内容正文:
10.5 抽样方法、用样本估计总体
1.简单随机抽样
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.
最常用的简单随机抽样方法是抽签法.
抽签法(抓阄法):一般地,抽签法就是把总体中的N个个体编号,把号码写在号签上,将号签放在一个容器中,搅拌均匀后,每次从中抽取1个号签,连续抽取n次,就得到一个容量为n的样本.
简单随机抽样有操作简便易行的优点,在总体个数不多的情况下是行之有效的.
2.系统抽样
一般地,假设要从容量为N的总体中抽取容量为n的样本,我们可以按下列步骤进行系统抽样:
①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,取k=,如果遇到不是整数的情况,可以先从总体中随机地剔除几个个体,使得总体中剩余的个体数能被样本容量整除;
③在第1段用简单随机抽样方法确定第一个个体编号l(l≤k);
④按照一定的规则抽取样本.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,直到获取整个样本.
当总体中元素个数较少时,常采用简单随机抽样,当总体中元素个数较多时,常采用系统抽样.
3.分层抽样
(1)分层抽样的概念: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,这种抽样方法是一种分层抽样.
(2)当总体是由差异明显的几个部分组成时,往往选用分层抽样的方法.
(3)分层抽样时,每个个体被抽到的机会是均等的.
4.统计图表
名称
概念
频数、
频率
将一批数据按要求分为若干个组,各组内数据的个数,叫作该组的频数.每组频数除以全体数据个数的商叫作该组的频率.频率反映该组数据在样本中所占比例的大小
样本的频率分布
根据随机所抽样本的大小,分别计算某一事件出现的频率,这些频率的分布规律(取值状况)就叫作样本的频率分布
极差
若一组数据的最小值为a,最大值为b,则b-a的差就叫作极差
组距
把所有数据分成若干组,每个小组的两个端点之间的距离称为组距
频率直方图的制作步骤:
(1)求极差(即一组数据中最大值与最小值的差)
(2)决定组距与组数
组距是指每个小组的两个端点之间的距离.为方便起见一般取等长组距,并且组距的选择应力求“取整”.极差、组距、组数有如下关系:
若为整数,则=组数;若不为整数,则[]+1=组数。
(3)将数据分组:通常对组内数据所在区间取左闭右开区间,最后一组取闭区间。
(4)列频率分布表:统计各组数据的频数,计算频率,填入表格中,完成频率分布表。
(5)画频率直方图:画图时,以横轴表示分组,纵轴(小长方形的高)表示频率与组距的比值。
在频率分布直方图中,纵轴表示 ,数据落在各小组内的频率用各小长方形的面积表示,各小长方形的面积总和等于1.
5.样本的均值和标准差
(1)众数,中位数,平均数
众数:在一组数据中,出现次数最多的数据叫做这组数据的众数.
中位数:将一组数据按大小依次排列,把处在最中间位置的一个数据(或者最中间两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数.
平均数:样本数据的算术平均数,即=(x1+x2+…+xn) .
在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积应该相等.
(2)样本方差,样本标准差
标准差
s=,其中xn是样本数据的第n项,n是样本容量,是平均数.标准差是反映总体波动大小的特征数,样本方差是样本标准差的平方.通常用样本方差估计总体方差,当样本容量接近总体容量时,样本方差很接近总体方差.
一、 抽样方法
【典例1】为检查某校学生心理健康情况,市教委从该校名学生中随机抽查名学生,检查他们心理健康程度,则下列说法正确的是( )
A.名学生的心理健康情况是总体 B.每个学生是个体
C.名学生是总体的一个样本 D.名学生为样本容量
【典例2】某医院对某学校高三年级的600名学生进行身体健康调查,采用男女分层抽样法抽取一个容量为50的样本,己知女生比男生少抽了10人,则该年级的女生人数是_________.
【典例3】某高校有2400名毕业生参加国家公务员考试,其中专科生有200人,本科生1000人,研究生有1200人,现用分层抽样的方法调查这些学生利用因特网查找学习资料的情况,从中抽取一个容量为的样本,已知从专科生中抽取的人数为10人,则等于( )
A.100 B.200 C.120 D.400
【典例4】某校高三(1)班有56名学生,学号为01到56,现采用随机数表法从该班抽取8名学生参与问卷调查,已知随机数表中第