2019-2020学年高中数学 第2章 统计 2-1-2 系统抽样课件 新人教A版必修3

统计第二章2．1随机抽样2．1.2系统抽样课前自主预习1．记住系统抽样的方法和步骤．2．会用系统抽样从总体中抽取样本．3．能用系统抽样解决实际问题．1．系统抽样先将总体中的个体逐一编号，然后按号码顺序以一定的间隔k进行抽取，先从第一个间隔中地抽取一个号码，然后按此间隔抽取即得到所需样本．随机逐个2．系统抽样的步骤及规则(1)系统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，步骤为：①编号：先将总体的N个个体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分段：确定分段间隔k，对编号进行分段．当Nn(n是样本容量)是整数时，取k＝Nn；编号．③确定初始编号：在第1段用确定第一个个体编号l(l≤k)；④抽取样本：按照一定的规则抽取样本．(2)抽取样本的规则通常是将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，依次进行下去，直到获取整个样本．简单随机抽样(l＋2k)判断正误．(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)总体个数较多时可以用系统抽样法．()(2)整个系统抽样过程中，每个个体被抽到的机会可能不相等．()(3)用系统抽样从含有N个个体的总体中抽取一个容量为n的样本，要平均分成n段，每段各有Nn个号码．()[答案](1)√(2)×(3)×课堂互动探究题型一系统抽样的概念【典例1】(1)下列问题中，最适合用系统抽样法抽样的是()A．从某厂生产的30个零件中随机抽取6个入样B．一个城市有210家超市，其中大型超市20家，中型超市40家，小型超市150家．为了掌握各超市的营业情况，要从中抽取一个容量为21的样本C．从参加竞赛的1500名初中生中随机抽取100人分析试题作答情况D．从参加期末考试的2400名高中生中随机抽取10人了解某些情况(2)分段为000001～100000的体育彩票，凡彩票号码最后三位数为345的中一等奖，这种抽奖过程是系统抽样吗？为什么？[解析](1)A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；D总体容量较大，样本容量较小，可用随机数表法．故选C.(2)中奖号码的获得方法可以看做分段间隔为1000，把总体分为1000001000＝100段，在第1段中抽取000345，在第2段中抽取001345，…，在第100段中抽取099345，组成样本．显然该抽样方法符合系统抽样的特点，因此采用的是系统抽样．[答案](1)C(2)见解析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．[针对训练1]下列抽样方法不是系统抽样的是()A．从标有1～15号的15个球中，任选三个作样本，按从小号到大号的顺序，随机选起点i0，以后选i0＋5，i0＋10(超过15则从1再数起)号入选B．工厂生产的产品用传送带将产品送入包装车间前，在一天时间内检验人员从传送带上每隔五分钟抽一件产品进行检验C．做某项市场调查，规定在商场门口随机抽一个人进行询问调查，直到达到事先规定的调查人数为止D．电影院调查观众的某一指标，通知每排(每排人数相等)座位号为14的观众留下来座谈[解析]A分段间隔相同；B时间间隔相同；D相邻两排座位号的间隔相同，均满足系统抽样的特征．只有C项无明显的系统抽样的特征．[答案]C题型二系统抽样的设计【典例2】(1)某初级中学领导采用系统抽样方法，从该校预备年级800名学生中抽50名学生做牙齿健康检查．现将800名学生从1到800进行编号，求得间隔数k＝80050＝16，即每16人抽取一个人．在1～16中随机抽取一个数，如果抽到的是7，则从33～48这16个数中应取的数是________．(2)某企业对新招的504名员工进行岗前培训，为了了解员工的培训情况，试用系统抽样的方法按照下列要求抽取员工，请你写出具体步骤．①从中抽取8名员工，了解基本理论的掌握情况．②从中抽取50名员工，了解实际操作的掌握情况．[解析](1)∵采用系统抽样方法，每16人抽取一个人，1～16中随机抽取一个数抽到的是7，∴在第k组抽到的是7＋16(k－1)，∴从33～48这16个数中应取的数是7＋16×2＝39.(2)①第一步，将504名员工随机编号，依次为001,002,003，…，503,504，将其等距分成8段，每一段有63个个体；第二步，在第一段(001～063)中用简单随机抽样方法随机抽取一个号码作为起始号码，比如26号；第三步，起始号＋间隔的整数倍，确定各个个体：将编号为26,26＋63,26＋63×2，…，26＋63×7的个体抽出组成样本．②第一步，用随机方式给每个个体编号：001,002,003，…，503,504；第二步，利用随机数表法剔除4个个体，比如剔除编号为004,135,069,308的4个个体，然后再对余下的500名员工重新编号，分别为001,002,003，…，499,500，并等距分成50段，每段10个个体；第三步，在第一段001,002,003，…，010中用简单随机抽样方法抽出一个号码(如006)作为起始号码；第四步，起始号＋间隔的整数倍，确定各个个体，将编号为006,016,026，…，486,496的个体抽出组成样本．[答案](1)39(2)见解析设计系统抽样应关注的几个问题(1)系统抽样一般是等距离抽取，适合总体中个体数较多，个体无明显差异的情况．(2)总体均匀分段，通常在第一段(也可以选在其他段)中采用简单随机抽样的方法抽取一个编号，再通过将此编号加段距的整数倍的方法得到其他的编号．注意要保证每一段中都能取到一个个体．(3)若总体不能均匀分段，要将多余的个体剔除(通常用随机数表的方法)，不影响总体中每个个体被抽到的可能性．[针对训练2]某校高中三年级的295名学生已经分段为1,2，…，295，为了了解学生的学习情况，要按1∶5的比例抽取一个样本，请用系统抽样的方法进行抽取，并写出过程．[解]按照1∶5的比例抽取样本，则样本容量为15×295＝59.抽样步骤是：①分段：按现有的号码．②确定分段间隔k＝5，把295名同学分成59组，每组5人；第1段是分段为1～5的5名学生，第2段是分段为6～10的5名学生，依次下去，第59段是分段为291～295的5名学生．③采用简单随机抽样的方法，从第一段5名学生中抽出一名学生，不妨设分段为l(1≤l≤5)．④那么抽取的学生分段为l＋5k(k＝0,1,2，…，58)，得到59个个体作为样本，如当l＝3时的样本分段为3,8,13，…，288,293.题型三简单随机抽样与系统抽样的综合问题【典例3】某集团有员工1019人，其中获得过国家级表彰的有29人，其他人员990人．该集团拟组织一次出国学习，参加人员确定为：获得过国家级表彰的人员5人，其他人员30人，如何确定人选？[解]获得过国家级表彰的人员选5人，适宜使用抽签法；其他人员选30人，适宜使用系统抽样法．(1)确定获得过国家级表彰的人员人选：第一步，用随机方式给29人编号，号码为1,2，…，29；第二步，将这29个号码分别写在一个小纸条上，揉成小球，制成号签；第三步，将得到的号签放入一个不透明的袋子中，搅拌均匀；第四步，从袋子中逐个抽取5个号签，并记录上面的号码；第五步，从总体中将与抽到的号签的号码相一致的个体取出，人选就确定了．(2)确定其他人员人选：第一步，将990名其他人员重新编号(分别为1,2，…，990)，并分成30段，每段33人；第二步，在第一段1,2，…，33这33个编号中用简单随机抽样法抽出一个(如3)作为起始号码；第三步，将编号为3,36,69，…，960的个体抽出，人选就确定了．(1)(2)确定的人选合在一起就是最终确定的人选．系统抽样与简单随机抽样的区别和联系(1)区别①系统抽样比简单随机抽样更容易实施，可节约抽样成本．②系统抽样所得样本的代表性与具体的编号有关，而简单随机抽样所得样本的代表性与个体的编号无关．如果编号的个体特征随编号的变化呈一定的周期性，可能会使抽样的代表性很差．③系统抽样的应用比简单随机抽样的应用更广泛，尤其是工业生产线上产品质量的检验，不知道产品的数量，因此不能用简单随机抽样．(2)联系①将总体均分后的起始部分进行抽样时，采用的是简单随机抽样．②与简单随机抽样一样，系统抽样是等概率抽样，它是客观的、公平的．③与简单随机抽样一样是不放回的抽样．④总体中的个体数恰好能被样本容量整除时，可用它们的比值作为系统抽样的间隔；当总体中的个体数不能被样本容量整除时，可用简单随机抽样先从总体中剔除少量个体，使剩下的个体数能被样本容量整除再进行系统抽样．[针对训练3]下面给出某村委会调查本村各户收入情况做的抽样，阅读并回答问题．本村人口数1200，户数300，每户平均人口数4人；应抽户数30；抽样间隔：120030＝40；确定随机数字：取一张人民币，后两位数为12；确定第一样本户：编号12的户为第一样本户；确定第二样本户：12＋40＝52,52号为第二样本户；……(1)该村委会采用了何种抽样方法？(2)抽样过程存在哪些问题，试修改．(3)何处是用简单随机抽样？[解](1)系统抽样．(2)本题是对某村各户进行抽样，而不是对某村人口抽样．抽样间隔30030＝10，其他步骤相应改为确定随机数字：取一张人民币，末位数为2.(假设)确定第一样本户：编号02的住户为第一样本户；确定第二样本户：2＋10＝12,12号为第二样本户．(3)确定随机数字：取一张人民币，其末位数为2.课堂归纳小结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(1)总体已知且数量较大；(2)抽样必须等距；(3)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→确定初始分段→抽取样本．