内容正文:
第2课时 系统抽样
课程标准
素养解读
1.理解系统抽样的概念,会用系统抽样从总体中抽取样本;
2.了解系统抽样在实际生活中的应用
在系统抽样的实施过程中,掌握系统抽样的步骤,发展学生的数据分析、数学建模的核心素养
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?
[知识点一] 系统抽样的概念
将总体分成 均衡 的若干部分,然后按照预先制订的规则,从每一部分抽取一个个体,得到所需要的样本,这种抽样方法称为系统抽样.在系统抽样中,由于抽样的间隔相等,因此系统抽样也被称为 等距抽样 .
[知识点二] 系统抽样的步骤
从容量为N的总体中采用系统抽样的方法抽取n个样本,基本步骤是:
(1)编号:将总体中的N个个体按1~N 进行编号.
(2)确定分段间隔: 将总体平均分成n段,设分段间隔为k,若总体中包含的个体数目N能被样本容量n整除,则k=.
(3)确定样本:在第一段用简单随机抽样从编号1~k中抽取一个数s(1≤s≤k)作为起始编号,然后顺次抽取编号为s+k, s+2k,…,s+(n-1)k的个体,这样就得到了容量为n的样本.
[知识点三] 系统抽样的特点
(1)个体数目 比较多 ;
(2)把总体分成均衡的若干部分, 分段间隔 相等,在第一段用 简单随机抽样 确定起始编号,其余依次加上间隔的整数倍;
(3)每个个体被抽到的概率 相等 .
1.下列问题中,最适合用系统抽样抽取样本的是( )
A.从10名学生中,随机抽2名学生参加义务劳动
B.从全校3 000名学生中,随机抽100名学生参加义务劳动
C.从某市30 000名学生中,其中小学生有14 000人,初中生有10 000人,高中生有6 000人,抽取300名学生了解该市学生的近视情况
D.从某班周二值日小组6人中,随机抽取1人擦黑板
解析:B [A错,总体中个体无差异,但个数较少,宜用简单随机抽样;B对,总体中个体无差异,个数较多,且样本容量较大,宜用系统抽样;C错,总体中个体有差异,不适合用系统抽样;D错,总体容量较小,样本容量也较小,宜用简单随机抽样.]
2.中央电视台动画城节目为了对本周的热心小观众给予奖励,要从已确定编号的一万名小观众中抽出十名幸运小观众.现采用系统抽样法抽样,其分段间隔为( )
A.10 B.100
C.1 000 D.10 000
解析:C [依题意,要抽十名幸运小观众,所以要分成十个组,每个组容量为10 000÷10=1 000,即分段间隔.]
3.某企业为了监控产品质量,从产品流转均匀的生产线上每间隔10 min抽取一个样本进行检测,这种抽样方法是( )
A.抽签法 B.随机数表法
C.系统抽样法 D.其他抽样法
解析:C [由题意知,这个抽样是在传送带上每隔10 min抽取一产品,是一个具有相同间隔的抽样,并且总体的个数比较多,故是系统抽样法.]
系统抽样概念
下列抽样中不是系统抽样的是( )
A.从号码为1~15的15个球中任选3个作为样本,先在1~5号球中用抽签法抽出i0号,再将号码为i0+5,i0+10的球也抽出
B.工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间的过程中,检查人员从传送带上每5 min抽取一件产品进行检验
C.搞某项市场调查,规定在商店门中随机地抽一个人进行询问,直到调查到事先规定的调查人数为止
D.某电影院调查观众的某一指标,通知每排(每排人数相等)座位号为14的观众留下来座谈
[思路点拨] 解答本题可先逐个判断四个选项抽样的特点,再与系统抽样的概念相对照.
[解析] 本题C选项显然不是系统抽样,因为事先不知道总体数量,抽样方法也不能保证每个个体等可能入样,总体也没有分成均衡的几部分,故C不是系统抽样.
[答案] C
解决系统抽样问题的关注点
(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,分段的间隔要求相等,因此,系统抽样又称等距抽样,这时间隔一般为k=.
[变式训练]
1.下列抽样问题中最适合用系统抽样法抽样的是( )
A.从全班48名学生中随机抽取8人参加一项活动
B.一个城市有210家百货商店,其中大型商店20家,中型商店40家,小型商店150家.为了掌握各商店的营业情况,要从中抽取一个容量为21的样本
C.从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取100人分析试题作答情况
D.从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取10人了解某些情况
解析:C [A总体容量较小,样本容量也较小,可采用抽签法;B总体中的个体有明显的层次,不适宜用系统抽样法;C总体容量较大,样本容量也较大,可用系统抽样法;D总体容量较大,样本容量较小,可用简单随机抽样.]
系统抽样的应用
为了了解某地区今年高一学生期末考试数学学科的成绩,拟从参加考试的15 000名学生的数学成绩中抽取容量为150的样本.请用系统抽样写出抽取过程.
[思路点拨] 由于总体容量恰被样本容量整除,所以分段间隔k==100,按系统抽样方法的四个步骤抽取样本.
[解] (1)对全体学生的数学成绩进行编号:1,2,3,…,15 000.
(2)分段:由于样本容量与总体容量的比是1∶100,所以我们将总体平均分为150个部分,其中每一部分包含100个个体.
(3)在第一部分即1号到100号用简单随机抽样,抽取一个号码,比如是56.
(4)以56作为起始数,然后顺次抽取156,256,356,…,14 956,这样就得到一个容量为150的样本.
利用系统抽样的两个关键步骤
(1)分组,当总体个数N能被样本容量n整除时,分为n个组,分段间隔k=.
(2)获取样本用简单随机抽样在第一组抽取起始数s,通常把起始数s加上间隔k得到第2个个体编号(s+k),再加上k得第3个个体编号(s+2k),依次进行下去,直到获取样本.
另外,当不是整数时,应先从总体中用简单随机抽样方法剔除余数,再将剩余个体编号抽样,以保证个体被抽到的可能性相同,被剔除的机会也相同.
[变式训练]
2.为了了解高二2 023名学生中使用数学教辅的情况,请你用系统抽样抽取一个容量为50的样本.
解:由于不是整数,所以先从总体中随机剔除23个个体.
步骤:
(1)随机地将这2 023个个体编号为1,2,3,…,2 023.
(2)利用简单随机抽样,先从总体中剔除23个个体,剩下的个体是2 000,能被样本容量50整除,然后再重新编号为1,2,3,…,2 000.
(3)确定分段间隔k==40,则将这2 000名学生分成50组,每组40人,第1组是1,2,3,…,40;第2组是41,42,43,…,80;依次下去,第50组是1 961,1 962,…,2 000.
(4)在第1组用简单随机抽样确定第一个个体编号i(i≤40).
(5)按照一定的规则抽取样本.抽取的学生编号为i+40k(k=0,1,2,…,39),得到50个个体作为样本,如当i=2时的样本编号为2,42,82,…,1 962.
1.系统抽样适用的总体应是( )
A.容量较少的总体
B.容量较多的总体
C.个体数较多,但均衡的总体
D.任何总体
解析:C [根据系统抽样的特点可知.]
2.从学号为0~50的高一某班50名学生中随机选取5名同学参加数学竞赛,采用系统抽样的方法,则所选5名学生的学号不可能是( )
A.1,2,3,4,5 B.5,15,25,35,45
C.2, 12, 22, 32, 42 D.9,19,29,39,49
解析:A [分段间隔为10,故A不可能.]
3.采用系统抽样从个体数为83的总体中抽取一个样本容量为10的样本,那么每个个体入样的可能性为( )
A. B. C. D.不相等
解析:A [因为系统抽样中每个个体被抽到的可能性相等,故每个个体被抽到的概率为.]
4.某小礼堂有25排座位,每排20个座位,一次心理学讲座,礼堂中坐满了学生,会后为了了解有关情况,留下所有座位号是15的25名学生进行测试,这里运用的是 ________ 抽样方法.
解析:间隔相同,符合系统抽样的特点.
答案:系统
[基础过关]
1.有20位同学,编号从1至20,现在从中抽取4人做问卷调查,用系统抽样方法确定所抽的编号可能为( )
A.5,10,15,20 B.2,6,10,14
C.2,4,6,8 D.5,8,11,14
解析:A [本题考查系统抽样的具体实施过程.系统抽样采用的是等距离抽样方法,由题意知,间隔为=5.]
2.某报告厅有50排座位,每排有60个座位,一次报告会坐满了听众,会后留下每排座位号是16的50名听众进行座谈,这是运用了( )
A.抽签法 B.随机数表法
C.系统抽样法 D.不确定
解析:C [50排座位相当于分50段,分段间隔k=60,从每一段中取座位号为16的听众,相当于初始值s=16,相邻两排的间隔相同,故为系统抽样.]
3.为了了解1 200名学生对学校某项教改试验的意见,打算从中抽取一个容量为30的样本,则分段的间隔k为( )
A.40 B.30 C.20 D.12
解析:A [由题意,得k==40.]
4.为规范办学,市教育局督导组对某所高中进行了抽样调查,抽到的班级一共有52名学生,现将该班学生随机编号,用系统抽样的方法抽到一个容量为4的样本.已知7号、33号、46号同学在样本中,那样本中另一位同学的编号应该是( )
A.13 B.19 C.20 D.51
解析:C [由题意可知,抽样间隔为13,故另一位同学的编号应为20号.]
5.某学校高一年级共有480名学生,为了调查高一学生的数学成绩,计划用系统抽样的方法抽取30名学生作为调查对象:将480名学生随机从1~480编号,按编号顺序平均分成30组(1~16号,17~32号,…,465~480号),若从第1组中用抽签法确定的号码为5,则第8组中被抽中学生的号码是( )
A.25 B.133 C.117 D.88
解析:C [由系统抽样样本编号的确定方法进行求解.因为第1组抽出的号码为5,所以第8组应抽出的号码是(8-1)×16+5=117.]
6.若总体中含有1 645个个体,现在要采用系统抽样,从中抽取一个容量为35的样本,编号后应均分为 ________ 段,每段有 ________ 个个体.
解析:因为=47,故采用系统抽样法时,编号后分成35段,每段有47个个体.
答案:35 47
7.从高三(八)班42名学生中,抽取7名学生了解本次考试数学成绩情况,已知本班学生学号是1~42号,现在该班数学老师已经确定抽取6号,那么,用系统抽样法确定其余学生号码为 ________ .
解析:将42名学生按照1~42学号分成7组,每组6名学生,由于第一组抽取的是6号,故每相隔6名学生相应的抽取学号为12,18,24,30,36,42.
答案:12,18,24,30,36,42
8.采用系统抽样的方法,从个体数为1 003的总体中抽取一个容量为50的样本,则在抽样过程中,被剔除的个体数为 ________ ,抽样间隔为 ________ .
解析:因为1 003=50×20+3,所以应剔除的个体数为3,抽样间隔为20.
答案:3 20
9.某学校高一有30个班级,每班50名学生,上级要到学校进行体育达标验收.需要抽取10%的学生进行体育项目的测验.请你制定一个简便易行的抽样方案(写出实施步骤).
解:该校高一共有1 500名学生,需抽取容量为1 500×10%=150的样本.
抽样的实施步骤:可将每个班的学生按学号分成5段,每段10名学生.用简单随机抽样的方法在1~10中抽取一个起始号码l,则每个班的l,10+l,20+l,30+l,40+l(如果l=6,即6,16,26,36,46)号学生入样,即组成一个容量为150的样本.
[能力提升]
10.中央电视台《典籍里的中国》节目组为热心观众给予奖励,要从2 014名观众中抽取50名幸运观众.先用简单随机抽样从2 014人中剔除14人,剩下的2 000人再按系统抽样方法抽取50人,则在2 014人中,每个人被抽取的可能性( )
A.均不相等 B.不全相等
C.都相等,且为 D.都相等,且为
解析:C [因为在系统抽样中,若所给的总体个数不能被样本容量整除,则应先剔除几个个体,本题先剔除14人,然后再分组,在剔除过程中,每个个体被剔除的机会相等.所以每个个体被抽到的机会都相等,均为=.]
11.某单位有840名职工,现采用系统抽样方法,抽取42人做问卷调查,将840人按1,2,…,840随机编号,则抽取的42人中,编号落入区间[481,720]的人数为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
解析:B [根据系统抽样的等可能性可知,每人入选的可能性都是,由题设可知区间[481,720]的人数为240,所以编号落入区间[481,720]的人数为×240=12.]
12.采用系统抽样方法从960人中抽取32人做问卷调查.为此将他们随机编号为1,2,…,960,分组后在第一组采用简单随机抽样的方法抽到的号码为9.抽到的32人中,编号落入区间[1,450]的人做问卷A,编号落入区间[451,750]的人做问卷B,其余的人做问卷C.则抽到的人中,做问卷B的人数为( )
A.7 B.9 C.10 D.15
解析:C [从960人中用系统抽样方法抽取32人,则抽样距为k==30,
因为第一组号码为9,则第二组号码为9+1×30=39,…,第n组号码为9+(n-1)×30=30n-21,由451≤30n-21≤750,即15≤n≤25,所以n=16,17,…,25,共有25-16+1=10(人).]
13.用系统抽样法要从160名学生中抽取容量为20的样本,将160名学生随机地从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组应抽出的号码为126,则第1组中用抽签方法确定的号码是 ________ .
解析:设第一组抽取的号码为a,则a+15×8=126,∴a=6.
答案:6
14.一个总体中有100个个体,随机编号为0,1,2,…,99,依编号顺序平均分成10个小组,组号依次为1,2,3,…,10.现用系统抽样方法抽取一个容量为10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号码的个位数字相同,若m=6,则在第7组中抽取的号码是 ________ .
解析:本题的入手点在于题设中的“第k组中抽取的号码的个位数字与m+k的个位数字相同”.由题设可知:第7组的编号为60,61,62,63,…,69,而第7组中抽取的号码的个位数字与6+7=13的个位数字相同,故第7组抽取的号码是63.
答案:63
15.在国家政策扶持下,我国的汽车工业获得了极大的发展.现某厂1月份生产了A、B两种型号轿车共822辆,其中A型20辆,B型802辆,现从中抽取82辆检查,试选用合适的抽样方法进行抽样,写出抽样过程.
解:先从A型20辆中抽取2辆,用抽签法,步骤如下:
第一步:将20辆车随机编号为01,02,03,…,20;
第二步:将这20个号码分别写在小纸条上,制成号签;
第三步:将号签放入一个不透明的盒子中,搅拌均匀;
第四步:从盒子中逐个抽取2个号签,记录编号;
第五步:从总体中将与抽到的号签编号一致的个体取出.
再从B型802辆中抽取80辆,用系统抽样法,步骤如下:
第一步:先将802辆B型轿车编号为001,002,…,802,从802辆轿车中剔除2辆轿车(剔除方法可简单随机抽样);
第二步:将余下的800辆轿车重新编号为1,2,…,800,并均分成80段,每段含10个个体;
第三步:从第1段即1,2,…,10这10个编号中,用简单随机抽样的方法抽取一个号(如5)作为起始号;
第四步:将编号为5,15,25,…,795的个体抽出,得到一个容量为80的样本.
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[基础过关]
1.有20位同学,编号从1至20,现在从中抽取4人做问卷调查,用系统抽样方法确定所抽的编号可能为( )
A.5,10,15,20 B.2,6,10,14
C.2,4,6,8 D.5,8,11,14
解析:A [本题考查系统抽样的具体实施过程.系统抽样采用的是等距离抽样方法,由题意知,间隔为=5.]
2.某报告厅有50排座位,每排有60个座位,一次报告会坐满了听众,会后留下每排座位号是16的50名听众进行座谈,这是运用了( )
A.抽签法 B.随机数表法
C.系统抽样法 D.不确定
解析:C [50排座位相当于分50段,分段间隔k=60,从每一段中取座位号为16的听众,相当于初始值s=16,相邻两排的间隔相同,故为系统抽样.]
3.为了了解1 200名学生对学校某项教改试验的意见,打算从中抽取一个容量为30的样本,则分段的间隔k为( )
A.40 B.30 C.20 D.12
解析:A [由题意,得k==40.]
4.为规范办学,市教育局督导组对某所高中进行了抽样调查,抽到的班级一共有52名学生,现将该班学生随机编号,用系统抽样的方法抽到一个容量为4的样本.已知7号、33号、46号同学在样本中,那样本中另一位同学的编号应该是( )
A.13 B.19 C.20 D.51
解析:C [由题意可知,抽样间隔为13,故另一位同学的编号应为20号.]
5.某学校高一年级共有480名学生,为了调查高一学生的数学成绩,计划用系统抽样的方法抽取30名学生作为调查对象:将480名学生随机从1~480编号,按编号顺序平均分成30组(1~16号,17~32号,…,465~480号),若从第1组中用抽签法确定的号码为5,则第8组中被抽中学生的号码是( )
A.25 B.133 C.117 D.88
解析:C [由系统抽样样本编号的确定方法进行求解.因为第1组抽出的号码为5,所以第8组应抽出的号码是(8-1)×16+5=117.]
6.若总体中含有1 645个个体,现在要采用系统抽样,从中抽取一个容量为35的样本,编号后应均分为 ________ 段,每段有 ________ 个个体.
解析:因为=47,故采用系统抽样法时,编号后分成35段,每段有47个个体.
答案:35 47
7.从高三(八)班42名学生中,抽取7名学生了解本次考试数学成绩情况,已知本班学生学号是1~42号,现在该班数学老师已经确定抽取6号,那么,用系统抽样法确定其余学生号码为 ________ .
解析:将42名学生按照1~42学号分成7组,每组6名学生,由于第一组抽取的是6号,故每相隔6名学生相应的抽取学号为12,18,24,30,36,42.
答案:12,18,24,30,36,42
8.采用系统抽样的方法,从个体数为1 003的总体中抽取一个容量为50的样本,则在抽样过程中,被剔除的个体数为 ________ ,抽样间隔为 ________ .
解析:因为1 003=50×20+3,所以应剔除的个体数为3,抽样间隔为20.
答案:3 20
9.某学校高一有30个班级,每班50名学生,上级要到学校进行体育达标验收.需要抽取10%的学生进行体育项目的测验.请你制定一个简便易行的抽样方案(写出实施步骤).
解:该校高一共有1 500名学生,需抽取容量为1 500×10%=150的样本.
抽样的实施步骤:可将每个班的学生按学号分成5段,每段10名学生.用简单随机抽样的方法在1~10中抽取一个起始号码l,则每个班的l,10+l,20+l,30+l,40+l(如果l=6,即6,16,26,36,46)号学生入样,即组成一个容量为150的样本.
[能力提升]
10.中央电视台《典籍里的中国》节目组为热心观众给予奖励,要从2 014名观众中抽取50名幸运观众.先用简单随机抽样从2 014人中剔除14人,剩下的2 000人再按系统抽样方法抽取50人,则在2 014人中,每个人被抽取的可能性( )
A.均不相等 B.不全相等
C.都相等,且为 D.都相等,且为
解析:C [因为在系统抽样中,若所给的总体个数不能被样本容量整除,则应先剔除几个个体,本题先剔除14人,然后再分组,在剔除过程中,每个个体被剔除的机会相等.所以每个个体被抽到的机会都相等,均为=.]
11.某单位有840名职工,现采用系统抽样方法,抽取42人做问卷调查,将840人按1,2,…,840随机编号,则抽取的42人中,编号落入区间[481,720]的人数为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
解析:B [根据系统抽样的等可能性可知,每人入选的可能性都是,由题设可知区间[481,720]的人数为240,所以编号落入区间[481,720]的人数为×240=12.]
12.采用系统抽样方法从960人中抽取32人做问卷调查.为此将他们随机编号为1,2,…,960,分组后在第一组采用简单随机抽样的方法抽到的号码为9.抽到的32人中,编号落入区间[1,450]的人做问卷A,编号落入区间[451,750]的人做问卷B,其余的人做问卷C.则抽到的人中,做问卷B的人数为( )
A.7 B.9 C.10 D.15
解析:C [从960人中用系统抽样方法抽取32人,则抽样距为k==30,
因为第一组号码为9,则第二组号码为9+1×30=39,…,第n组号码为9+(n-1)×30=30n-21,由451≤30n-21≤750,即15≤n≤25,所以n=16,17,…,25,共有25-16+1=10(人).]
13.用系统抽样法要从160名学生中抽取容量为20的样本,将160名学生随机地从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组应抽出的号码为126,则第1组中用抽签方法确定的号码是 ________ .
解析:设第一组抽取的号码为a,则a+15×8=126,∴a=6.
答案:6
14.一个总体中有100个个体,随机编号为0,1,2,…,99,依编号顺序平均分成10个小组,组号依次为1,2,3,…,10.现用系统抽样方法抽取一个容量为10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号码的个位数字相同,若m=6,则在第7组中抽取的号码是 ________ .
解析:本题的入手点在于题设中的“第k组中抽取的号码的个位数字与m+k的个位数字相同”.由题设可知:第7组的编号为60,61,62,63,…,69,而第7组中抽取的号码的个位数字与6+7=13的个位数字相同,故第7组抽取的号码是63.
答案:63
15.在国家政策扶持下,我国的汽车工业获得了极大的发展.现某厂1月份生产了A、B两种型号轿车共822辆,其中A型20辆,B型802辆,现从中抽取82辆检查,试选用合适的抽样方法进行抽样,写出抽样过程.
解:先从A型20辆中抽取2辆,用抽签法,步骤如下:
第一步:将20辆车随机编号为01,02,03,…,20;
第二步:将这20个号码分别写在小纸条上,制成号签;
第三步:将号签放入一个不透明的盒子中,搅拌均匀;
第四步:从盒子中逐个抽取2个号签,记录编号;
第五步:从总体中将与抽到的号签编号一致的个体取出.
再从B型802辆中抽取80辆,用系统抽样法,步骤如下:
第一步:先将802辆B型轿车编号为001,002,…,802,从802辆轿车中剔除2辆轿车(剔除方法可简单随机抽样);
第二步:将余下的800辆轿车重新编号为1,2,…,800,并均分成80段,每段含10个个体;
第三步:从第1段即1,2,…,10这10个编号中,用简单随机抽样的方法抽取一个号(如5)作为起始号;
第四步:将编号为5,15,25,…,795的个体抽出,得到一个容量为80的样本.
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第八章 概率与统计初步
课程标准
素养解读
1.理解系统抽样的概念,会用系统抽样从总体中抽取样本;
2.了解系统抽样在实际生活中的应用
在系统抽样的实施过程中,掌握系统抽样的步骤,发展学生的数据分析、数学建模的核心素养
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?
[知识点一] 系统抽样的概念
将总体分成 均衡 的若干部分,然后按照预先制订的规则,从每一部分抽取一个个体,得到所需要的样本,这种抽样方法称为系统抽样.在系统抽样中,由于抽样的间隔相等,因此系统抽样也被称为
等距抽样 .
[知识点二] 系统抽样的步骤
从容量为N的总体中采用系统抽样的方法抽取n个样本,基本步骤是:
(1)编号:将总体中的N个个体按1~N 进行编号.
(2)确定分段间隔: 将总体平均分成n段,设分段间隔为k,若总体中包含的个体数目N能被样本容量n整除,则k=eq \f(N,n).
(3)确定样本:在第一段用简单随机抽样从编号1~k中抽取一个数s(1≤s≤k)作为起始编号,然后顺次抽取编号为s+k, s+2k,…,s+(n-1)k的个体,这样就得到了容量为n的样本.
[知识点三] 系统抽样的特点
(1)个体数目 比较多 ;
(2)把总体分成均衡的若干部分, 分段间隔 相等,在第一段用 简单随机抽样 确定起始编号,其余依次加上间隔的整数倍;
(3)每个个体被抽到的概率 相等 .
1.下列问题中,最适合用系统抽样抽取样本的是( )
A.从10名学生中,随机抽2名学生参加义务劳动
B.从全校3 000名学生中,随机抽100名学生参加义务劳动
C.从某市30 000名学生中,其中小学生有14 000人,初中生有10 000人,高中生有6 000人,抽取300名学生了解该市学生的近视情况
D.从某班周二值日小组6人中,随机抽取1人擦黑板
解析:B [A错,总体中个体无差异,但个数较少,宜用简单随机抽样;B对,总体中个体无差异,个数较多,且样本容量较大,宜用系统抽样;C错,总体中个体有差异,不适合用系统抽样;D错,总体容量较小,样本容量也较小,宜用简单随机抽样.]
2.中央电视台动画城节目为了对本周的热心小观众给予奖励,要从已确定编号的一万名小观众中抽出十名幸运小观众.现采用系统抽样法抽样,其分段间隔为( )
A.10
B.100
C.1 000
D.10 000
解析:C [依题意,要抽十名幸运小观众,所以要分成十个组,每个组容量为10 000÷10=1 000,即分段间隔.]
3.某企业为了监控产品质量,从产品流转均匀的生产线上每间隔10 min抽取一个样本进行检测,这种抽样方法是( )
A.抽签法
B.随机数表法
C.系统抽样法
D.其他抽样法
解析:C [由题意知,这个抽样是在传送带上每隔10 min抽取一产品,是一个具有相同间隔的抽样,并且总体的个数比较多,故是系统抽样法.]
系统抽样概念
下列抽样中不是系统抽样的是( )
A.从号码为1~15的15个球中任选3个作为样本,先在1~5号球中用抽签法抽出i0号,再将号码为i0+5,i0+10的球也抽出
B.工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间的过程中,检查人员从传送带上每5 min抽取一件产品进行检验
C.搞某项市场调查,规定在商店门中随机地抽一个人进行询问,直到调查到事先规定的调查人数为止
D.某电影院调查观众的某一指标,通知每排(每排人数相等)座位号为14的观众留下来座谈
[思路点拨] 解答本题可先逐个判断四个选项抽样的特点,再与系统抽样的概念相对照.
[解析] 本题C选项显然不是系统抽样,因为事先不知道总体数量,抽样方法也不能保证每个个体等可能入样,总体也没有分成均衡的几部分,故C不是系统抽样.
[答案] C
解决系统抽样问题的关注点
(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,分段的间隔要求相等,因此,系统抽样又称等距抽样,这时间隔一般为k=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(N,n))).
[变式训练]
1.下列抽样问题中最适合用系统抽样法抽样的是( )
A.从全班48名学生中随机抽取8人参加一项活动
B.一个城市有210家百货商店,其中大型商店20家,中型商店40家,小型商店150家.为了掌握各商店的营业情况,要从中抽取一个容量为21的样本
C.从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取100人分析试题作答情况
D.从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取10人了解某些情况
解析:C [A总体容量较小,样本容量也较小,可采用抽签法;B总体中的个体有明显的层次,不适宜用系统抽样法;C总体容量较大,样本容量也较大,可用系统抽样法;D总体容量较大,样本容量较小,可用简单随机抽样.]
系统抽样的应用
为了了解某地区今年高一学生期末考试数学学科的成绩,拟从参加考试的15 000名学生的数学成绩中抽取容量为150的样本.请用系统抽样写出抽取过程.
[思路点拨] 由于总体容量恰被样本容量整除,所以分段间隔k=eq \f(15 000,150)=100,按系统抽样方法的四个步骤抽取样本.
[解] (1)对全体学生的数学成绩进行编号:1,2,3,…,15 000.
(2)分段:由于样本容量与总体容量的比是1∶100,所以我们将总体平均分为150个部分,其中每一部分包含100个个体.
(3)在第一部分即1号到100号用简单随机抽样,抽取一个号码,比如是56.
(4)以56作为起始数,然后顺次抽取156,256,356,…,14 956,这样就得到一个容量为150的样本.
利用系统抽样的两个关键步骤
(1)分组,当总体个数N能被样本容量n整除时,分为n个组,分段间隔k=eq \f(N,n).
(2)获取样本用简单随机抽样在第一组抽取起始数s,通常把起始数s加上间隔k得到第2个个体编号(s+k),再加上k得第3个个体编号(s+2k),依次进行下去,直到获取样本.
另外,当eq \f(N,n)不是整数时,应先从总体中用简单随机抽样方法剔除余数,再将剩余个体编号抽样,以保证个体被抽到的可能性相同,被剔除的机会也相同.
[变式训练]
2.为了了解高二2 023名学生中使用数学教辅的情况,请你用系统抽样抽取一个容量为50的样本.
解:由于eq \f(2 023,50)不是整数,所以先从总体中随机剔除23个个体.
步骤:
(1)随机地将这2 023个个体编号为1,2,3,…,2 023.
(2)利用简单随机抽样,先从总体中剔除23个个体,剩下的个体是2 000,能被样本容量50整除,然后再重新编号为1,2,3,…,2 000.
(3)确定分段间隔k=eq \f(2 000,50)=40,则将这2 000名学生分成50组,每组40人,第1组是1,2,3,…,40;第2组是41,42,43,…,80;依次下去,第50组是1 961,1 962,…,2 000.
(4)在第1组用简单随机抽样确定第一个个体编号i(i≤40).
(5)按照一定的规则抽取样本.抽取的学生编号为i+40k(k=0,1,2,…,39),得到50个个体作为样本,如当i=2时的样本编号为2,42,82,…,1 962.
1.系统抽样适用的总体应是( )
A.容量较少的总体
B.容量较多的总体
C.个体数较多,但均衡的总体
D.任何总体
解析:C [根据系统抽样的特点可知.]
2.从学号为0~50的高一某班50名学生中随机选取5名同学参加数学竞赛,采用系统抽样的方法,则所选5名学生的学号不可能是( )
A.1,2,3,4,5
B.5,15,25,35,45
C.2, 12, 22, 32, 42
D.9,19,29,39,49
解析:A [分段间隔为10,故A不可能.]
3.采用系统抽样从个体数为83的总体中抽取一个样本容量为10的样本,那么每个个体入样的可能性为( )
A.eq \f(10,83)
B.eq \f(10,80)
C.eq \f(1,10)
D.不相等
解析:A [因为系统抽样中每个个体被抽到的可能性相等,故每个个体被抽到的概率为eq \f(10,83).]
4.某小礼堂有25排座位,每排20个座位,一次心理学讲座,礼堂中坐满了学生,会后为了了解有关情况,留下所有座位号是15的25名学生进行测试,这里运用的是 ________ 抽样方法.
解析:间隔相同,符合系统抽样的特点.
答案:系统
$$