(2021新教材)人教A版高中数学必修第二册9.1.1 第1课时(简单随机抽样)ppt课件.ppt
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1、 在现实生活中,我们经常会接触到各种统计数据,例如,人在现实生活中,我们经常会接触到各种统计数据,例如,人 口总量、经济增长率、就业状况、物价指数、产品的合格率、商口总量、经济增长率、就业状况、物价指数、产品的合格率、商 品的销售额、农作物的产量、人均水资源、居民人均年收入、电品的销售额、农作物的产量、人均水资源、居民人均年收入、电 视台节目的收视率、学生的平均身高等视台节目的收视率、学生的平均身高等. .要正确阅读并理解这些要正确阅读并理解这些 数据,需要具备一些统计学的知识数据,需要具备一些统计学的知识. . 统计学是通过收集数据和分析数据来认识未知现象的一门科统计学是通过收集数据和分析数
2、据来认识未知现象的一门科 学学. .面对一个统计问题面对一个统计问题, ,首先要根据实际需求首先要根据实际需求, ,通过适当的方法获取通过适当的方法获取 数据,并选择适当的统计图表对数据进行整理和描述数据,并选择适当的统计图表对数据进行整理和描述, ,在此基础上在此基础上 用各种统计方法对数据进行分析,从样本数据中提取需要的信息,用各种统计方法对数据进行分析,从样本数据中提取需要的信息, 推断总体的情况,进而解决相应的实际问题推断总体的情况,进而解决相应的实际问题. . 那么,对于具体的统计问题那么,对于具体的统计问题,应如何收集数据应如何收集数据? ?如何从所收集如何从所收集 的数据中提取信
3、息来认识未知现象的数据中提取信息来认识未知现象? ? 这种认识一定正确吗这种认识一定正确吗? ?应如何应如何 正确解释统计的结果正确解释统计的结果? ?本章我们将在初中学过的统计与概率知识的本章我们将在初中学过的统计与概率知识的 基础上,通过进步学习,加深对这些问题的认识基础上,通过进步学习,加深对这些问题的认识, ,并通过解决问题并通过解决问题 的实践,进一步学习数据分析的方法的实践,进一步学习数据分析的方法. . 统计的研究对象是数据统计的研究对象是数据, ,核心是通过数据分析研究和解决问题核心是通过数据分析研究和解决问题. . 因此因此, ,首先要设法获取与问题有关数据首先要设法获取与问
4、题有关数据, ,从而为解决问题奠定基础从而为解决问题奠定基础. . 统计的研究对象是数据统计的研究对象是数据, ,核心是通过数据分析研究和解决问题核心是通过数据分析研究和解决问题. . 因此,首先要设法获取与问题有关的数据因此,首先要设法获取与问题有关的数据, ,从而为解决问题奠定基从而为解决问题奠定基 础础. .例如,准确掌握全国的人口数据,可以为科学制定国民经济和例如,准确掌握全国的人口数据,可以为科学制定国民经济和 社会发展规划及其他方针政策提供依据社会发展规划及其他方针政策提供依据.2010.2010年我国进行了第六次年我国进行了第六次 人口普查,对全国人口普遍地、逐户逐人地进行一次性
5、调查登记人口普查,对全国人口普遍地、逐户逐人地进行一次性调查登记. . 调查内容包括每位居民的姓名、性别、年龄、民族、受教育程度调查内容包括每位居民的姓名、性别、年龄、民族、受教育程度 等等. .这里,居民为调查对象,而居民的性别、年龄、民族、受教育这里,居民为调查对象,而居民的性别、年龄、民族、受教育 程度等是要调查的指标程度等是要调查的指标. .由于不同调查对象的指标值往往不同,它由于不同调查对象的指标值往往不同,它 是一个变化的量,所以常把指标称为变量是一个变化的量,所以常把指标称为变量. .像人口普查这样,像人口普查这样,对每对每 一个调查对象都进行调查的方法,称为一个调查对象都进行调
6、查的方法,称为全面调查全面调查,又称,又称普查普查. .在一在一 个调查中,我们把个调查中,我们把调查对象的全体称为调查对象的全体称为总体总体, 组成总体的每一个组成总体的每一个 调查对象称为调查对象称为个体个体. .为了强调调查目的,也可以把调查对象的某些为了强调调查目的,也可以把调查对象的某些 指标的全体作为总体,每一个调查对象的相应指标作为个体指标的全体作为总体,每一个调查对象的相应指标作为个体. . 由于人口普查需要花费巨大的财力、物力由于人口普查需要花费巨大的财力、物力, ,因而不宜经常进行因而不宜经常进行, , 为了及时掌握全国人口变动状况为了及时掌握全国人口变动状况, ,我国每年
7、还会进行一次人口变动我国每年还会进行一次人口变动 情况的调查情况的调查. .这种调查是抽取一部分居民进行调查,根据抽取的居这种调查是抽取一部分居民进行调查,根据抽取的居 民情况来推断总体的人口变动情况民情况来推断总体的人口变动情况. .像这样,像这样,根据一定目的,从总根据一定目的,从总 体中抽取一部分个体进行调查体中抽取一部分个体进行调查, ,并以此为依据对总体的情况作出估并以此为依据对总体的情况作出估 计和推断的调查方法,称为计和推断的调查方法,称为抽样调查抽样调查. .我们把我们把从总体中抽取的那部从总体中抽取的那部 分个体称为分个体称为样本样本,样本中包含的个体数称为样本中包含的个体数
8、称为样本量样本量. .调查样本获得调查样本获得 的变量值称为样本的观测数据,简称的变量值称为样本的观测数据,简称样本数据样本数据. . 相对全面调查而言,抽样调查由于只抽取一部分个体进行调相对全面调查而言,抽样调查由于只抽取一部分个体进行调 查,因此具有花费少、效率高的特点查,因此具有花费少、效率高的特点. .在总体规模比较大的调查中,在总体规模比较大的调查中, 如果经费、时间上受限,那么抽样调查是比较合适的调查方法如果经费、时间上受限,那么抽样调查是比较合适的调查方法. .在在 有些调查中,抽样调查则具有不可替代的作用,例如有些调查中,抽样调查则具有不可替代的作用,例如, ,检测一批灯检测一
9、批灯 泡的寿命,或一批种子的发芽率泡的寿命,或一批种子的发芽率, ,或一批待售袋装牛奶的细菌数是或一批待售袋装牛奶的细菌数是 否超标,这些检测具有毁损性,此时只能用抽样调查否超标,这些检测具有毁损性,此时只能用抽样调查. . 随着社会的发展,抽样调查的应用范围越来越广泛随着社会的发展,抽样调查的应用范围越来越广泛. .下面我们下面我们 研究两种基本的抽样方法研究两种基本的抽样方法简单随机抽样和分层随机抽样简单随机抽样和分层随机抽样. . 第一课时第一课时 (简单随机抽样简单随机抽样) 一、探究新知一、探究新知 抽样调查的目的是为了了解总体的情况抽样调查的目的是为了了解总体的情况. .例如,抽样
10、调查一批例如,抽样调查一批 待售袋装牛奶的细菌数是否超标待售袋装牛奶的细菌数是否超标, ,其目的是要了解整批牛奶的细菌其目的是要了解整批牛奶的细菌 含量超标情况含量超标情况, ,而不只是局限在抽查到的那几袋牛奶的情况而不只是局限在抽查到的那几袋牛奶的情况. .因此,因此, 通过抽样调查了解总体的情况通过抽样调查了解总体的情况, ,自然希望抽取的样本数据能很好地自然希望抽取的样本数据能很好地 反映总体的情况,即样本含有和总体基本相同的信息反映总体的情况,即样本含有和总体基本相同的信息. . 假设口袋中有红色和白色共假设口袋中有红色和白色共10001000个小球,除颜色外个小球,除颜色外, ,小球
11、的大小球的大 小、质地完全相同小、质地完全相同. .你能通过抽样调查的方法估计袋中红球所占的你能通过抽样调查的方法估计袋中红球所占的 比例吗比例吗? ? 这里袋中所有小球是调查的总体,每一个小球是个体这里袋中所有小球是调查的总体,每一个小球是个体, ,小球的小球的 颜色是所关心的变量颜色是所关心的变量. .我们可以从袋中随机地摸出一个球,记录颜我们可以从袋中随机地摸出一个球,记录颜 色后放回,摇匀后再摸出一个球色后放回,摇匀后再摸出一个球, ,如此重复如此重复n n次次. .根据初中的概率知根据初中的概率知 识可知,随着摸球次数的增加识可知,随着摸球次数的增加, ,摸到红球的频率会逐渐稳定于摸
12、到摸到红球的频率会逐渐稳定于摸到 红球的概率,即口袋中红球所占的比例,因此红球的概率,即口袋中红球所占的比例,因此, ,我们可以通过放回我们可以通过放回 摸球,用频率估计出红球的比例摸球,用频率估计出红球的比例. . 在有放回地摸球中在有放回地摸球中, ,同一个小球有可能被摸中多次,极端情况同一个小球有可能被摸中多次,极端情况 是每次摸到同一个小球是每次摸到同一个小球, ,而被重复摸中的小球只能提供同一个小球而被重复摸中的小球只能提供同一个小球 的颜色信息,如果我们采用不放回摸球的颜色信息,如果我们采用不放回摸球, ,即从袋中摸出一个球后不即从袋中摸出一个球后不 再放回袋中,每次摸球都在余下的
13、球中随机摸取再放回袋中,每次摸球都在余下的球中随机摸取, ,这样就可以避免这样就可以避免 同一个小球被重复摸中同一个小球被重复摸中. .特别地,当样本量特别地,当样本量n=1000n=1000时,不放回摸球时,不放回摸球 已经把袋中的所有球取出,这就完全了解了袋中红球的比例,而已经把袋中的所有球取出,这就完全了解了袋中红球的比例,而 有放回摸球一般还不能对袋中红球的比例作出准确的判断有放回摸球一般还不能对袋中红球的比例作出准确的判断. . 一、探究新知一、探究新知 二、二、简单随机抽样的概念简单随机抽样的概念 从总体中从总体中, ,逐个不放逐个不放 回地随机抽取回地随机抽取n n个个体作个个体
14、作 为样本为样本, ,一次性批量随机一次性批量随机 抽取抽取n n个个体作为样本,个个体作为样本, 两种方法是等价的两种方法是等价的. . 一般地,设一个总体含有一般地,设一个总体含有N(NN(N为正整数为正整数) )个个体,从中逐个抽个个体,从中逐个抽 取取n(1nN)n(1nN)个个体作为样本个个体作为样本. . 如果抽取是如果抽取是放回放回的,且每次抽取时总体内的各个个体被抽到的,且每次抽取时总体内的各个个体被抽到 的的概率都相等概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做,我们把这样的抽样方法叫做放回简单随机抽样放回简单随机抽样. . 如果抽取是如果抽取是不放回不放回的,且每次抽取时总体内未进
15、入样本的各的,且每次抽取时总体内未进入样本的各 个个体被抽到的个个体被抽到的概率都相等概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做,我们把这样的抽样方法叫做不放回不放回 简单随机抽样简单随机抽样. . 放回简单随机抽样和不放回简单随机抽样统称为放回简单随机抽样和不放回简单随机抽样统称为简单随机抽简单随机抽 样样. .通过简单随机抽样获得的样本称为通过简单随机抽样获得的样本称为简单随机样本简单随机样本. . 与放回简单随机抽样比较,不放回与放回简单随机抽样比较,不放回 简单随机抽样的效率更高,因此实践中简单随机抽样的效率更高,因此实践中 人们更多采用不放问简单随机抽样人们更多采用不放问简单随机抽样. .
16、 除除 非特殊声明,本章所称的简单随机抽样非特殊声明,本章所称的简单随机抽样 指不放回简单随机抽样指不放回简单随机抽样. . 问题问题1 1 一家家具厂要为树人中学高一年级制作课桌椅一家家具厂要为树人中学高一年级制作课桌椅, ,他们事先想他们事先想 了解全体高一年级学生的平均身高了解全体高一年级学生的平均身高, ,以便设定可调节课桌椅以便设定可调节课桌椅 的标准高度的标准高度. .已知树人中学高一年级有已知树人中学高一年级有712712名学生名学生, ,如果要通如果要通 过简单随机抽样的方法调查高一年级学生的平均身高过简单随机抽样的方法调查高一年级学生的平均身高, ,应该应该 怎么抽取样本怎么
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