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1、2.1.1 简单随机抽样,必修3第二章 统计,第二章 统 计,现代社会是信息化社会,人们常常需要收集数据,例如,产品的合格率,农作物的产量,商品的销售量,电视台的收视率等.根据所获得的数据提取有价值的信息,作出合理的决策。,统计是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科,它可以为人们制定决策提供依据。,统计学 研究如何合理的收集、整理、分析数据的科学。,统计学的基本思想用样本估计总体,普查的特点: (1)在操作正确的情况下,能得到准确的结果 (2)需要大量的人力、物力和财力 (3)不能用于带有破坏性的检查,抽样调查的特点:(1)节省人力、物力和财力(2)可以用于带有破坏性的检查(3)结果与实际情
2、况之间有误差,采用普查和抽样调查各自有什么优缺点?,总体所要考察对象的全体,统计的相关概念,个体总体中的每一个考察对象,样本从总体中抽取的一部分个体叫总体的一个样本,样本容量样本中个体的数目。,例:从某班50名学生中抽取6名学生进行视力的统计分析,总体:,个体:,50名学生的视力,样本:,样本容量:,抽取的6名学生的视力,每名学生的视力,6,一、 随机抽样,介绍收集数据的方法,包括简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种,二、 用样本估计总体,包括总体的分布和总体的数字特征,三、 变量间的相关关系,包括两个变量的线性关系及建立线性回归方程,2.1.1 简单随机抽样,2.1 随机抽样,高质量的样本应
3、该是来自“搅拌均匀”的总体即“使每个个体被抽到的机会都相等”这样的样品才具有更好的代表性, 能更接近总体的情况。,引例3、为了判断一锅汤的味道,在刚刚放入调料后立刻品尝,可以吗?,引例1、查看一箱水果质量好坏,抽取最上面一层中的个体?引例2、在1936年每个总统选举前,一份颇有名气的杂志(Literary Digest)的工作人员作了一次民意测验。调查兰顿(A.Landon)(当时任堪萨斯州州长)和罗斯福(F.D.Roosevelt)(当时的总统)中谁将当选下一届总统。为了了解公众意向,调查者通过电话簿和车辆登记簿上的名单给一大批人发了调查表(注意在1936年电话和汽车只有少数富人拥有)。通过
4、分析收回的调查表,显示兰顿非常受欢迎,于是此杂志预测兰顿将在选举中获胜。实际选举结果正好相反,最后罗斯福在选举中获胜,其数据如下:,?,思考,问题2 : 你认为预期结果出错的原因是什么?,原因是:用于统计推断的样本来自少数富人,只能代表富人的观点,不能代表全体选民的观点(样本不具有代表性)。,像本例中这样容易得到的样本称为方便样本。如果使用“方便样本”,由于“方便样本”的代表性差,那么得出与事实不符的结论的可能性就会大大增加。,假设你作为一名食品卫生工作人员,要对食品店内的一批小包装饼干进行卫生达标检验,你准备怎样做?,探究,方法:将这批小包装饼干放入一个不透明的袋子里,搅拌均匀,然后不放回地
5、抽取(这样可以保证每一袋饼干被抽中的机会相等),这样就可以得到一个简单随机样本,相应的抽样方法就是简单随机抽样。,一、简单随机抽样的概念:,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相等,就把这样的抽样方法叫做简单随机抽样(simple random sampling)。,“简单随机抽样”概念的理解:,例1:下列抽取样本的方式是属于简单随机抽样的是( ) 从无限多个个体中抽取100个个体作样本; 盒子里有80个零件,从中选出5个零件进行质量检验,在抽样操作时,从中任意拿出一个零件进行质量检验后,再把它放回盒子里;
6、 从8台电脑中不放回的随机抽取2台进行质量检验(假设8台电脑已编好号,对编号随机抽取)A. B. C. D.以上都不对,四个特点: 总体个数有限;逐个抽取; 不放回; 每个个体机会均等,与先后无关。,C,抽签法,简单随机抽样的方法,随机数表法,1、抽签法,先将总体中的所有个体(共N个)编号(号码可以从1到N),并把号码写在形状、大小相同的号签上(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n次,就得到一个容量为n的样本。对个体编号时,也可以利用已有的编号。例如学生的学号,座位号等。,从全班64名同学中选取6名同学作为交
7、流学生去墨尔本留学。,上述问题中抽取样本的方法用 抽签法来进行!,练习:,用抽签法从容量为N的总体中抽取一个容量为n的样本的具体步骤: (1)、给总体中的所有个体编号(号码从1到N); (2)、将1N这N个号码写在形状、大小相同的号签上(号签可以用小球、卡片、纸条等制作); (3)、将号签放在一个不透明的容器中,搅拌均匀; (4)、从容器中每次抽取一个号签,并记录其编号,连续抽取n次; (5)、从总体中将与抽到的签的编号相一致的个体取出即可。,练习:某单位对支援西部开发,现从报名的18名志愿者中选取6人组成志愿小组到西藏工作3年,请用抽签法设计抽样方案。,第一步:将18名志愿者编号,号码是01
8、,02,18;,第二步:将号码分别写在一张纸上,制成号签;,第三步:将得到的号签放入一个容器中,并充分搅匀;,第四步:从容器中逐个不放回地依次抽取6个号签,并记录上面的编号;,第五步:所得的号码对应的志愿者就是支援小组的成员。,(1)抽签法简单易行 (2)当总体中的个体数不多时,抽签法能够保证每个个体的机会都相等简单易行,使每个个体被抽到的机会相同。,(1)当总体中的个体数较多时制作号签的成本会增加,使得抽签成本高。费时、费力。 (2)号签很多时,把它们“搅拌均匀”就比较困难,结果很难保证每个个体入选样本的可能性相等,从而使产生坏样本(即代表性差的样本)的可能性增加。,优点:,缺点:,当总体中
9、的个体数很多时,用抽签法方便吗?,抽签法的优点和缺点,2、用随机数表法进行抽取,注意: 随机抽样并不是随意或随便抽取,因为随意或随便抽取都会带有主观或客观的影响因素,(1)随机数表是统计工作者用计算机生成的随机数,并保证表中的每个位置上的数字是等可能出现的。,(2)随机数表并不是唯一的,因此可以任选一个数作为开始,读数的方向可以向左,也可以向右、向上、向下等等。,(3)用随机数表进行抽样的步骤:将总体中个体编号;选定开始的数字;获取样本号码。,(4)由于随机数表是等概率的,因此利用随机数表抽取样本保证了被抽取个体的概率是相等的。,例2:从800袋牛奶中抽取60袋进行质量检查,利用随机数法设计抽
10、样方案。,第一步:将800袋牛奶编号,号码是000,001,799;,第二步:在随机数表中任选一个数作为开始,例如选出第8行第7列的数“7”;(随机数表中一位数即一列)_,第三步:从数“7”开始,向右读,得到一个三位数785,由于785799,将它去掉,按照这种方法继续向右读,又取出567,199,507, ,依次下去,直到样本的60个号码全部取出;,第四步:以上号码对应的60袋牛奶就是要抽取的对象。,用随机数法抽取样本的步骤:,将总体中的所有个体编号(每个号码位数一致);,在随机数表中选定开始的数字(确定行数列数);,从选定的数开始按一定方向读数,若得到的号码大于总体编号或与前面所取出的号码
11、重复的去掉,如此进行下去,直到取满为止;,根据选定的号码抽取样本。,练习:要从某厂生产的300台机器中用随机数表法抽出10台作为样本,试设计抽样方案。,第一步:将300台机器编号,号码是000,001,299;,第二步:在随机数表中任选一个数作为开始,例如选出第3行第2列的数“6”;,第三步:从数“6”开始,向右读,每次读取3位,凡不在000299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:026,141,012,269,050,101,243,099,006,184;,第四步:以上号码对应的10台机器就是要抽取的对象。,抽签法,随机数表法,注:适用范围:总体中容量较少的,抽取的样本容量也较少的。,一般地,设一个总体的个体数为N,如果通过逐个抽取的方法从中抽取一个样本,且每次抽取时各个个体被抽到的机会相等,就称这样的抽样为简单随机抽样。,1.简单随机抽样的概念,总结:,课本 P54 T2,作业,思考:当N100时,分别以0,1,3,6为起点对总体编号,再利用随机数表抽取10个号码,你能说出从0开始对总体编号的好处吗?,当总数为100时,从0开始编号,那么用两位 数字即可,因此可以节省从随机数表中抽取随机数 的时间。,