数学:2.1.1.《简单随机抽样》课件(人教版必修3).ppt
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- 简单随机抽样 数学 2.1 简单 随机 抽样 课件 人教版 必修
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1、2.12.1随机抽样随机抽样2.1.12.1.1简单随机抽样简单随机抽样假设你作为一名食品卫生工作人员,要假设你作为一名食品卫生工作人员,要对某食品店内的一批小包装饼干进行卫对某食品店内的一批小包装饼干进行卫生达标检验,你准备怎样做?生达标检验,你准备怎样做?简单随机抽样简单随机抽样显然,你只能从中抽取一定数量的饼干显然,你只能从中抽取一定数量的饼干作为检验的样本。(为什么?)那么,作为检验的样本。(为什么?)那么,应当怎样获取样本呢?应当怎样获取样本呢?注意以下几点:注意以下几点: (1)它要求被抽取样本的总体的个体数有限;)它要求被抽取样本的总体的个体数有限; (2)它是从总体中逐个进行抽
2、取;)它是从总体中逐个进行抽取; (3)它是一种不放回抽样;)它是一种不放回抽样;(4)它是一种等可能性抽样。)它是一种等可能性抽样。 一般地,设一个总体的个体数为一般地,设一个总体的个体数为N,如如果通过逐个果通过逐个不放回不放回地抽取的方法从中抽取一地抽取的方法从中抽取一个样本,且每次抽取时各个个体被抽到的机个样本,且每次抽取时各个个体被抽到的机会会相等相等,就称这样的抽样为,就称这样的抽样为简单随机抽样简单随机抽样。简单随机抽样简单随机抽样 简单随机抽样是在特定总体简单随机抽样是在特定总体中抽取样本,总体中每一个体被中抽取样本,总体中每一个体被抽取的可能性是等同的,而且任抽取的可能性是等
3、同的,而且任何个体之间彼此被抽取的机会是何个体之间彼此被抽取的机会是独立的。如果用从个体数为独立的。如果用从个体数为N的的总体中抽取一个容量为总体中抽取一个容量为n的样本,的样本,那么每个个体被抽取的概率等那么每个个体被抽取的概率等于于 . Nn下列抽样的方式是否属于简单随机抽样?下列抽样的方式是否属于简单随机抽样?为什么?为什么?(1 1)从无限多个个体中抽取)从无限多个个体中抽取5050个个体作为个个体作为样本。样本。(2 2)箱子里共有)箱子里共有100100个零件,从中选出个零件,从中选出1010个零件进行质量检验,在抽样操作中,从个零件进行质量检验,在抽样操作中,从中任意取出一个零件
4、进行质量检验后,再中任意取出一个零件进行质量检验后,再把它放回箱子。把它放回箱子。1 1、抽签法、抽签法( (抓阄法抓阄法) ) 一般地,抽签法就是把总体中的一般地,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,号签放在一个容器中,搅拌均匀后,每次从中抽取一个号签,连续抽取每次从中抽取一个号签,连续抽取n次,次,就得到一个容量为就得到一个容量为n的样本。的样本。 抽签法的步骤抽签法的步骤:1、把总体中的、把总体中的N个个体编号;个个体编号;2、 把号码写在号签上,将号签放在把号码写在号签上,将号签放在一个容器中搅拌均匀;一
5、个容器中搅拌均匀;3、每次从中抽取一个号签,连续抽取、每次从中抽取一个号签,连续抽取n次,就得到一个容量为次,就得到一个容量为n的样本。的样本。你认为抽签法有什么优点和缺点:当总体你认为抽签法有什么优点和缺点:当总体中的个体数很多时,用抽签法方便吗?中的个体数很多时,用抽签法方便吗?抽签法的优点是简单易行,缺点是当总体抽签法的优点是简单易行,缺点是当总体的容量非常大时,费时、费力,又不方便,的容量非常大时,费时、费力,又不方便,如果标号的签搅拌得不均匀,会导致抽样如果标号的签搅拌得不均匀,会导致抽样不公平不公平 2 2、用随机数法、用随机数法定义:利用随机数表、随机数骰子或定义:利用随机数表、
6、随机数骰子或计算机产生的随机数进行抽样,叫随计算机产生的随机数进行抽样,叫随机数表法,这里仅介绍随机数表法。机数表法,这里仅介绍随机数表法。怎样利用随机数表产生样本呢?下面通怎样利用随机数表产生样本呢?下面通过例子来说明,过例子来说明,第一步,先将第一步,先将800袋牛奶编号,可以编袋牛奶编号,可以编为为000,001,799。假设我们要考察某公司生产的假设我们要考察某公司生产的500克袋装克袋装牛奶的质量是否达标,现从牛奶的质量是否达标,现从800袋牛奶中袋牛奶中抽取抽取60袋进行检验,利用随机数表抽取袋进行检验,利用随机数表抽取样本时,可以按照下面的步骤进行。样本时,可以按照下面的步骤进行
7、。16 22 77 94 39 49 54 43 54 82 17 37 16 22 77 94 39 49 54 43 54 82 17 37 93 23 7893 23 7884 42 17 53 31 57 24 55 06 88 77 04 84 42 17 53 31 57 24 55 06 88 77 04 74 47 6774 47 6763 01 63 78 59 16 95 55 67 19 98 10 63 01 63 78 59 16 95 55 67 19 98 10 50 71 75 50 71 75 33 21 12 34 29 78 64 56 07 82 52
8、42 33 21 12 34 29 78 64 56 07 82 52 42 07 44 3807 44 3857 60 86 32 44 09 47 27 96 54 49 17 46 57 60 86 32 44 09 47 27 96 54 49 17 46 09 6209 6287 35 20 96 43 84 26 34 91 64 21 76 87 35 20 96 43 84 26 34 91 64 21 76 33 50 25 33 50 25 83 92 12 06 76 12 86 73 58 07 44 39 83 92 12 06 76 12 86 73 58 07 4
9、4 39 52 38 7952 38 7915 51 00 13 42 99 66 02 79 54 90 52 15 51 00 13 42 99 66 02 79 54 90 52 84 77 27 84 77 27 08 02 73 43 28 08 02 73 43 28第二步,在随机数表中任选一个数,例如第二步,在随机数表中任选一个数,例如选出第选出第8行第行第7列的数列的数7(为了便于说明,(为了便于说明,下面摘取了附表下面摘取了附表1的第的第6行至第行至第10行)。行)。第三步,从选定的数第三步,从选定的数7开始向右读(读数的开始向右读(读数的方向也可以是向左、向上、向下等),得
10、到方向也可以是向左、向上、向下等),得到一个三位数一个三位数785,由于,由于785799,说明号码,说明号码785在总体内,将它取出;继续向右读,得在总体内,将它取出;继续向右读,得到到916,由于,由于916799,将它去掉,按照这,将它去掉,按照这种方法继续向右读,又取出种方法继续向右读,又取出567,199,507,依次下去,直到样本的,依次下去,直到样本的60个号码个号码全部取出,这样我们就得到一个容量为全部取出,这样我们就得到一个容量为60的的样本。样本。上述问题中抽取样本的方法用上述问题中抽取样本的方法用随机数随机数表法来进行表法来进行!(1 1)将总体的个体编号。)将总体的个体
11、编号。(2 2)在随机数表中选择开始数字。)在随机数表中选择开始数字。(3 3)读数获取样本号码。)读数获取样本号码。例例1 1:人们打桥牌时,将洗好的扑克牌随:人们打桥牌时,将洗好的扑克牌随机确定一张为起始牌,这时按次序搬牌时,机确定一张为起始牌,这时按次序搬牌时,对任何一家来说,都是从对任何一家来说,都是从5252张牌中抽取张牌中抽取1313张牌,问这种抽样方法是否是简单随机抽张牌,问这种抽样方法是否是简单随机抽样?样?分析分析 简单随机抽样的实质是逐个地从总体中简单随机抽样的实质是逐个地从总体中随机抽取样本,而这里只是随机确定了起始张,随机抽取样本,而这里只是随机确定了起始张,其他各张牌
12、虽然是逐张起牌,但是各张在谁手其他各张牌虽然是逐张起牌,但是各张在谁手里已被确定,所以不是简单随机抽样。里已被确定,所以不是简单随机抽样。例例2 2:某车间工人加工一种轴:某车间工人加工一种轴100100件,为件,为了了解这种轴的直径,要从中抽取了了解这种轴的直径,要从中抽取1010件件轴在同一条件下测量,如何采用简单随轴在同一条件下测量,如何采用简单随机抽样的方法抽取样本?机抽样的方法抽取样本?解法解法1:(抽签法)将:(抽签法)将100件轴编号为件轴编号为1,2,100,并做好大小、形状相同的号签,并做好大小、形状相同的号签,分别写上这分别写上这100个数,将这些号签放在一起,个数,将这些
13、号签放在一起,进行均匀搅拌,接着连续抽取进行均匀搅拌,接着连续抽取10个号签,然个号签,然后测量这个后测量这个10个号签对应的轴的直径。个号签对应的轴的直径。解法解法2 2:(随机数表法)将:(随机数表法)将100100件轴编号为件轴编号为0000,0101,9999,在随机数表中选定一个起始位,在随机数表中选定一个起始位置,如取第置,如取第2121行第行第1 1个数开始,选取个数开始,选取1010个为个为6868,3434,3030,1313,7070,5555,7474,7777,4040,4444,这,这1010件即为所要抽取的样本。件即为所要抽取的样本。 1、为了了解全校、为了了解全校
14、240名学生的身高名学生的身高情况,从中抽取情况,从中抽取40名学生进行测量,下列说法名学生进行测量,下列说法正确的是正确的是 ( )A总体是总体是240 B、个体是每一个学生、个体是每一个学生C、样本是、样本是40名学生名学生 D、样本容量是、样本容量是402、为了了解加工一批零件的长度,抽测了其中、为了了解加工一批零件的长度,抽测了其中200个零件的长度,在这个问题中,个零件的长度,在这个问题中,200个零件个零件的长度是的长度是 ( )A、总体、总体 B、个体是每一个学生、个体是每一个学生C、总体的一个样本、总体的一个样本 D、样本容量、样本容量3、一个总体中共有、一个总体中共有200个
15、个体,用简单随机抽个个体,用简单随机抽样的方法从中抽取一个容量为样的方法从中抽取一个容量为20的样本,则某的样本,则某一特定个体被抽到的可能性是一特定个体被抽到的可能性是 。一般地,要从容量为一般地,要从容量为N N的总体中抽取容的总体中抽取容量为量为n n的样本,可将总体分成均衡的若的样本,可将总体分成均衡的若干部分,然后按照预先制定的规则,从干部分,然后按照预先制定的规则,从每一部分抽取一个个体,得到所需要的每一部分抽取一个个体,得到所需要的样本,这种抽样的方法叫做系统抽样。样本,这种抽样的方法叫做系统抽样。(1 1)当总体容量)当总体容量N N较大时,采用系统抽样。较大时,采用系统抽样。
16、(2 2)将总体分成均衡的若干部分指的是将总)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,这时间隔一般为抽样又称等距抽样,这时间隔一般为k k(3 3)预先制定的规则指的是:在第)预先制定的规则指的是:在第1 1段内采段内采用简单随机抽样确定一个起始编号,在此编用简单随机抽样确定一个起始编号,在此编号的基础上加上分段间隔的整数倍即为抽样号的基础上加上分段间隔的整数倍即为抽样编号。编号。Nn思考?思考?(1 1)你能举几个系统抽样的例子吗?)你能举几个系统抽样的例子吗?(2 2)下列抽样中不是系统抽样的是)下列
17、抽样中不是系统抽样的是 ( )A A、从标有、从标有115115号的号的1515个小球中任选个小球中任选3 3个作为样本,个作为样本,按从小号到大号排序,随机确定起点按从小号到大号排序,随机确定起点i,i,以后为以后为i+5, i+10(i+5, i+10(超过超过1515则从则从1 1再数起再数起) )号入样号入样B B工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车工厂生产的产品,用传送带将产品送入包装车间前,检验人员从传送带上每隔五分钟抽一件间前,检验人员从传送带上每隔五分钟抽一件产品检验产品检验C C、搞某一市场调查,规定在商场门口随机抽一、搞某一市场调查,规定在商场门口随机抽一个人进行询问,
18、直到调查到事先规定的调查人个人进行询问,直到调查到事先规定的调查人数为止数为止D D、电影院调查观众的某一指标,通知每排(每、电影院调查观众的某一指标,通知每排(每排人数相等)座位号为排人数相等)座位号为1414的观众留下来座谈的观众留下来座谈点拨点拨:(2)c不是系统抽样,因为事先不知道总体,抽不是系统抽样,因为事先不知道总体,抽样方法不能保证每个个体按事先规定的概率入样。样方法不能保证每个个体按事先规定的概率入样。(1 1)采用随机抽样的方法将总体中的)采用随机抽样的方法将总体中的N N个个编号。个个编号。(2 2)将整体按编号进行分段,确定分段间隔)将整体按编号进行分段,确定分段间隔k(
19、kN,Lk).k(kN,Lk).(3 3)在第一段用简单随机抽样确定起始个体的编)在第一段用简单随机抽样确定起始个体的编号号L L(LN,LkLN,Lk)。)。(4 4)按照一定的规则抽取样本,通常是将起始编)按照一定的规则抽取样本,通常是将起始编号号L L加上间隔加上间隔k k得到第得到第2 2个个体编号个个体编号L+KL+K,再加上,再加上K K得得到第到第3 3个个体编号个个体编号L+2KL+2K,这样继续下去,直到获取,这样继续下去,直到获取整个样本。整个样本。【说明说明】从系统抽样的步骤可以看出,系统抽样是把一个问从系统抽样的步骤可以看出,系统抽样是把一个问题划分成若干部分分块解决,
20、从而把复杂问题简单化,体现题划分成若干部分分块解决,从而把复杂问题简单化,体现了数学转化思想。了数学转化思想。 例例3 3、某校高中三年级的、某校高中三年级的295295名学生已经编名学生已经编号为号为1 1,2 2,295295,为了了解学生的学,为了了解学生的学习情况,要按习情况,要按1 1:5 5的比例抽取一个样本,的比例抽取一个样本,用系统抽样的方法进行抽取,并写出过程。用系统抽样的方法进行抽取,并写出过程。分析分析按按1:5分段,每段分段,每段5人,共分人,共分59段,每段抽取一人,关键是确定第段,每段抽取一人,关键是确定第1段的编号。段的编号。解:按照解:按照1 1:5 5的比例,
21、应该抽取的样本容的比例,应该抽取的样本容量为量为2952955=595=59,我们把,我们把259259名同学分成名同学分成5959组,每组组,每组5 5人,第一组是编号为人,第一组是编号为1 15 5的的5 5名名学生,第学生,第2 2组是编号为组是编号为6 61010的的5 5名学生,依名学生,依次下去,次下去,5959组是编号为组是编号为291291295295的的5 5名学生。名学生。采用简单随机抽样的方法,从第一组采用简单随机抽样的方法,从第一组5 5名学名学生中抽出一名学生,不妨设编号为生中抽出一名学生,不妨设编号为k(1k5)k(1k5),那么抽取的学生编号为,那么抽取的学生编号
22、为k+5L(L=0,1,2,k+5L(L=0,1,2,,58)58),得到,得到5959个个体个个体作为样本,如当作为样本,如当k=3k=3时的样本编号为时的样本编号为3 3,8 8,1313,288288,293293。例例4 4、从忆编号为、从忆编号为1 15050的的5050枚最新研制的某种型枚最新研制的某种型号的导弹中随机抽取号的导弹中随机抽取5 5枚来进行发射实验,若采枚来进行发射实验,若采用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法,用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法,则所选取则所选取5 5枚导弹的编号可能是枚导弹的编号可能是A A5 5,1010,1515,2020,25 25
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