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二、系统抽样

统计案例 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 将总体按一定顺序编号,计算间隔,随机确定起点后,每隔固定间隔抽取一个个体。

从哪来 建立在“一、随机事件”之上。系统抽样的核心在于“随机确定起始编号”,这本质上是一个随机事件,确保了样本的随机性和代表性。

为什么 当总体容量较大时,简单随机抽样(如抽签、随机数表)操作繁琐且效率低。系统抽样利用总体中个体排列的均匀性,通过固定的间隔(k=N/n)将大总体分解为若干个小部分,只需随机确定一个起点,即可机械地、高效地抽取样本,既保证了每个个体被抽到的概率相等(1/N),又简化了操作流程。

适合:直观型、喜欢动手操作的学生** **讲法:排队报数法** 1. **场景
全班同学按学号顺序站成一排。 2. 操作:假设要抽5个人,全班50人。间隔 k=50/5=10。 3. 随机起点:老师闭眼随机指一个位置,或者用骰子掷出1-10之间的数,假设掷出3。 4. 抽取:第3号同学出列,然后往后数10个(13号),再往后数10个(23号)…… 5. 核心:强调“随机定头,固定步长”。让学生体会这种方法的公平性和便捷性。
适合:逻辑型、喜欢数学推导的学生** **讲法:公式推导法** 1. **前提
总体容量 N,样本容量 n。 2. 条件:N 能被 n 整除。 3. 推导: * 将总体分为 n 组,每组 k = N/n 个个体。 * 在第 1 组(1~k)中随机抽取一个编号 x (1 ≤ x ≤ k)。 * 样本编号为:x, x+k, x+2k, ..., x+(n-1)k。 4. 概率证明:对于任意一个个体 j,它被抽中的条件是 j = x + mk (m为整数)。因为 x 在 [1, k] 中均匀随机,所以每个个体被选中的概率都是 1/k * 1 = 1/N。 5. 核心:从代数结构上理解为什么这样抽是公平的。
适合:抽象思维强、关注细节的学生** **讲法:分段处理法(针对 N 不能被 n 整除的情况)** 1. **问题
如果 N=101, n=10,k=10.1,无法直接等分。 2. 解决: * 第一步:随机剔除 (N - n*k) 个个体,使剩余容量 N' 能被 n 整除。 * 第二步:对剩余个体重新编号(1~N')。 * 第三步:按标准系统抽样步骤进行。 3. 核心:强调“先调整,后抽样”的逻辑闭环,解决非整除的实际操作难题。
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练一道
基础题
某工厂有 1000 件产品,编号 0001~1000。现用系统抽样抽取 50 件进行质检。 (1) 抽样间隔 k 是多少? (2) 若在第一段 0001~0020 中随机抽到的编号是 0013,请写出第 5 个被抽到的产品编号。
变式
某校高一年级有 1001 名学生,编号 1~1001。现需抽取 100 名学生进行调查。请简述系统抽样的具体步骤。
试试手自己判
检测题
某班有 50 名学生,编号 1~50。现用系统抽样抽取 5 名学生。若在第一组 1~10 中随机抽到的号码是 7,则被抽到的 5 名学生的编号依次是?
看答案和判分标准
答案:7, 17, 27, 37, 47
判对标准:
1. 正确计算出间隔 k = 50/5 = 10。(2分)
2. 正确列出第一个号码 7。(1分)
3. 正确列出后续号码,且每个号码比前一个大 10。(2分)
4. 最终答案完整且顺序正确。(1分)
*若学生写出 7, 17, 27, 37, 47,即判对。若漏写或顺序错,酌情扣分。
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