(完整版)系统抽样方法
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系统抽样实践总结引言抽样是统计学中一种常用的方法,通过从总体中抽取样本来推断总体的特征。
在实际应用中,我们往往无法获取到总体的全部数据,因此需要借助抽样方法来进行数据分析和决策。
本文将对系统抽样方法进行总结和实践,介绍其原理、应用场景以及实际操作步骤等内容。
一、系统抽样原理系统抽样是一种比较简单且常用的抽样方法,其基本原理是按照一定的系统规则从总体中抽取样本。
具体而言,系统抽样的步骤如下:1.确定总体大小:首先需要确定总体的大小,即N值。
2.计算抽样间隔:根据抽样比例,计算出抽样间隔(k值),即每隔多少个样本选择一个样本。
3.随机起点:随机选择一个起始样本,然后按照抽样间隔向后选择样本。
4.选择样本:从起点开始,每隔k个样本选择一个样本,直到达到抽样数量要求。
系统抽样的原理相对简单,能够保证样本的随机性,并且具有一定的代表性。
二、系统抽样应用场景系统抽样适用于以下场景:1.总体数据结构有规则性:当总体数据呈现一定的规律、周期性或者有序性时,系统抽样能够保证样本的代表性。
2.总体数据的分布未知:当总体数据的分布未知或者复杂时,系统抽样是一种简单有效的抽样方法。
在具体应用中,系统抽样经常用于市场调查、社会调查、科学实验等领域,能够提供客观、可靠的样本数据供分析和研究使用。
三、系统抽样实践步骤系统抽样的实践步骤如下:1.确定总体大小:根据研究目的和特点,确定总体的大小。
2.计算抽样间隔:根据抽样比例和总体大小,计算抽样间隔k值。
3.随机起点:使用随机数表或计算机程序,随机选择一个起始样本。
4.选择样本:从起点开始,按照抽样间隔k值依次选择样本,直到满足抽样数量要求。
对于较大的总体,可以使用编制抽样框架的方法,将总体按照某种规则进行分组,然后在每个分组中按照系统抽样的方法选择样本。
四、系统抽样的优缺点系统抽样作为一种常用的抽样方法,具有以下优点:1.简单易行:系统抽样的原理和操作较为简单,容易实施。
2.保证随机性:系统抽样能够保证样本的随机性,具有一定的代表性。
2.1.2 系统抽样一、教学目标:知识与技能:(1)正确理解系统抽样的概念;(2)掌握系统抽样的一般步骤;(3)正确理解系统抽样与简单随机抽样的关系;过程与方法:通过对实际问题的探究,归纳应用数学知识解决实际问题的方法,理解分类讨论的数学方法,情感态度与价值观:通过数学活动,感受数学对实际生活的需要,体会现实世界和数学知识的联系。
二、教学重点与难点:正确理解系统抽样的概念,能够灵活应用系统抽样的方法解决统计问题。
三、教学过程:(一)创设情境,引入课题: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?(二)研探新知:1、系统抽样的定义: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。
2、系统抽样的特证:(1)适用于个体较多时,但均衡的总体。
(2)在整个抽样的过程中,每个个体被抽取到的可能性相等。
练习:优化方案(学生用书的33页)做一做(1)。
(加深对概念的的理解)3、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)编号: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。
N(n是样本容量)是整数时,(2)分段:确定分段间隔k,对编号进行分段,当nN去k=n(3)确定初始的编号:在第一段用简单随机抽样确定第一个个体编号L(L≤k)(4)抽取样本:按照一定的规则抽取样本,通常是将L加上间隔k得到第二个个体编号(L+k),再加k得到第三个个体编号(L+2k),依次进行下去,直到获取整个样本。
4、抽取样本的规则:通常是将L加上间隔k得到第二个个体编号(L+k),再加k得到第三个个体编号(L+2k),依次进行下去,直到获取整个样本。
《系统抽样》讲义一、什么是系统抽样在统计学中,抽样方法多种多样,而系统抽样就是其中一种较为常见且实用的抽样方式。
系统抽样,也被称为等距抽样或机械抽样。
它的基本操作是先将总体中的个体按照某种顺序进行编号,然后计算抽样间隔,接着在第一个间隔内随机抽取一个起始号码,后续按照固定的间隔抽取样本。
举个简单的例子,如果要从 1000 个个体中抽取 100 个样本,那么抽样间隔就是 10(1000÷100 = 10)。
假设在 1 到 10 之间随机抽取了3 作为起始号码,那么后续抽取的号码就依次是 13、23、33……以此类推。
这种抽样方法的优点在于相对简单易行,而且能够在一定程度上保证样本的代表性。
二、系统抽样的步骤1、编号首先,需要对总体中的每个个体进行编号。
编号的方式可以根据具体情况而定,比如按照时间顺序、地理位置、字母顺序等等。
2、计算抽样间隔抽样间隔(k)的计算公式为:总体容量(N)÷样本容量(n)。
3、确定起始号码在第一个抽样间隔内,通过随机抽样的方法确定一个起始号码。
4、抽取样本从起始号码开始,按照抽样间隔依次抽取样本。
三、系统抽样的特点1、简便高效相比其他一些复杂的抽样方法,系统抽样的操作相对简单,不需要过多的复杂计算和随机选择,能够快速有效地获取样本。
2、均匀分布由于是按照固定的间隔抽取样本,所以在一定程度上能够保证样本在总体中的分布相对均匀。
3、对总体的排序要求系统抽样要求总体中的个体在某种排序方式下呈现一定的随机性。
如果总体的排列存在周期性或者规律性,可能会导致样本的偏差。
四、系统抽样的适用场景1、总体规模较大当总体规模较大时,系统抽样可以在相对较短的时间内完成抽样工作,并且能够较好地控制抽样误差。
2、总体个体排列具有随机性如果总体中的个体在排列上没有明显的规律或者周期性,系统抽样能够提供具有代表性的样本。
3、抽样精度要求不是特别高对于一些对抽样精度要求不是极其严格的研究或调查,系统抽样可以满足需求。
系统抽样(Systematic sampling)一、概述1、什么系统抽样设计总体中的N 个单元按某种顺序(通常是依照有关标志排队,即按某个在比估计和回归速记中提到的辅助变量的顺序排列,但也可以是依照无关标志排列,即按不完全满足辅助变量定义的某个已知变量排列,这种排列近似于随机排列),编号为1,2,…,N 。
抽取程序是首先抽取一个或一组起始单元的编号,然后按某种确定的规则(例如等距抽样:按照固定的间隔选取)选取其他单元的编号,直到满n 个为止,则这种抽样称为系统随机抽样,简称系统抽样。
2、直线等距抽样假设总体单元数为N ,样本容量为n ,N=nk,且总体中的N 个单元已按某种确定顺序编号为1,2,…,N 。
抽取程序是先从头k 个单元编号中随机抽出一个单元编号,然后每隔k 个单元编号抽取一个单元编号,直到抽出n 个单元编号为止,则这种等距抽样称为直线等距抽样。
3、圆形等距抽样假设总体单元数为N ,样本容量为n ,N ≠nk ,且总体中的N 个单元已按某种确定顺序编号为1,2,…,N 。
如将这些编号看成首尾相接的一个环,并从1到N 中按简单随机抽取方式抽取一个单元编号作为随机起点r ,然后每隔k 抽取一个单元编号,直到抽满n 个单元为止,则这种等距抽样称为圆形等距抽样。
4、直线等距抽样的实施方法 (1)首先计算抽样间接k=N/n ;(2)将N 个单元按某种顺序依次编号为1,2,…,N ;(3)从1~k 个单元编号中随机抽取一个单元编号,假设为r ; (4)每隔k 个单元编号抽出一个单元编号,直到抽出n 个单元。
例如:随机起点,k i i ≤≤1,,入选单元,,....2,,k i k i i ++i k 2k 3k (n-1)k nk 5、圆形等距抽样的实施方法编号不是直线排列而是环状(圆形)排列,是随机起点的选择范围由1到k 扩展到1到N 。
入样编号可以表示为:),,2,1(0)1(0)1(},)1(,)1(min{,)1(n j N k j r N k j r N k j r k j r i k j r i =⎩⎨⎧>--+≤--+--+-+=-+=当当二、不等概率系统抽样对总体N 个初级单元的某种确定排列顺序,设第i 个初级单元所包含的次级或基本单元数为i M ,令∑==Ni i M M 10表示总体所包含的全部级或基本单元数。
庖丁巧解牛知识·巧学一、系统抽样的概念当总体中个体数较多时,样本容量就不宜太小,采用简单随机抽样抽取样本,就显得费事.这时可将总体分成均衡的若干部分,然后按照预先制定的规则,从每一部分中抽取1个个体,得到所需样本,这种抽样方法叫做系统抽样。
在系统抽样中,由于抽样的间隔相等,因此系统抽样也被称作等距抽样(或叫机械抽样)。
从元素个数为N的总体中抽取容量为n的样本,如果总体容量能被N,分为n组,每组k个,然后在第一组的1样本容量整除,则设k=n到k中随机抽出一个数s作为起始数,再顺次抽取第s+k,s+2k,…,s+(n—1)k个数,这样就得到了容量为n的样本.系统抽样有以下特征:(1)当总体容量N较大时,采用系统抽样.(2)将总体分成均衡的若干部分指的是将总体分段,分段的间隔要N]。
求相等,因此,系统抽样又称等距抽样,这时间隔一般为k=[n (3)预先制定的规则指的是:在第1段内采用简单随机抽样确定一个起始编号,在此编号的基础上加上分段间隔的整倍数即为抽样编号。
二、系统抽样的一般步骤一般地,从容量为N的总体中抽取容量为n的样本,用系统抽样的一般步骤是:(1)采用随机的方式将总体中的个体编号(编号方式可酌情考虑,为方便起见,有时可直接利用个体所带有的号码,如学生的准考证号、街道门牌号等);(2)确定分段间隔k,对总体编号分段, ①当n N 是整数时,取k=nN ; ②当n N 不是整数时,通过从总体中随机剔除一些个体使剩余个体数N′能被n 整除,这时k=n N ; (3)在第一段用简单随机抽样确定第一个个体编号l ;(4)按照事先确定的规则抽取样本.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,直到获得整个样本.误区警示 上述过程中,总体中的每个个体被取出(或被剔除)的可能性相等,也就是每个个体不被选取(或不被剔除)的可能性也相等,另外在第一段抽样时,采用的是简单随机抽样,每个个体被抽到的可能性均等,所以在整个抽样过程中每个个体被抽取的机会仍然都相等,这说明使用系统抽样法抽取样本的过程是公平的。
2.1.2 系统抽样
一、教学目标:
知识与技能:
(1)正确理解系统抽样的概念;
(2)掌握系统抽样的一般步骤;
(3)正确理解系统抽样与简单随机抽样的关系;
过程与方法:通过对实际问题的探究,归纳应用数学知识解决实际问题的方法,理解分类讨论的数学方法,
情感态度与价值观:通过数学活动,感受数学对实际生活的需要,体会现实世界和数学知识的联系。
二、教学重点与难点:正确理解系统抽样的概念,能够灵活应用系统抽样的方法解决统计问题。
三、教学过程:
(一)创设情境,引入课题:
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?(二)研探新知:
1、系统抽样的定义:
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。
2、系统抽样的特证:
(1)适用于个体较多时,但均衡的总体。
(2)在整个抽样的过程中,每个个体被抽取到的可能性相等。
练习:优化方案(学生用书的33页)做一做(1)。
(加深对概念的的理解)
3、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)编号: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。
N(n是样本容量)是整数时,(2)分段:确定分段间隔k,对编号进行分段,当
n
N
去k=n
(3)确定初始的编号:在第一段用简单随机抽样确定第一个个体编号L(L≤k)(4)抽取样本:按照一定的规则抽取样本,通常是将L加上间隔k得到第二个个体编号(L+k),再加k得到第三个个体编号(L+2k),依次进行下去,直到
获取整个样本。
4、抽取样本的规则:
通常是将L加上间隔k得到第二个个体编号(L+k),再加k得到第三个个体编号(L+2k),依次进行下去,直到获取整个样本。
练习:优化方案学生用书的33页做一做(2)。
(加深对系统抽样的步骤以及规则)(四)课堂练习:
优化方案(学生用书34页~35页)的备选例题1、2
(五)课堂小结:
1、在抽样过程中,当总体中个体较多时,可采用系统抽样的方法进行抽样,系统抽样
的步骤为:
(1)编号: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)分段:确定分段间隔k,对编号进行分段,当(n是样本容量)是整数时,去k=
(3)确定初始的编号:在第一段用简单随机抽样确定第一个个体编号L( L≤k)(4)抽取样本:按照一定的规则抽取样本,通常是将L加上间隔k得到第二个个体编号(L+k),再加k得到第三个个体编号(L+2k),依次进行下去,直到获取整个
样本。
2、在确定分段间隔k时应注意:分段间隔k为整数,当不是整数时,应采用等可能剔
除的方剔除部分个体,以获得整数间隔k。
(六)课后作业:
优化方案(学生用书35页)随堂自测1、2、3、4
八、课后反思:。