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2018-2019学年高中数学 第2章 统计 2.1.1 简单随机抽样学案 苏教版必修3.doc

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1、12.1.1 简单随机抽样内容要求 1.理解并掌握简单随机抽样的概念、特点和步骤(难点);2.掌握简单随机抽样的两种方法(重点).知识点一 统计的相关概念名称 定义总体 所要考察对象的全体叫做总体样本 从总体中抽取出的若干个个体组成的集合叫做总体的一个样本个体 总体中的每一个考察对象叫做个体样本容量 样本中个体的数目叫做样本容量【预习评价】样本与样本容量的区别是_.提示 样本与样本容量是两个不同的概念,样本是从总体中抽取的个体组成的集合,是对象;样本容量是样本中个体的数目,是一个数.知识点二 简单随机抽样1.简单随机抽样的定义从个体数为 N的总体中逐个不放回地取出 n个个体作为样本( n N)

2、,如果每个个体都有相同的机会被取到,那么这样的抽样方法称为简单随机抽样.2.简单随机抽样的特点特点 说明个体数有限 要求总体的个体数有限,这样便于通过随机抽取的样本对总体进行分析逐个抽取 从总体中逐个进行抽取,这样便于在抽取过程中进行操作不放回抽样由于抽样试验中多采用不放回抽样,使其具有广泛的应用性,而且所抽取的样本中没有被重复抽取的个体,便于进行有关的分析和计算等可能抽样在整个抽样过程中,各个个体被抽取的机会都相等,从而保证了这种抽样方法的公平性【预习评价】 (正确的打“” ,错误的打“”)(1)样本容量有单位.( )(2)简单随机抽样是一种有放回抽样.( )答案 (1) (2)知识点三 最

3、常用的简单随机抽样的方法1.抽签法(1)抽签法:把总体中的 N个个体编号,把号码写在号签上,将号签放在一个容器中,搅拌2均匀后,每次从中抽取一个号签,连续抽取 n次,就得到一个容量为 n的样本.(2)抽签法的步骤:将总体中的 N个个体编号;将这 N个号码写在形状、大小相同的号签上;将号签放在同一箱中,并搅拌均匀;从箱中每次抽出 1个号签,连续抽取 k次;将总体中与抽到的号签的编号一致的 k个个体取出.2.随机数表法(1)随机数表法:利用随机数表、随机数骰子或计算机产生的随机数进行抽样.(2)随机数表法的一般步骤:将总体中的个体编号(每个号码位数一致);在随机数表中任选一个数作为开始;从选定的数

4、开始按一定的方向读下去,若得到的号码在编号中,则取出;若得到的号码不在编号中或前面已经取出,则跳过,如此继续下去,直到取满为止;根据选定的号码抽取样本.3.抽签法与随机数表法的异同点抽签法 随机数表法不同点 抽签法比随机数表法简单;抽签法适用于总体中的个体数相对较少的情况随机数表法要求编号的位数相同;随机数法适用于总体中的个体数相对较多的情况相同点 都是简单随机抽样,并且要求被抽取样本的总体的个数有限;都是从总体中逐个不放回地抽取【预习评价】采用抽签法抽取样本时,为什么将编号写在形状、大小相同的号签上,并且将号签放在同一个箱子里搅拌均匀?提示 为了使每个号签被抽取的可能性相等,保证抽样的公平性

5、.题型一 简单随机抽样的判断【例 1】 下面抽取样本的方式是简单随机抽样吗?为什么?(1)从无数个个体中抽取 20个个体作为样本;(2)从 50台冰箱中一次性抽取 5台冰箱进行质量检查;(3)某班有 40名同学,指定个子最高的 5名同学参加学校组织的篮球赛.解 (1)不是简单随机抽样.因为总体的个体数是无限的,所以不是简单随机抽样.(2)不是简单随机抽样.虽然“一次性”抽取和“逐个”抽取不影响个体被抽到的可能性,3但简单随机抽样要求的是“逐个抽取”.(3)不是简单随机抽样.因为是指定 5名同学参加比赛,每个个体被抽到的可能性是不同的,不是等可能抽样.规律方法 判断一个抽样是否是简单随机抽样的依

6、据是简单随机抽样的四个特点:总体的个体数有限;逐个抽取;不放回;等可能.【训练 1】 下面的抽样方法是简单随机抽样吗?为什么?(1)仓库中有 1万支奥运火炬,从中一次性抽取 100支火炬进行质量检查;(2)某连队从 200名官兵中,挑选出 50名最优秀的官兵赶赴四川参加抗震救灾工作;(3)一彩民选号,从装有 36个大小、形状都相同的号签的盒子中无放回地抽出 6个号签.解 (1)不是简单随机抽样.虽然“一次性抽取”和“逐个抽取”不影响个体被抽到的可能性,但简单随机抽样要求的是“逐个抽取”.(2)不是简单随机抽样.因为这 50名官兵是从中挑选出来的,是最优秀的,每个个体被抽到的可能性不同,不符合简

7、单随机抽样中“等可能抽样”的要求.(3)是简单随机抽样.因为总体中的个体数是有限的,并且是从总体中逐个进行抽取的,是不放回、等可能的抽样.题型二 抽签法的应用【例 2】 某班有 40名同学,随机抽取其中 10名同学参加某项活动,请写出采用抽签法抽取的过程.解 第一步,对这 40名学生进行编号,可以编号为 1,2,3,4,40.第二步,将号码写在形状、大小相同的号签上.第三步,将号签放在同一不透明的箱中,并搅拌均匀.第四步,从箱中每次抽取 1个号签,连续抽取 10次.第五步,将与号签上的号码对应的同学抽取即得样本.规律方法 1.一个抽样试验能否用抽签法,关键看两点:一是制签是否方便;二是个体之间

8、差异不明显.2.应用抽签法时应注意以下几点:(1)编号时,如果已有编号可不必重新编号;(2)号签要求大小、形状完全相同;(3)号签要均匀搅拌;(4)要逐一不放回的抽取.【训练 2】 从 20架钢琴中抽取 5架进行质量检查,请用抽签法确定这 5架钢琴.解 第一步,将 20架钢琴编号,号码是 01,02,20.第二步,将号码分别写在一张纸条上,揉成团,制成号签.第三步,将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并充分搅匀.第四步,从袋子中逐个不放回地抽取 5个号签,并记录上面的编号.第五步,所得号码对应的 5架钢琴就是要抽取的对象.4【例 3】 某校的综合素质竞赛要求选手回答的 12道题是这样产生的:从

9、 30道体育题中随机抽出 3道,从 50道美术题中随机抽出 5道,从 40道音乐题中随机抽出 4道.试确定某选手所要回答的 12道题的序号(体育题的编号为 130,美术题的编号为 3180,音乐题的编号为 81120).解 随机数表法.第一步 对题目编号,体育题编号为 001,002,030;美术题编号为031,032,080;音乐题编号为 081,120.第二步 在随机数表中任选一个数作为开始,任选一个方向作为读数方向.比如,选第 15行第 6列的数 4作为开始,向右读.第三步 从数字 4开始向右读,每次读三位,凡不在 001120 中的数跳过去不读,遇到已经读过的数也跳过不读,从 0010

10、30 中选 3个号码,从 031080 中选 5个号码,从081120 中选 4个号码,依次可得到038,119,033,099,004,047,094,116,044,068,013,030.第四步 对应以上号码找出所要回答的问题的序号,体育题的序号为 4,13,30;美术题的序号为 38,33,47,44,68;音乐题的序号为 119,99,94,116.【迁移 1】 某工厂的质检人员对生产的 100件产品采用随机数表法抽取 10件进行检查,对 100件产品采用下面的编号方法:1,2,3,100;001,002,003,100;00,01,02,03,99.其中最恰当的序号是_.解析 只有

11、编号时数字位数相同才能达到随机等可能抽样,所以不恰当.的编号位数相同,都可以采用随机数法.但中号码是三位数,读数费时,所以最恰当.答案 【迁移 2】 一个总体共有 60个个体,其编号为 00,01,02,59,现从中抽取一个容量为 10的样本,请从随机数表的第 8行第 11列的数字开始,每次向右读两位,到最后一个数后再从下一行的左边开始继续向右读,依次获取样本号码,直到取满样本为止,则获得的样本号码是_.附表:(第 8行第 10行)63 01 63 78 59 16 95 55 67 19 98 10 50 71 7512 86 73 58 07 44 39 52 38 79 第 8行 33

12、21 12 34 29 78 64 56 07 82 52 42 07 44 3815 51 00 13 42 99 66 02 79 54 第 9行 57 60 86 32 44 09 47 27 96 54 49 17 46 09 6290 52 84 77 27 08 02 73 43 28 第 10行 解析 第 8行第 11列的数字为 1,由此开始,依次开始取号码,第一个号码为 16,可取出;5第二个号码为 9559,舍去,按照这个规则抽取号码,抽取的 10个样本号码为16,55,19,10,50,12,58,07,44,39.答案 16,55,19,10,50,12,58,07,44

13、,39【迁移 3】 质检局要考察某公司生产的 500 g盒装水果罐头的质量是否达标,现从 800盒水果罐头中抽取 60盒进行检验,请用适当的方法抽取样本.解 第一步 将 800盒水果罐头编号,分别为 000,001,002,799;第二步 在随机数表中任选一个数,例如从第 5行第 10列开始向右读,得到一个满足条件的三位数 438,继续读下去,在 000799 内的数取出,不在此范围内的数和重复的数跳过,直到 60个样本数都取到为止;第三步 把取到的数据与水果罐头的编号相对应,取出相应的水果罐头,组成样本.规律方法 1.利用随机数表法抽取样本的关键是所有个体编号的位数要一致.若不一致,需先调整

14、到一致再进行抽样.例如当总体中有 100个个体时,为了操作简便可以选择从 00开始编号,那么所有个体的编号都用两位数字表示即可,即 0099 号.如果选择从 1开始编号,那么所有个体的号码都必须用三位数字表示,比如 001100.很明显每次读两个数字要比每次读三个数字节省时间.2.使用随机数表法编号时号码位数应相同,才能使抽样具有随机性.在开始读表之前,就应随机指出行、列,确定开始数字及读取方向.步骤可简记为:编号随机选定开始数字获取样本号码按号码取样本.3.需要注意随机数表法对于超出编号范围的数字的处理,一定要将其舍去,重复的数字也应该舍去.课堂达标1.为了了解全校 800名高一学生的体重情

15、况,从中抽取 160名学生进行测量,下列说法正确的是_(填序号).总体是 800;个体是每一名学生;样本是 160名学生;样本容量是 160.解析 根据定义,总体是某一数值指标的全体,因而个体和样本考察的也是数值指标.因此本题中的总体是 800名高一学生的体重,个体是每一名高一学生的体重,样本是所抽取的160名高一学生的体重,样本容量是 160,只有正确.答案 2.抽签法确保样本代表性的关键是_(填序号).制签;搅拌均匀;逐一抽取;抽取不放回.6解析 若样本具有很好的代表性,则每一个个体被抽取的机会相等,故需要对号签搅拌均匀.答案 3.对于简单随机抽样,下列说法正确的序号是_.它要求总体中的个

16、体数有限,以便对其中各个个体被抽取的概率进行分析;它是从总体中逐个地进行抽取,以便在抽取实践中进行操作;它是一种不放回抽样;它是一种等可能抽样,不仅每次从总体中抽取一个个体时,各个个体被抽取的机会相等,而且在整个抽样过程中,各个个体被抽取的机会也相等,从而保证了这种抽样的公平性.解析 由简单随机抽样的概念,知都正确.答案 4.从 10个篮球中任取一个检查其质量,用随机数表法抽取样本,则最恰当的编号应为_.答案 0,1,2,3,4,5,6,7,8,95.为了检验某种药品的副作用,从编号为 1,2,3,120 的服药者中用随机数表法抽取10人作为样本,写出抽样过程.解 第一步,将 120名服药者重

17、新进行编号,分别为 001,002,003,120;第二步,在随机数表中任选一数作为初始数,如选第 9行第 7列的数 3;第三步,从选定的数 3开始向右读,每次读取三位,凡不在 001120 中的数跳过去不读,前面已经读过的也跳过去不读,依次可得到 074,100,094,052,080,003,105,107,083,092;第四步,以上这 10个号码所对应的服药者即是要抽取的对象.课堂小结1.要判断所给的抽样方法是不是简单随机抽样,关键是看它们是否符合简单随机抽样的定义,即简单随机抽样的四个特点:总体有限、逐个抽取、无放回抽样、等可能抽取.2.一个抽样试验能否用抽签法,关键看两点:一是制作

18、号签是否方便,二是号签是否容易被搅拌均匀.一般地,当总体容量和样本容量都较少时可用抽签法.3.利用随机数法抽取个体时,关键是先确定以表中的哪个数(哪行哪列)作为起点,以哪个方向作为读数的方向.需注意读数时结合编号特点进行读取,每次读取两位;编号为三位,则每次读取三位.基础过关1.简单随机抽样的结果_(填正确序号).完全由抽样方式所决定;7完全由随机性所决定;完全由人为因素所决定;完全由计算方法所决定.答案 2.某学校为了解高一 800名新入学同学的数学学习水平,从中随机抽取 100名同学的中考数学成绩进行分析,在这个问题中,下列说法正确的是_(填序号).800 名同学是总体;100 名同学是样

19、本;每名同学是个体;样本容量是 100.解析 据题意,总体是指 800名新入学同学的中考数学成绩,样本是指抽取的 100名同学的中考数学成绩,个体是指每名同学的中考数学成绩,样本容量是 100.答案 3.为了检验某种产品的质量,决定从 101件产品中抽取 10件检验,若用随机数表法抽取样本,则编号的位数为_.解析 用随机数表法抽取样本,位数应相同,应为 3位,首位可以是 000或 001.答案 34.从某批零件中抽取 50个,然后再从 50个中抽出 40个进行合格检查,发现合格品有 36个,则该产品的合格率约为_.解析 100%90%.3640答案 90%5.某总体共有 60个个体,并且编号为

20、 00,01,59. 现需从中抽取一个容量为 8的样本,请从随机数表的倒数第 5行(下表为随机数表的最后 5行)第 11、12 列的 18开始.依次向下读数,到最后一行后向右,直到取足样本为止(大于 59及与前面重复的数字跳过),则抽取样本的号码是_.95 33 95 22 00 18 74 72 00 18 38 79 58 69 32 81 76 80 26 92 82 80 84 25 3990 84 60 79 80 24 36 59 87 38 82 07 53 89 35 56 35 23 79 18 05 98 90 07 3546 40 62 98 80 54 97 20 56

21、 95 15 74 80 08 32 16 46 70 50 80 67 72 16 42 7920 31 89 03 43 38 46 82 68 72 32 14 82 99 70 80 60 47 18 97 63 49 30 21 3071 59 73 05 50 08 22 23 71 77 91 01 93 20 49 82 96 59 26 94 66 39 67 98 60解析 由随机数法可得,抽取样本的号码是 18,24,54,38,08,22,23,01.答案 18,24,54,38,08,22,23,016.某校 2013级高一年级有 50位任课教师,为了调查老师的业余兴

22、趣情况打算抽取一个容量为 5的样本,问此样本若采用抽签法将如何获得?解 首先,把 50位任课教师编上号码:1,2,3,50.制作 50个形状、大小相同的号签(号签可以用小球、卡片、纸条等制作),然后将这些号签放在一个不透明的箱子里均匀搅8拌.抽签时,每次从中抽出 1个号签,不放回地连续抽取 5次,就得到一个容量为 5的样本.7.某单位有 80名员工,现要从中抽取 8名员工去参加一个座谈会,每名员工被抽取的机会均等,怎样抽取?解 由于本题中的总体和样本数目都较小,因此可采用抽签法进行抽取,或采用随机数表法抽取.法一 抽签法:把 80名员工编号为 1,2,3,80,并写在小纸片上,折叠成小块或揉成

23、小球;将所制成的小块或小球放到不透明袋中,充分搅拌均匀;从不透明袋中逐个抽取 8个号签;选出总体中与抽到号签一致的 8名员工参加座谈会.法二 随机数表法:把 80名员工编号,可以编为 00,01,02,79;取出随机数表,选择某一行某一列开始读数(不妨选择第 5行,第 12列);按照一定的方向读下去,在读取的过程中,得到的号码不在编号内的,则跳过,若在编号内,则取出;如果得到的号码前面已经取出,即重复出现的号码,则跳过,如此继续下去,直到取满为止;根据选定的号码抽取样本.能力提升8.总体由编号为 01,02,19,20 的 20个个体组成.利用下面的随机数表选取 5个个体,选取方法:从随机数表

24、第 1行的第 5列和第 6列数字开始由左到右一次选取两个数字,则选出来的第 5个个体的编号为_.7816 6572 0802 6314 0702 4369 9728 01983204 9234 4935 8200 3623 4869 6938 7481解析 从随机数表第 1行的第 5列和第 6列数字开始由左到右一次选取两个数字开始向右读,第一个数为 65,不符合条件,第二个数为 72,不符合条件,第三个数为 08,符合条件,以下符合条件的数字依次为 02,14,07,01,故第 5个数为 01.答案 019.假设要考察某公司生产的 500克袋装牛奶的质量是否达标,现从 800袋牛奶中抽取 60

25、袋进行检验.利用随机数表抽取样本时,先将 800袋牛奶按 000,001,799 进行编号,如果从随机数表第 8行第 7列的数开始向右读,请你依次写出最先检测的 5袋牛奶的编号是_ (下面摘取了随机数表第 7行至第 9行) .行 7 8 984 42 17 53 31 63 01 63 78 59 33 21 12 34 29随机数表数值 57 24 55 06 88 16 95 55 67 19 78 64 56 07 82977 04 74 47 67 98 10 50 71 75 52 42 07 44 3821 76 33 50 25 12 86 73 58 07 15 51 00 1

26、3 4283 92 12 06 76 44 39 52 38 79 99 66 02 79 54解析 使用随机数表法抽取样本时,一般要有 4步:编号,选数,读数,入样.由于本题已经指明所读取的第一个数,并且指明读数的方向,因此只要正确读数即可.从第 8行第 7列的数 7开始,向右读下去,得到第一个三位数字号码为 785,因为其在0799 之间,故将它取出;继续读下去,又得到 916,955,由于它们大于 799,将它们去掉;继续向右读,得到 567,199,将它们取出;随后的三位数字号码是 810,由于它大于799,将它去掉;再继续下去,得到 507,175.至此,5 个样本已经取满,于是,所

27、要抽取的样本号码是:785,567,199,507,175.答案 785,567,199,507,17510.用随机数表法从 100名学生(男生 25人)中抽选 20人进行评教,某男学生被抽到的可能性是_.解析 因为样本容量为 20,总体容量为 100,所以总体中每个个体被抽到的可能性都为0.2.20100答案 0.211.福利彩票的中将号码是从 136 个号码中选出 7个号码来按规则确定中奖情况,这种从36个号码中选 7个号码的抽样方法是_(填“抽签法”或“随机数法”).答案 抽签法12.设某校共有 100名教师,为了支援西部教育事业,现要从中随机抽出 12名教师组成暑期西部讲师团,请写出利

28、用随机数表法抽取该样本的步骤.解 第一步,将 100名教师进行编号:00,01,02,99;第二步,在随机数表(教材 P124)中任取一数,如第 12行第 9列的数 7;第三步,从选定的数 7开始向右读,每次读取两位,凡不在 0099 中的数跳过去不读,前面已经读过的也跳过去不读,依次可得 75,84,16,07,44,99,83,11,46,32,24,20;第四步,以上这 12个编号所对应的教师即是要抽取的对象.13.(选做题)某电视台举行颁奖典礼,邀请 20名港台、内地艺人演出,其中从 30名内地艺人中随机选出 10人,从 18名香港艺人中随机挑选 6人,从 10名台湾艺人中随机挑选 4人.试用抽签法确定选中的艺人,并确定他们的表演顺序.解 第一步:先确定艺人:(1)将 30名内地艺人从 01到 30编号,然后用相同的纸条做成30个号签,在每个号签上写上这些编号,然后放入一个不透明小筒中摇匀,从中抽出 10个号签,则相应编号的艺人参加演出;(2)运用相同的办法分别从 10名台湾艺人中抽取 410人,从 18名香港艺人中抽取 6人.第二步:确定演出顺序:确定了演出人员后,再用相同的纸条做成 20个号签,上面写上 1到 20这 20个数字,代表演出的顺序,让每个演员抽一张,每人抽到的号签上的数字就是这位演员的演出顺序,再汇总即可.

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