1、6.12系统抽样案例探究 某高一年级共有20个班,每班有50名同学,为了了解高一学生的视力状况,从这1 000名学生中抽取100名作为样本进行检查应该怎样抽取? 分析:本题总体元素个数较大,样本容量也较大,采用简单随机抽样,比较费事.这时,我们可以按照这样的方法来抽样:首先将这1 000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1 000:100=10,这个间隔可以定为10,即从号码为110的第一个间隔中随机的抽取一个号码,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 6,16,26,36,46,996.这样我们就得到一个容量为50的样本.这种抽样方法
2、是一种系统抽样. 将总体分成均衡的若干部分,按照预先制定的规则从每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样叫做系统抽样. 一般的,假设要从容量为N的总体中抽取容量为n的样本我们可以按下列步骤进行系统抽样: 第一步:先将总体的N个个体进行编号,有时可直接利用个体自身所带的号码,如学号、准考证号、门牌号等; 第二步:确定分段间隔k对编号进行分段,当N/n(n是样本容量)是整数时,取k=N/n; 第三步:在第一段用简单随机抽样确定一个个体编号m(mk); 第四步:按照一定的规则抽取样本,通常是将m加上间隔k得到第二个个体编号(m+k),再加k得到第三个个体编号(m+2k),依次进行下去,直到获取整个样
3、本. 注意:当N/n不是正整数时,令k=N/n,即先从总体中用简单随机抽样的方法剔除N-nk个个体,再将其余的编号均分成k段. 如:若用系统抽样的方法从由21个个体组成的总体中抽一个容量为5的样本,可如下操作: 第一步:将21个个体用随机方式编号; 第二步:从总体剔除一个个体(剔除方法可用随机数表法),将剩下的20个个体重新进行编号,(分别为00,01,02,03,04 ,19)并分成5段; 第三步:在第一段00,01,02,03这四个号中用简单随机抽样抽出一个(如02)作为起始号码; 第四步:将编号为02,06,10,14,18的个体抽出,组成样本.自学导引 1系统抽样是指:将总体分成均衡的
4、若干部分,按照预先制定的规则从每一部分抽取一个个体,得到所需样本的抽样; 系统抽样的步骤: (1)第一步:先将总体的N个个体进行编号,有时可直接利用个体自身所带的号码,如学号、准考证号、门牌号等; (2)第二步:确定分段间隔k对编号进行分段,当N/n(n是样本容量)是整数时,取k=N/n; (3)第三步:在第一段用简单随机抽样确定一个个体编号m(mk); (4)第四步:按照一定的规则抽取样本,通常是将m加上间隔k得到第二个个体编号(m+k),再加k得到第三个个体编号(m+2k),依次进行下去,直到获取整个样本. 2在120个零件中,一级品24个,二级品36个,三级品60个,用系统抽样法从中抽取
5、容量为20的样本,则每个个体被抽取的概率为() A B C D 答案:D 3为了了解参加一次知识竞赛的1 252名学生的成绩,决定采用系统抽样的方法抽取一个容量为50的样本,那么总体中应剔除的个体数目是() A4 B5 C6D2 答案:D 4.从容量为N的总体中抽取容量为n的样本,若用系统抽样法,则抽样间隔为() AN/n Bn C D+1 答案:C疑难剖析 【例1】 要从1 005名学生中选取一个样本容量为20的样本,试用系统抽样的方法给出抽样过程. 思路分析:考察用系统抽样方法抽取样本。 因为1 005=2050+5,为了保证“等距”的分段,应先剔除5人. 解:第一步:将1 005名学生用
6、随机方式编号; 第二步:从总体剔除5个(剔除方法可用随机数表法),将剩下的1 000名学生重新进行编号,(分别为000,001,002,003,999)并分成20段; 第三步:在第一段000,001,002,049这五十个号中用简单随机抽样抽出一个(如003)作为起始号码; 第四步:将编号为003,053,103,953的个体抽出,组成样本. 思维启示:本题为了保证“等距”的分段,先剔除5人,对多余个体的剔除不影响总体中每个个体被抽到的可能性,仍然能保证抽样的公平性. 【例2】一个总体中共有100个个体,随机编号0,1,2,3,4,99,依编号顺序平均分成10个小组,组号依次为1,2,3,10
7、,现用系统抽样方法抽取一个容量为10的样本,规定如果在第一组随机抽取的号码为m,那么在第k组中抽取的号码个位数字与m+k的个位数字相同.若m=6,则在第7组中抽取的号码是() 思路分析:考察系统抽样方法中获取样本的方法.这是一个用系统抽样法抽取样本的问题,抽取的样本所对的编号与样本所在的组数有关. 解:根据题意,第7组中的号码是60,69内的正整数. 因为m=6,k=7,m+k=13,所以抽取的号码个位数为3,于是此号码为63 思维启示:系统抽样方法中获得样本的方法可以按照一定的规律设定. 【例3】 从2 004名同学中,抽取一个容量为20的样本,写出系统抽样的步骤. 思路分析:考查系统抽样的
8、四个步骤. 由于总体中的个体数为2 004,不能被样本用量20整除,这时可用简单随机抽样先从总体中剔除4个个体,然后再按系统抽样方法往下进行. 解:(1)可用简单随机抽样先从总体中剔除4个个体,然后再将剩余的2 000名同学采用随机的方法编号为0 0012 000; (2)将这2 000个号码按0 001100为第一组,101200为第二组,201300为第三组,1 9012 000为第二十组; (3)在第一组采用抽签法抽出后两位为k(0099)的号码; (4)将其余各组中编号后两位为k的抽出,即可得到一个容量为20的样本. 思维启示:为了确定分段间隔,应先用简单随机抽样从总体中剔除4个个体,
9、使剩下的总体中的个体数能被样本容量整除.拓展迁移 【拓展点1】 从某工厂生产的802个零件中,随机的抽取80个测试规格尺寸,请合理选择抽样方法进行抽样,并写出抽样过程. 思路分析:因为总体容量较大,样本容量也较大,可用系统抽样法进行抽样. 解析:第一步:将802个零件用随机方式编号; 第二步:从总体剔除2个(剔除方法可用随机数表法),将剩下的800个零件重新进行编号,(分别为001,002,003,800)并分成80段; 第三步:在第一段001,002,010,这十个号中用简单随机抽样抽出一个(如003)作为起始号码; 第四步:将编号为003,013,023,793的个体抽出,组成样本. 思维
10、启示:802不能被80整除,为了保证等距分段,应先剔除2个. 【拓展点2】 从某工厂生产的802个零件中,随机的抽取8个测试规格尺寸,请合理选择抽样方法进行抽样,并写出抽样过程. 思路分析:因为总体容量较大,样本容量较小,可用随机数法进行抽样. 解析:第一步,现将802个零件用速记方式编号,可以编为001,002,003,802; 第二步,在随机数表中任选一个数,例如选出第8行第29列的数7; 第三步,从选定的数7开始向右读(读数的方向也可以是向左、向上、向下),每次读3位,凡不在001802中的数跳过去不取,遇到已经读过去的数也不取,便可依次得到751,286,735,443,387,211
11、,234,297.这样8个号码就是所要抽取的8个样本个体的号码. 思维启示:本小题若用系统抽样法,每段的个体数较大不方便. 【拓展点3】 从某工厂生产的20个零件中,随机的抽取8个测试规格程度,请合理选择抽样方法进行抽样,并写出抽样过程. 思路分析:因为总体容量较小,样本容量也较小,可用抽签法进行抽样. 解析:(1)将20个零件用随机方式编号,分别为01,02,03,20. (2)将这20个号码分别写在相同的20张纸片上. (3)将这20张纸片放在一个盒子里搅拌均匀,抽出一张纸片记下上面的号码,然后再搅拌均匀,继续抽出第二张纸片,记下号码.重复这个过程直到取满8个号码时终止. (4)从总体中将与抽到的号签的编号相一致的个体取出,这样就得到了所要抽取的样本.