内容正文:
22.2 课时2 样本的代表性
第二十二章 数据的收集整理与描述
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学 习 目 标
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掌握抽样调查、总体、个体、样本的概念,学会区分普查与抽样调查,熟练判断样本是否具备代表性,能根据实际问题设计简单合理的抽样方案。
理解抽样调查的优缺点,明白样本代表性是抽样结果准确的关键,理解分层抽样、随机抽样的适用场景与原理。
体验从实际生活问题中选择合适调查方式的过程,感受数学抽样知识在生活中的应用,养成严谨的数据统计思维。
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问题:为什么抽样方式不同,结果会大不一样? 抽样时需要注意什么才能让结果更准确?
“样本范围、抽样比例、群体多样性”都对结果有影响, 抽样调查时需保证样本的代表性.
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新知探究
探究点1
样本代表性
议一议
电视台为了解电视节目的收视率,经常采用抽样调查 .
(1)四名同学对一家电视台某体育节目的收视率进行调查,他们采用的调查方式及结果如下:
小红 我调查了全班 40 名同学,有 10 人收看了这个节目
小亮 我在火车站调查了 50 人,只有 2 人收看了这个节目 .
小强 我在爸爸工作的大学调查了 100 名大学生,其中有 40 人收看了这个节目 .
小刚 我利用互联网调查,共有 200 人答复,其中有 30 人收看了这个节目 .
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*小红选的本班全体同学,属于同班同学属于同年龄段、同学习环境的同质群体
*小亮选在火车站,调查对象多为旅客,流动性较大,属于特殊人群
*小强调查对象为大学生,特定年龄层人群,调查对象高度集中于青年学生群体
*小刚利用互联进行调查,该方式仅能覆盖经常使用网络的人群
问题1:小红、小亮火、小强、小刚在抽样调查是选择的调查对象有什么特征?
新知探究
探究点1
样本代表性
议一议
小红 我调查了全班 40 名同学,有 10 人收看了这个节目
小亮 我在火车站调查了 50 人,只有 2 人收看了这个节目 .
小强 我在爸爸工作的大学调查了 100 名大学生,其中有 40 人收看了这个节目 .
小刚 我利用互联网调查,共有 200 人答复,其中有 30 人收看了这个节目 .
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高效课堂
任务一:理解样本代表性的影响因素
情境:电视台为了解电视节目的收视率,经常采用抽样调查.
(1)四名同学对一家电视台某体育节目的收视率进行调查,他们采用的调查方式及结果如下:
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高效课堂
任务一:理解样本代表性的影响因素
(2)电视台根据不同年龄段、不同文化背景,按一定的比例确定了1 000人,就是否收看了该节目进行了电话访问,其中有35人收看了这个节目.
将小红等人和电视台的调查结果以及估计的收视率整理成下表:
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高效课堂
任务一:理解样本代表性的影响因素
问题:
(1)为什么用不同的调查方式估计的收视率差别很大?
(2)你认为上述调查中,谁的调查样本对总体的代表性较好,估计的收视率更准确些?
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小红 我调查了全班40名同学,有10人收看了这个节目.
小亮 我在火车站调查了50人,只有2人收看了这个节目.
小强 我在爸爸工作的大学调查了100名大学生,其中有40人收看了这个节目.
小刚 我利用互联网调查,共有200人作了回答,其中有30人收看了这个节目.
(1)四名同学对一家电视台某体育节目的收视率进行调查,他们采用的调查方式及结果如下:
情境:电视台为了解电视节目的收视率,经常采用抽样调查.
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(2)电视台根据不同年龄段、不同文化背景,按一定的比例确定了1000人,就是否收看了该节目进行了电话访问,其中有35人收看了这个节目.
将小红等人和电视台的调查结果以及估计的收视率整理成下表:
问题1:为什么用不同的调查方式得到的收视率差别很大?
问题2:你认为谁的调查,样本对总体的代表性较好,估计的收视率更准确些?
问题3:抽样调查应该注意什么?
问题4:抽样调查的优点和缺点各是什么?
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由于条件的限制,对有些问题只能进行抽样调查. 抽样调查的优点是节省时间,比较经济.但是,抽样调查只考察了总体中的一部分个体,调查结果不如普查准确.为了得到较为准确的结果,调查的个体不能太少.
电视台的调查,考虑了不同年龄段、不同文化背景的人对节目喜好的差异,按比例进行抽样,样本中的人数比例和总体比较一致,样本对总体的代表性较好,估计的收视率结果可信度要高一些.
“样本范围、抽样比例、群体多样性”都对结果有影响, 抽样调查时需保证样本的代表性.
样本容量太小,样本未涵盖不同人群(如不同年龄、不同兴趣的观众).
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问题2:小红、小亮火、小强、小刚在抽样调查时选择的调查对象有代表性吗?
新知探究
探究点1
样本代表性
议一议
小红 我调查了全班 40 名同学,有 10 人收看了这个节目
小亮 我在火车站调查了 50 人,只有 2 人收看了这个节目 .
小强 我在爸爸工作的大学调查了 100 名大学生,其中有 40 人收看了这个节目 .
小刚 我利用互联网调查,共有 200 人答复,其中有 30 人收看了这个节目 .
*小红选的本班全体同学,兴趣爱好和作息时间高度趋同,无法代表社会各个年龄层观众的真实需求。
结论:样本同质化严重,缺乏代表性。
*小亮选在火车站,无法反映普通常住居民的普遍特征与行为习惯。
结论:样本结构特殊,缺乏代表性
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问题2:小红、小亮火、小强、小刚在抽样调查时选择的调查对象有代表性吗?
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探究点1
样本代表性
议一议
小红 我调查了全班 40 名同学,有 10 人收看了这个节目
小亮 我在火车站调查了 50 人,只有 2 人收看了这个节目 .
小强 我在爸爸工作的大学调查了 100 名大学生,其中有 40 人收看了这个节目 .
小刚 我利用互联网调查,共有 200 人答复,其中有 30 人收看了这个节目 .
*小强调查对象为大学生,完全忽略了儿童、上班族、中老年等社会其他重要群体的意见。
结论:受众覆盖面窄,缺乏代表性
*小刚利用互联进行调查,自动排除了不习惯或无法上网的老年人、部分偏远地区人群等,造成了严重的抽样偏差。
结论:抽样范围受限,缺乏代表性。
选取的调查人群太片面,只选取局部特殊人群,不能代表全体看电视的人群。样本缺乏代表性。
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(2 )电视台根据不同年龄段、不同文化背景,按一定的比例确定了1000 人,就是否收看了该节目进行了电话访问,其中有 35 人收看了这个节目 .
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探究点1
样本代表性
议一议
问题3:电视台分年龄、文化背景按比例抽 1000 人,结果可靠吗?
样本覆盖全面,结构匹配
样本兼顾了不同年龄、文化背景的人群,结构与总体人群特征高度相似,有效避免了因抽样范围狭窄导致的偏差。
样本量大,误差更小
1000人的样本量远大于普通小范围调查,能够有效稀释极端值的影响,减少偶然性误差,使调查结果更具稳定性和可信度。
样本具有代表性,结果可靠
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任务一:理解样本代表性的影响因素
问题:小亮调查的50人里,收看人数只有2人,可能他的调查对象有什么特点?
规律:样本容量太小、样本未涵盖不同人群(如不同年龄、不同兴趣的观众),都会导致代表性差;电视台的调查,考虑了不同年龄段、不同文化背景的人对节目喜好的差异,按比例进行抽样,样本中的人数比例和总体比较一致,样本对总体的代表性较好,估计的收视率结果可信度要高一些.
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任务一:理解样本代表性的影响因素
强调:由于条件的限制,对有些问题只能进行抽样调查,抽样调查的优点是节省时间,比较经济.缺点是抽样调查只考察了总体中的一部分个体,调查结果不如普查准确.为了得到较为准确的结果,调查的个体不能太少.
归纳:抽样调查中,样本容量大小、样本是否涵盖总体的各类群体,是影响样本代表性的关键因素.
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任务一:理解样本代表性的影响因素
练习:某社区要调查居民对“社区健身设施满意度”的情况,请分析以下两种抽样方式对样本代表性的影响:
(1)仅在社区老年活动中心随机抽取50名老年人进行调查.
(2)按照社区居民的年龄结构(青年、中年、老年各占比约30%, 40%,30%),从不同年龄段中分别随机抽取共200名居民进行调查.
要求:结合“样本容量、样本涵盖群体多样性”的知识点,说明哪种抽样更合理,并解释原因.
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1.某学校初、高中六个年级共有3000名学生.为了解其视力情况,现采用抽样调查.各年级学生人数如下表所示.
(1)如果按10%的比例抽样,样本容量是多少?
(2)考虑到不同年级学生的视力差异,为了保证样本有较好的代表性,各年级分别应调查多少人?将结果填写在上面的表中.
(3)如果要从你所在的班级抽取5人进行调查,请设计一个抽样方案,保证每人有相同的机会被抽到.
300
56
52
50
50
48
44
合理即可
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2.报纸上刊登了一则新闻,标题为“保健食品合格率为75%”,请据此回答下列问题:
(1)你认为这则消息来源于普查,还是抽样调查?为什么?
(2)这则新闻是否说明市面上恰好有25%的保健食品不合格?
(3)如果在这次质量监督检查中各项指标均合格的商品有45种,你能算出共有多少种保健食品接受检查吗?
(4)此次商品质量监督检查的结果如下表,有人由此认为“进口商品的不合格率较低,更让人放心”.你同意这种说法吗?为什么?
产地 国内 国外
被检数/种 55 5
不合格数/种 14 1
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解:(1)抽样调查.因为总体数目太大,且调查具有破坏性,不适合普查.
(2)不能说明.因为是抽样调查,结果不是很准确.
(3)接受检查的保健食品有 =60(种).
(4)不同意这种说法.因为进口商品被检种数太少,即样本容量太小,不能反映总体水平.
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新知探究
探究点2
样本广泛性
议一议
抽样调查只考察了总体中的一部分个体,调查结果不如普查准确 .
为了得到较为准确的结果,调查的个体不能太少,样本容量要适量
问题4:小亮调查的50人里,收看人数只有2人,这是什么原因
样本容量太小、样本未涵盖不同人群,如不同年龄、不同兴趣的观众,都会导致代表性差,结果出现较大偏差
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方式 抽样调查
优点
缺点
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探究点3
抽样调查优缺点
议一议
只抽查部分个体,结果和真实值存在误差,样本过少、选取片面误差会极大。调查结果往往不如普查得到的结果准确
通过调查样本来收集数据,节省人力、物力、时间,工作量较小,便于进行
对比普查,抽样调查优缺点
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任务二:实践抽样调查的应用
问题:某学校初、高中六个年级共有3 000名学生.为了解其视力情况,现采用抽样调查.各年级学生人数如下表所示.
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任务二:实践抽样调查的应用
(3)为什么要“考虑到不同年级学生的视力差异”进行抽样?
原因:不同年级学生的视力情况可能有差异(如高年级学业压力大,视力问题更普遍),这样做能保证每个年级的情况都被反映,样本更具代表性.
归纳:当总体中不同群体的特征有明显差异时,分群体进行抽样,能让样本更好代表总体.
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①样本容量适当;
②样本具有广泛性和代表性:当总体是由有明显差异的几个部分组成时,每个部分都应被抽取到且比例适中;
③样本具有随机性,即保证每个个体被抽到的机会相等.
为了使抽取的样本具有代表性,要注意三点:
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知 识 总 结
掌握总体、个体、样本、样本容量概念;
区分普查与抽样;
学会判断样本是否具备代表性;
认识随机抽样、分层抽样两种常用抽样
课堂小结
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方 法 总 结
课堂小结
遇到大数据统计优先考虑抽样,
总体分层明显时选用分层抽样,
保证抽样随机性、全面性是保证样本代表性的核心。
易 错 提 醒
①样本容量不带单位;
②特殊地点、单一群体抽样样本大概率无代表性;
③有破坏性调查不能选用普查,只能抽样。
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样本的代表性
简单随机选取
具有广泛性和代表性
样本容量适当
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