新人教版高中数学必修三2.1《随机抽样》(38张PPT)三课时

问题1 :为了了解全国高中生的视力情况，需要将全中国所有高中生逐一进行检查吗？
问题2 :要检查某超市销售的牛奶含菌量是否合格，需要将该超市的所有牛奶的包装袋都打开逐一检查吗？
容量大！
有破坏性！
问题3：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生达标检验，你准备怎么做？
将这批小包装饼干放入一个不透明的袋子中，搅拌均匀，然后不放回的摸取（这样可以保证每一袋饼干被抽取的机会相等），这样我们就可以得到一个简单随机样本，相应的抽样方法就是简单随机抽样。
一般地，设一个总体的个体数为N，从中逐个不放回地抽取n个个体作为一个样本，如果每次抽取时总体内的各个个体被抽到的机会相等，就称这样的抽样为简单随机抽样。
简单随机抽样
n/N
问题：每个个体被抽到的几率为多少？
说明：（1）被抽取样本的总体的个体数有限；
（2）从总体中逐个进行抽取；
（3）一种不放回的抽样；
（4）每个个体能被选入样本的可能性是相同的。
下面的抽样方法是简单随机抽样吗？为什么？
（1）某班45名同学，指定个子最高的5名同学参加 学校组织的某项活动；
（2）从20个零件中一次性抽出3个进行质量检验；
（3）一儿童从玩具箱中的20件玩具中随意拿出一 件来玩，玩后放回再拿下一件，连续玩了5件。
(1)不是
(2)不是
(3)不是
1.抽签法(抓阄法)
把总体中的N个个体编号，并把号码写在形状、大小相同的号签上，将号签放在同一个容器里，搅拌均匀后，每次从中抽出1 个号签，连续抽取n次，得到一个容量为n的样本。
简单随机抽样——
抽签法
开始
42名同学从1到42编号
制作1到42个号签
将42个号签搅拌均匀
随机从中抽出10个签
对号码一致的学生检查
结束
例1.为了解高一（9）班42名同学的视力，从中抽取10名同学进行检查。
抽签法的一般步骤：
（1）将总体中的N个个体编号(号码从1到N)；
（2）将这N个号码写在形状、大小相同的号签上；
（3）将号签放在同一箱中，并搅拌均匀；
（4）从箱中每次抽出1个号签，并记录其编号,连续抽出n次；
（总体个数N，样本容量n）
思考：
你认为抽签法有什么优点和缺点？
优点：抽签法能够保证每个个体入选样本的机会都相等，且简单易行。
缺点：
（1）当总体的个数较多时，制作号签的成本将会增加。
（2）号签很多时,“搅拌均匀”比较困难，结果很难保证每个个体入选样本的可能性相同。
简单随机抽样——
2.随机数法
利用随机数表、
随机数骰子、
计算机产生的随机数进行抽样。
例2:假设我们要考察某公司生产的袋装牛奶的质量是否达标，现从800袋牛奶中抽取60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:
先将800袋牛奶编号，可以编为000,001，…，799；
在随机数表中任选一个数；
从选定的数开始向右(读数的方向可以是向
左，向上，向下等)，得到满足的数将它取出，
继续向右读，直到样本的60个号码全部取出。
①将总体中的所有个体编号（每个号码位数一致）；
②在随机数表中任选一个数作为开始；
③从选定的数开始按一定方向读下去，得到的数码若不在编号中，则跳过；若在编号中则取出，得到的数码若在前面已经取出，也跳过。如此进行下去，直到取满为止；
④根据选定的号码抽取样本。
随机数表法抽取样本的步骤：
说明：
（1）. 关于编号：位数相同
（2）.关于选首数：随意选取
（3）.关于读数：方向事先设定好
例3:高一(9)班有42名学生,学号从01到42,数学老师在上统计课时,应用随机数表法选5名学生,先选定随机数表中第21行第29个数2,得到一个两位数26,然后依次提问,那么被提问的5个学生是_________________________.
随机数表的第21行和第22行如下
68 34 30 13 70 55 74 30 77 40 44 22 78 84 26 04 33 46 09 52 68 07 97 06 57
74 57 25 65 76 59 29 97 68 60 71 91 38 67 54 13 58 18 24 76 15 54 55 95 52
26号04号33号09号07号
问题4: 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？
分析：我们按这样的方法来抽样：首先将这５００名学生从１开始进行编号，然后按号码顺序以一定的间隔进行抽取。由于　　＝１０，这个间隔可以定为１０，即从号码为１－１０的第一个间隔中随机地抽取一个号码，假如抽　到的是６号，然后从第６号开始，每隔１０个号码抽取一个，得到
　　　６，１６，２６，３６，…，４９６。
这样就得到一个容量为５０的样本
这种抽取方法是系统抽样。
系统抽样

当总体的个体数较多时，采用简单随机抽样太麻烦，这时将总体平均分成几个部分，然后按照预先定出的规则，从每个部分中抽取一个个体，得到所需的样本，这样的抽样方法称为系统抽样（等距抽样）。
系统抽样的步骤：
②确定分段的间隔k,对编号进行分段。当N/n（N为总体中的个体的个数，n为样本容量）是整数时，k= N/n;当N/n不是整数时，通过从总体中剔除一些个体使剩下的总体中个体的个数N'被n整除，这时k=N'/n.
例4、某中学有高一学生322名，为了了解学生的身体状况，要抽取一个容量为40的样本，用系统抽样法如何抽样？
第一步，随机剔除2名学生，把余下的320名学生编号为1，2，3，…320.
第四步，从该号码起，每间隔8个号码抽取1个号码，就可得到一个容量为40的样本.
第三步，在第1部分用抽签法确定起始编号.
第二步，把总体分成40个部分，每个部分有8个个体.
说明：
(1)适用于总体中个体数较大且个体差异不明显的情况
（2）剔除多余个体及第一段抽样都用简单随机抽样，因而与简单随机抽样有密切联系
(3)是等可能抽样，每个个体被抽到的可能性相等,为n/N
问题：例4中每个学生被抽到的概率都是多少？

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系统抽样与简单随机抽样比较,有何优、缺点？
(1)系统抽样比简单随机抽样更容易实施,可节约抽样成本;
(2)系统抽样的效果会受个体编号的影响，而简单随机抽样的效果不受个体编号的影响；系统抽样所得样本的代表性和具体的编号有关,而简单随机抽样所得样本的代表性与个体的编号无关.
(3)系统抽样比简单随机抽样的应用范围更广.


2.从已编号为1－50的50枚最新研制的某种型号的导弹中随机抽取5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，则所选取5枚导弹的编号可能为（ ）
A、5,10,15,20,25 B、3，13，23，33，43
C、1，2，3，4，5 D、2，4，6，16，32
B
1.为了了解某地区参加数学竞赛的1005名学生的数学成绩,打算从中抽取一个容量为50的样本,现用系统抽样的方法,需要____________方法先从总体中剔除____ 个个体,然后按编号顺序每间隔_____个号码抽取一个.

简单随机抽样
5
20

3.以下最适合用简单随机抽样方法抽样的是 （ ）
A. 某电影有32排座位，每排有40个座位，座位号从1～40，有一次报告会坐满了报告会结束以后听取观众的意见，要留下32名观众进行座谈；
B. 从十台冰箱中抽取3台进行质量检验；
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.教育部门为了解大家对学校机构改革的意见，要从中抽取容量为20的样本；
D. 某乡农田有山地8000亩，丘陵12000亩，平地24000亩，洼地4000亩，现抽取农田 480 亩估计全乡农田平均产量 。
B
4、某工厂生产产品，用传送带将产品送放下一道工序，质检人员每隔十分钟在传送带的某一个位置取一件检验，则这种抽样方法是（ ）。
A.抽签法 B.随机数表法
C.系统抽样 D.其他
C
两种抽样方法比较

抽样方法
简单随机抽样 抽签法
系统抽样
随机数表法
共同点 （1）抽样过程中每个个体被抽到的概率相等；
（2）都要先编号
各自特点 从总体中逐一抽取 先均分，再按事先确定的规则在各部分抽取
相互联系 在起始部分抽样时采用简单随机抽样
适用范围 总体中的个体数较少 总体中的个体数较多

2.1.3 分层抽样
假设某地区有高中生2400人，初中生10900人，小学生11000人，此地教育部门为了了解本地区中小学的近视情况及其形成原因，要从本地区的中小学生中抽取1%的学生进行调查，你认为应当怎样抽取样本？
哪些因素影响学生视力？抽样要考虑这些因素吗？
互不交叉
一定的比例
独立
样本结构
总体结构
差异明显
*每层样本数量与每层个体数量的比与样本容量与总体容量的比相等。
B
1、分层抽样是当总体由差异明显的几部分组成时采用的抽样方法，进行分层抽样时应注意以下几点：
（1）分层抽样中分多少层、如何分层要视具体情况而定，总的原则是，层内样本的差异要小，面层之间的样本差异要大，且互不重叠。
（2）为了保证每个个体等可能入样，所有层应采用同一抽样比等可能抽样。
（3）在每层抽样时，应采用简单随机抽样或系统抽样的方法进行抽样。
2、分层抽样的优点是：使样本具有较强的代表性，并且抽样过程中可综合选用各种抽样方法，因此分层抽样是一种实用、操作性强、应用比较广泛的抽样方法。
分层抽样的具体步骤是什么?
步骤1:根据已经掌握的信息，将总体分成互不相交的层
步骤2:根据总体的个体数N和样本容量n计算抽样比k=
n/N
步骤3:确定每一层应抽取的个体数目,并使每一层应抽取的个体数目之和为样本容量n
步骤4:按步骤3确定的数目在各层中随机抽取个体，合在一起得到容量为n样本
分层
求比
定数
抽样
答案　B
B
简单随
机抽样
系统
抽样
分层
抽样
抽样过程中每个个体被抽取的概率相等
将总体分成均衡几部分，按规则关联抽取
将总体分成几层，按比例分层抽取
用简单随机抽样抽取起始号码
总体中的个体数较少
总体中的个体数较多
总体由差异明显的几部分组成
从总体中逐个不放回抽取
用简单随机抽样或系统抽样对各层抽样
方法
类别 共同
特点 抽样特征 相互联系 适应范围