高中數(shù)學 第一章 統(tǒng)計 2_2 分層抽樣與系統(tǒng)抽樣課件 北師大版必修31

第一章 2抽樣方法 2 2分層抽樣與系統(tǒng)抽樣 學習目標1 理解并掌握系統(tǒng)抽樣 分層抽樣 2 會用系統(tǒng)抽樣 分層抽樣從總體中抽取樣本 3 理解三種抽樣的區(qū)別與聯(lián)系 題型探究 問題導學 內容索引 當堂訓練 問題導學 分層抽樣的總體具有什么特性 思考 知識點一分層抽樣 答案 分層抽樣的總體由差異明顯的幾部分構成 也就是說當已知總體由差異明顯的幾部分組成時 為了使樣本充分地反映總體的情況 常將總體分成幾部分 然后按照各部分所占的比例進行抽樣 梳理1 分層抽樣的概念將總體按其屬性特征分成若干類型 有時稱作層 然后在每個類型中按照隨機抽取一定的樣本 這種抽樣方法通常叫作分層抽樣 有時也稱為 2 分層抽樣的適用條件分層抽樣盡量利用事先所掌握的各種信息 并充分考慮保持樣本結構與總體結構的一致性 這對提高樣本的代表性非常重要 當總體是由 的幾個部分組成時 往往選用分層抽樣的方法 所占比例 類型抽樣 差異明顯 各層總的個體數(shù) 抽樣比 簡單隨機抽樣 知識點二系統(tǒng)抽樣 思考1 當總體中的個體數(shù)較多時 為什么不宜用簡單隨機抽樣 因為個體較多 采用簡單隨機抽樣如制作號簽等工作會耗費大量的人力 物力和時間 而且不容易做到 攪拌均勻 從而使樣本的代表性不強 答案 思考2 用系統(tǒng)抽樣抽取樣本時 每段各取一個號碼 其中第1段的個體編號怎樣抽取 以后各段的個體編號怎樣抽取 用簡單隨機抽樣抽取第1段的個體編號 在抽取第1段的號碼之前 自定義規(guī)則確定以后各段的個體編號 通常是將第1段抽取的號碼依次累加間隔k 答案 梳理1 系統(tǒng)抽樣的概念將總體中的個體進行編號 等距分組 在第一組中按照 抽取第一個樣本 然后按 稱為 抽取其他樣本 這種抽樣方法有時也叫或 2 系統(tǒng)抽樣的步驟假設要從容量為N的總體中抽取容量為n的樣本 步驟為 1 先將總體的N個個體 有時可直接利用個體自身所帶的號碼 如學號 準考證號 門牌號等 簡單隨機抽樣 分組的間隔 抽樣距 等距抽樣 機械抽樣 編號 3 在第1段用確定第一個個體編號l l k 4 按照一定的規(guī)則抽取樣本 通常是將l得到第2個個體編號 再加得到第3個個體編號 依次進行下去 直到獲取整個樣本 分段 隨機 重新 編號 簡單隨機抽樣 加上間隔k l k k l 2k 知識點三三種抽樣方法的比較 思考 系統(tǒng)抽樣時 將總體分成均等的幾部分 每部分抽取一個 符合分層抽樣 故系統(tǒng)抽樣就是一種特殊的分層抽樣 這種說法對嗎 不對 因為分層抽樣是從各層獨立地抽取個體 而系統(tǒng)抽樣各段上抽取是按事先確定好的規(guī)則進行的 各層編號有聯(lián)系 不是獨立的 故系統(tǒng)抽樣不同于分層抽樣 答案 從總體中逐個不放回抽取 簡單隨機抽樣是基礎 樣本容量較小 抽樣過程中每個個體被抽取的概率相等 將總體分成均衡的幾部分 按規(guī)則關聯(lián)抽取 用簡單隨機抽樣抽取起始號碼 總體中的個體數(shù)較多 樣本容量較大 將總體分成幾層 按比例分層抽取 用簡單隨機抽樣或系統(tǒng)抽樣對各層抽樣 總體由差異明顯的幾部分組成 題型探究 命題角度1分層抽樣適用情形判定例1某地區(qū)有高中生2400人 初中生10900人 小學生11000人 當?shù)亟逃块T為了了解本地區(qū)中小學生的近視率及其形成原因 要從本地區(qū)的中小學生中抽取1 的學生進行調查 你認為應當怎樣抽取樣本 類型一分層抽樣及應用 解答 1 從總體來看 因為不同年齡階段的學生的近視情況可能存在明顯差異 為了使樣本具有較好的代表性 應該分高中 初中 小學三個層次分別抽樣 2 從三類學生的數(shù)量來看 人數(shù)較多 所以在各層抽樣時可以采用系統(tǒng)抽樣 3 采用系統(tǒng)抽樣分好組之后 確定第一組人選時 可以采用簡單隨機抽樣 分層抽樣實質是利用已知信息盡量使樣本結構與總體結構相似 在實際操作時 并不排斥與其他抽樣方法聯(lián)合使用 反思與感悟 跟蹤訓練1某單位有員工500人 其中35歲以下的有125人 35歲 49歲的有280人 50歲以上的有95人 為了調查員工的身體狀況 要從中抽取一個容量為100的樣本 如何進行抽取 解答 因為員工按年齡分為三個層 各層的身體狀況有明顯的差異 所以為了使樣本具有代表性 需要采用分層抽樣 抽樣比為1 5 即每5人中抽取一人 命題角度2分層抽樣具體實施步驟例2某學校有在職人員160人 其中行政人員有16人 教師有112人 后勤人員有32人 教育部門為了了解在職人員對學校機構改革的意見 要從中抽取一個容量為20的樣本 請利用分層抽樣的方法抽取 寫出抽樣過程 解答 第三步 采用簡單隨機抽樣的方法 抽取行政人員2人 教師14人 后勤人員4人 第四步 把抽取的個體組合在一起構成所需樣本 在分層抽樣的過程中 為了保證每個個體被抽到的可能性是相同的 這就要求各層所抽取的個體數(shù)與該層所包含的個體數(shù)之比等于樣本容量與總體容量之比 反思與感悟 解答 解得b 50 c 10 故a 1 50 10 40 所以游泳組中 青年人 中年人 老年人各占的比例分別為40 50 10 2 游泳組中 青年人 中年人 老年人分別應抽取的人數(shù) 解答 類型二系統(tǒng)抽樣及應用 例3為了了解參加某種知識競賽的1000名學生的成績 從中抽取一個容量為50的樣本 那么采用什么抽樣方法比較恰當 簡述抽樣過程 解答 適宜選用系統(tǒng)抽樣 抽樣過程如下 1 隨機地將這1000名學生編號為1 2 3 1000 2 將總體按編號順序均分成50個部分 每部分包括20個個體 3 在第一部分的個體編號1 2 3 20中 利用簡單隨機抽樣抽取一個號碼l 4 以l為起始號碼 每間隔20抽取一個號碼 這樣得到一個容量為50的樣本 l l 20 l 40 l 980 引申探究在本例中 如果總體是1002 其余條件不變 又該怎么抽樣 解答 1 將每個學生編一個號 由1至1002 2 利用隨機數(shù)法剔除2個號 3 將剩余的1000名學生重新編號1至1000 4 按編號順序均分成50個部分 每部分包括20個個體 5 在第一部分的個體編號1 2 3 20中 利用簡單隨機抽樣抽取一個號碼l 6 以l為起始號碼 每間隔20抽取一個號碼 這樣得到一個容量為50的樣本 l l 20 l 40 l 980 當總體中的個體數(shù)不能被樣本容量整除時 需要在總體中剔除一些個體 由于剔除方法采用簡單隨機抽樣 所以即使是被剔除的個體 在整個抽樣過程中被抽到的機會和其他個體是一樣的 反思與感悟 跟蹤訓練3某工廠有1003名工人 從中抽取10人參加體檢 試用系統(tǒng)抽樣進行具體實施 解答 1 將每個工人編一個號 由0001至1003 2 利用隨機數(shù)法找到3個號將這3名工人剔除 3 將剩余的1000名工人重新編號0001至1000 4 分段 取間隔k 100 將總體均分為10組 每組100個工人 5 從第一段即0001號到0100號中隨機抽取一個號l 6 按編號將l 100 l 200 l 900 l 共10個號選出 這10個號所對應的工人組成樣本 當堂訓練 1 檢測員每10分鐘從勻速傳遞的新產品生產流水線上抽取一件新產品進行某項指標檢測 這樣的抽樣方法是A 系統(tǒng)抽樣法B 抽簽法C 隨機數(shù)法D 其他抽樣方法 答案 解析 根據(jù)系統(tǒng)抽樣的定義和性質進行判斷即可 2 3 4 5 1 2 交通管理部門為了解機動車駕駛員 簡稱駕駛員 對某新法規(guī)的知曉情況 對甲 乙 丙 丁四個社區(qū)做分層抽樣調查 假設四個社區(qū)駕駛員的總人數(shù)為N 其中甲社區(qū)有駕駛員96人 若在甲 乙 丙 丁四個社區(qū)抽取駕駛員的人數(shù)分別為12 21 25 43 則這四個社區(qū)駕駛員的總人數(shù)N為A 101B 808C 1212D 2012 答案 解析 2 3 4 5 1 3 為了調查某省各城市PM2 5的值 按地域把36個城市分成甲 乙 丙三組 對應的城市數(shù)分別為6 12 18 若用分層抽樣的方法抽取12個城市 則乙組中應抽取的城市數(shù)為 2 3 4 5 1 答案 解析 4 4 某班級有50名學生 現(xiàn)要采用系統(tǒng)抽樣的方法在這50名學生中抽出10名學生 將這50名學生隨機編號為1 50號 并均勻分組 第一組1 5號 第二組6 10號 第十組46 50號 若在第三組中抽得號碼為12的學生 則在第八組中抽得號碼為 的學生 答案 解析 因為12 5 2 2 所以第n組中抽得號碼為5 n 1 2的學生 所以第八組中抽得號碼為5 7 2 37的學生 2 3 4 5 1 37 2 3 4 5 1 5 一批產品中有一級品100個 二級品60個 三級品40個 分別用系統(tǒng)抽樣法和分層抽樣法從這批產品中抽取一個容量為20的樣本 解答 系統(tǒng)抽樣法 將200個產品編號為1 200 然后將編號分成20個部分 在第1部分中用簡單隨機抽樣法抽取1個編號 如抽到5號 那么得到編號為5 15 25 195的個體 即可得到所需樣本 因此在一級品 二級品和三級品中分別抽取10個 6個和4個 即可得到所需樣本 1 系統(tǒng)抽樣有以下特點 1 適用于總體容量較大的情況 2 剔除多余個體及第一段抽樣