高中数学 第十二章 第1讲 随机抽样
- 格式:doc
- 大小:88.50 KB
- 文档页数:6
高中数学知识点:抽样方法一、简单随机抽样设一个总体的个体数为N,假如通过逐个抽取的方法从中抽取一个样本,且每次抽取时,各个体被抽到的概率相等,就称如此的抽样为简单随机抽样。
一样地假如用简单随机抽样从个体数为N的总体中抽取一个容量为n的样本那么每个个体被抽到的概率等于n/N.常用的简单随机抽样方法有:抽签法、随机数法。
1.抽签法一样地,抽签法确实是把总体中的N个个体编号,把号码写在号签上,将号签放在一个容器中,搅拌平均后,每次从中抽取一个号签,连续抽取n 次,就得到一个容量为n的样本。
2.随机数法随机抽样中,另一个经常被采纳的方法是随机数法,即利用随机数表、随机数骰子或运算机产生的随机数进行抽样。
二、活用随机抽样系统抽样的最差不多特点是“等距性”,每组内所抽取的号码需要依据第一组抽取的号码和组距是唯独确定,每组抽取样本的号码依次构成一个以第一组抽取的号码m为首项,组距d为公差的等差数列{an},第k组抽取样本的号码,ak=m+(k-1)d,如本题中依照第一组的样本号码和组距,可得第k组抽取号码应该为9+30*(k-1)三、系统抽样要练说,先练胆。
说话胆小是幼儿语言进展的障碍。
许多幼儿当众说话时显得可怕:有的结巴重复,面红耳赤;有的声音极低,自讲自听;有的低头不语,扯衣服,扭身子。
总之,说话时外部表现不自然。
我抓住练胆那个关键,面向全体,偏向差生。
一是和幼儿建立和谐的语言交流关系。
每当和幼儿讲话时,我总是笑脸相迎,声音亲切,动作亲昵,排除幼儿恐惧心理,让他能主动的、自由自在地和我交谈。
二是注重培养幼儿敢于当众说话的适应。
或在课堂教学中,改变过去老师讲学生听的传统的教学模式,取消了先举手后发言的约束,多采取自由讨论和谈话的形式,给每个幼儿较多的当众说话的机会,培养幼儿爱说话敢说话的爱好,对一些说话有困难的幼儿,我总是认真地耐心地听,热情地关心和鼓舞他把话说完、说好,增强其说话的勇气和把话说好的信心。
三是要提明确的说话要求,在说话训练中不断提高,我要求每个幼儿在说话时要仪态大方,口齿清晰,声音响亮,学会用眼神。
简单随机抽样1.简单随机抽样【知识点的认识】1.定义:一般地,设一个总体含有N 个个体,从中逐个不放回地抽取n 个个体作为样本(n≤N),如果每次抽取时总体内的各个个体被抽到的机会都相等,就把这种抽样方法叫做简单随机抽样.2.特点:(1)有限性:总体个体数有限;(2)逐个性:每次只抽取一个个体;(3)不放回:抽取样本不放回,样本无重复个体;(4)等概率:每个个体被抽到的机会相等.(如果从个体数为N 的总体中抽取一个容量为n 的样本,则每个个体푛被抽取的概率等于푁)3.适用范围:总体中个数较少.4.注意:随机抽样不是随意或随便抽取,随意或随便抽取都会带有主观或客观的影响因素.【常用方法】1.抽签法(抓阄法)一般地,从个体总数为N 的总体中抽取一个容量为k 的样本,步骤为:(1)编号:将总体中所有个体编号(号码可以为 1﹣N);(2)制签:将编号写在形状、大小相同的号签上(可用小球、卡片、纸条等制作);(3)搅匀:将号签放在同一个箱子中进行均匀搅拌;(4)抽签:每次从箱中取出 1 个号签,连续抽取k 次;(5)取样:从总体中取出与抽到号签编号一致的个体.2.随机数表法.○随机数表:由 0﹣9 十个数字所组成,其中的每个数都是用随机方法产生的,这样的表称为随机数表.实现步骤:(1)编号:对总体中所有个体编号(每个号码位数一致);(2)选数:在随机数表中任选一个数作为开始;(3)取数:从选定的起始数沿任意方向取数(不在号码范围内的数、重复出现的数不取),直到取满为止;(4)取样:根据所得的号码从总体中抽取相应个体.【命题方向】以基本题(中、低档题)为主,多以选择题、填空题的形式出现,以实际问题为背景,综合考查学生学习基础知识、应用基础知识、解决实际问题的能力.(1)考查简单随机抽样的特点例:用简单随机抽样的方法从含有 100 个个体的总体中依次抽取一个容量为 5 的样本,则个体m 被抽到的概率为()1111A.100B.20C.99D.50分析:依据简单随机抽样方式,总体中的每个个体被抽到的概率都是一样的,再结合容量为 5,可以看成是抽 5 次,从而可求得概率.1解答:一个总体含有 100 个个体,某个个体被抽到的概率为,100∴以简单随机抽样方式从该总体中抽取一个容量为 5 的样本,1则指定的某个个体被抽到的概率为100× 5 =1.20故选:B.点评:不论用哪种抽样方法,不论是“逐个地抽取”,还是“一次性地抽取”,总体中的每个个体被抽到的概率都是一样的,体现了抽样方法具有客观公平性.(2)判断抽样方法是否为简单随机抽样常见与分层抽样、系统抽样对比,注意掌握各种抽样方法的区分.例:下面的抽样方法是简单随机抽样的是()A.在某年明信片销售活动中,规定每 100 万张为一个开奖组,通过随机抽取的方式确定号码的后四位为 2709 的2/ 4B.某车间包装一种产品,在自动包装的传送带上,每隔 30 分钟抽一包产品,称其重量是否合格C.某学校分别从行政人员、教师、后勤人员中抽取 2 人、14 人、4 人了解学校机构改革的意见D.用抽签法从 10 件产品中选取 3 件进行质量检验.分析:从所给的四个选项里观察因为抽取的个体间的间隔是固定的;得到A、B 不是简单随机抽样,因为总体的个体有明显的层次,C 不是简单随机抽样,D 是简单随机抽样.解答:A、B 不是简单随机抽样,因为抽取的个体间的间隔是固定的;C 不是简单随机抽样,因为总体的个体有明显的层次;D 是简单随机抽样.故选D.点评:本题考查简单随机抽样,考查分层抽样,考查系统抽样,是一个涉及到所学的所有抽样的问题,注意发现各种抽样的特点,分析清楚抽样的区别.(3)考查简单随机抽样的抽样方法操作例:利用随机数表法对一个容量为 500 编号为 000,001,002,…,499 的产品进行抽样检验,抽取一个容量为 10 的样本,若选定从第 12 行第 5 列的数开始向右读数,(下面摘取了随机数表中的第 11 行至第 15 行),根据下图,读出的第 3 个数是()A.841B.114C.014D.146分析:从随机数表 12 行第 5 列数开始向右读,最先读到的 1 个的编号是 389,再向右三位数一读,将符合条件的选出,不符合的舍去,继续向右读取即可.解答:最先读到的 1 个的编号是 389,向右读下一个数是 775,775 它大于 499,故舍去,再下一个数是 841,舍去,再下一个数是 607,舍去,再下一个数是 449,再下一个数是 983.舍去,再下一个数是 114.读出的第 3 个数是 114.故选B.点评:本题主要考查了抽样方法,随机数表的使用,在随机数表中每个数出现在每个位置的概率是一样的,所以每个数被抽到的概率是一样的,属于基础题.。
高中数学知识点第十二章-概率与统计 考试内容:抽样方法.总体分布的估计. 总体期望值和方差的估计. 考试要求:(1)了解随机抽样了解分层抽样的意义,会用它们对简单实际问题进行抽样. (2)会用样本频率分布估计总体分布. (3)会用样本估计总体期望值和方差.§12. 概率与统计 知识要点一、随机变量.1. 随机试验的结构应该是不确定的.试验如果满足下述条件: ①试验可以在相同的情形下重复进行;②试验的所有可能结果是明确可知的,并且不止一个;③每次试验总是恰好出现这些结果中的一个,但在一次试验之前却不能肯定这次试验会出现哪一个结果.它就被称为一个随机试验.2. 离散型随机变量:如果对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量.若ξ是一个随机变量,a ,b 是常数.则b a +=ξη也是一个随机变量.一般地,若ξ是随机变量,)(x f 是连续函数或单调函数,则)(ξf 也是随机变量.也就是说,随机变量的某些函数也是随机变量.设离散型随机变量ξ可能取的值为: ,,,,21i x x xξ取每一个值),2,1(1 =i x 的概率i i p x P ==)(ξ,则表称为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的121i 注意:若随机变量可以取某一区间内的一切值,这样的变量叫做连续型随机变量.例如:]5,0[∈ξ即ξ可以取0~5之间的一切数,包括整数、小数、无理数.3. ⑴二项分布:如果在一次试验中某事件发生的概率是P ,那么在n 次独立重复试验中这个事件恰好发生k 次的概率是:kn k k n qp C k)P(ξ-==[其中p q n k -==1,,,1,0 ] 于是得到随机变量ξ的概率分布如下:我们称这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B(n ·p ),其中n ,p 为参数,并记p)n b(k;qp C k n k k n ⋅=-. ⑵二项分布的判断与应用.①二项分布,实际是对n 次独立重复试验.关键是看某一事件是否是进行n 次独立重复,且每次试验只有两种结果,如果不满足此两条件,随机变量就不服从二项分布. ②当随机变量的总体很大且抽取的样本容量相对于总体来说又比较小,而每次抽取时又只有两种试验结果,此时可以把它看作独立重复试验,利用二项分布求其分布列. 4. 几何分布:“k =ξ”表示在第k 次独立重复试验时,事件第一次发生,如果把k 次试验时事件A 发生记为k A ,事A 不发生记为q )P(A ,A k k =,那么)A A A A P(k)P(ξk 1k 21-== .根据相互独立事件的概率乘法分式:))P(A A P()A )P(A P(k)P(ξk 1k 21-== ),3,2,1(1 ==-k p q k 于是我们称ξ服从几何分布,并记p q p)g(k,1k -=,其中 3,2,1.1=-=k p q5. ⑴超几何分布:一批产品共有N 件,其中有M (M <N )件次品,今抽取)N n n(1≤≤件,则其中的次品数ξ是一离散型随机变量,分布列为)M N k n M,0k (0CC C k)P(ξnNk n MN k M -≤-≤≤≤⋅⋅==--.〔分子是从M 件次品中取k 件,从N-M 件正品中取n-k 件的取法数,如果规定m <r 时0C rm=,则k 的范围可以写为k=0,1,…,n.〕 ⑵超几何分布的另一种形式:一批产品由 a 件次品、b 件正品组成,今抽取n 件(1≤n ≤a+b ),则次品数ξ的分布列为n.,0,1,k CC C k)P(ξnba kn bk a =⋅==+-.⑶超几何分布与二项分布的关系. 设一批产品由a 件次品、b 件正品组成,不放回抽取n 件时,其中次品数ξ服从超几何分布.若放回式抽取,则其中次品数η的分布列可如下求得:把b a +个产品编号,则抽取n 次共有n b a )(+个可能结果,等可能:k)(η=含kn k k n ba C -个结果,故n 0,1,2,k ,)ba a (1)b a a (C b)(a ba C k)P(ηkn k k n nkn k k n =+-+=+==--,即η~)(b a a n B +⋅.[我们先为k 个次品选定位置,共k n C 种选法;然后每个次品位置有a 种选法,每个正品位置有b 种选法] 可以证明:当产品总数很大而抽取个数不多时,k)P(ηk)P(ξ=≈=,因此二项分布可作为超几何分布的近似,无放回抽样可近似看作放回抽样.二、数学期望与方差.1. 期望的含义:一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为n n 2211.数学期望反映了离散型随机变量取值的平均水平.2. ⑴随机变量b a +=ξη的数学期望:b aE b a E E +=+=ξξη)( ①当0=a 时,b b E =)(,即常数的数学期望就是这个常数本身.②当1=a 时,b E b E +=+ξξ)(,即随机变量ξ与常数之和的期望等于ξ的期望与这个常数的和.③当0=b 时,ξξaE a E =)(,即常数与随机变量乘积的期望等于这个常数与随机变量期望的乘积.⑵单点分布:c c E =⨯=1ξ其分布列为:c P ==)1(ξ.⑶两点分布:p p q E =⨯+⨯=10ξ,其分布列为:(p +q = 1)⑷二项分布:∑=⋅-⋅=-np q pk n k n k E k n k)!(!!ξ 其分布列为ξ~),(p n B .(P 为发生ξ的概率)⑸几何分布:pE 1=ξ 其分布列为ξ~),(p k q .(P 为发生ξ的概率) 3.方差、标准差的定义:当已知随机变量ξ的分布列为),2,1()( ===k p x P k k ξ时,则称+-++-+-=n n p E x p E x p E x D 2222121)()()(ξξξξ为ξ的方差. 显然0≥ξD ,故σξξσξ.D =为ξ的根方差或标准差.随机变量ξ的方差与标准差都反映了随机变量ξ取值的稳定与波动,集中与离散的程度.ξD 越小,稳定性越高,波动越小............... 4.方差的性质.⑴随机变量b a +=ξη的方差ξξηD a b a D D 2)()(=+=.(a 、b 均为常数) ⑵单点分布:0=ξD 其分布列为p P ==)1(ξ ⑶两点分布:pq D =ξ 其分布列为:(p + q = 1)⑷二项分布:npq D =ξ ⑸几何分布:2p q D =ξ5. 期望与方差的关系.⑴如果ξE 和ηE 都存在,则ηξηξE E E ±=±)(⑵设ξ和η是互相独立的两个随机变量,则ηξηξηξξηD D D E E E +=+⋅=)(,)(⑶期望与方差的转化:22)(ξξξE E D -= ⑷)()()(ξξξξE E E E E -=-(因为ξE 为一常数)0=-=ξξE E .三、正态分布.(基本不列入考试范围)1.密度曲线与密度函数:对于连续型随机变量ξ,位于x 轴上方,ξ落在任一区间),[b a 内的概率等于它与x 轴.直线a x =与直线b x =(如图阴影部分)的曲线叫ξ的密度曲线,以其作为图像的函数)(x f 叫做ξ的密度函数,由于“),(+∞-∞∈x 是必然事件,故密度曲线与x 轴所夹部分面积等于1.2. ⑴正态分布与正态曲线:如果随机变量ξ的概率密度为:222)(21)(σμσπ--=x ex f .(σμ,,R x ∈为常数,且0 σ),称ξ服从参数为σμ,的正态分布,用ξ~),(2σμN 表示.)(x f 的表达式可简记为),(2σμN ,它的密度曲线简称为正态曲线.⑵正态分布的期望与方差:若ξ~),(2σμN ,则ξ的期望与方差分别为:2,σξμξ==D E . ⑶正态曲线的性质.①曲线在x 轴上方,与x 轴不相交. ②曲线关于直线μ=x 对称.③当μ=x 时曲线处于最高点,当x 向左、向右远离时,曲线不断地降低,呈现出“中间高、两边低”的钟形曲线.④当x <μ时,曲线上升;当x >μ时,曲线下降,并且当曲线向左、向右两边无限延伸时,以x 轴为渐近线,向x 轴无限的靠近.⑤当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越大,曲线越“矮胖”.表示总体的分布越分散;σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中.3. ⑴标准正态分布:如果随机变量ξ的概率函数为)(21)(22+∞-∞=-x ex x πϕ,则称ξ服从标准正态分布. 即ξ~)1,0(N 有)()(x P x ≤=ξϕ,)(1)(x x --=ϕϕ求出,而P (a <ξ≤b )的计算则是)()()(a b b a P ϕϕξ-=≤ .注意:当标准正态分布的)(x Φ的X 取0时,有5.0)(=Φx 当)(x Φ的X 取大于0的数时,有5.0)( x Φ.比如5.00793.0)5.0(=-Φσμ则σμ-5.0必然小于0,如图.⑵正态分布与标准正态分布间的关系:若ξ~),(2σμN 则ξ的分布函数通 常用)(x F 表示,且有)σμx (F(x)x)P(ξ-==≤ϕ.4.⑴“3σ”原则.假设检验是就正态总体而言的,进行假设检验可归结为如下三步:①提出统计假设,统计假设里的变量服从正态分布),(2σμN .②确定一次试验中的取值a 是否落入范围)3,3(σμσμ+-.③做出判断:如果)3,3(σμσμ+-∈a ,接受统计假设. 如果)3,3(σμσμ+-∉a ,由于这是小概率事件,就拒绝统计假设.⑵“3σ”原则的应用:若随机变量ξ服从正态分布),(2σμN 则 ξ落在)3,3(σμσμ+-内的概率为99.7% 亦即落在)3,3(σμσμ+-之外的概率为0.3%,此为小概率事件,如果此事件发生了,就说明此种产品不合格(即ξ不服从正态分布).S 阴=0.5S a =0.5+S。
随机抽样【教学目标】1.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2.理解简单随机抽样的概念,掌握简单随机抽样的两种方法:抽签法和随机数法3.理解分层随机抽样的概念,并会解决相关问题【教学重难点】1.抽样调查2.简单随机抽样3.分层随机抽样【教学过程】一、问题导入预习教材内容,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?二、基础知识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 <N )个个体作为样本,如果抽取是放回的,且每次抽取时总体内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放回简单随机抽样.(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∑Ni =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 ∑ki =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∑ni =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 ∑mi =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∑Ni =1Y i,y - =y 1+y 2+…+y n n =1n∑ni =1y i .③总体平均数和样本平均数分别为W - =∑Mi =1X i +∑N i =1Yi M +N ,w - =∑mi =1x i +∑ni =1y i m +nW.(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 +nM +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.获取数据的途径获取数据的基本途径有:(1)通过调查获取数据;(2)通过试验获取数据;(3)通过观察获取数据;(4)通过查询获取数据三、合作探究总体、样本等概念辨析题例1:为了调查参加运动会的1 000名运动员的平均年龄,从中抽取了100名运动员进行调查,下面说法正确的是()A .1 000名运动员是总体B .每个运动员是个体C .抽取的100名运动员是样本D .样本量是100【解析】根据调查的目的可知,总体是这1 000名运动员的年龄,个体是每个运动员的年龄,样本是抽取的100名运动员的年龄,样本量为100.故答案为D .【答案】D[规律方法]此类题目要正确理解总体与个体的概念,要弄明白概念的实质,并注意样本与样本容量的不同,其中样本量为数目,无单位.简单随机抽样的概念例2:下面的抽样方法是简单随机抽样吗?为什么?(1)从无数个个体中抽取50个个体作为样本;(2)仓库中有1万支奥运火炬,从中一次抽取100支火炬进行质量检查;(3)某连队从200名党员官兵中,挑选出50名最优秀的官兵赶赴灾区开展救灾工作.【解】(1)不是简单随机抽样.因为简单随机抽样要求被抽取的样本总体的个数是有限的.(2)不是简单随机抽样.虽然“一次性抽取”和“逐个抽取”不影响个体被抽到的可能性,但简单随机抽样要求的是“逐个抽取”.(3)不是简单随机抽样.因为这50名官兵是从中挑选出来的,是最优秀的,每个个体被抽到的可能性不同,不符合简单随机抽样中“等可能抽样”的要求.[规律方法]要判断所给的抽样方法是否为简单随机抽样,关键是看它们是否符合简单随机抽样的定义,即简单随机抽样的四个特点.抽签法及随机数法的应用例3:某班有50名学生,要从中随机地抽出6人参加一项活动,请分别写出利用抽签法和随机数法抽取该样本的过程.【解】(1)利用抽签法步骤如下:第一步:将这50名学生编号,编号为01,02,03, (50)第二步:将50个号码分别写在纸条上,并揉成团,制成号签.第三步:将得到的号签放在一个不透明的容器中,搅拌均匀.第四步:从容器中逐一抽取6个号签,并记录上面的号码.对应上面6个号码的学生就是参加该项活动的学生.(2)利用随机数法步骤如下:第一步:将这50名学生编号,编号为1,2,3, (50)第二步:用随机数工具产生1~50范围内的整数随机数,把产生的随机数作为抽中的编号,使与编号对应的学生进入样本.第三步:重复第二步的过程,直到抽足样本所需人数.对应上面6个号码的学生就是参加该项活动的学生.[规律方法](1)利用抽签法抽取样本时应注意以下问题:①编号时,如果已有编号(如学号、标号等)可不必重新编号.(例如该题中50名同学,可以直接利用学号)②号签要求大小、形状完全相同.③号签要搅拌均匀.④抽取号签时要逐一、不放回抽取.(2)利用随机数法抽取样本时应注意的问题:如果生成的随机数有重复,即同一编号被多次抽到,应剔除重复的编号并重新产生随机数,直到产生的不同编号个数等于样本所需的人数.分层随机抽样中的有关计算例4:(1)某单位共有老、中、青年职工430人,其中有青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍,为了解职工身体状况,现采用分层随机抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工的人数为W.(2)某高中学校为了促进学生个体的全面发展,针对学生发展要求,开设了富有地方特色的“泥塑”与“剪纸”两个社团,已知报名参加这两个社团的学生共有800人,按照要求每人只能参加一个社团,各年级参加社团的人数情况如下表:高一年级高二年级高三年级泥塑a b c 剪纸xyz其中x ∶y ∶z =5∶3∶2,且“泥塑”社团的人数占两个社团总人数的35,为了了解学生对两个社团活动的满意程度,从中抽取一个50人的样本进行调查,则从高二年级“剪纸”社团的学生中应抽取人.【解析】(1)设该单位老年职工人数为x ,由题意得3x =430-160,解得x =90.则样本中的老年职工人数为90×32160=18.(2)法一:因为“泥塑”社团的人数占总人数的35,故“剪纸”社团的人数占总人数的25,所以“剪纸”社团的人数为800×25=320;因为“剪纸”社团中高二年级人数比例为y x +y +z =32+3+5=310,所以“剪纸”社团中高二年级人数为320×310=96.由题意知,抽样比为50800=116,所以从高二年级“剪纸”社团中抽取的人数为96×116=6.法二:因为“泥塑”社团的人数占总人数的35,故“剪纸”社团的人数占总人数的25,所以抽取的50人的样本中,“剪纸”社团中的人数为50×25=20.又“剪纸”社团中高二年级人数比例为y x +y +z =32+3+5=310,所以从高二年级“剪纸”社团中抽取的人数为20×310=6.【答案】(1)18(2)6[规律方法]分层随机抽样中有关计算的方法(1)抽样比=该层样本量n 总样本量N=该层抽取的个体数该层的个体数.(2)总体中某两层的个体数之比=样本中这两层抽取的个体数之比.对于分层抽样中求某层个体数,或某层要抽取的样本个体数,都可以通过上面两个等量关系求解.样本平均数的求法例5:(1)甲在本次飞镖游戏中的成绩为8,6,7,7,8,10,9,8,7,8.求甲在本次游戏中的平均成绩.(2)在了解全校学生每年平均阅读多少本文学经典名著时,甲同学抽取了一个容量为10的样本,并算得样本的平均数为5;乙同学抽取了一个容量为8的样本,并算得样本的平均数为6.已知甲、乙两同学抽取的样本合在一起组成一个容量为18的样本,求合在一起后的样本均值.【解】(1)甲在本次游戏中的平均成绩为6+3×7+4×8+9+1010=7.8.(2)合在一起后的样本均值为10×5+8×610+8=50+4818=499.[规律方法]在分层随机抽样中,如果第一层的样本量为m ,平均值为x ;第二层的样本量为n ,平均值为y ,则样本的平均值为mx +nym +n.【课堂检测】1.在简单随机抽样中,每一个个体被抽中的可能性()A.与第几次抽样有关,第一次抽中的可能性要大些B.与第几次抽样无关,每次抽中的可能性都相等C.与第几次抽样有关,最后一次抽中的可能性要大些D.每个个体被抽中的可能性无法确定解析:选B.在简单随机抽样中,每一个个体被抽中的可能性都相等,与第几次抽样无关.2.若对某校1 200名学生的耐力做调查,抽取其中120名学生,测试他们1500米跑的成绩,得出相应的数值,在这项调查中,样本是指()A.120名学生B.1 200名学生C.120名学生的成绩D.1 200名学生的成绩解析:选C.本题抽取的是120名学生的成绩,因此每个学生的成绩是个体,这120名学生的成绩构成一个样本.3.(2019·广西钦州市期末考试)某中学共有1 000名学生,其中高一年级350人,该校为了了解本校学生视力情况,用分层随机抽样的方法从该校学生中抽出一个容量为100的样本进行调查,则应从高一年级抽取的人数为()A.20B.25C.30D.35解析:选D.高一年级抽取的人数为3501 000×100=35.故选D.4.在调查某中学的学生身高时,利用分层抽样的方法抽取男生20人,女生15人,得到了男生身高的平均值为170,女生身高的平均值为165.试估计该中学所有学生的平均身高是多少?解:20×170+15×16520+15=5 87535=16767.即该中学所有学生的平均身高为16767.第四步,把与号码相对应的人抽出,即可得到所要的样本.。
《简单随机抽样》教学设计◆教学目标1.通过实例,了解简单随机抽样的含义及其解决问题的过程,掌握两种简单随机抽样方法:抽签法和随机数表法;2.掌握用抽签法、随机数表法进行抽样的步骤,了解随机数表的制作方法和思想;3.在简单的实际情境中,能够根据实际问题的特点,设计恰当的抽样方法解决问题.◆教学重难点◆教学重点:理解随机抽样的必要性和重要性,用抽签法和随机数法抽取样本.教学难点:理解等可能性的含义、抽签法和随机数法的实施步骤.◆教学过程一、新课导入情境:某校要了解高一(2)班学生的视力情况,决定从班级里45名学生中抽取10名学生进行检查.以下几种抽取方法,你认为可行吗?(1)从戴眼镜的学生中抽取10名进行严查;(2)从没有佩戴眼镜的学生中抽取10名进行检查;(3)从女生中抽取10名进行检查.显然,以上3中抽样方法都具有一定的片面性.那么,怎样抽取样本才是合理的呢?这节课我们就一起来探究!设计意图:通过学生身边的简单具体实例,从直观感受的基础上体会抽样的必要性,为下面的学习做铺垫.二、新知探究问题1:怎样抽取样本,才能使样本更好地代表总体?答案:尽量使样本的分布能近似于总体的分布,例如,在调查学校学生的身高时,若身高在160 cm~170 cm的学生占总体的40%,那么样本中160 cm~170 cm的学生占样本容量的40%,这样得出的结论更准确.因为抽查是由部分来推断总体,所以其结果具有不确定性,在处理这个矛盾的过程中,人们经过长期的实践总结,得出了抽查的基本方法——随机抽样.定义:在抽样调查中,每个个体被抽到的可能性均相同的抽样方法,称为随机抽样.一般地,从N(N为正整数)个不同个体构成的总体中,逐个不放回地抽取n(1≤n<N)个个体组成样本,并且每次抽取时总体内的每个个体被抽到的可能性相等,这样的抽样方法通常叫作简单随机抽样.简单随机抽样是一种最基本的抽样方法,对于不知道某些特别信息的总体,往往采用简单随机抽样.【概念巩固】下面抽取样本的方式是简单随机抽样吗?为什么?1.从无限多个个体中抽取50个个体作为样本.2.箱子里共有100个零件,今从中选取10个零件进行检验,在抽样操作时,从中任意地拿出一个零件进行质量检验后再把它放回箱子里.3.从50个个体中一次性抽取5个个体作为样本.思路点拨:要判断所给的抽样方式是否是简单随机抽样,关键是看它们是否符合简单随机抽样的特点.答案:1.不是简单随机抽样.因为被抽取样本的总体的个体数是无限的而不是有限的;2.不是简单随机抽样.简单随机抽样是不放回抽样,而它是放回抽样;3.不是简单随机抽样.因为它是一次性抽取,而不是“逐个”抽取.总结:简单随机抽样具备以下四个特点:①总体的个体数较少,②逐个抽取,③不放回抽样,④等可能抽样.判断抽样方法是否是简单随机抽样,只需看是否符合上述四个特点,若有一条不符合就不是简单随机抽样.设计意图:通过学生身边的简单具体实例,从直观感受的基础上体会简单随机抽样的特点,提高学生的抽象概括能力和语言表达能力.问题2:在解决实际问题时,怎样才能保证等可能抽取呢?探究:某校要了解高一(2)班学生的视力情况,决定从班级里45名学生中抽取10名学生进行检查.答案:将这45名学生进行编号;再做45个编号分别为1~45的“签”(也称“阄”),放入密封的容器或袋中(从外面看不见内部),并充分搅拌;最后从容器或袋中随机抽取10个签,记下10个签的编号,与签的编号相同的学生的视力即组成需要的样本,这种抽样方法称为抽签法.一般地,用抽签法从个体个数为N的总体中抽取一个容量为k的样本的步骤是:(1)给总体中的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)从箱中每次抽取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.追问1:哪些步骤保证每个个体被抽到的可能性是一样的?答案:形状、大小相同的号签;不透明的箱子;搅拌均匀.追问2:抽签法有哪些优点和缺点?答案:优点:简单易行;缺点:总体容量非常大时,费时费力,不容易搅拌均匀,会导致抽样不公平.问题3:当总体中所含个体数较多时,抽签法虽然能够保证样本的代表性,但是制签的过程也比较麻烦,如何简化制签的过程呢?答案:制作一个表,这个表由0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数字组成,表中任一位置出现任一数字的概率相同,且不同位置的数字之间是独立的.这样的表称为随机数表,其中的每个数都称为“随机数”,于是,我们只要按一定的规则从随机数表中选取号码就可以了,这种抽样方法叫作随机数表法.抽签法和随机数表法都是简单随机抽样.思考:如何用随机数表法求解本节开头的问题?(1)对45名学生按01,02,03,…,45编号;(2)在随机数表中随机地确定一个数字,如第8行第29列的数字7作为开始,为便于说明,我们将附录中的6~10行摘录如下:(3)从数字7开始向右读下去,每次读两位,凡不在01~45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12,07,44,39,38,33,21,34,29,42这10个号码,编号为这10个号码的学生的视力即组成一个容量为10的样本.当随机地选定开始的数后,读数的方向可以向右,也可以向左、向上、向下等.追问:你能总结出用随机数表法抽取样本的步骤吗?答案:(1)对总体中的个体编号(每个号码位数一致);(2)在随机数表中任选一个数;(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.总结:在用随机数法抽取样本时,应注意以下几点:(1)编号位数一致,一是为了便于查找,二是要保证每个个体被抽取的概率相等;(2)抽样时所需的随机数表可临时产生,也可以沿用已有的随机数表;(3)读数的起点、读取方向都是随机的,且事先定好.设计意图:帮助学生了解随机数表,熟悉随机数法抽取样本的过程,进一步积累基本活动经验.三、应用举例例1:(多选)下列关于简单随机抽样的叙述正确的是( )A .一定要逐个抽取B .它是一种最简单、最基本的抽样方法C .总体中的个数必须是有限的D .先被抽取的个体被抽到的可能性要大解析:由简单随机抽样的特点可以得出判断.A 、B 、C 都正确,并且在抽样过程中,每个个体被抽到的可能性都相等,不分先后.答案:ABC .例2:用随机数表法从1000 名学生男生抽取25 人参加某项运动,则某男学生被抽到的概率是_______;将1000名学生分别编号000、001、002……999,从随机数表的第5行(下表为随机数表的第5-8行)第11列开始,向右读取,则抽取的第5个样本的号码是____.5556 8526 6166 8231 2438 8455 4618 44452635 7900 3370 9160 1620 3882 7757 49503211 4919 7306 4916 7677 8733 9974 67322748 6198 7164 4148 7086 2888 8519 1620解析:根据简单随机抽样的特点,每个个体被抽到的概率相同.所以某男生被抽到的概率为25÷1000×100%=2.5%;抽取出的号码分别为668、231、243、884、554,所以第五名被抽取出的学生编号为554.例3: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( )A .110,110B .310,15C .15,310D .310,310 解析:根据简单随机抽样的定义知个体a 两次被抽到的可能性相同,均为310.答案:D . 四、课堂练习1.下面的抽样方法是简单随机抽样的个数是( )①某班45名同学,学校指定个子最高的5名同学参加学校的一项活动;②从2021生产线连续生产的产品中一次性抽取3个进行质检;③一儿童从玩具箱中的2022个玩具中随意拿出一件玩,玩完放回再拿一件,连续玩了5次.A .1B .2C .3D .02.总体由编号为 01,02,…,19,20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( )7816 6572 0802 6314 0702 4369 9728 01983202 9234 4935 8200 3623 4869 6938 7481A . 08B . 07C .02D .013.某总体容量为M,其中带有标记的有N个,现用简单随机抽样从中抽出一个容量为m的样本,则抽取的m个个体中带有标记的个数估计为_______.4.下列抽样试验中,适合用抽签法的是()A.从某厂生产的3000件产品中抽取600件进行质量检验B.从某厂生产的两箱(每箱15件)产品中抽取6件进行质量检验C.从甲、乙两厂生产的两箱(每箱15件)产品中抽取6件进行质量检验D.从某厂生产的3000件产品中抽取10件进行质量检验参考答案:1.解析:①不是,因为它不是等可能;②不是,因为它是“一次性”抽取;③不是,因为它是有放回的.答案:D.2、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:D.3、解析:总体中带有标记的比例是NM ,则抽取的m个个体中带有标记的个数估计为NmM.答案:NmM.4、解析:A中总体容量较大,样本量也较大,不适宜用抽签法;B中总体容量较小,样本量也较小,可用抽签法;C中甲、乙两厂生产的两箱产品有明显区别,不能用抽签法;D中虽然样本量较小,但总体容量较大,不适宜用抽签法.故选B.答案:B.五、课堂小结设计意图:引导学生对本节课所学知识方法有一个全面的认识,培养学生的归纳总结能力,帮助学生深化对知识的理解与掌握,体会研究解决实际问题的思路、途径、方法,为进一步学习打下坚实基础.六、布置作业教材第216页练习第1,2题.。
高中数学知识点第十二章-概率与统计考试内容:抽样方法.总体分布的估计. 总体期望值和方差的估计. 考试要求:(1)了解随机抽样了解分层抽样的意义,会用它们对简单实际问题进行抽样.(2)会用样本频率分布估计总体分布. (3)会用样本估计总体期望值和方差.§12. 概率与统计 知识要点一、随机变量.1. 随机试验的结构应该是不确定的.试验如果满足下述条件: ①试验可以在相同的情形下重复进行;②试验的所有可能结果是明确可知的,并且不止一个;③每次试验总是恰好出现这些结果中的一个,但在一次试验之前却不能肯定这次试验会出现哪一个结果. 它就被称为一个随机试验.2. 离散型随机变量:如果对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量.若ξ是一个随机变量,a ,b 是常数.则b a +=ξη也是一个随机变量.一般地,若ξ是随机变量,)(x f 是连续函数或单调函数,则)(ξf 也是随机变量.也就是说,随机变量的某些函数也是随机变量.设离散型随机变量ξ可能取的值为:ΛΛ,,,,21i x x xξ取每一个值),2,1(1Λ=i x 的概率i i p x P ==)(ξ,则表称为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列.有性质①Λ,2,1,01=≥i p ; ②121=++++ΛΛi p p p .注意:若随机变量可以取某一区间内的一切值,这样的变量叫做连续型随机变量.例如:]5,0[∈ξ即ξ可以取0~5之间的一切数,包括整数、小数、无理数.3. ⑴二项分布:如果在一次试验中某事件发生的概率是P ,那么在n 次独立重复试验中这个事件恰好发生k 次的概率是:kn k k n qp C k)P(ξ-==[其中p q n k -==1,,,1,0Λ] 于是得到随机变量ξ的概率分布如下:我们称这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B (n ·p ),其中n ,p 为参数,并记p)n b(k;qp C kn kkn⋅=-.⑵二项分布的判断与应用.①二项分布,实际是对n 次独立重复试验.关键是看某一事件是否是进行n 次独立重复,且每次试验只有两种结果,如果不满足此两条件,随机变量就不服从二项分布.②当随机变量的总体很大且抽取的样本容量相对于总体来说又比较小,而每次抽取时又只有两种试验结果,此时可以把它看作独立重复试验,利用二项分布求其分布列.4. 几何分布:“k =ξ”表示在第k 次独立重复试验时,事件第一次发生,如果把k 次试验时事件A 发生记为k A ,事A 不发生记为q )P(A ,A k k =,那么)A A A AP(k)P(ξk 1k 21-==Λ.根据相互独立事件的概率乘法分式:))P(A A P()A )P(A P(k)P(ξk 1k 21-==Λ),3,2,1(1Λ==-k p q k 于是得到随机变量ξ的概率分布列.我们称ξ服从几何分布,并记p q p)g(k,1k -=,其中Λ3,2,1.1=-=k p q5. ⑴超几何分布:一批产品共有N 件,其中有M (M <N )件次品,今抽取)N n n(1≤≤件,则其中的次品数ξ是一离散型随机变量,分布列为)M N k n M,0k (0C C C k)P(ξnNk n MN k M -≤-≤≤≤⋅⋅==--.〔分子是从M 件次品中取k 件,从N-M 件正品中取n-k 件的取法数,如果规定m <r 时0C r m =,则k 的范围可以写为k=0,1,…,n.〕⑵超几何分布的另一种形式:一批产品由 a 件次品、b 件正品组成,今抽取n 件(1≤n ≤a+b ),则次品数ξ的分布列为n.,0,1,k CC C k)P(ξnba kn bk a Λ=⋅==+-.⑶超几何分布与二项分布的关系.设一批产品由a 件次品、b 件正品组成,不放回抽取n 件时,其中次品数ξ服从超几何分布.若放回式抽取,则其中次品数η的分布列可如下求得:把b a +个产品编号,则抽取n 次共有n b a )(+个可能结果,等可能:k)(η=含kn k k n ba C -个结果,故n ,0,1,2,k ,)ba a (1)b a a (C b)(a ba C k)P(ηkn k k n nkn k k n Λ=+-+=+==--,即η~)(b a a n B +⋅.[我们先为k个次品选定位置,共k n C 种选法;然后每个次品位置有a 种选法,每个正品位置有b 种选法] 可以证明:当产品总数很大而抽取个数不多时,k)P(ηk)P(ξ=≈=,因此二项分布可作为超几何分布的近似,无放回抽样可近似看作放回抽样. 二、数学期望与方差.1. 期望的含义:一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为则称ΛΛ++++=n n p x p x p x E 2211ξ为ξ的数学期望或平均数、均值.数学期望又简称期望.数学期望反映了离散型随机变量取值的平均水平. 2. ⑴随机变量b a +=ξη的数学期望:b aE b a E E +=+=ξξη)( ①当0=a 时,b b E =)(,即常数的数学期望就是这个常数本身. ②当1=a 时,b E b E +=+ξξ)(,即随机变量ξ与常数之和的期望等于ξ的期望与这个常数的和.③当0=b 时,ξξaE a E =)(,即常数与随机变量乘积的期望等于这个常数与随机变量期望的乘积.⑵单点分布:c c E =⨯=1ξ其分布列为:c P ==)1(ξ.⑶两点分布:p p q E =⨯+⨯=10ξ,其分布列为:(p + q = 1) ⑷二项分布:∑=⋅-⋅=-np q p k n k n k E k n k )!(!!ξ 其分布列为ξ~),(p n B .(P 为发生ξ的概率)⑸几何分布:pE 1=ξ 其分布列为ξ~),(p k q .(P 为发生ξ的概率)3.方差、标准差的定义:当已知随机变量ξ的分布列为),2,1()(Λ===k p x P k k ξ时,则称ΛΛ+-++-+-=n n p E x pE x p E x D 2222121)()()(ξξξξ为ξ的方差.显然0≥ξD ,故σξξσξ.D =为ξ的根方差或标准差.随机变量ξ的方差与标准差都反映了随机变量ξ取值的稳定与波动,集中与离散的程度.ξD 越小,稳定性越高,波动越小............... 4.方差的性质.⑴随机变量b a +=ξη的方差ξξηD a b a D D 2)()(=+=.(a 、b 均为常数) ⑵单点分布:=ξD 其分布列为p P ==)1(ξ⑶两点分布:pq D =ξ 其分布列为:(+ q = 1)⑷二项分布:npq D =ξ ⑸几何分布:2p q D =ξ5. 期望与方差的关系.⑴如果ξE 和ηE 都存在,则ηξηξE E E ±=±)(⑵设ξ和η是互相独立的两个随机变量,则ηξηξηξξηD D D E E E +=+⋅=)(,)( ⑶期望与方差的转化:22)(ξξξE E D -= ⑷)()()(ξξξξE E E E E -=-(因为ξE 为一常数)0=-=ξξE E .三、正态分布.(基本不列入考试范围)1.密度曲线与密度函数:对于连续型随机变量ξ,位于x 轴上方,ξ落在任一区间),[b a 内的概率等于它与x 轴.直线a x =与直线b x =所围成的曲边梯形的面积图像的函数)(x f 是必然事件,故密度曲线与x 轴所夹部分面积等于1.2. ⑴正态分布与正态曲线:如果随机变量ξ的概率密度为:222)(21)(σμσπ--=x ex f . (σμ,,R x ∈为常数,且0φσ),称ξ服从参数为σμ,的正态分布,用ξ~),(2σμN 表示.)(x f 的表达式可简记为),(2σμN ,它的密度曲线简称为正态曲线.⑵正态分布的期望与方差:若ξ~),(2σμN ,则ξ的期望与方差分别为:2,σξμξ==D E .⑶正态曲线的性质.①曲线在x 轴上方,与x 轴不相交. ②曲线关于直线μ=x 对称.③当μ=x 时曲线处于最高点,当x 向左、向右远离时,曲线不断地降低,呈现出“中间高、两边低”的钟形曲线.④当x <μ时,曲线上升;当x >μ时,曲线下降,并且当曲线向左、向右两边无限延伸时,以x 轴为渐近线,向x 轴无限的靠近. ⑤当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越大,曲线越“矮胖”.表示总体的分布越分散;σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中.3. ⑴标准正态分布:如果随机变量ξ的概率函数为)(21)(22+∞-∞=-ππx ex x πϕ,则称ξ服从标准正态分布. 即ξ~)1,0(N 有)()(x P x ≤=ξϕ,)(1)(x x --=ϕϕ求出,而P (a <ξ≤b )的计算则是)()()(a b b a P ϕϕξ-=≤π.注意:当标准正态分布的)(x Φ的X 取0时,有5.0)(=Φx 当)(x Φ的X 取大于0的数时,有5.0)(φx Φ.比如5.00793.0)5.0(π=-Φσμ则σμ-5.0S 阴=0.5S a =0.5+S如图.⑵正态分布与标准正态分布间的关系:若ξ~),(2σμN 则ξ的分布函数通常用)(x F 表示,且有)σμx (F(x)x)P(ξ-==≤ϕ.4.⑴“3σ”原则.假设检验是就正态总体而言的,进行假设检验可归结为如下三步:①提出统计假设,统计假设里的变量服从正态分布),(2σμN .②确定一次试验中的取值a是否落入范围)3,3(σμσμ+-.③做出判断:如果)3,3(σμσμ+-∈a ,接受统计假设. 如果)3,3(σμσμ+-∉a ,由于这是小概率事件,就拒绝统计假设.⑵“3σ”原则的应用:若随机变量ξ服从正态分布),(2σμN 则 ξ落在)3,3(σμσμ+-内的概率为99.7% 亦即落在)3,3(σμσμ+-之外的概率为0.3%,此为小概率事件,如果此事件发生了,就说明此种产品不合格(即ξ不服从正态分布).。
第十二章 统计 第1讲 随机抽样
分层训练A级 基础达标演练 (时间:30分钟 满分:60分) 一、填空题(每小题5分,共30分) 1.(2012·宝鸡联考)为了了解所加工一批零件的长度,抽测了其中200个零件的长度,在这个问题中,200个零件的长度是________. ①总体;②个体是每一个零件;③总体的一个样本;④样本容量. 解析 200个零件的长度是总体的一个样本. 答案 ③ 2.用随机数表法从100名学生(其中男生25人)中抽取20人进行评教,某男学生被抽到的概率是________. 解析 从容量N=100的总体中抽取一个容量为n=20的样本,每个个体被抽
到的概率都是nN=15.
答案 15 3.(2011·福建卷改编)某校选修乒乓球课程的学生中,高一年级有30名,高二年级有40名.现用分层抽样的方法在这70名学生中抽取一个样本,已知在高一年级的学生中抽取了6名,则在高二年级的学生中应抽取的人数为________.
解析 设样本容量为N,则N×3070=6,∴N=14, ∴高二年级所抽人数为14×4070=8. 答案 8 4.某校高级职称教师26人,中级职称教师104人,其他教师若干人.为了了解该校教师的工资收入情况,按分层抽样从该校的所有教师中抽取56人进行调查,已知从其他教师中共抽取了16人,则该校共有教师________人.
解析 设其他教师为x人,则5626+104+x=16x, 解得x=52,∴x+26+104=182(人). 答案 182 5.某单位共有老、中、青职工430人,其中有青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍.为了解职工身体状况,现采用分层抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本的老年职工抽取人数为________. 解析 设老年职工人数为x人,中年职工人数为2x,所以160+x+2x=430,
得x=90.由题意老年职工抽取人数为90×32160=18(人). 答案 18 6. 200名职工年龄分布如图所示,从中随机抽40名职工作样本,采用系统抽样方法,按1~200编号为40组,分别为1~5,6~10,„,196~200,第5组抽取号码为22,第8组抽取号码为________.若采用分层抽样,40岁以下年龄段应抽取________人. 解析 将1~200编号分为40组,则每组的间隔为5,其中第5组抽取号码为22,则第8组抽取的号码应为22+3×5=37;由已知条件200名职工中40岁
以下的职工人数为200×50%=100,设在40岁以下年龄段中抽取x人,则40200
=x100,解得x=20. 答案 37 20 二、解答题(每小题15分,共30分) 7.某单位有职工550人,现为调查职工的健康状况,先决定将职工分成三类:青年人、中年人、老年人,经统计后知青年人的人数恰是中年人的人数的两倍,而中年人的人数比老年人的人数多50人.若采用分层抽样,从中抽取22人的样本,则青年人、中年人、老年人应该分别抽取多少人? 解 设该单位职工中老年人的人数为x,则中年人的人数为x+50,青年人的人数为2(x+50).∴x+x+50+2(x+50)=550,∴x=100,x+50=150,2(x+50)=300.所以该单位有青年人300人、中年人150人、老年人100人.
由题意知抽样比例为22550=125, 所以青年人、中年人、老年人应分别抽取12人、6人、4人. 8.(2012·开封模拟)某公路设计院有工程师6人,技术员12人,技工18人,要从这些人中抽取n个人参加市里召开的科学技术大会.如果采用系统抽样和分层抽样的方法抽取,不用剔除个体,如果参会人数增加1个,则在采用系统抽样时,需要在总体中先剔除1个个体,求n. 解 总体容量为6+12+18=36.
当样本容量是n时,由题意知,系统抽样的间隔为36n,分层抽样的比例是n36,
抽取的工程师人数为n36×6=n6,技术员人数为n36×12=n3,技工人数为n36×18=n2,所以n应是6的倍数,36的约数,即n=6,12,18. 当样本容量为(n+1)时,总体容量是35人,系统抽样的间隔为35n+1,因为35n+1
必须是整数,所以n只能取6.即样本容量n=6.
分层训练B级 创新能力提升 1.某公司在甲、乙、丙、丁四个地区分别有150个、120个、180个、150个销售点.公司为了调查产品销售的情况,需从这600个销售点中抽取一个容量为100的样本,记这项调查为①;在丙地区中有20个特大型销售点,要从中抽取7个调查其销售收入和售后服务情况,记这项调查为②.则完成①、②这两项调查宜采用的抽样方法依次是________. 解析 由于甲、乙、丙、丁四个地区有明显差异,所以在完成①时,需用分层抽样法.在丙地区中20个特大型销售点,没有显著差异,所以完成②宜采用简单随机抽样. 答案 分层抽样、简单随机抽样 2.(2012·徐州检测)某校共有学生2 000名,各年级男、女生人数如下表.已知在全校学生中随机抽取1名,抽到二年级女生的概率是0.19.现用分层抽样的方法在全校抽取64名学生,则应在三年级抽取的学生人数为________. 一年级 二年级 三年级 女生 373 x y
男生 377 370 z
解析 设二年级女生的人数为x,则由x2 000=0.19,得x=380,即二年级的女生有380人,那么三年级的学生的人数应该是2 000-373-377-380-370=500,即总体中各个年级的人数比例为3∶3∶2,故在分层抽样中应在三年级
抽取的学生人数为64×28=16. 答案 16 3.(2012·连云港调研)用系统抽样法要从160名学生中抽取容量为20的样本,将160名学生从1~160编号,按编号顺序平均分成20组(1~8号,9~16号,„,153~160号),若第16组抽出的号码为123,则第2组中应抽出个体的号码是________. 解析 由题意可知,系统抽样的组数为20,间隔为8,设第1组抽出的号码为x,则由系统抽样的法则可知,第n组抽出个体的号码应该为x+(n-1)×8,所以第16组应抽出的号码为x+(16-1)×8=123,解得x=3,所以第2组中应抽出个体的号码为3+(2-1)×8=11. 答案 11 4.(2013·南京模拟)一个总体中有90个个体,随机编号0,1,2,„,89,依从小到大的编号顺序平均分成9个小组,组号依次为1,2,3,„,9.现用系统抽样方法抽取一个容量为9的样本,规定如果在第1组随机抽取的号码为m,那么在第k组中抽取的号码个位数字与m+k的个位数字相同,若m=8,则在第8组中抽取的号码是________. 解析 由题意知:m=8,k=8,则m+k=16,也就是第8组抽取的号码个位数字为6,十位数字为8-1=7,故抽取的号码为76. 答案 76 5.某单位最近组织了一次健身活动,活动分为登山组和游泳组,且每个职工至多参加其中一组.在参加活动的职工中,青年人占42.5%,中年人占47.5%,老
年人占10%.登山组的职工占参加活动总人数的14,且该组中,青年人占50%,中年人占40%,老年人占10%.为了了解各组不同年龄层次的职工对本次活动的满意程度,现用分层抽样方法从参加活动的全体职工中抽取一个容量为200的样本.试确定: (1)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别所占的比例; (2)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别应抽取的人数. 解 (1)设登山组人数为x,游泳组中青年人、中年人、老年人各占比例分别为
a、b、c,则有x·40%+3xb4x=47.5%, x·10%+3xc4x=10%,解得b=50%,c=10%,则a=40%,即游泳组中,青年
人、中年人、老年人各占比例分别为40%、50%、10%. (2)游泳组中,抽取的青年人数为200×34×40%=60(人);
抽取的中年人数为200×34×50%=75(人); 抽取的老年人数为200×34×10%=15(人). 6.(2010·广东卷)某电视台在一次对收看文艺节目和新闻节目观众的抽样调查中,随机抽取了100名电视观众,相关的数据如下表所示: 文艺节目 新闻节目 总计 20至40岁 40 18 58
大于40岁 15 27 42
总计 55 45 100
(1)由表中数据直观分析,收看新闻节目的观众是否与年龄有关? (2)用分层抽样方法在收看新闻节目的观众中随机抽取5名,大于40岁的观众应该抽取几名? (3)在上述抽取的5名观众中任取2名,求恰有1名观众的年龄为20至40岁的概率. 解 (1)因为在20至40岁的58名观众中有18名观众收看新闻节目,而大于40岁的42名观众中有27名观众收看新闻节目,所以,经直观分析,收看新闻节目的观众与年龄是有关的.
(2)应抽取大于40岁的观众人数为2745×5=35×5=3(名). (3)用分层抽样方法抽取的5名观众中,20至40岁有2名(记为Y1,Y2),大于40岁有3名(记为A1,A2,A3).5名观众中任取2名,共有10种不同取法:Y1Y2,Y1A1,Y1A2,Y1A3,Y2A1,Y2A2,Y2A3,A1A2,A1A3,A2A3. 设A表示随机事件“5名观众中任取2名,恰有1名观众年龄为20至40岁”,则A中的基本事件有6种: Y1A1,Y1A2,Y1A3,Y2A1,Y2A2,Y2A3,
故所求概率为P(A)=610=35. 特别提醒:教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见《创新设计·高考总复习》光盘中内容.