2.1.1
简单随机抽样
学案
【学习目标】
1.理解并掌握简单随机抽样的定义、特点和适用范围.
2.掌握两种简单随机抽样的步骤,并能用简单随机抽样方法抽取样本.
【学习重点】
简单随机抽样的原理与步骤
课前预习案
【知识链接】
1.某月某种商品的销售量、电视剧的收视率等这些数据是如何得到的?
2.要判断一锅汤的味道需要把整锅汤都喝完吗?应如何判断?
【知识梳理】
1.简单随机抽样
(1)定义:一般地,设一个总体含有N个个体,从中__________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____,就把这种抽样方法叫做简单随机抽样.
(2)说明:我们所讨论的简单随机抽样都是______的抽样,即抽取到某个个体后,该个体不再____总体中.常用到的简单随机抽样方法有两种:______(抓阄法)和________.
说明:
简单随机抽样具有下列特点:
①简单随机抽样要求总体中的个体数N是有限的.
②简单随机抽样抽取样本的容量n小于或等于总体中的个体数N.
③简单随机抽样中的每个个体被抽到的可能性均为.
④当总体中的个体无差异且个体数目较少时,采用简单随机抽样抽取样本.
⑤逐个抽取即每次仅抽取一个个体.
⑥简单随机抽样是不放回的抽样,即抽取的个体不再放回总体.
2.抽签法
一般地,抽签法就是把总体中的N个个体____,把号码写在____上,将号签放在一个容器中,搅拌____后,每次从中抽取____号签,连续抽取n次,就得到一个容量为__的样本.
小结:
抽签法抽取样本的步骤:
①将总体中的个体编号为1~N.
②将所有编号1~N写在形状、大小相同的号签上.
③将号签放在一个不透明的容器中,搅拌均匀.
④从容器中每次抽取一个号签,并记录其编号,连续抽取n次.
⑤从总体中将与抽取到的签的编号相一致的个体取出.
操作要点是:编号、写签、搅匀、抽取样本.
3.随机数法
随机数法即利用随机数表、随机数骰子或计算机产生的随机数进行抽样.这里仅介绍随机数表法.
用随机数表法抽取样本的步骤:
①将总体中的个体____.
②在随机数表中________数作为开始.
③规定一个方向作为从选定的数读取数字的____.
④开始读取数字,若不在编号中,则____,若在编号中则____,依次取下去,直到取满为止.(相同的号只计一次)
⑤根据选定的号码抽取样本.
操作要点是:编号、选起始数、读数、获取样本.
说明:
虽然产生随机数的方法很多,但在高中数学中,仅学习用随机数表产生随机数来抽样,即随机数表法.
知识拓展:
总体:统计中所考察对象的全体叫总体;
个体:总体中的每一个考察对象叫个体;
样本:从总体中抽取的一部分个体叫做样本;
样本容量:样本的个体的数目叫做样本容量;
总体容量:总体的个体的数目叫做总体容量.
2.应用随机数表法抽取样本时,对总体中的个体进行编号的方法
利用随机数表法抽取样本的关键是对所有个体的编号的位数要一致;若不一致,需先调整到一致再进行抽样.例如当总体中有100个个体时,为了操作简便可以选择从00开始编号,那么所有个体的编号都用两位数字表示即可,即00~99号.如果选择从1开始编号,那么所有个体的号码都必须用三位数字表示,比如001~100.很明显每次读两个数字要比每次读三个数字节省时间.
思考.:抽签法与随机数法的异同点?
自主小测
1、
在简单随机抽样中,某一个个体被抽中的可能性( )
A.与第几次抽样有关,第一次抽中的可能性要大些
B.与第几次抽样无关,每次抽中的可能性都相等
C.与第几次抽样有关,最后一次抽中的可能性要大些
D.每个个体被抽中的可能性无法确定
2、
抽签法中确保样本代表性的关键是( )
A.编号
B.制签、搅拌均匀
C.逐一抽取
D.抽取不放回
3、
用随机数表法进行抽样,有以下几个步骤:①将总体中的个体编号;②获取样本号码;③选定随机数表开始的数字,这些步骤的先后顺序应该是__________.(填序号)
4.下列抽样方法是简单随机抽样的是( )
A.从50个零件中一次性抽取5个做质量检验
B.从50个零件中有放回地抽取5个做质量检验
C.从整数集中逐个抽取10个分析奇偶性
D.运动员从8个跑道中随机抽取一个跑道
课上导学案
教师点拨:
1.抽样的必要性
由样本估计总体是统计的基本思想,其原因是:
(1)有些试验具有破坏性,只能研究其样本而不能研究总体.例如,检验一批钢筋的强度,不能把这批钢筋全部拉断.考察产品的寿命和食品的质量问题等也是这样.
(2)在现实生活中,由于资金、时间有限,人力、物力不足,再加上不断变化的环境条件,做普查是不可能的,也是不必要的.如调查城市居民出行情况.
(3)当总体是连续或无限时,直接研究是不可能的.例如对大气环境污染情况的分析.
(4)由于受随机因素的影响,即便直接研究总体,得到的结果也是一个近似值,同研究样本得到的结果差不多.例如天气预报等.
(5)某些特殊总体,要求具有相当资格的调查员才能进行,为此只能采用抽样调查,例如对某科学技术方面总体的调查.
2、抽签法与随机数法的异同点
相同点:(1)都是简单随机抽样,并且要求被抽取样本的总体所含的个体是有限的;(2)都是从总体中逐个地、不放回地抽取.
不同点:(1)抽签法比随机数法简单;(2)随机数法更适用于总体中的个体数较多的时候,而抽签法适用于总体中的个体数相对较少的情况,所以当总体中的个体数较多时,应当选用随机数法,这样可以节约大量的人力和制作号签的成本.
【例题讲解】
【例题1】
下列问题中,最适合用简单随机抽样方法的是( )
A.某电影院有32排座位,每排有40个座位,座位号是1~40.有一次报告会坐满了听众,报告会结束以后为听取意见,要留下32名听众进行座谈
B.从10台冰箱中抽出3台进行质量检查
C.某学校有在编人员160人.其中行政人员16人,教师112人,后勤人员32人.教育部门为了了解他们对学校机构改革的意见,要从中抽取一个容量为20的样本
D.某乡农田有山地8
000亩,丘陵12
000亩,平地24
000亩,洼地4
000亩,现抽取农田480亩估计全乡农田平均产量
【例题2】
某大学为了支援西部教育事业,现从报名的18名志愿者中选取6人组成志愿小组,请用抽签法确定志愿小组成员,并写出抽样步骤.
【例题3】
某车间工人加工了一批零件共40件,为了了解这批零件的质量情况,要从中抽取10件进行检验,如何采用随机数表法抽取样本?写出抽样步骤.
随机数表中的第6行至第10行摘录如下:
16
22
77
94
39 49
54
43
54
82 17
37
93
23
78
87
35
20
96
43 84
26
34
91
64
84
42
17
53
31 57
24
55
06
88 77
04
74
47
67
21
76
33
50
25 83
92
12
06
76
63
01
63
78
59 16
95
55
67
19 98
10
50
71
75
12
86
73
58
07 44
39
52
38
79
33
21
12
34
29 78
64
56
07
82 52
42
07
44
38
15
51
00
13
42 99
66
02
79
54
57
60
86
32
44 09
47
27
96
54 49
17
46
09
62
90
52
84
77
27 08
02
73
43
28
【例题4】
某工厂的质检人员对生产的100件产品,采用随机数表法抽取10件进行检查,对100件产品采用下面的编号方法:①1,2,3,…,100;②001,002,003,…,100;③00,01,02,…,99.其中最恰当的序号是________.
【当堂检测】21世纪教育网
1.为了检验某种产品的质量,决定从1
001件产品中抽取10件进行检查,用随机数表法抽取样本的过程中,所编的号码的位数最少是__________位.
2.从60件产品中抽取5件进行检查,请用抽签法抽取产品,并写出抽样过程.
3.有一批机器,编号为1,2,3,…,112.请用随机数表法抽取10台入样,并写出抽样过程.
4.现在有一种游戏,其用具为四副扑克,包括大小鬼(又称为王)在内共216张牌,参与人数为6人,并围成一圈.游戏开始时,从这6人中随机指定一人从已经洗好的扑克牌中随机抽取一张牌(这叫开牌),然后按逆时针方向,根据这张牌上的数字来确定抓牌的先后,这6人依次从216张牌中抓取36张牌,问这种抓牌的方法是否是简单随机抽样?
【问题与收获】
【知识链接】答案
1、【提示】 一般是从总体中收集部分个体数据得出结论.
2、【提示】 不需要,只要将锅里的汤“搅拌均匀”品尝一小勺就知道汤的味道.
知识梳理答案:1.(1)逐个不放回 相等 (2)不放回 放回 抽签法
随机数法
2.编号 号签 均匀 一个 n
3.①编号 ②任选一个 ③方向 ④跳过 取出
自主小测1、
B 在简单随机抽样中,每一个个体被抽中的可能性都相等,与第几次抽样无关.
2、
B
3、
①③②
4.D A项中是一次性抽取5个,不是逐个抽取,则A项不是简单随机抽样;B项中是有放回抽取,则B项也不是简单随机抽样;C项中整数集是无限集,总体容量不是有限的,则C项也不是简单随机抽样;很明显D项是简单随机抽样.
例题答案:
【例题1】
B 根据简单随机抽样的特点进行判断.
A项中的总体容量较大,用简单随机抽样法比较麻烦;B项中的总体容量较小,用简单随机抽样法比较方便;C项中,由于学校各类人员对这一问题的看法可能差异很大,不宜采用简单随机抽样法;D项中,总体容量较大,且各类田地的产量差别很大,也不宜采用简单随机抽样法.
【例题2】
解:抽样步骤是:
第一步,将18名志愿者编号,号码是01,02,…,18;
第二步,将号码分别写在同样的小纸片上,揉成团,制成号签;
第三步,将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并充分搅匀;
第四步,从袋子中依次抽取6个号签,并记录上面的编号;
第五步,与所得号码对应的志愿者就是志愿小组的成员.
【例题3】
解:抽样步骤是:
第一步,先将40件零件编号,可以编为00,
01,02,…,38,39.
第二步,在随机数表中任选一个数作为开始,例如从教材附表的随机数表中的第8行第9列的数5开始.为便于说明,我们将随机数表中的第6行至第10行摘录如下:
16
22
77
94
39 49
54
43
54
82 17
37
93
23
78
87
35
20
96
43 84
26
34
91
64
84
42
17
53
31 57
24
55
06
88 77
04
74
47
67
21
76
33
50
25 83
92
12
06
76
63
01
63
78
59 16
95
55
67
19 98
10
50
71
75
12
86
73
58
07 44
39
52
38
79
33
21
12
34
29 78
64
56
07
82 52
42
07
44
38
15
51
00
13
42 99
66
02
79
54
57
60
86
32
44 09
47
27
96
54 49
17
46
09
62
90
52
84
77
27 08
02
73
43
28
第三步,从选定的数5开始向右读下去,得到一个两位数字号码59,由于59>39,将它去掉;继续向右读,得到16,将它取出;继续下去,又得到19,10,12,07,39,38,33,21,随后的两位数字号码是12,由于它在前面已经取出,将它去掉,再继续下去,得到34.至此,10个样本号码已经取满,于是,所要抽取的样本号码是16,19,10,12,07,39,38,33,21,34.与这10个号码对应的零件即是抽取的样本个体.
【例题4】
只有编号时数字位数相同,才能达到随机等可能抽样.所以①不恰当.②③的编号位数相同,都可以采用随机数表法,但②中号码是三位数,读数费时,所以③最恰当.
当堂检测答案:
1.四 由于所编号码的位数和读数的位数要一致,因此所编号码的位数最少是四位.从0000到1000,或者是从0001到1001等.
2.解:抽签步骤:
第一步,将60件产品编号,号码是01,02,…,
60;
第二步,将号码分别写在同样的纸条上,揉成团,制成号签;
第三步,将号签放入不透明的袋子中,并充分搅匀;
第四步,从袋子中依次抽取5个号签,并记录上面的编号;
第五步,与所得号码对应的产品就是要抽取的对象.
3.解:各机器的编号位数不一致,用随机数表直接读数不方便,需将编号进行调整.
第一步,将原来的编号调整为001,002,003,…,112;
第二步,在随机数表中任选一数作为开始,任选一方向作为读数方向.比如,选第9行第7个数“3”,向右读;
第三步,从“3”开始向右读,每次读取三位,凡不在001~112中的数跳过去不读,前面已经读过的也跳过去不读,依次可得到074,100,094,052,080,003,105,107,083,092;
第四步,对应原来编号74,100,94,52,80,3,105,107,83,92的机器就是要抽取的对象.
4.分析:根据简单随机抽样的特点来判断.
解: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的牌,其他各张牌虽然是逐张抓牌,但是各张在谁手里已被确定,只有抽取的第一张扑克牌是随机抽取的,其他215张牌已经确定,即这215张扑克牌被抽取的可能性与第一张扑克牌被抽取的可能性不相同,所以不是简单随机抽样.