全市800家企业分成四个层:“中外合资企业〞“私营企业〞“国有企业〞“其他性质企业〞;②“中外合资企业〞与全市企业总数之比为160∶800=1∶5;“私营企业〞与全市企业总数之比为320∶800=2∶5;“国有企业〞与全市企业总数之比为240∶800=3∶10;“其他性质企业〞与全市企业总数之比为80∶800=1∶10;③应抽取“中外合资企业〞40×51=8家 ;“私营企业〞40×52=16家;“国有企业〞 40×103=12家;“其他性质企业〞40×101=4家; ④将抽出40家企业合在一起就组成所要样本.2.解:由题意知:抽取高二年级学生15人.故抽取高二年级学生与高二年级学生总数之比为15∶300=1∶20,所以高一年级学生总数为20×20=400人,高三年级学生总数为10×20=200人,全校学生总数为400+300+200=900人.3.解:因为4个区学生人数之比为3∶2.8∶2.2∶2,因此各个区学生数分别占总数3∶(3+2.8+2.2+2)=3∶10,2.8∶(3+2.8+2.2+2)=7∶25, 2.2∶(3+2.8+2.2+2)=11∶50,2∶(3+2.8+2.2+2)=2∶10,所以应分别从各个区抽取学生200×103=60人,200×257=56人,200×5011=44人,200×102=40人. 4.解:可先将高一年级学生按年龄分为15岁、16岁、17岁,然后再将每一个年龄段内学生分为男、女调查他们身高,这样整个年级学生就可分为9个层,最后采用分层抽样方法抽取一些学生调查他们作为样本.5.解:可对全校学生分为三个层:“高一学生〞“高二学生〞“高三学生〞,然后在每一层中采用系统抽样方法抽取出各层学生,最后调查这些学生身高与心率,获得数据,制成表格.6.解:先将学生按年级分为几个局部,然后对每一局部学生采用随机抽样方法抽取一些学生组成样本,调查他们父母年龄,收集数据以制成表格.7.可对班级学生按男、女分为两个局部,然后按男、女生在班级所占比例在每一局部采用随机抽样方法抽取一些学生,以调查他们对这一问题看法.8.解:〔1〕采用分层抽样方法,具体步骤如下:①将500名学生分为4个层:“血型为O 型学生〞“血型为A 型学生〞“血型为B 型学生〞“血型为AB 型学生〞;②“血型为O 型学生〞占总人数比为,“血型为A 型学生〞占总人数比为,“血型为B 型学生〞占总人数比为,“血型为AB 型学生〞占总人数比为;③应抽取血型为O 型学生40×52=16人;血型为A 型学生40×41=10人;血型为B 型学生40×41=10人;血型为AB 型学生40×101=4人; ④从各层用随机抽样方法抽出学生组成样本.〔2〕AB 血型样本抽样过程〔抽签法〕步骤:①将血型为AB 型学生进展随机编号为1,2, (50)②用白纸做成形状、大小完全一样1至50号签;③把1至50号签集中在一起放在一个大容器中充分搅拌均匀; ④沉着器中随机地抽出4个签;⑤最后把编号与抽中号码相一致学生抽出即可.9.解:抽签法或随机数表法:如检查某个班级同学对英语单词掌握情况;系统抽样:检查高一年级同学对英语单词掌握情况;分层抽样:检查全校同学对英语单词掌握情况.10.略.。
第二章统计分层抽样【学习目标】1正确理解分层抽样的概念;2掌握分层抽样的一般步骤;3区分简单随机抽样、系统抽样和分层抽样,并能选择适当的方法进行抽样。
【学习重点】正确计算分层抽样中各层所需要抽取的样本数量。
【学习过程】探究某校高一、高二和高三年级分别有学生1000,800和700名,为了了解全校学生的视力情况,从中抽取容量为100的样本,你认为应当怎样抽取样本较为合理?1分层抽样的定义一般地,当时,为了使样本更客观地反映总体情况,我们常常将总体中的个体,然后按照实施抽样,这种抽样方法叫分层抽样,所分成的各个部分称为层。
2分层抽样的步骤例1某电视台在因特网上就观众对某一节目的喜爱程度进行调查,参加调查的总人数为12021人,其中持各种态度的人数如下表所示。
电视台为进一步了解观众的具体想法和意见,打算从中抽取60人进行更为详细的调查,应怎样进行抽样?3三种抽样方法的特点和适用范围例2在下列问题中,各采用什么抽样方法抽取样本较为合适(1)在30台彩电中抽取5台进行质量检验;(2)学校礼堂有38排座位,每排有36个座位(1到36号),会后听取意见,留下了38名学生进行座谈;(3)学校有250名教职员工,其中教师2021,教学管理人员30名,后勤管理人员2021从中抽取30名员工参加一个活动.【数学应用】1某高中共有900人,其中高一年级300人,高二年级2021,高三年级400人,现采用分层抽样抽取容量为45的样本,那么高一、高二、高三各年级抽取的人数分别为2某单位有职工160人,其中业务员有104人,管理人员32人,后勤24人,现用分层抽样从中抽取一容量为2021本,则抽取管理人员人。
3某校有老师2021,男学生12021,女学生1000人,现用分层抽样的方法从所有师生中抽取一个容量为n的样本,已知女学生中抽取的人数为80,则n=4.某大学数学系共有本科生5000人,其中一、二、三、四年级的学生比为4:3:2:1,用分层抽样的方法抽取一个容量为2021的样本,则应抽取三年级的学生为人。
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2.1.3 分层抽样备课资料备选例题例1 某网站欲调查网民对当前网页的满意程度,在登录的所有网民中,收回有效帖子共50 000份,其中持各种态度的份数如下表所示: 很满意 满意 一般 不满意 10 80012 40015 60011 200为了了解网民的具体想法和意见,以便决定如何更改才能使网页更完美,打算从中抽选500份,为使样本更具有代表性,应该怎样抽取样本?解:采用分层抽样。
具体抽样步骤如下:①把总体分成四层:“很满意"“满意”“一般"“不满意”;②因为总体为50000份,所以从各层中的份数占总体份数的比分别为:“很满意”占5000010800;“满意”占5000012400;“一般”占5000015600;“不满意”占5000011200;③因此,各层中抽出的份数为:“很满意”有5000010800×500=108份;“满意”有5000012400×500=124份;“一般”有5000015600×500=156份;“不满意”有5000011200×500=112份;④在每层中用系统抽样的方法抽取样本,把各层抽得的个体合在一起就得到了所需的样本。
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2.1。
3 分层抽样1.正确理解分层抽样的概念.(重点)2.掌握分层抽样的一般步骤.(重点)3.能区分简单随机抽样、系统抽样和分层抽样,并选择适当正确的方法进行抽样.(难点、易混点)[基础·初探]教材整理1 分层抽样阅读教材P48~P49“练习"上边的内容,并完成下列问题.1.分层抽样的概念当总体由差异明显的几个部分组成时,为了使样本更客观地反映总体情况,我们常常将总体中的个体按不同的特点分成层次比较分明的几部分,然后按各部分在总体中所占的比例实行抽样,这种抽样方法叫分层抽样.2.分层抽样的步骤(1)将总体按一定标准分层;(2)计算各层的个体数与总体的个体数的比;(3)按各层个体数占总体的个体数的比确定各层应抽取的样本容量;(4)在每一层进行抽样(可用简单随机抽样或系统抽样).判断正误:(1)分层抽样实际上是按比例抽样.()(2)分层抽样中每个个体被抽到的可能性不一样.( )(3)分层抽样中不能用简单随机抽样或系统抽样.( )【解析】(1)√.由分层抽样的定义知该结论正确.(2)×.分层抽样是等可能抽样,每个个体被抽到的可能性相同.(3)×.在每层中抽样时,可能要用到简单随机抽样或系统抽样.【答案】(1)√(2)×(3)×教材整理2 三种抽样方法的比较阅读教材P50“例3”上边的内容,并完成下列问题。
江苏省盐城市高中数学第二章统计2.1 分层随机抽样教学设计苏教版必修3编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(江苏省盐城市高中数学第二章统计2.1 分层随机抽样教学设计苏教版必修3)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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分层随机抽样一、教学内容解析《分层随机抽样》是苏教版普通高中课程标准实验教科书必修三第2章第一节的第三课时。
必修三的关于统计的这一教学内容,作用是让学生感受统计的“用样本估计总体”的思想,学会收集数据,进而对其进行整理,选用合适的方法进行分析,最后能用特征数反映总体的特征。
初步掌握在实际问题中,用统计知识分析、解释生活现象的基本方法。
分层抽样这一节内容是对前面简单随机抽样和系统抽样方法的一个补充,学完这节课后,学生可以形成较为完整的抽样方法体系,为后面对总体的分析打下坚实的基础,所以本节课起到承上启下的作用。
本节课,教材共设置了一个案例和一个实践操作问题,从“为什么要进行分层抽样”到“如何实施分层抽样”,最后阐述“各种抽样方法的适用范围和特点”。
整节课,深入浅出地将一个看似简单的数学概念进行全新地解读,引导学生用数学的思维方法分析现实的问题,能够透过繁杂的现象,看出其中蕴含的数学道理,全面提升学生的数学素养。
经过思考,教者为了凸显统计抽样的必要性和为什么要进行分层抽样,对美国历史上发生的预测总统大选的失败的案例引入课题,层层深入地说明抽样的要求和分层抽样的适用范围。
统计是应用型的数学知识,脱离了实践操作,就是空谈。
2019-2020年高中数学 2.1.3分层抽样教案苏教版必修3总课题抽样方法总课时第12课时分课题分层抽样分课时第 3 课时教学目标结合实际问题情景,理解分层抽样的必要性和重要性; 学会用分层抽样的方法从总体中抽取样本.重点难点学会用分层抽样的方法从总体中抽取样本3.分层抽样的步骤是:(1)(2)(3)(4)说明:若按比例计算所得的个体数不是整数,可作适当的近似处理.4.用随机数表法抽取样本的步骤是:(1)(2)(3)(4)5类别特点相互联系适用范围共同点简单随机抽样系统抽样分层抽样例1 某电视台在因特网上就观众对某一节目的喜爱程度进行调查,参加调查的总人数很喜爱喜爱一般不喜爱抽样?例2 下列问题中,采用怎样的抽样方法较为合理?(1)从台冰箱中抽取台进行质量检查;(2)某电影院有排座位,每排有个座位,座位号为.有一次报告会坐满了听众,报告会结束以后为听取意见,需留下名听众进行座谈;(3)某学校有名教职工,其中教师名,行政人员名,后勤人员名.为了了解教职工对学校在校务公开方面的意见,拟抽取一个容量为的样本.巩固练习1.分层抽样中,在每一层进行抽样可用_____________________.2.某养鸡场有蛋鸡、肉鸡和草鸡三种鸡,其中蛋鸡只,肉鸡只,草鸡只.估产时,应采用何种抽样方法?试给出一种抽取样本容量为的样本的方案课堂小结本节重点介绍了分层抽样的方法,并比较分析了三种抽样方法的特点.课后训练班级:高二()班姓名:____________ 一基础题1.①.教育局督学组到学校检查工作,临时在每个班各抽调人参加座谈;②.某班期中考试有人在分以上,人在分,人不及格.现欲从中抽出人研讨进一步改进教和学;③.某班元旦聚会,要产生两名“幸运者”.对这三件事,合适的抽样方法为()A.分层抽样,分层抽样,简单随机抽样;B. 系统抽样,系统抽样,简单随机抽样;C. 分层抽样,简单随机抽样,简单随机抽样;D. 系统抽样,分层抽样,简单随机抽样.2.在某年有奖明信片销售活动中,规定每万张为一个开奖组,通过随机抽取的方式确定号码的后位数是的为三等奖.这样确定获奖号码的抽样方法是_______.3.某公司生产种型号的轿车,产量分别为辆、辆和辆.为检验该公司的产品质量,现用分层抽样的方法抽取辆进行检验,这种型号的轿车应分别抽取________辆、________辆和________辆.4.下列抽样中,不是系统抽样的是().A.从号码为~的个球中任选个作为样本,先在~号球中用抽签抽出号,再将号码为,的球也抽出;B.工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间的过程中,检验人员从传送带上每隔抽一件产品进行检验;C.某项市场调查,规定在商店门口随机地询问一个人,直至达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,邀请每排(每排人数相等)座位号为的观众留下来座谈.5.一个田径队有男运动员人,女运动员人,请用分层抽样的方法从全队中抽取名运动员.二提高题6.某单位有职工名,其中业务人员名,管理人员名,后勤服务人员名.为了了解职工的某种情况,要从中抽取一个容量为的样本.试用多种抽样方法完成抽样.7.为了了解某市家企业的管理情况,拟抽取家企业作为样本.这家企业中有中外合资企业家,私营企业家,国有企业家,其他性质的企业家.如何抽样较合理?2019-2020年高中数学 2.1.3-2.1.4分层抽样数据的收集基础过关训练新人教B版必修3一、基础过关1.某城市有学校700所.其中大学20所,中学200所,小学480所,现用分层抽样方法从中抽取一个容量为70的样本,进行某项调查,则应抽取中学数为 ( ) A.70 B.20C.48 D.22.甲校有3 600名学生,乙校有5 400名学生,丙校有1 800名学生,为统计三校学生某方面的情况,计划采用分层抽样法,抽取一个容量为90的样本,应在这三校分别抽取学生( ) A.30人,30人,30人B.30人,45人,15人C.20人,30人,10人D.30人,50人,10人3.下列问题符合调查问卷要求的是 ( ) A.你所购买的名牌产品,您认为该产品的知名度□很好□一般□很低B.你认为数学学习□较容易□较困难C.你们班有几位大个子同学?________D.你对我们厂生产的电视机□满意□不满意4.某商场有四类食品,其中粮食类、植物油类、动物性食品类及果蔬类分别有40种、10种、30种、20种,现从中抽取一个容量为20的样本进行食品安全检测.若采用分层抽样的方法抽取样本,则抽取的植物油类与果蔬类食品种数之和是 ( ) A.4 B.5C.6 D.75.某地区有小学150所,中学75所,大学25所.现采用分层抽样的方法从这些学校中抽取30所学校对学生进行视力调查,应从小学中抽取________所学校,从中学中抽取________所学校.6.某学校高一、高二、高三年级的学生人数之比为3∶3∶4,现用分层抽样的方法从该校高中三个年级的学生中抽取容量为50的样本,则应从高二年级抽取________名学生.7.某学校高一年级有x个学生,高二年级有y个学生,高三年级有z个学生,采用分层抽样抽取一个容量为45人的样本,高一年级被抽取20人,高三年级被抽取10人,高二年级共有300人,则此学校共有高中学生多少人?8.某工厂有3条生产同一产品的流水线,每天生产的产品件数分别是3 000件,4 000件,8 000件.若要用分层抽样的方法从中抽取一个容量为150的样本,应该如何抽样?二、能力提升9.下列数据适合用试验的方法得到的有 ( ) A.xx年的全国人口总数B.某学校抽烟的学生在总人数中所占的比例C.某班男生的平均身高D.顾客对某种产品的满意程度10.某小学三个年级共有学生270人,其中一年级108人,二、三年级各81人,现要用抽样方法抽取10人形成样本,将学生按一、二、三年级依次统一编号为1,2,…,270,如果抽得号码有下列四种情况:①5,9,100,107,111,121,180,195,200,265;②7,34,61,88,115,142,169,196,223,250;③30,57,84,111,138,165,192,219,246,270;④11,38,60,90,119,146,173,200,227,254;其中可能是由分层抽样得到,而不可能是由系统抽样得到的一组号码为 ( ) A.①② B.②③ C.①③ D.①④11.某工厂生产A、B、C、D四种不同型号的产品,产品数量之比依次为2∶3∶5∶1.现用分层抽样方法抽出一个容量为n的样本,样本中A种型号有16件,那么此样本的容量n 为________.12.一批产品有一级品100个,二级品60个,三级品40个,分别采用系统抽样和分层抽样,从这批产品中抽取一个容量为20的样本.三、探究与拓展13.某单位有技师18人,技术员12人,工程师6人,需要从这些人中抽取一个容量为n的样本,如果采用系统抽样和分层抽样方法抽取,都不用剔除个体;如果样本容量增加1,则在采用系统抽样时,需要在总体中剔除1个个体,求样本容量n.2.1.3 分层抽样2.1.4 数据的收集1.B 2.B 3.B 4.C 5.18 9 6.157.解 高二年级被抽取45-20-10=15(人),被抽取的比例为15300=120,∴x=400,z =200.∴此学校共有高中学生900人.8.解 总体中的个体数N =3 000+4 000+8 000=15 000,样本容量n =150,抽样比例为n N =15015 000=1100,所以应该在第1条流水线生产的产品中随机抽取3 000×1100=30(件)产品,在第2条流水线生产的产品中随机抽取4 000×1100=40(件)产品,在第3条流水线生产的产品中随机抽取8 000×1100=80(件)产品.这里因为每条流水线所生产的产品数都较多,所以,在每条流水线的产品中抽取样品时,宜采用系统抽样方法.9.C10.D [按照分层抽样的方法抽取样本,一、二、三年级抽取的人数分别为:10827,8127,8127,即4人,3人,3人;不是系统抽样即编号的间隔不同,观察①、②、③、④知:①④符合题意,②是系统抽样,③中三年级人数为4人,不是分层抽样.]11.8812.解 (1)系统抽样方法:将200个产品编号1,2,…,200,再将编号分为20段,每段10个编号,第一段为1~10号,…,第20段为191~200号.在第1段用抽签法从中抽取1个,如抽取了6号,再按预先给定规则,通常可用加间隔数10,第二段取16号,第三段取26号…,第20段取196号,这样可得到一个容量为20的样本.(2)分层抽样方法:因为样本容量与总体的个体数的比为20∶200=1∶10,所以一、二、三级品中分别抽取的个体数目依次是100×110,60×110,40×110,即10,6,4.将一级品的100个产品按00,01,02,…,99编号,将二级品的60个产品按00,01,02,…,59编号,将三级品的40个产品按00,01,02,…,39编号,采用随机数表法,分别抽取10个,6个,4个.这样可得容量为20的一个样本.13.解 因为采用系统抽样和分层抽样时不用剔除个体,所以n 是36的约数,且36n是6的约数,即n 又是6的倍数,n =6,12,18或36,又n +1是35的约数,故n 只能是4,6,34,综合得n =6,即样本容量为6.。
2.1.3 分层抽样整体设计教材分析本课是在学生已经学习了简单随机抽样和系统抽样之后所要学习的又一种抽样方法——分层抽样.由前两节课我们知道简单随机抽样或系统抽样有时获得的样本不具有很好的代表性,比如,当个体间的差异比较大时,如果采用简单随机抽样,不同的人就有可能得到差异很大的结果;同样,如果采用系统抽样也很可能得不到具有代表性的样本.为此,为了更大程度地提高样本的代表性,我们需要事先对总体有一定的了解,然后根据已有的了解,再按照一定的方式抽取,这就是分层抽样.本教案的着眼点是让学生主体参与,让学生动手、动脑,并通过观察、分析、比较、归纳等进行合情推理,鼓励学生积极活动,勇于探索.针对本节课概念性强、思维量大、例习题较多的特点,本课的教法是以启发学生观察思考分析讨论为主的启发式教学.三维目标1.了解分层抽样的概念,理解科学、合理选用抽样方法的必要性.2.掌握分层抽样的操作步骤,对实际问题的对比分析.3.了解各种抽样方法的使用范围,使学生能根据具体情况选择适当的抽样方法.4.结合教学内容培养学生学习数学的兴趣以及“用数学”的意识,培养学生的科学探索精神.重点难点教学重点:通过实例了解分层抽样的方法.教学难点:分层抽样的步骤.课时安排1课时教学过程导入新课设计思路一:(事例引入)有一条消息“抽查部分考生成绩了解知道,江苏省2005年高考的物理学科平均分约为95分.”请问这个数据是用什么样的抽样方法得到的?分析:不能单纯地用简单随机抽样或系统抽样,因为江苏省有很多地区,而每个地区的学生成绩不平衡,甚至相差太大.那么,设计抽样方法时,最核心的问题是什么,应该注意什么呢?一定要使抽取的样本具有很好的代表性.为此,在设计抽样方法时,我们应充分利用自己对总体情况已有的了解,选择适合的抽样方法.师:请同学们一起来探讨一例,你认为应当怎样抽取样本?设计思路二:(实例引入)某校高一、高二和高三年级分别有学生1 000,800和700名,为了了解全校学生的视力情况,欲从中抽取容量为100的样本,怎样抽样较为合理?(让中档生配合教师引入新课,增强他们的赶超意识;优秀生补充,树立他们“我要更强”的竞争意识;后进生主动参与,提高他们课堂上有效的思考活动时间)分析:由于不同年级的学生视力状况有一定的差异,不能在 2 500名学生中随机抽取100名学生,也不宜在三个年级平均抽取.为准确反映客观实际,不仅要使每个个体被抽到的概率相等,而且要注意总体中个体的层次性,所以,先将全体学生分成高一、高二和高三年级三层,分别抽样.三部分学生的人数有较大差别,应考虑各层个体数在总体中所占的比例.用各层的个体数与总体的个体数的比乘以样本容量就可得各层所要抽取的个体数.推进新课新知探究学生思考,交流讨论,然后代表发言.一般地,当总体由差异明显的几个部分组成时,为了使样本更客观地反映总体情况,我们常常将总体中的个体按不同的特点分成层次比较分明的几部分,然后按各部分在总体中所占的比实施抽样,这种抽样方法叫做分层抽样(stratified sampling ),其中所分成的各个部分称为“层”.分层抽样的步骤是:(1)将总体按一定标准分层;(2)计算各层的个体数与总体的个体数的比;(3)按各层个体数占总体的个体数的比确定各层应抽取的样本容量;(4)在每一层进行抽样(可用简单随机抽样或系统抽样).分层抽样的特点是:分层抽样时,每个个体被抽到的可能性是相等的.由于分层抽样充分利用了已知信息,使样本具有较好的代表性,而且在各层抽样时,可以根据具体情况采取不同的抽样方法,因此分层抽样在实践活动中有着广泛的应用.应用示例例1 某电视台在因特网上就观众对其某一节目的喜爱程度进行调查,参加调查的总人数为12 000人,其中持各种态度的人数如下表所示:很喜爱 喜爱 一般 不喜爱2 435 4 5673 926 1 072电视台为进一步了解观众的具体想法和意见,打算从中抽选出60人进行更为详细的调查,应怎样进行抽样?分析:因为总体中人数较多,所以不宜采取简单随机抽样,又由于持不同态度的人数差异较大,故也不宜用系统抽样,而以分层抽样为妥.解:采用分层抽样.具体抽样步骤如下:①把总体分成四层:“很喜爱”“喜爱”“一般”“不喜爱”;②因为总人数为12 000人,所以各层个体数与总体个体数之比分别为“很喜爱”占120002435;“喜爱”占 120004567;“一般”占120003926; “不喜爱”占120001072; ③因为抽选出60人,所以从每层中抽出的人数为:“很喜爱”有120002435×60≈12人,“喜爱”有120004567×60≈23人,“一般”有120003926×60≈20人,“不喜爱”有120001072×60≈5人. ④在每层中用系统抽样的方法抽取样本,把各层抽得的个体合在一起就得到了所需的样本.点评:(1)分层抽样的四个步骤中按比例分配各层所要抽取的个体数时,有时计算出的个体数可能是一个近似数,但这并不影响样本的容量.(2)分层抽样适用于总体由差异比较明显的几个部分组成的情况,是等概率抽样,它是客观的、公平的.(3)分层抽样是建立在简单随机抽样或系统抽样的基础上的,由于它充分利用了调查者对被调查的对象(总体)事先所掌握的各种信息,并充分考虑了保持样本结构与总体结构的一致性,从而使抽取的样本具有较好的代表性.并且在各层抽样时可以根据情况采用不同的抽样方法,因此分层抽样在实践中有着非常广泛的应用.例2 一工厂生产了某种产品16 800件,他们来自甲、乙、丙生产三条线.为检查这批产品的质量,决定采用分层抽样的方法进行抽样,已知从甲、乙、丙3条生产线抽取的个体数组成一个等差数列,则乙生产线生产了________________件产品.分析:审题是思维的入口,抓住问题透露的信息,进行分检、组合和加工,找出解题思路.非常有价值的信息是从甲、乙、丙3条生产线抽取的个体数组成一个等差数列.解法一:因为从甲、乙、丙3条生产线抽取的个体数组成一个等差数列,故设从甲、乙、丙三条生产线抽出的个体数分别为a,a+d,a+2d ,那么各层抽出的个体合在一起就得到了所需的样本的容量3a+3d ,所以从各条生产线抽出的个体数占总体的比为1680033d a +. 设乙生产线生产了x 件产品,则1680033d a +×x=a+d,x=5 600. 解法二:设从甲、乙、丙三条生产线抽出的个体数分别为:a -d,a,a+d ,则各层抽得的个体合在一起就得到了所需的样本的容量为3a ,所以从各条生产线抽出的个体数占总体的比为168003a .设乙生产线生产了x 件产品,则168003a ×x=a,x=5 600. 解法三:因为从甲、乙、丙3条生产线抽取的个体数组成一个等差数列,由分层抽样的原理知甲、乙、丙3条生产线生产的产品件数也组成一个等差数列.故设甲、乙、丙生产线生产的产品件数分别为y -m,y,y+m 件,则(y -m)+y+(y+m)=16 800,即y=5 600.点评:解法二妙在设三数时考虑了“三数成等差且已知它们的和”的条件.解法三思路:由于本题采用分层抽样的方法进行抽样,已知从甲、乙、丙3条生产线抽取的个体数组成一个等差数列,那么甲、乙、丙3条生产线生产的产品件数也组成一个等差数列.因为从各条生产线抽出的人数占总体的比(设为k )是不变的,那么设从甲、乙、丙三条生产线抽出的个体数分别为:a -d,a,a+d (等差数列),则甲、乙、丙3条生产线生产的产品件数分别为:kd a k a k d a +-,,(等差数列). 思考:求出了乙生产线生产了5 600件产品,能否求出甲和丙生产线分别生产了多少件产品.如果不能,能否加一些条件,求出甲和丙生产线分别生产的产品件数.解:不能,因d,k,a 都不知.可以通过加条件求出甲和丙生产线分别生产的产品件数,如a=56,d=4,则k=16800563⨯=1100,所以甲、丙生产线生产的产品件数分别为:kd a -=5 200,k d a +=6 000.或者d=4,k=1001,则k=3a16 800=1001,所以a=56,以下解法同前. 例 3 为了考察某校的教学水平,将抽查这个学校高三年级的部分学生的本学年考试成绩.为了全面地反映实际情况,采用以下三种方式进行抽查(已知该校高三年级共有20个教学班,并且每个班内的学生已经按随机方式编好了学号,假定该校每班学生人数都相同):①从全年级20个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取20人,考察他们的学习成绩;②每个班抽取一人,共计20人,考察这20个学生的成绩;③把学生按成绩分成优秀、良好、普通三个级别,从中抽取100名学生进行考察(已知:若按成绩分,该校高三学生中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人).根据上面的叙述,试回答下列的问题:(1)上面三种抽取方式中,其中总体、个体、样本分别指的是什么?每一种抽取方式抽取的样本中,其样本容量分别是多少?(2)上面三种抽取方式中各自采用何种抽取样本的方法?(3)试分别写出上面三种抽取方式各自抽取样本的步骤.分析:本题主要考查数理统计中的一些基本概念和基本方法.做这种题目时,应该注意叙述的完整性和条理性.解:(1)这三种抽样方式中,其总体都是指该校高三全体学生本年度的考试成绩,个体都是指高三年级每个学生本年度的考试成绩.其中第一种抽取方式中样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第二种抽取方式中样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第三种抽取方式中样本为所抽取的100名学生本年度的考试成绩,样本容量为100.(2)上面三种抽样方式中,第一种方式采用的方法是简单随机抽样法;第二种方式采用的方法是系统抽样法和简单随机抽样法;第三种方式采用的方法是分层抽样法和简单随机抽样法.(3)第一种方式抽样的步骤如下:第一步:在这20个班中用抽签法任意抽取一个班;第二步:从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取20名学生,考察其考试成绩. 第二种方式抽样的步骤如下:第一步:在第一个班中,用简单随机抽样法任意抽取某一个学生,记其学号为a ; 第二步:在其余的19个班中,选取学号为a 的学生,共计19人.第三种方式抽样的步骤如下:第一步:分层.因为若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人,所以在抽取样本时,应该把全体学生分成三个层次.第二步:确定各个层次抽取的人数.因为样本容量与总体的个体数比为:100∶1 000=1∶10,所以在每个层次抽取的个体数依次为10250,10600,10150,即15,60,25. 第三步:按层次分别抽取.在优秀生中用简单随机抽样法抽取15人;在良好生中用简单随机抽样法抽取60人;在普通生中用简单随机抽样法抽取20人.点评:1.弄清考察对象是明确总体、个体、样本的关键,这里考察的对象指的是数据.样本中有多少个个体,样本容量就是多少.总体、个体、样本的考察对象是同一的,所不同的是范围的大小.2.判断采用何种抽样方法时,应充分理解三种抽样方法的定义.三种抽样方法的共同点、各自的特点、三者之间的联系以及适用的范围:类别 共同点 各自特点 相互联系 适用范围简单随机抽样 抽样过程中每个个体被抽取的概率相等 从总体中逐个抽取 总体中的个数较少系统抽样 将总体均分成几部分,按事先确定的规则分别在各部分中抽取在起始部分抽样时采用简单随机抽样总体中的个数较多分层抽样 将总体分成几层,分层进行抽取 各层抽样时采用简单随机抽样或系统抽样 总体由差异明显的几部分组成例4 下列问题中,采用怎样的抽样方法较为合理?(1)从10台冰箱中抽取3台进行质量检查;(2)某电影院有32排座位,每排有40个座位,座位号为1~40.有一次报告会坐满了听众,报告会结束后为听取意见,需留下32名听众进行座谈;(3)某学校有160名教职工,其中教师120名,行政人员16名,后勤人员24名.为了了解教职工对学校在校务公开方面的意见,拟抽取一个容量为20的样本.此题考察统计中的抽样方法的有关知识,要求学生会区别几种抽样方法.分析:此题特征是:已知总体情况来分析选择抽样方法.解:(1)总体容量比较小,用抽签法或随机数表法都很方便.(2)总体容量比较大,用抽签法或随机数表法比较麻烦.由于人员没有明显差异,且刚好32排,每排人数相同,可用系统抽样.具体做法是:将每排的40人组成一组,共32组,从第1排至第32排分别为1~32组,先在第1排用简单随机抽样抽取一名听众,再将其他各排与此听众座位号相同的听众全部取出.(3)由于学校各类人员对这一问题的看法可能差异较大,故应采用分层抽样方法.具体做法是:总体容量为160,故样本中教师人数应为20×160120=15名,行政人员人数应为20×16016=2名,后勤人员应为20×16024=3名. 点评:此题考察统计中的抽样方法的有关知识,要求学生会区别几种抽样方法.知能训练1.在10 000个有机会中奖参加港澳七日游的号码(编号为0000~9999)中,在公证部门监督下按照随机抽取的方法确定后三位数为369的号码为中奖号码.请你分析这里运用了哪种抽样方法来确定中奖号码的?依次写出这10个中奖号码.2.某校共有118名教师,为了支援西部的教育事业,现要从中抽出16名教师组成暑期西部讲师团.请用系统抽样法选出讲师团成员.3.某大学共有全日制学生15 000人,其中专科生3 788人、本科生9 874人、研究生1 338人,现为了调查学生上网查找资料的情况,欲从中抽取225人,为了使样本具有代表性,应该怎样抽取样本?(充分给予学生思考的时间,由学生分析思路,写出详细解题过程,培养学生规范化书写解题过程的意识,老师点拨和指导.出示投影片上准备好的解题过程,让学生对照自己的书写过程,扬长避短)4.某市的3个区共有高中学生2 000人,且3个区的高中学生人数之比为2∶3∶5,现要用分层抽样方法从所有学生中抽取一个容量为200的样本,这3个区分别应抽取多少人?写出抽样过程.解答:1.因为中奖号码的后三位数相同,因此10个中奖号码依次为:0369,1369,2369,3369,4369,5369,6369,7369,8369,9369.它们的间隔相同,因此采用的是系统抽样方法.2.(1)对这118名教师进行编号1,2, (118)(2)计算间隔k=16118=7.375.由于k 不是一个整数,我们从总体中随机剔除6个样本,再来进行系统抽样.例如我们随机剔除了3、46、59、57、112、93这6名教师,然后再对剩余的112名教师编号,计算间隔k=7.(3)在1~7之间随机选取一个数字,例如选5,将5加上间隔7得到第二个个体编号12,再加上7得到第三个个体编号19,依次进行下去,直到获取整个样本.3.采用分层抽样.具体抽样步骤如下:①将总体分成三层:“专科生”“本科生”“研究生”;②因为总人数为15 000人,所以各层个体数与总体个体数之比分别为:“专科生”占150003788;“本科生”占150009874;“研究生”占150001338; ③因为抽选出225人,所以从各层中抽出的人数为:“专科生”有150003788×225≈57人;“本科生”有150009874×225≈148人;“研究生”有150001338×225≈20人; ④在每层中用系统抽样的方法抽取样本,把各层抽得的个体合在一起就得到了所需的样本.4.由分层抽样原理知从各层中抽取的样本个数之比等于各层的个体数之比,所以从各层中抽出的人数为:“第一区”有102×200=40人;“第二区”有103×200=60 人;“第三区”有105×200=100人;然后在每层中用系统抽样的方法抽取样本,把各层抽得的个体合在一起就得到了所需的样本.点评:有针对性的与例题配套,加强学生对上课例题的理解.课堂小结(先让一位同学总结,其他同学补充,教师完善,并用多媒体展示出来)(1)分层抽样的定义;(2)分层抽样的实施方法及步骤;(3)简单随机抽样、系统抽样及分层抽样的区别与联系.作业课本习题2.1 2、8.设计感想由于课程标准对分层抽样的要求层次为“了解”,因此没有在如何合理分层这个层面上花过多时间,而是以例题、习题的形式补充了一些与学习、生活、生产相关的背景材料,让学生感受分层抽样应用的广泛性和必要性.习题详解习题2.11.解:采用分层抽样的方法.具体为:①将全市的800家企业分成四个层:“中外合资企业”“私营企业”“国有企业”“其他性质的企业”;②“中外合资企业”与全市企业总数之比为160∶800=1∶5;“私营企业”与全市企业总数之比为320∶800=2∶5;“国有企业”与全市企业总数之比为240∶800=3∶10;“其他性质的企业”与全市企业总数之比为80∶800=1∶10;③应抽取“中外合资企业”40×51=8家 ;“私营企业”40×52=16家;“国有企业” 40×103=12家;“其他性质的企业”40×101=4家; ④将抽出的40家企业合在一起就组成所要的样本.2.解:由题意知:抽取高二年级学生15人.故抽取的高二年级学生与高二年级学生总数之比为15∶300=1∶20,所以高一年级学生总数为20×20=400人,高三年级学生总数为10×20=200人,全校学生总数为400+300+200=900人.3.解:因为4个区的学生人数之比为3∶2.8∶2.2∶2,因此各个区的学生数分别占总数的3∶(3+2.8+2.2+2)=3∶10, 2.8∶(3+2.8+2.2+2)=7∶25,2.2∶(3+2.8+2.2+2)=11∶50,2∶(3+2.8+2.2+2)=2∶10,所以应分别从各个区抽取学生200×103=60人,200×257=56人,200×5011=44人,200×102=40人. 4.解:可先将高一年级的学生按年龄分为15岁、16岁、17岁,然后再将每一个年龄段内的学生分为男、女调查他们的身高,这样整个年级的学生就可分为9个层,最后采用分层抽样的方法抽取一些学生调查他们作为样本.5.解:可对全校学生分为三个层:“高一学生”“高二学生”“高三学生”,然后在每一层中采用系统抽样的方法抽取出各层的学生,最后调查这些学生的身高和心率,获得数据,制成表格.6.解:先将学生按年级分为几个部分,然后对每一部分的学生采用随机抽样的方法抽取一些学生组成样本,调查他们的父母的年龄,收集数据以制成表格.7.可对班级的学生按男、女分为两个部分,然后按男、女生在班级所占的比例在每一部分采用随机抽样的方法抽取一些学生,以调查他们对这一问题的看法.8.解:(1)采用分层抽样的方法,具体步骤如下:①将500名学生分为4个层:“血型为O 型的学生”“血型为A 型的学生”“血型为B 型的学生”“血型为AB 型的学生”;②“血型为O 型的学生”占总人数的比为52500200=,“血型为A 型的学生”占总人数的比为41500125=,“血型为B 型的学生”占总人数的比为41500125=,“血型为AB 型的学生”占总人数的比为10150050=; ③应抽取血型为O 型的学生40×52=16人;血型为A 型的学生40×41=10人;血型为B 型的学生40×41=10人;血型为AB 型的学生40×101=4人; ④从各层用随机抽样的方法抽出学生组成样本.(2)AB 血型的样本的抽样过程(抽签法)步骤:①将血型为AB 型的学生进行随机编号为1,2, (50)②用白纸做成形状、大小完全相同的1至50号的签;③把1至50号的签集中在一起放在一个大容器中充分搅拌均匀;④从容器中随机地抽出4个签;⑤最后把编号与抽中的号码相一致的学生抽出即可.9.解:抽签法或随机数表法:如检查某个班级同学对英语单词掌握情况;系统抽样:检查高一年级同学对英语单词掌握情况;分层抽样:检查全校同学对英语单词掌握情况.10.略.。