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1. 抽样方法

概率与统计 · 高三
讲清楚它是什么

定义 从总体中按特定规则抽取部分个体作为样本,以推断总体特征的方法。

从哪来 本节为起点,无前置知识点记录。

为什么 总体往往庞大或具有破坏性(如灯泡寿命),无法逐一调查。抽样通过“部分代表整体”的逻辑,在控制成本与误差的前提下,利用统计规律性实现对总体参数的有效估计。

适合:逻辑直观型学生** **类比法
将总体比作一锅汤。要尝味道,不能喝光整锅,也不能只舀一勺表面的油。 - 简单随机抽样:像抓阄,每个分子(个体)被舀到的概率完全一样,靠运气。 - 分层抽样:汤里有肉、菜、汤水。按比例分别舀取肉、菜、汤,保证每一层都被代表,结构更均衡。 - 系统抽样:每隔固定距离舀一勺,像排队打饭,规则固定,操作简便。 核心逻辑:不同场景下,为了“代表性”和“可操作性”的不同侧重,演化出不同方法。
适合:严谨推导型学生** **概率视角
1. 简单随机抽样:核心是“等可能性”。每个个体入样概率 $p = n/N$。这是统计推断的基石,保证无偏性。 2. 系统抽样:本质是“伪随机”。先随机确定起始点,后续按步长 $k$ 抽取。若总体存在周期性规律(如每10个产品有一个次品),且步长 $k$ 与周期重合,则样本会严重偏差。 3. 分层抽样:核心是“结构保持”。当总体内部差异大(如男女身高差异),分层能降低组内方差,提高估计精度。 核心逻辑:从“公平性”到“效率性”再到“精度”的递进。
适合:应用导向型学生** **决策树法
面对一个抽样任务,按以下步骤选择: 1. 总体是否异质性大? - 是(如全校各年级成绩差异大)→ 分层抽样(按年级分层)。 - 否(如同批次产品)→ 进入下一步。 2. 总体是否有自然顺序或编号? - 是(如流水号、名单)→ 系统抽样(间隔抽取)。 - 否(如杂乱无章的球)→ 简单随机抽样(抽签/随机数表)。 核心逻辑:根据总体特征和实际操作条件,选择最经济、最准确的方法。
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练一道
基础题
某校高一年级有男生500人,女生300人。现用分层抽样方法抽取一个容量为40的样本,问应抽取男生多少人?
变式
某工厂生产一批产品,编号从1到1000。现采用系统抽样方法抽取50个样本。若第一个被抽到的号码是7,则第20个被抽到的号码是多少?
试试手自己判
检测题
某班级有50名学生,学号1-50。现用系统抽样抽取10人。若随机确定的起始号为3,则以下哪个学号不可能被抽中? A. 3 B. 23 C. 43 D. 53
看答案和判分标准
答案:D
判对标准:
1. 学生能正确计算步长 $k = 50/10 = 5$。
2. 学生能列出抽样序列:$3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, 38, 43, 48$。
3. 学生能识别出53超出了总体范围(1-50),且不在序列中。
4. 若学生选错,需检查其是否误算了步长或起始号。
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