抽样方法教案

教学过程

一、复习预习

我们生活在一个数字化的时代,时刻都在与数据打交道,比如产品的 合格率,电视台的收视率等,你知道这些数据是怎么来的吗?实际上它们是通过调查获得的,怎样调查呢?是对考察对象进行全面的调查吗?很明显,这个既不可能,也没有必要,实践中,由于所考察的总体中的个体往往很多,而且许多考察带有破坏性,因此,我们通常只考察总体中的一个样本,通过样本来了解总体。那么,怎样从总体中提取样本?这正是本节课所要解决的问题。

二、知识讲解

考点1 简单随机抽样

(1)定义:设一个总体含有N个个体,从中逐个不放回地抽取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概率都相等,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的方法:抽签法和随机数法.

考点2 系统抽样(等距抽样或机械抽样)的步骤

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个个体进行编号.

NN(2)确定分段间隔k,对编号进行分段,当k=. nn

(3)在第1段用简单随机抽样确定第一个样本编号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l+k,再加k得到第3个个体编号l+2k,依次进行下去,直到获取整个样本.

考点/易错点3 分层抽样

(1)定义:将总体按其属性特征分成若干类型(有时称作层),然后在每个类型中按照所占比例随机抽取一定的样本.这种抽样方法通常叫做分层抽样,有时也称为类型抽样.

(2)分层抽样的应用范围:

当总体是由差异明显的几部分组成时,往往选用分层抽样.

三、例题精析

【例题1】

【题干】某单位最近组织了一次健身活动,活动分为登山组和游泳组,且每个职工至多参加其中一组.在参加活动的职工中,青年人占42.5%,中年人占47.5%,老年人占10%.

1登山组的职工占参加活动总人数的50%,中年人占40%,老年人占4

10%.为了了解各组不同年龄层次的职工对本次活动的满意程度,现用分层抽样方法从参加活动的全体职工中抽取一个容量为200的样本.试确定

(1)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别所占的比例;

(2)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别应抽取的人数.

【解析】(1)设登山组人数为x,游泳组中,青年人、中年人、老年人各占比例分别为a、

x·40%+3xbx·10%+3xcb、c,则有=47.5%,10%,解得b=50%,c=10%.故a=100%-4x4x

50%-10%=40%,即游泳组中,青年人、中年人、老年人各占比例分别为40%、50%、10%.

33(2)游泳组中,抽取的青年人数为×40%=60(人),抽取的中年人数为×50%44

3=75(人);抽取的老年人数为10%=15(人). 4

【例题2】

【题干】为了考查某校的教学水平,将抽查这个学校高三年级的部分学生本年度的考试成绩.为了全面反映实际情况,采取以下三种方式进行抽查(已知该校高三年级共有20个班,并且每个班内的学生已经按随机方式编好了学号,假定该校每班学生的人数相同):①从高三年级20个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取20名学生,考察他们的学习成绩;②每个班抽取1人,共计20人,考察这20名学生的成绩;③把学生按成绩分成优秀、良好、普通三个级别,从其中共抽取100名学生进行考察(已知该校高三学生共1000人,若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人).根据上面的叙述,试回答下列问题:

(1)上面三种抽取方式的总体、个体、样本分别是什么?每一种抽取方式抽取的样本中,样本容量分别是多少?

(2)上面三种抽取方式各自采用的是何种抽取样本的方法?

(3)试分别写出上面三种抽取方式各自抽取样本的步骤.

【解析】(1)这三种抽取方式的总体都是指该校高三全体学生本年度的考试成绩,个体都是指高三年级每个学生本年度的考试成绩.其中第一种抽取方式的样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第二种抽取方式的样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第三种抽取方式的样本为所抽取的100名学生本年度的考试成绩,样本容量为100.

(2)三种抽取方式中,第一种采用的是简单随机抽样法;第二种采用的是系统抽样法和简单随机抽样法;第三种采用的是分层抽样法和简单随机抽样法.

(3)第一种方式抽样的步骤:第一步,用抽签法在这20个班中任意抽取一个班;第二步,从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取20名学生,考察其考试成绩.

第二种方式抽样的步骤如下:第一步,用简单随机抽样法从第一个班中任意抽取一名学生,记其学号为a,第二步,在其余的19个班中,选取学号为a的学生,加上第一个班中的一名学生,共计20人.

第三种方式抽样的步骤如下:第一步,分层.因为若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人,所以在抽取样本时,应该把全体学生分成三个层次;第二步,确定各个层次抽取的人数.因为样本容量与总体的个数之比为=,所

150600250以在每个层次中抽取的个体数依次为,15,60,25;第三步,按层次分别抽101010

取.在优秀生中用简单随机抽样法抽15人;在良好生中用简单随机抽法抽取60人;在普通生中用简单随机抽样法抽取25人.

【题干】某工厂有1 003名工人,从中抽取10人参加体检,试用系统抽样进行具体实施.

【解析】(1)将每个人随机编一个号由0001至1003.

(2)利用随机数法找到3个号,将这3名工人剔除.

(3)将剩余的1 000名工人重新随机编号0001至1000.

1 000(4)分段,取间隔k=100,将总体均分为10段,每段含100名工人. 10

(5)从第一段即为0001至0100号中随机抽取一个号L.

(6)按编号将L,100+L,200+L,…,900+L共10个号码选出,这10个号码所对应工人组成样本.

【题干】某班共有60名学生,领到10张电影票.现在用抽签法和随机数表法把10张电影票分下去,试写出过程.

【解析】(1)抽签法.

第一步,先将60名学生编号.编号为01,02,03,…,60.

第二步,准备抽签工具.把号码写在形状、大小相同的号签上,将这些号签放在同一个不透明箱子里.

第三步,实施抽签.抽签前先将放在箱子里的号签搅拌均匀,抽签时每次从中抽出一号签,连续抽10次,根据抽到的10个号码对应10名学生,10张电影票就分给10名被抽到的学生.

(2)随机数表法.

第一步,先将60名学生编号,分别为00,01,02,03,…,59.

第二步,由于总体的编号为两位数,在随机数表中选取两列组成两位数.从随机数表中的任意一个位置,按一定顺序开始读数.如果读到的数小于59,则将它取出;若读到的数大于59,则舍去;重复的数字只取一个,直到取满10个不超过59的数为止.将10张电影票分给抽到10名相应编号的学生.

比如,从随机数表第6行的第3列和第4列开始读数,从上至下分别是35,11,48,77,79,64,58,89,31,55,00, 93,80, 46, 66, 12,11,10,….其中11重复出现,77,79,64,89,93,80,66超过59不能取,这样选取的10个样本号码分别为35,11,48,58,31,55,00,46,12,10.由此,可把10张电影票分给编号为上述号码的10名学生.

四、课堂运用

【基础】

1.为了了解某市高三毕业生升学考试中数学成绩的情况,从参加考试的学生中随机地抽查了1000名学生的数学成绩进行统计分析.在这个问题中下列说法正确的是( )

A.总体指的是该市参加升学考试的全体学生 B.个体指的是1 000名学生中的每一名学生 C.样本容量指的是1 000名学生

D.样本是指1 000名学生的数学升学考试成绩

[答案] D

[解析] 因为是了解学生的数学成绩的情况,因此样本是指1 000名学生的数学成绩,而不是学生,故选D.

2.(教材改编题)在抽样过程中,每次抽取的个体不再放回总体的为不放回抽样,则分层抽样、简单随机抽样、系统抽样中,为不放回抽样的有( )

A.1个 C.3个

[答案] C

[解析] 三种抽样都是不放回抽样.

B.2个 D.0个

3.某校高三年级有男生500人,女生400人,为了解该年级学生的健康情况,从男生中任意抽取25人,从女生中任意抽取20人进行调查.这种抽样方法是( )

A.简单随机抽样法 C.随机数表法

[答案] D

[解析] 本小题主要考查抽样方法.若总体由差异明显的几部分组成时,经常采用分层抽样的方法进行抽样,故选D.

B.抽签法 D.分层抽样法

4.在120个零件中,一级品24个,二级品36个,三级品60个,用系统抽样方法从中抽取容量为20的样本,则三级品a被抽到的可能性为________.

[答案]

1 6

201

[解析] 每一个个体被抽到的概率都是样本容量除以总体,即=.

1206

【巩固】

5.(1)某小区有800户家庭,其中高收入家庭200户,中等收入家庭480户,低收入家庭120户,为了了解有关家用轿车购买力的某项指标,要从中抽取一个容量为100户的样本;(2)从10名同学中抽取3名参加座谈会.

Ⅰ.简单随机抽样方法;Ⅱ.分层抽样方法. 问题和方法配对正确的是( ) A.(1)Ⅰ(2)Ⅱ C.(1)Ⅰ(2)Ⅰ

[答案] B

[解析] (1)中各类家庭差异明显,故应用分层抽样. (2)中总体容量较小,可采用抽签法,故应用简单随机抽样.

B.(1)Ⅱ(2)Ⅰ D.(1)Ⅱ(2)Ⅱ

6.一支田径队有男女运动员98人,其中男运动员有56人.按男女比例用分层抽样的方法,从全体运动员中抽出一个容量为28的样本,那么应抽取女运动员人数是________.

[答案] 12

[解析] 本题考查了统计中的分层抽样方法.

282

∵=7人抽取2人,又知女运动员人数为98-56=42, 9872

∴应抽取女运动员人数为=12(人).

7

7.某单位有工程师6人,技术员12人,技工18人,要从这些人中抽取一个容量为n的样本.如果采用系统抽样和分层抽样方法抽取,不用剔除个体;如果样本容量增加一个,则在采用系统抽样时,需要在总体中先剔除1个个体,求样本容量n.

[解析] 总体容量为6+12+18=36(人).

36n

当样本容量是n时,由题意知,系统抽样的间隔为,分层抽样的比例是,抽取工程

n36nnnnnn

6=人,技术员人数为×12=×18=人,所以n应是6的

366363362倍数,36的约数,即n=6,12,18.

3535当样本容量为(n+1)时,总体容量是35人,系统抽样的间隔为,因为n+1n+1整数,所以n只能取6.即样本容量为n=6.

【拔高】

8.某初级中学共有学生2 000名,各年级男、女生人数如下表:

(1)求x的值;

(2)现用分层抽样的方法在全校抽取48名学生,问应在初三年级抽取多少名? (3)已知y≥245,z≥245,求初三年级中女生比男生多的概率.

x

[解析] (1)∵0.19,∴x=380.

2 000

(2)初三年级人数为y+z=2 000-(373+377+380+370)=500,

现用分层抽样的方法在全校抽取48名学生,应在初三年级抽取的人数为:=12名.

(3)设初三年级女生比男生多的事件为A,初三年级女生、男生数记为(y,z) 由(2)知y+z=500,且y、z∈N,

基本事件空间包含的基本事件有:(245,255)、(246,254)、(247,253),…,(255,245)共11个,

事件A包含的基本事件有:(251,249)、(252,248)、(253,247)、(254,246)、(255,245)共55

个,∴P(A)=11

48

5002 000

课程小结

1.三种抽样方法的共同点是等概率抽样,即抽样过程中每个个体被抽取的概率相等,体现了这三种抽样方法的客观性和公平性.若样本容量为n,总体的个体数为N,则用这三n

种方法抽样时,每一个个体被抽到的概率都是N

NN

2.系统抽样中为将整个的编号进行分段,要确定分段的间隔k,当是整数时,k=;

nnNN′

当不是整数时,通过从总体中剔除一些个体使剩下的个体数N′能被n整除,这时k=nn

3.三种抽样方法各有其特点和适用范围,在实际应用时,要灵活选取恰当的抽样方法,然后按照它的操作步骤进行抽样.

4.抽样方法在高考中不会出解答题,不会出难题,理解三种抽样方法的定义及操作步骤,解决有关抽样的一些简单问题即可.

5.三种抽样方法的比较:

课后作业

【基础】

1.某校选修乒乓球课程的学生中,高一年级有30名,高二年级有40名.现用分层抽样的方法在这70名学生中抽取一个样本,已知在高一年级的学生中抽取了6名,则在高二年级的学生中应抽取的人数为( )

A.6 C.10

[答案] B

h

[解析] 本题考查分层抽样.“每一层都按”.

N高一年级学生的抽取比例为

66

,则高二年级抽取的学生数为8人. 3030

B.8 D.12

2.从2 007名学生中选取50名学生参加全国数学联赛,若采用下面的方法选取:先用简单随机抽样从2 007人中剔除7人,剩下的2 000人再按系统抽样的方法抽取,则每人入选的概率( )

A.不全相等 B.均不相等

C.都相等,且为

[答案] C

[解析] 三种抽样方法的共同点是总体中每个个体被抽到的概率相等.

501 D.都相等,且为 2 00740

3. 老师为研究男女同学数学学习的差异情况,对某班50名同学(其中男同学30名,女同学20名)采取分层抽样的方法,抽取一个样本容量为10的样本进行研究,某女同学甲被抽到的概率为( )

1111 B. C. D.501054

[答案]

[解析]

P=101505

C 在分层抽样中,任何个体被抽取的概率均相等,所以某女同学甲被抽到的概率

4.采用系统抽样方法从960人中抽取32人做问卷调查.为此将他们随机编号为1,2,…,960,分组后在第一组采用简单随机抽样的方法抽到的号码为9.抽到的32人中,编号落入区间[1,450]的人做问卷A,编号落入区间[451,750]的人做问卷B,其余的人做问卷C,则抽到的人中,做问卷B的人数为( )

A.7 B.9 C.10 D.15

[答案] C

[解析] 本小题考查了系统抽样方法.采用系统抽样方法从960人中抽取32人,将整体分成32组,每组30人,即l=30,第k组的号码为(k-1)30+9,令451≤(k-1)30+9≤750,而k∈Z,解得16≤k≤25,则满足16≤k≤25的整数k有10个.系统抽样的重点是等距抽样.

5.一支田径运动队有男运动员56人,女运动员42人.现用分层抽样的方法抽取若干人,若抽取的男运动员有8人,则抽取的女运动员有________人.

[答案] 6

[解析] 本题主要考查了分层抽样

男运动员的抽样比为856=17故女运动员抽取17=6人.

【巩固】

6.某单位共有老、中、青年职工430人,其中青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍.为了解职工身体状况,现采用分层抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工人数为( )

A.9 B.18 C.7 D.36

[答案] B

[解析] 本小题主要考查分层抽样等基础知识.

由题意知青、中、老年职工的人数分别为160、180、90,

∴三者比为16:18:9,

∵样本中青年职工32人,

∴老年职工人数为18,故选B.

7.某工厂生产A、B、C三种不同型号的产品.其相应产品数量之比为2:3:5,现用分层抽样方法抽出一个容量为n的样本,样本中A型产品有16件,那么此样本的容量n=________.

[答案] 80

235[解析] 设分别抽取B、C型号产品m1,m2件,则由分层抽样的特点可知=16m1m2

∴m1=24,m2=40,

∴n=16+m1+m2=80.

8. 某工厂有甲、乙、丙、丁四类产品的数量成等比数列,共计3 000件,现要用分层抽样的方法从中抽取150件进行质量检测,其中乙、丁两类产品抽取的总数为100件,则甲类产品共有________.

[答案] 200

[解析] 设抽取的150件中甲有a件,则有a+aq+aq2+aq3=150,aq+aq·q2=100,

①①,∴a(1+q2)=50②,,得q=2,∴a=10, ②

10∴甲类产品共有200(件). 150

9.某政府机关有在编人员100人,其中副处级以上干部10人,一般干部70人,工人20人.上级机关为了了解政府机构改革意见,要从中抽取一个容量为20的样本,试确定用何种方法抽取,请具体实施抽取.

[分析] (1)机构改革关系到各种人不同的利益;(2)不同层次的人员情况有明显差异,故采用分层抽样.

[解析] 用分层抽样方法抽取.

具体实施抽取如下:

(1)∵=,

107020∴=2,=14,=4, 555

∴从副处级以上干部中抽取2人,从一般干部中抽取14人,从工人中抽取4人.

(2)因副处级以上干部与工人的人数较少,他们分别按1~10编号,1~20编号,然后采用抽签法分别抽取2人,4人;对一般干部70人采用00,01,02,…,69编号,然后用随机数表法抽取14人.

(3)将2人,4人,14人的编号对应的人汇合在一起就取得了容量为20的样本.

【拔高】

10.某大学为了支援我国西部教育事业,决定从2012年应届毕业生报名的18名志愿者中,选取6人组成志愿小组,请用抽签法和随机数表法设计抽样方案.

[解析] (1)将18名志愿者编号,编号为1,2,3,…,18.

(2)将18个号码分别写在18张外形完全相同的纸条上,并揉成团,制成号签.

(3)将18个号签放入一个不透明的盒子,充分搅匀.

(4)从盒子中逐个抽取6个号签,并记录上面的编号.

(5)所得号码对应的志愿者,就是志愿小组的成员.

随机数表法

(1)将18名志愿者编号,编号为01,02,03,…,18.

(2)在随机数表中任选一数作为开始,按某一确定的方向读数,例如选出第8行第1列的数7.

(3)从数7开始,向右读,每次取两位,凡不在01~18中的数,或已读过的数,都跳过去不作记录,依次可得18,06,15,03,09,01.

(4)找出以上号码对应的志愿者就是志愿小组的成员.

教学过程

一、复习预习

我们生活在一个数字化的时代,时刻都在与数据打交道,比如产品的 合格率,电视台的收视率等,你知道这些数据是怎么来的吗?实际上它们是通过调查获得的,怎样调查呢?是对考察对象进行全面的调查吗?很明显,这个既不可能,也没有必要,实践中,由于所考察的总体中的个体往往很多,而且许多考察带有破坏性,因此,我们通常只考察总体中的一个样本,通过样本来了解总体。那么,怎样从总体中提取样本?这正是本节课所要解决的问题。

二、知识讲解

考点1 简单随机抽样

(1)定义:设一个总体含有N个个体,从中逐个不放回地抽取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概率都相等,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的方法:抽签法和随机数法.

考点2 系统抽样(等距抽样或机械抽样)的步骤

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个个体进行编号.

NN(2)确定分段间隔k,对编号进行分段,当k=. nn

(3)在第1段用简单随机抽样确定第一个样本编号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l+k,再加k得到第3个个体编号l+2k,依次进行下去,直到获取整个样本.

考点/易错点3 分层抽样

(1)定义:将总体按其属性特征分成若干类型(有时称作层),然后在每个类型中按照所占比例随机抽取一定的样本.这种抽样方法通常叫做分层抽样,有时也称为类型抽样.

(2)分层抽样的应用范围:

当总体是由差异明显的几部分组成时,往往选用分层抽样.

三、例题精析

【例题1】

【题干】某单位最近组织了一次健身活动,活动分为登山组和游泳组,且每个职工至多参加其中一组.在参加活动的职工中,青年人占42.5%,中年人占47.5%,老年人占10%.

1登山组的职工占参加活动总人数的50%,中年人占40%,老年人占4

10%.为了了解各组不同年龄层次的职工对本次活动的满意程度,现用分层抽样方法从参加活动的全体职工中抽取一个容量为200的样本.试确定

(1)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别所占的比例;

(2)游泳组中,青年人、中年人、老年人分别应抽取的人数.

【解析】(1)设登山组人数为x,游泳组中,青年人、中年人、老年人各占比例分别为a、

x·40%+3xbx·10%+3xcb、c,则有=47.5%,10%,解得b=50%,c=10%.故a=100%-4x4x

50%-10%=40%,即游泳组中,青年人、中年人、老年人各占比例分别为40%、50%、10%.

33(2)游泳组中,抽取的青年人数为×40%=60(人),抽取的中年人数为×50%44

3=75(人);抽取的老年人数为10%=15(人). 4

【例题2】

【题干】为了考查某校的教学水平,将抽查这个学校高三年级的部分学生本年度的考试成绩.为了全面反映实际情况,采取以下三种方式进行抽查(已知该校高三年级共有20个班,并且每个班内的学生已经按随机方式编好了学号,假定该校每班学生的人数相同):①从高三年级20个班中任意抽取一个班,再从该班中任意抽取20名学生,考察他们的学习成绩;②每个班抽取1人,共计20人,考察这20名学生的成绩;③把学生按成绩分成优秀、良好、普通三个级别,从其中共抽取100名学生进行考察(已知该校高三学生共1000人,若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人).根据上面的叙述,试回答下列问题:

(1)上面三种抽取方式的总体、个体、样本分别是什么?每一种抽取方式抽取的样本中,样本容量分别是多少?

(2)上面三种抽取方式各自采用的是何种抽取样本的方法?

(3)试分别写出上面三种抽取方式各自抽取样本的步骤.

【解析】(1)这三种抽取方式的总体都是指该校高三全体学生本年度的考试成绩,个体都是指高三年级每个学生本年度的考试成绩.其中第一种抽取方式的样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第二种抽取方式的样本为所抽取的20名学生本年度的考试成绩,样本容量为20;第三种抽取方式的样本为所抽取的100名学生本年度的考试成绩,样本容量为100.

(2)三种抽取方式中,第一种采用的是简单随机抽样法;第二种采用的是系统抽样法和简单随机抽样法;第三种采用的是分层抽样法和简单随机抽样法.

(3)第一种方式抽样的步骤:第一步,用抽签法在这20个班中任意抽取一个班;第二步,从这个班中按学号用随机数表法或抽签法抽取20名学生,考察其考试成绩.

第二种方式抽样的步骤如下:第一步,用简单随机抽样法从第一个班中任意抽取一名学生,记其学号为a,第二步,在其余的19个班中,选取学号为a的学生,加上第一个班中的一名学生,共计20人.

第三种方式抽样的步骤如下:第一步,分层.因为若按成绩分,其中优秀生共150人,良好生共600人,普通生共250人,所以在抽取样本时,应该把全体学生分成三个层次;第二步,确定各个层次抽取的人数.因为样本容量与总体的个数之比为=,所

150600250以在每个层次中抽取的个体数依次为,15,60,25;第三步,按层次分别抽101010

取.在优秀生中用简单随机抽样法抽15人;在良好生中用简单随机抽法抽取60人;在普通生中用简单随机抽样法抽取25人.

【题干】某工厂有1 003名工人,从中抽取10人参加体检,试用系统抽样进行具体实施.

【解析】(1)将每个人随机编一个号由0001至1003.

(2)利用随机数法找到3个号,将这3名工人剔除.

(3)将剩余的1 000名工人重新随机编号0001至1000.

1 000(4)分段,取间隔k=100,将总体均分为10段,每段含100名工人. 10

(5)从第一段即为0001至0100号中随机抽取一个号L.

(6)按编号将L,100+L,200+L,…,900+L共10个号码选出,这10个号码所对应工人组成样本.

【题干】某班共有60名学生,领到10张电影票.现在用抽签法和随机数表法把10张电影票分下去,试写出过程.

【解析】(1)抽签法.

第一步,先将60名学生编号.编号为01,02,03,…,60.

第二步,准备抽签工具.把号码写在形状、大小相同的号签上,将这些号签放在同一个不透明箱子里.

第三步,实施抽签.抽签前先将放在箱子里的号签搅拌均匀,抽签时每次从中抽出一号签,连续抽10次,根据抽到的10个号码对应10名学生,10张电影票就分给10名被抽到的学生.

(2)随机数表法.

第一步,先将60名学生编号,分别为00,01,02,03,…,59.

第二步,由于总体的编号为两位数,在随机数表中选取两列组成两位数.从随机数表中的任意一个位置,按一定顺序开始读数.如果读到的数小于59,则将它取出;若读到的数大于59,则舍去;重复的数字只取一个,直到取满10个不超过59的数为止.将10张电影票分给抽到10名相应编号的学生.

比如,从随机数表第6行的第3列和第4列开始读数,从上至下分别是35,11,48,77,79,64,58,89,31,55,00, 93,80, 46, 66, 12,11,10,….其中11重复出现,77,79,64,89,93,80,66超过59不能取,这样选取的10个样本号码分别为35,11,48,58,31,55,00,46,12,10.由此,可把10张电影票分给编号为上述号码的10名学生.

四、课堂运用

【基础】

1.为了了解某市高三毕业生升学考试中数学成绩的情况,从参加考试的学生中随机地抽查了1000名学生的数学成绩进行统计分析.在这个问题中下列说法正确的是( )

A.总体指的是该市参加升学考试的全体学生 B.个体指的是1 000名学生中的每一名学生 C.样本容量指的是1 000名学生

D.样本是指1 000名学生的数学升学考试成绩

[答案] D

[解析] 因为是了解学生的数学成绩的情况,因此样本是指1 000名学生的数学成绩,而不是学生,故选D.

2.(教材改编题)在抽样过程中,每次抽取的个体不再放回总体的为不放回抽样,则分层抽样、简单随机抽样、系统抽样中,为不放回抽样的有( )

A.1个 C.3个

[答案] C

[解析] 三种抽样都是不放回抽样.

B.2个 D.0个

3.某校高三年级有男生500人,女生400人,为了解该年级学生的健康情况,从男生中任意抽取25人,从女生中任意抽取20人进行调查.这种抽样方法是( )

A.简单随机抽样法 C.随机数表法

[答案] D

[解析] 本小题主要考查抽样方法.若总体由差异明显的几部分组成时,经常采用分层抽样的方法进行抽样,故选D.

B.抽签法 D.分层抽样法

4.在120个零件中,一级品24个,二级品36个,三级品60个,用系统抽样方法从中抽取容量为20的样本,则三级品a被抽到的可能性为________.

[答案]

1 6

201

[解析] 每一个个体被抽到的概率都是样本容量除以总体,即=.

1206

【巩固】

5.(1)某小区有800户家庭,其中高收入家庭200户,中等收入家庭480户,低收入家庭120户,为了了解有关家用轿车购买力的某项指标,要从中抽取一个容量为100户的样本;(2)从10名同学中抽取3名参加座谈会.

Ⅰ.简单随机抽样方法;Ⅱ.分层抽样方法. 问题和方法配对正确的是( ) A.(1)Ⅰ(2)Ⅱ C.(1)Ⅰ(2)Ⅰ

[答案] B

[解析] (1)中各类家庭差异明显,故应用分层抽样. (2)中总体容量较小,可采用抽签法,故应用简单随机抽样.

B.(1)Ⅱ(2)Ⅰ D.(1)Ⅱ(2)Ⅱ

6.一支田径队有男女运动员98人,其中男运动员有56人.按男女比例用分层抽样的方法,从全体运动员中抽出一个容量为28的样本,那么应抽取女运动员人数是________.

[答案] 12

[解析] 本题考查了统计中的分层抽样方法.

282

∵=7人抽取2人,又知女运动员人数为98-56=42, 9872

∴应抽取女运动员人数为=12(人).

7

7.某单位有工程师6人,技术员12人,技工18人,要从这些人中抽取一个容量为n的样本.如果采用系统抽样和分层抽样方法抽取,不用剔除个体;如果样本容量增加一个,则在采用系统抽样时,需要在总体中先剔除1个个体,求样本容量n.

[解析] 总体容量为6+12+18=36(人).

36n

当样本容量是n时,由题意知,系统抽样的间隔为,分层抽样的比例是,抽取工程

n36nnnnnn

6=人,技术员人数为×12=×18=人,所以n应是6的

366363362倍数,36的约数,即n=6,12,18.

3535当样本容量为(n+1)时,总体容量是35人,系统抽样的间隔为,因为n+1n+1整数,所以n只能取6.即样本容量为n=6.

【拔高】

8.某初级中学共有学生2 000名,各年级男、女生人数如下表:

(1)求x的值;

(2)现用分层抽样的方法在全校抽取48名学生,问应在初三年级抽取多少名? (3)已知y≥245,z≥245,求初三年级中女生比男生多的概率.

x

[解析] (1)∵0.19,∴x=380.

2 000

(2)初三年级人数为y+z=2 000-(373+377+380+370)=500,

现用分层抽样的方法在全校抽取48名学生,应在初三年级抽取的人数为:=12名.

(3)设初三年级女生比男生多的事件为A,初三年级女生、男生数记为(y,z) 由(2)知y+z=500,且y、z∈N,

基本事件空间包含的基本事件有:(245,255)、(246,254)、(247,253),…,(255,245)共11个,

事件A包含的基本事件有:(251,249)、(252,248)、(253,247)、(254,246)、(255,245)共55

个,∴P(A)=11

48

5002 000

课程小结

1.三种抽样方法的共同点是等概率抽样,即抽样过程中每个个体被抽取的概率相等,体现了这三种抽样方法的客观性和公平性.若样本容量为n,总体的个体数为N,则用这三n

种方法抽样时,每一个个体被抽到的概率都是N

NN

2.系统抽样中为将整个的编号进行分段,要确定分段的间隔k,当是整数时,k=;

nnNN′

当不是整数时,通过从总体中剔除一些个体使剩下的个体数N′能被n整除,这时k=nn

3.三种抽样方法各有其特点和适用范围,在实际应用时,要灵活选取恰当的抽样方法,然后按照它的操作步骤进行抽样.

4.抽样方法在高考中不会出解答题,不会出难题,理解三种抽样方法的定义及操作步骤,解决有关抽样的一些简单问题即可.

5.三种抽样方法的比较:

课后作业

【基础】

1.某校选修乒乓球课程的学生中,高一年级有30名,高二年级有40名.现用分层抽样的方法在这70名学生中抽取一个样本,已知在高一年级的学生中抽取了6名,则在高二年级的学生中应抽取的人数为( )

A.6 C.10

[答案] B

h

[解析] 本题考查分层抽样.“每一层都按”.

N高一年级学生的抽取比例为

66

,则高二年级抽取的学生数为8人. 3030

B.8 D.12

2.从2 007名学生中选取50名学生参加全国数学联赛,若采用下面的方法选取:先用简单随机抽样从2 007人中剔除7人,剩下的2 000人再按系统抽样的方法抽取,则每人入选的概率( )

A.不全相等 B.均不相等

C.都相等,且为

[答案] C

[解析] 三种抽样方法的共同点是总体中每个个体被抽到的概率相等.

501 D.都相等,且为 2 00740

3. 老师为研究男女同学数学学习的差异情况,对某班50名同学(其中男同学30名,女同学20名)采取分层抽样的方法,抽取一个样本容量为10的样本进行研究,某女同学甲被抽到的概率为( )

1111 B. C. D.501054

[答案]

[解析]

P=101505

C 在分层抽样中,任何个体被抽取的概率均相等,所以某女同学甲被抽到的概率

4.采用系统抽样方法从960人中抽取32人做问卷调查.为此将他们随机编号为1,2,…,960,分组后在第一组采用简单随机抽样的方法抽到的号码为9.抽到的32人中,编号落入区间[1,450]的人做问卷A,编号落入区间[451,750]的人做问卷B,其余的人做问卷C,则抽到的人中,做问卷B的人数为( )

A.7 B.9 C.10 D.15

[答案] C

[解析] 本小题考查了系统抽样方法.采用系统抽样方法从960人中抽取32人,将整体分成32组,每组30人,即l=30,第k组的号码为(k-1)30+9,令451≤(k-1)30+9≤750,而k∈Z,解得16≤k≤25,则满足16≤k≤25的整数k有10个.系统抽样的重点是等距抽样.

5.一支田径运动队有男运动员56人,女运动员42人.现用分层抽样的方法抽取若干人,若抽取的男运动员有8人,则抽取的女运动员有________人.

[答案] 6

[解析] 本题主要考查了分层抽样

男运动员的抽样比为856=17故女运动员抽取17=6人.

【巩固】

6.某单位共有老、中、青年职工430人,其中青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍.为了解职工身体状况,现采用分层抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工人数为( )

A.9 B.18 C.7 D.36

[答案] B

[解析] 本小题主要考查分层抽样等基础知识.

由题意知青、中、老年职工的人数分别为160、180、90,

∴三者比为16:18:9,

∵样本中青年职工32人,

∴老年职工人数为18,故选B.

7.某工厂生产A、B、C三种不同型号的产品.其相应产品数量之比为2:3:5,现用分层抽样方法抽出一个容量为n的样本,样本中A型产品有16件,那么此样本的容量n=________.

[答案] 80

235[解析] 设分别抽取B、C型号产品m1,m2件,则由分层抽样的特点可知=16m1m2

∴m1=24,m2=40,

∴n=16+m1+m2=80.

8. 某工厂有甲、乙、丙、丁四类产品的数量成等比数列,共计3 000件,现要用分层抽样的方法从中抽取150件进行质量检测,其中乙、丁两类产品抽取的总数为100件,则甲类产品共有________.

[答案] 200

[解析] 设抽取的150件中甲有a件,则有a+aq+aq2+aq3=150,aq+aq·q2=100,

①①,∴a(1+q2)=50②,,得q=2,∴a=10, ②

10∴甲类产品共有200(件). 150

9.某政府机关有在编人员100人,其中副处级以上干部10人,一般干部70人,工人20人.上级机关为了了解政府机构改革意见,要从中抽取一个容量为20的样本,试确定用何种方法抽取,请具体实施抽取.

[分析] (1)机构改革关系到各种人不同的利益;(2)不同层次的人员情况有明显差异,故采用分层抽样.

[解析] 用分层抽样方法抽取.

具体实施抽取如下:

(1)∵=,

107020∴=2,=14,=4, 555

∴从副处级以上干部中抽取2人,从一般干部中抽取14人,从工人中抽取4人.

(2)因副处级以上干部与工人的人数较少,他们分别按1~10编号,1~20编号,然后采用抽签法分别抽取2人,4人;对一般干部70人采用00,01,02,…,69编号,然后用随机数表法抽取14人.

(3)将2人,4人,14人的编号对应的人汇合在一起就取得了容量为20的样本.

【拔高】

10.某大学为了支援我国西部教育事业,决定从2012年应届毕业生报名的18名志愿者中,选取6人组成志愿小组,请用抽签法和随机数表法设计抽样方案.

[解析] (1)将18名志愿者编号,编号为1,2,3,…,18.

(2)将18个号码分别写在18张外形完全相同的纸条上,并揉成团,制成号签.

(3)将18个号签放入一个不透明的盒子,充分搅匀.

(4)从盒子中逐个抽取6个号签,并记录上面的编号.

(5)所得号码对应的志愿者,就是志愿小组的成员.

随机数表法

(1)将18名志愿者编号,编号为01,02,03,…,18.

(2)在随机数表中任选一数作为开始,按某一确定的方向读数,例如选出第8行第1列的数7.

(3)从数7开始,向右读,每次取两位,凡不在01~18中的数,或已读过的数,都跳过去不作记录,依次可得18,06,15,03,09,01.

(4)找出以上号码对应的志愿者就是志愿小组的成员.


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