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高中数学高考61第十章 算法、统计与统计案例 10 2 随机抽样课件PPT
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基础知识 自主学习
题型分类 深度剖析
(1)定义:一般地,设一个总体含有N个个体,从中______________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)最常用的简单随机抽样方法有两种——_______和__________.(3)应用范围:总体个体数较少.
ZHISHISHULI
2.系统抽样的步骤一般地,假设要从容量为N的总体中抽取容量为n的样本.(1)先将总体的N个个体_____;(2)确定_________,对编号进行_____.当 (n是样本容量)是整数时,取k= ;(3)在第1段用______________确定第一个个体编号l (l≤k);(4)按照一定的规则抽取样本.通常是将l加上间隔k得到第2个个体编号______,再加k得到第3个个体编号_______,依次进行下去,直到获取整个样本.
3.分层抽样(1)定义:一般地,在抽样时,将总体分成_________的层,然后按照____________,从各层独立地抽取一定数量的个体,将各层取出的个体合在一起作为样本,这种抽样方法是一种分层抽样.(2)分层抽样的应用范围:当总体是由___________________组成时,往往选用分层抽样的方法.
三种抽样方法有什么共同点和联系?
提示 (1)抽样过程中每个个体被抽取的机会均等.(2)系统抽样中在起始部分抽样时采用简单随机抽样;分层抽样中各层抽样时采用简单随机抽样或系统抽样.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)简单随机抽样是一种不放回抽样.( )(2)简单随机抽样每个个体被抽到的机会不一样,与先后有关.( )(3)抽签法中,先抽的人抽中的可能性大.( )(4)系统抽样在第1段抽样时采用简单随机抽样.( )(5)要从1 002个学生中用系统抽样的方法选取一个容量为20的样本,需要剔除2个学生,这样对被剔除者不公平.( )(6)分层抽样中,每个个体被抽到的可能性与层数及分层有关.( )
2.[P100A组T1]在“世界读书日”前夕,为了了解某地5 000名居民某天的阅读时间,从中抽取了200名居民的阅读时间进行统计分析.在这个问题中,5 000名居民的阅读时间的全体是A.总体 B.个体 C.样本的容量 D.从总体中抽取的一个样本
解析 由题目条件知,5 000名居民的阅读时间的全体是总体;其中1名居民的阅读时间是个体;从5 000名居民某天的阅读时间中抽取的200名居民的阅读时间是从总体中抽取的一个样本,样本容量是200.
3.[P100A组T2]某公司有员工500人,其中不到35岁的有125人,35~49岁的有280人,50岁以上的有95人,为了调查员工的身体健康状况,从中抽取100名员工,则应在这三个年龄段分别抽取人数为A.33,34,33 B.25,56,19 C.20,40,30 D.30,50,20
解析 因为125∶280∶95=25∶56∶19,所以抽取人数分别为25,56,19.
4.[P59T2]某班共有52人,现根据学生的学号,用系统抽样的方法,抽取一个容量为4的样本,已知3号,29号,42号学生在样本中,那么样本中还有一个学生的学号是A.10 B.11 C.12 D.16
解析 从被抽中的3名学生的学号中可以看出学号间距为13,所以样本中还有一个学生的学号是16,故选D.
5.从编号为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枚导弹的编号可能是A.5,10,15,20,25 B.3,13,23,33,43 C.1,2,3,4,5 D.2,4,6,16,32
解析 间隔距离为10,故可能的编号是3,13,23,33,43.
6.从300名学生(其中男生180人,女生120人)中按性别用分层抽样的方法抽取50人参加比赛,则应该抽取的男生人数为____.
解析 因为男生与女生的比例为180∶120=3∶2,
例1 (1)某班级有男生20人,女生30人,从中抽取10人作为样本,其中一次抽样结果是:抽到了4名男生,6名女生,则下列命题正确的是A.这次抽样中可能采用的是简单随机抽样B.这次抽样一定没有采用系统抽样C.这次抽样中每个女生被抽到的概率大于每个男生被抽到的概率D.这次抽样中每个女生被抽到的概率小于每个男生被抽到的概率
解析 利用排除法求解.这次抽样可能采用的是简单随机抽样,A正确;这次抽样可能采用系统抽样,男生编号为1~20,女生编号为21~50,间隔为5,依次抽取1号,6号,…,46号便可,B错误;这次抽样中每个女生被抽到的概率等于每个男生被抽到的概率,C和D均错误.
(2)福利彩票“双色球”中红球的号码可以从01,02,03,…,32,33这33个两位号码中选取,小明利用如下所示的随机数表选取红色球的6个号码,选取方法是从第1行第9列的数字开始,从左到右依次读取数据,则第四个被选中的红色球的号码为 A.12 B.33 C.06 D.16
解析 被选中的红色球的号码依次为17,12,33,06,32,22.所以第四个被选中的红色球的号码为06.
应用简单随机抽样应注意的问题(1)一个抽样试验能否用抽签法,关键看两点:一是抽签是否方便;二是号签是否易搅匀.一般地,当总体容量和样本容量都较小时可用抽签法.(2)在使用随机数法时,如遇到三位数或四位数,可从选择的随机数表中的某行某列的数字计起,每三个或四个作为一个单位,自左向右选取,将超过总体号码或出现重复号码的数字舍去.
跟踪训练1 (1)在简单随机抽样中,某一个个体被抽到的可能性A.与第n次有关,第一次可能性最大 B.与第n次有关,第一次可能性最小C.与第n次无关,与抽取的第n个样本有关 D.与第n次无关,每次可能性相等
解析 ∵在简单随机抽样中,每个个体被抽到可能性都相等,与第n次无关,∴D正确.
(2)总体由编号为01,02,…,19,20的20个个体组成.利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体的编号为A.08 B.07 C.02 D.01
解析 由题意知前5个个体的编号为08,02,14,07,01.
例2 (1)利用系统抽样法从编号分别为1,2,3,…,80的80件不同产品中抽取一个容量为16的样本,如果抽出的产品中有一个产品的编号为13,则抽到产品的最大编号为A.73 B.78 C.77 D.76
则最大的编号为13+(16-3)×5=78.
(2)某单位有840名职工,现采用系统抽样方法抽取42人做问卷调查,将840人按1,2,…,840随机编号,则抽取的42人中,编号落入区间[481,720]的人数为A.11 B.12 C.13 D.14
1.若本例(2)中条件不变,若号码“5”被抽到,那么号码“55”_____被抽到.(填“能”或“不能”)
解析 若55被抽到,则55=5+20n,n=2.5,n不是整数.故不能被抽到.
2.若本例(2)中条件不变,若在编号为[481,720]中抽取8人,则样本容量为___.
解析 因为在编号[481,720]中共有720-480=240人,又在[481,720]中抽取8人,所以抽样比应为240∶8=30∶1,又因为单位职工共有840人,
(1)系统抽样适用的条件是总体容量较大,样本容量也较大.(2)使用系统抽样时,若总体容量不能被样本容量整除,可以先从总体中随机地剔除几个个体,从而确定分段间隔.(3)起始编号的确定应用简单随机抽样的方法,一旦起始编号确定,其他编号便随之确定.
跟踪训练2 将参加夏令营的600名学生按001,002,…,600进行编号.采用系统抽样的方法抽取一个容量为50的样本,且随机抽得的号码为003.这600名学生分别住在三个营区,从001到300在第Ⅰ营区,从301到495在第Ⅱ营区,从496到600在第Ⅲ营区,则三个营区被抽中的人数依次为A.26,16,8 B.25,17,8 C.25,16,9 D.24,17,9
解析 由题意及系统抽样的定义可知,将这600名学生按编号依次分成50组,每一组各有12名学生,第k(k∈N*)组抽中的号码是3+12(k-1).令3+12(k-1)≤300,得k≤ ,因此第Ⅰ营区被抽中的人数是25;令300<3+12(k-1)≤495,得
例3 (1)某工厂甲、乙、丙三个车间生产了同一种产品,数量分别为120件,80件,60件.为了解它们的产品质量是否存在显著差异,用分层抽样方法抽取了一个容量为n的样本进行调查,其中从丙车间的产品中抽取了3件,则n等于A.9 B.10 C.12 D.13
(2)某工厂生产甲、乙、丙三种型号的产品,产品数量之比为3∶5∶7,现用分层抽样的方法抽出容量为n的样本,其中甲种产品有18件,则样本容量n等于A.54 B.90 C.45 D.126
解得n=90,即样本容量为90.
命题点2 求某层入样的个体数
例4 (1)某电视台在因特网上就观众对其某一节目的喜爱程度进行调查,参加调查的一共有20 000人,其中各种态度对应的人数如下表所示:电视台为了了解观众的具体想法和意见,打算从中抽取100人进行详细的调查,为此要进行分层抽样,那么在分层抽样时,每类人中应抽取的人数分别为A.25,25,25,25 B.48,72,64,16 C.20,40,30,10 D.24,36,32,8
方法二 最喜爱、喜爱、一般、不喜欢的比例为4 800∶7 200∶6 400∶1 600=6∶9∶8∶2,
(2)我国古代数学专著《九章算术》中有一衰分问题:今有北乡八千一百人,西乡七千四百八十八人,南乡六千九百一十二人,凡三乡,发役三百人,则北乡遣A.104人 B.108人 C.112人 D.120人
分层抽样问题类型及解题思路(1)求某层应抽个体数量:按该层所占总体的比例计算.(2)已知某层个体数量,求总体容量或反之:根据分层抽样就是按比例抽样,列比例式进行计算.(3)确定是否应用分层抽样:分层抽样适用于总体中个体差异较大的情况.
跟踪训练3 (1)某校为了了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一1 000人,高二1 200人,高三n人中抽取81人进行问卷调查,已知高二被抽取的人数为30,那么n等于A.860 B.720 C.1 020 D.1 040
解析 分层抽样是按比例抽样的,
(2)某工厂生产甲、乙、丙、丁四种不同型号的产品,产量分别为200,400,300,100件,为检验产品的质量,现用分层抽样的方法从以上所有的产品中抽取60件进行检验,则应从丙种型号的产品中抽取___件.
1.某工厂平均每天生产某种机器零件10 000件,要求产品检验员每天抽取50件零件,检查其质量状况,采用系统抽样方法抽取,将零件编号为0000,0001,0002,…,9999,若抽取的第一组中的号码为0010,则第三组抽取的号码为A.0210 B.0410 C.0610 D.0810
解析 将零件分成50段,分段间隔为200,因此,第三组抽取的号码为0010+2×200=0410,故选B.
2.打桥牌时,将洗好的扑克牌(52张)随机确定一张为起始牌后,开始按次序搬牌,对任何一家来说,都是从52张总体中抽取一个13张的样本,则这种抽样方法是A.系统抽样 B.分层抽样C.简单随机抽样 D.非以上三种抽样方法
解析 符合系统抽样的特点,故选A.
3.下列抽取样本的方式属于简单随机抽样的个数为①从无限多个个体中抽取100个个体作为样本;②盒子里共有80个零件,从中选出5个零件进行质量检验.在抽样操作时,从中任意拿出一个零件进行质量检验后再把它放回盒子里;③从20件玩具中一次性抽取3件进行质量检验;④某班有56名同学,指定个子最高的5名同学参加学校组织的篮球赛.A.0 B.1 C.2 D.3
解析 ①不是简单随机抽样.②不是简单随机抽样.由于它是放回抽样.③不是简单随机抽样.因为这是“一次性”抽取,而不是“逐个”抽取.④不是简单随机抽样.因为指定个子最高的5名同学是56名中特指的,不存在随机性,不是等可能抽样.
4.某中学有高中生3 500人,初中生1 500人,为了解学生的学习情况,用分层抽样的方法从该校学生中抽取一个容量为n的样本,已知从高中生中抽取70人,则n为A.100 B.150 C.200 D.250
5.在一次马拉松比赛中,35名运动员的成绩(单位:分钟)的茎叶图如图所示:若将运动员按成绩由好到差编为1~35号,再用系统抽样方法从中抽取7人,则其中成绩在区间[139,151]上的运动员人数是A.3 B.4 C.5 D.6
解析 第一组(130,130,133,134,135),第二组(136,136,138,138,138),第三组(139,141,141,141,142),第四组(142,142,143,143,144),第五组(144,145,145,145,146),第六组(146,147,148,150,151),第七组(152,152,153,153,153),故成绩在[139,151]上恰有4组,故有4人,故选B.
6.已知某地区中小学生人数和近视情况分别如图(1)和图(2)所示.为了解该地区中小学生的近视形成原因,用分层抽样的方法抽取2%的学生进行调查,则样本容量和抽取的高中生近视人数分别为A.100,10 B.200,10 C.100,20 D.200,20
解析 该地区中小学生总人数为3 500+2 000+4 500=10 000,则样本容量为10 000×2%=200,其中抽取的高中生近视人数为2 000×2%×50%=20.
7.(2018·武汉模拟)某高中计划从全校学生中按年级采用分层抽样方法抽取20名学生进行心理测试,其中高三有学生900人,已知高一与高二共抽取了14人,则全校学生的人数为A.2 400 B.2 700 C.3 000 D.3 600
8.(2018·通化模拟)分层抽样是将总体分成互不交叉的层,然后按照一定的比例,从各层独立地抽取一定数量的个体,组成一个样本的抽样方法.在《九章算术》第三章“衰分”中有如下问题:“今有甲持钱五百六十,乙持钱三百五十,丙持钱一百八十,凡三人俱出关,关税百钱.欲以钱多少衰出之,问各几何?”其译文为:今有甲持560钱,乙持350钱,丙持180钱,甲、乙、丙三人一起出关,关税共100钱,要按照各人带钱多少的比例进行交税,问三人各应付多少税?则下列说法错误的是
解析 依题意由分层抽样可知,
9.将某班的60名学生编号为01,02,…,60,采用系统抽样方法抽取一个容量为5的样本,且随机抽得的一个号码为04,则剩下的四个号码依次是___________.
因为在第一组抽得04号:4+12=16,16+12=28,28+12=40,40+12=52,所以其余4个号码依次为16,28,40,52.
16,28,40,52
10.某高中在校学生有2 000人.为了响应“阳光体育运动”的号召,学校开展了跑步和登山的比赛活动.每人都参与而且只能参与其中一项比赛,各年级参与比赛的人数情况如下表:其中a∶b∶c=2∶3∶5,全校参与登山的人数占总人数的 .为了了解学生对本次活动的满意程度,从中抽取一个200人的样本进行调查,则从高二年级参与跑步的学生中应抽取的人数为___.
11.200名职工年龄分布如图所示,从中随机抽取40名职工作样本,采用系统抽样方法,按1~200编号,分为40组,分别为1~5,6~10,…,196~200,若第5组抽取号码为22,则第8组抽取号码为____.若采用分层抽样,40岁以下年龄段应抽取____人.
解析 将1~200编号分为40组,则每组的间隔为5,其中第5组抽取号码为22,则第8组抽取的号码应为22+3×5=37;由已知条件得,200名职工中40岁以下的职工人数为200×50%=100,
12.一个总体中有100个个体,随机编号为0,1,2,…,99.依编号顺序平均分成10个小组,组号依次为1,2,…,10.现用系统抽样的方法抽取一个容量为10的样本,规定如果在第1组中随机抽取的号码为m,那么在第k组中抽取的号码的个位数字与m+k的个位数字相同.若m=6,则在第7组中抽取的号码是____.
解析 m=6,则在第7组中抽取的号码的个位数字与13的个位数字相同,而第7组中数字编号依次为60,61,62,63,…,69,故在第7组中抽取的号码是63.
13.某市教育主管部门为了全面了解2019届高三学生的学习情况,决定对该市参加2019年高三第一次全省统一考试(后称统考)的32所学校进行抽样调查.将参加统考的32所学校进行编号,依次为1到32,现用系统抽样法抽取8所学校进行调查,若抽到的最大编号为31,则最小编号是A.3 B.1 C.4 D.2
若抽到的最大编号为31,则最小编号是3.
14.为调查德克士各分店的经营状况,某统计机构用分层抽样的方法,从A,B,C三个城市中抽取若干家德克士分店组成样本进行深入研究,有关数据见下表:(单位:个)则样本容量为__.
15.某公司员工对户外运动分别持“喜欢”“不喜欢”和“一般”三种态度,其中持“一般”态度的比持“不喜欢”态度的多13人,按分层抽样方法从该公司全体员工中选出部分员工座谈户外运动,如果选出的人有6人对户外运动持“喜欢”态度,有2人对户外运动持“不喜欢”态度,有3人对户外运动持“一般”态度,那么这个公司全体员工中对户外运动持“喜欢”态度的人数有A.26 B.39 C.78 D.13
解析 设持“喜欢”“不喜欢”“一般”态度的人数分别为6x,2x,3x,由题意可得3x-2x=13,x=13,∴持“喜欢”态度的有6x=78(人).
16.某公路设计院有工程师6人,技术员12人,技工18人,要从这些人中抽取n个人参加市里召开的科学技术大会.如果采用系统抽样和分层抽样的方法抽取,不用剔除个体,如果参会人数减少1人,则在采用系统抽样时,需要在总体中先剔除2个个体,求n.
解 总体容量为6+12+18=36.
所以n应是6的倍数,36的约数,即n=6,12,18.
所以n只能取18,即样本容量n=18.
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