1、2.1.2系统抽样学 习 目 标核 心 素 养1.理解系统抽样的概念(重点)2掌握系统抽样的一般步骤,会用系统抽样从总体中抽取样本(重点)3能用系统抽样解决实际问题(难点)1.通过系统抽样概念的学习,体现了数学抽样的数学核心素养2借助系统抽样方案设计的学习,提升数学运算的核心素养.1系统抽样的定义当总体元素个数很大时,样本容量就不宜太小,采用简单随机抽样,就显得费事这时,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在系统抽样中,由于抽样的间隔相等,因此系统抽样也被称作等距抽样2系统抽样的步骤一般地,假设要从容量为N的总
2、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:(1)先将总体的N个个体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)确定分段间隔k,对编号进行分段当(n是样本容量)是整数时,取k.(3)在第1段用简单随机抽样确定第一个个体编号l(lk);(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(lk),再加k得到第3个个体编号(l2k),依次进行下去,直到获取整个样本思考:使用系统抽样抽出的个体编号有什么特点?提示编号都是等距的1有20个同学,编号为120,现在从中抽取4人的作文进行调查,用系统抽样方法确定所抽的编号为()A5,10,15,20B2,
3、6,10,14C2,4,6,8 D5,8,11,14A将20分成4个组,每组5个号,间隔等距离为5.2某报告厅有50排座位,每排有60个座位(编号160),一次报告会坐满了观众,会后留下座号为18的所有观众进行座谈这是运用了 ()A抽签法 B随机数表法C系统抽样 D有放回抽样C符合系统抽样的特点3(2019全国卷)某学校为了解1 000名新生的身体素质,将这些学生编号为1,2,1 000,从这些新生中用系统抽样方法等距抽取100名学生进行体质测验若46号学生被抽到,则下面4名学生中被抽到的是()A8号学生 B200号学生C616号学生 D815号学生C从1 000名学生中抽取一个容量为100的
4、样本,系统抽样的分段间隔为10,46号学生被抽到,则根据系统抽样的性质可知,第一组随机抽取一个号码为6,以后每个号码都比前一个号码增加10,所有号码数是以6为首项,以10为公差的等差数列,设其数列为an,则an610(n1)10n4,故可知C项正确4一个总体的60个个体的编号为0,1,2,59,现要从中抽取一个容量为10的样本,请根据编号按被6除余3的方法,取足样本,则抽取的样本号码是_3,9,15,21,27,33,39,45,51,57由题目可知,采用的抽样方法是系统抽样,抽样间隔是6.系统抽样的概念【例1】(1)某商场欲通过检查部分发票及销售记录来快速估计每月的销售金额,采用如下方法:从
5、某本发票的存根中随机抽一张,如15号,然后按顺序将65号,115号,165号,发票上的销售金额组成一个调查样本这种抽取样本的方法是()A抽签法B随机数法C系统抽样法 D以上都不对(2)为了解1 200名学生对学校某项教改试验的意见,打算从中抽取一个容量为30的样本,考虑采用系统抽样,则分段的间隔k_.思路探究解决此类问题的关键是根据系统抽样的概念及特征,抓住系统抽样适用的条件作出判断(1)C(2)40(1)上述抽样方法是将发票平均分成若干组,每组50张,从第一组抽出了15号,以后各组抽1550n(nN*)号,符合系统抽样的特点(2)根据样本容量为30,将1 200名学生分为30段,每段人数即间
6、隔k40.系统抽样的适用条件及判断方法,适用条件:系统抽样适用于个体数较多的总体.判断方法:判断一种抽样是否为系统抽样,首先看在抽样前是否知道总体是由什么构成的.抽样的方法能否保证将总体分成几个均衡的部分,并保证每个个体等可能入样.1下列抽样试验中,最适宜用系统抽样法的是()A某市的4个区共有2 000名学生,且4个区的学生人数之比为3282,从中抽取200人入样B从某厂生产的2 000个电子元件中随机抽取5个入样C从某厂生产的2 000个电子元件中随机抽取200个入样D从某厂生产的20个电子元件中随机抽取5个入样C只有C选项样本容量和总体容量都较大,且个体之间无明显差异是整数的系统抽样【例2
7、】一个体育代表团有200名运动员,其中2名是种子选手,现从中抽取13人参加运动会,若种子选手必须参加,请用系统抽样法给出抽样过程思路探究种子选手必须参加,实质上是从198名运动员中抽取11人参赛解S1将不包括2名种子选手的198名运动员进行编号,编号为001,002,198;S2将编号按顺序每18个一段分成11段;S3在第1段001,002,018这18个编号中用简单随机抽样法抽出1个号(如010)作为起始号;S4依次加18,将编号为010,028,046,190的个体抽出,再加上2名种子选手组成代表队参加运动会在应用系统抽样时,要解决两个关键的问题:(1)分组的方法应依据抽取比例而定,即根据
8、定义每组抽取一个样本.(2)起始编号的确定应用简单随机抽样的方法,起始编号确定,其他编号便随之确定了.2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号同学在样本中,那么样本中还有一个同学的学号是()A10 B11C12 D16D分段间隔k13,可推出另一个同学的学号为16,故选D需剔除个体的系统抽样探究问题1运用系统抽样抽取样本时,需要计算分段间隔k,得到k值的目的是什么?提示当总体容量能被样本容量整除时,分段间隔k,计算出k值是为了把所有个体分成n段,每段有k个个体,从而从k个个体中抽取一个入样2对总体分段后,先从第一段随机抽取一个个体,其他
9、各段不再抽取,而是加上分段间隔的若干倍得到,这样做公平吗?提示公平因为第一段中抽取是随机的,每一个个体入样有均等的机会,进而其余各段的每一个个体都有均等入样的机会3在系统抽样中,N不一定能被n整除,那么系统抽样还公平吗?提示在系统抽样中,(1)若N能被n整除,则将比值作为分段间隔k.由于起始编号的抽取采用简单随机抽样的方法,因此每个个体被抽取的可能性是一样的(2)若N不能被n整除,则用简单随机抽样的方法从总体中剔除几个个体,使得总体中剩余的个体数能被n整除,再确定样本因此每个个体被抽取的可能性还是一样的所以,系统抽样是公平的【例3】为了了解参加某种知识竞赛的1 003名学生的成绩,抽取一个容量
10、为50的样本,选用什么抽样方法比较恰当?简述抽样过程思路探究解(1)随机地将这1 003个个体编号为1,2,3,1 003;(2)利用简单随机抽样,先从总体中随机剔除3个个体,剩下的个体数1 000能被样本容量50整除,然后将1 000个个体重新编号为1,2,3,1 000;(3)将总体按编号顺序均分成50组,每组包括20个个体;(4)在编号为1,2,3,20的第一组个体中,利用简单随机抽样抽取一个号码,比如是18;(5)以18为起始号码,每间隔20抽取一个号码,这样得到一个容量为50的样本:18,38,58,978,998.1(变条件)从某厂生产的802辆轿车中抽取80辆测试某项性能请用系统
11、抽样方法进行抽样,并写出抽样过程解第一步,先从802辆轿车中剔除2辆轿车(剔除方法可用随机数表法);第二步,将余下的800辆轿车编号为1,2,800,并均匀分成80段,每段含k10个个体;第三步,从第1段即1,2,10这10个编号中,用简单随机抽样的方法抽取一个号(如5)作为起始号;第四步,从5开始,再将编号为15,25,795的个体抽出,得到一个容量为80的样本2(变结论)为了了解参加某种知识竞赛的1 003名学生的成绩,抽取一个容量为50的样本,若选择抽签法抽取,有什么弊端?解制签成本高,个体太多,不易“搅拌均匀”,抽取的样本代表性差当总体容量不能被样本容量整除时,可以先从总体中随机剔除几
12、个个体.但要注意的是剔除过程必须是随机的,也就是总体中的每个个体被剔除的机会均等.剔除几个个体后使总体中剩余的个体数能被样本容量整除.提醒:剔除个体后需对样本重新编号.1本节课的重点是记住系统抽样的方法和步骤,难点是会用系统抽样从总体中抽取样本2本节课要理解并记住系统抽样的三个特征:总体已知且数量较大;抽样必须等距;每个个体入样的机会均等3本节课要掌握设计系统抽样的四个步骤:编号分段确定初始编号抽取样本4本节课的易错点有:(1)概念理解错误致错(2)忽视每个个体被抽到的机会相等而致误1思考辨析(1)总体个数较多时可以用系统抽样()(2)系统抽样的过程中,每个个体被抽到的概率不相等()(3)用系
13、统抽样从N个个体中抽取一个容量为n的样本,要平均分成n段,每段各有个号码()答案(1)(2)(3)2下列抽样问题中最适合用系统抽样法抽样的是()A从全班48名学生中随机抽取8人参加一项活动B一个城市有210家百货商店,其中大型商店20家,中型商店40家,小型商店150家为了掌握各商店的营业情况,要从中抽取一个容量为21的样本C从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取100人分析试题作答情况D从参加模拟考试的1 200名高中生中随机抽取10人了解某些情况CA.总体容量较小,样本容量也较小,可采用抽签法B总体中的个体有明显的层次,不适宜用系统抽样法C总体容量较大,样本容量也较大,可用系统抽样法
14、D总体容量较大,样本容量较小,可用随机数表法3为了了解参加某次知识竞赛的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,那么从总体中应随机剔除的个体数目为()A2B3C4D5A因为1 25250252,所以应随机剔除2个个体,故选A.4中秋节,相关部门对某食品厂生产的303盒中秋月饼进行质量检验,需要从中抽取10盒,请用系统抽样的方法完成对此样本的抽取解(1)将303盒月饼用随机的方式编号;(2)从总体中用简单随机抽样的方式剔除3盒月饼,将剩下的月饼重新用000299编号,并等距分成10段;(3)在第一段000,001,002,029这30个编号中用简单随机抽样确定起始号码l;(4)将编号为l,l30,l230,l330,l930的个体抽出,组成样本