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文檔簡(jiǎn)介
2019年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案(人教版A版).
隨機(jī)抽樣
一.【課標(biāo)要求】
i.能從現(xiàn)實(shí)星活或其他提出具有一定價(jià)值的統(tǒng)計(jì)問題;
2.結(jié)合具體的實(shí)際問題情境,理解隨機(jī)抽樣的必要性和重要性;
3.在參與解決統(tǒng)計(jì)問題的過程中,學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法從總體中抽取樣本;通過
對(duì)實(shí)例的分析,了解分層抽樣和系統(tǒng)抽樣方法;
4.能通過試驗(yàn)、查閱資料、設(shè)計(jì)調(diào)查問卷毒方法收集數(shù)據(jù).
二.【命題走向】
統(tǒng)計(jì)是在初市數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)初步的深化和擴(kuò)展,本講的主要內(nèi)容是隨機(jī)抽樣的方法在總體中
抽取樣本。
預(yù)測(cè)2019年高考對(duì)本講的考察是:
(1)以基本題(中、低檔題為主),多以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),以實(shí)際問題為背
景,綜合考察學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的知識(shí)、應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)、解決實(shí)際問題的能力;
(2)熱點(diǎn)是隨機(jī)抽樣方法中的分層抽樣、系統(tǒng)抽樣方法.
三.【要點(diǎn)精講】
三種常用抽癢方法:
1.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣:飯一個(gè)總體的個(gè)數(shù)為No如果通過逐個(gè)抽取的方法從中抽取一個(gè)樣
本,且每次抽取時(shí)各個(gè)個(gè)體被抽到的概率相等,就稱這樣的抽樣為簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單
隨機(jī)抽樣,常用抽簽法和隨機(jī)數(shù)表法.
(1)抽簽法
制簽:先將總體中的所有個(gè)體編號(hào)(號(hào)碼可以從1到N),并把號(hào)碼寫在形狀、大小相
同的號(hào)簽上,號(hào)簽可以用小球、卡片、紙條等制作,然后將這些號(hào)簽放在同一個(gè)箱子里,進(jìn)
行均勻攪拌;
抽簽:抽簽時(shí),每次從中抽出1個(gè)號(hào)簽,連續(xù)抽取〃次;
成樣:對(duì)應(yīng)號(hào)簽就得到一個(gè)容量為〃的樣本。
抽簽法簡(jiǎn)便易行,當(dāng)總體的個(gè)體數(shù)不多時(shí),適宜采用這種方法.
(2)隨機(jī)數(shù)表法
編號(hào):對(duì)總體進(jìn)行編號(hào),保證位數(shù)一致;
數(shù)數(shù):當(dāng)隨機(jī)地選定開始讀數(shù)的數(shù)后,讀敘的方向可以向右,也可以向左、向上、向下
等等。在讀數(shù)過程中,得到一串?dāng)?shù)字號(hào)碼,在去掉其中不合要求和與前面重復(fù)的號(hào)碼后,其
中依次出現(xiàn)的號(hào)碼可以看成是依次從總體中抽取的各個(gè)個(gè)體的號(hào)碼。
成樣:對(duì)應(yīng)號(hào)簽就得到一個(gè)容量為〃的樣本.
結(jié)論:
①用簡(jiǎn)串隨機(jī)抽樣,從含有N個(gè)個(gè)體的總體中抽取一個(gè)容量為〃的樣本時(shí),每次抽取一
個(gè)個(gè)體時(shí)任一個(gè)體被抽到的概率為上;在整個(gè)抽樣過程中各個(gè)個(gè)體被抽到的概率為K;
NN
②基于此,簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣體現(xiàn)了抽樣的客觀性與公平性;
③簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的特點(diǎn):它是不放回抽樣;它是逐個(gè)地進(jìn)行抽??;它是一種等概率抽
樣。.
2.系統(tǒng)抽樣:當(dāng)總體中的個(gè)數(shù)較多時(shí),可將總體分成均衡的幾人部分,然后按照預(yù)先
定出的規(guī)則,從每一部分抽取1個(gè)個(gè)體,得到所需要的樣本,這種抽樣叫做系統(tǒng)抽樣(也稱
為機(jī)械抽樣)。
系統(tǒng)抽樣而步驟可概括為:
(1)將總體中的個(gè)體編號(hào)。采用隨機(jī)的方式將總體中的個(gè)體編號(hào);_
N
(2)將整個(gè)的編號(hào)進(jìn)行分段。為將整個(gè)的編號(hào)進(jìn)行分段,要確定分段的間隔h當(dāng)一是
n
NN
整數(shù)時(shí),k=J當(dāng)上不是整數(shù)時(shí),通過從總體中剔除一些個(gè)體使剩下的個(gè)體數(shù)N'能被〃
nn
整除,這時(shí)k=LN,;
n
(3)確定起始的個(gè)體編號(hào)。在第1段用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣確定起始的個(gè)體邊弓/;
(4)抽取樣本。按照先確定的規(guī)則(常將/加上間隔Z)抽取需本:
1,1+k,l+2/k,,,*,Z+(n—V)k?
3.分層抽樣:當(dāng)已知總體由差異明顯的幾部分組成時(shí),常將總體分成幾部分,然后按
照各部分所占的比進(jìn)行抽樣,這種抽樣叫做分層抽樣,其中所分成的各部分叫做層.
結(jié)論:
(1)芬層抽樣是等概率抽樣,它也是公平的。用分層抽樣從個(gè)體數(shù)為N的總體中抽取
一個(gè)容量為〃的樣本時(shí),在整個(gè)拍樣過程中每個(gè)個(gè)體被抽到的概率相等,都等于工;
N-
(2)分層抽樣是建立在簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣的基礎(chǔ)上的,曰于它充分利用了己知
信息,因此利用它獲取的樣本更具有代表性,在實(shí)踐的應(yīng)用更為廣泛.
四.【典例解析】
題型1:統(tǒng)計(jì)概念及簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣一
例1.為調(diào)查參加運(yùn)動(dòng)會(huì)的1000名運(yùn)動(dòng)員的年齡情況,從中抽查了100名運(yùn)動(dòng)員的年
齡,就這個(gè)問題來說,下列說法正確的是().
A.1000名運(yùn)動(dòng)員是總體B.每個(gè)運(yùn)動(dòng)員是個(gè)體一
C.抽取的100名運(yùn)動(dòng)員是樣本D.樣本容量是100
解析:這個(gè)問題我們研究的是運(yùn)動(dòng)員的年齡情況,因此應(yīng)選D。_
答案:D
點(diǎn)評(píng):鉉題屬于易錯(cuò)題,一定要區(qū)分開總體與總體容量、樣本與樣本容量等概念。
例2.今用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣從含有6個(gè)個(gè)體的總體中抽取一個(gè)容量為2的樣本。問:①總
體中的某一個(gè)體。在第一次抽取時(shí)被抽到的概率是多少?②個(gè)體。不是在第1次未被抽到,
而是在第2次被抽到的概率是多少?③在整個(gè)抽樣過程中,個(gè)體。被抽到的概率是多少?_
解析:(1)—,(2)—>(3)—o
333-
點(diǎn)評(píng):由問題(1)的解答,出示簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的定義,問題(2)是本講難點(diǎn)。基于此,
簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣體現(xiàn)了抽樣的客觀性與公平性.
題型2:系統(tǒng)抽樣
例3.為了了解參加某種知識(shí)競(jìng)賽的1003名學(xué)生的成績(jī),請(qǐng)用系統(tǒng)抽樣抽取一個(gè)容量
為50的樣本。.
解析:(1)隨機(jī)地將這1003個(gè)個(gè)體編號(hào)為1,2,3,…,1003.
(2)利用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,先從總體中剔除3個(gè)個(gè)體(可利用隨機(jī)藪表),剩下的個(gè)體數(shù)
1000能被樣本容量50整除,然后再按系統(tǒng)抽樣的方法進(jìn)行.一
點(diǎn)評(píng):總體中的每個(gè)個(gè)體被剔除的概率相等(上],也就是每個(gè)個(gè)體不被剔除的概率
相等(照].采用系統(tǒng)抽樣時(shí)每個(gè)個(gè)體被抽取的概率都是(當(dāng)_〕,所以在整個(gè)抽樣過程
11003)[1000J
中每個(gè)個(gè)體被抽取的概率仍然相等,都是磔乂也=也。
100310001003_
例4.1(2008年湖南理,15)|
.對(duì)有n(n24)個(gè)元素的總體{1,2,???,〃}進(jìn)行抽樣,先將總體分成兩個(gè)子總體一
{1,2,…,加}和{m+1,m+2,…(m是給定的正整數(shù),且2Wm〈n-2),再?gòu)囊?/p>
每個(gè)子總體中各隨機(jī)抽取2個(gè)元素組成樣本.用今表示元素i和j同時(shí)出現(xiàn)在樣_
本中的概率,則匕-:所有4(lWiVjW,)的和等于..
4
【答案】6
【解析]k瓷土就霍就言寸嬴片第二空可分:
C2
①當(dāng)。jW{1,2,…,加}吐Pjj=-77=1;
Cm
②當(dāng){租+1,m+2,…,九}時(shí),=1
③當(dāng)i£{l,2,…,加},e{m+1,機(jī)+2,???,〃}時(shí)
4
Pg-m(n-m)x=4;
m(n-m)
所以尾=l+l+4=6.
點(diǎn)評(píng):當(dāng)總體中個(gè)體個(gè)數(shù)較多而差異又不大時(shí)可采用
甲班乙班
系統(tǒng)抽樣。采用系統(tǒng)抽樣在每小組內(nèi)抽取時(shí)應(yīng)按規(guī)則進(jìn)
行.2181
(20。9年廣東卷文)(本小題滿分13分)
隨機(jī)抽取某中學(xué)甲乙兩班各10名同學(xué),測(cè)量他們的身99101703689
高(單位:cm),獲得身高數(shù)據(jù)的莖葉圖
如圖7.883216258
(1)根據(jù)莖葉圖判斷哪個(gè)班的平均身高較高;
(2)計(jì)算甲班的樣本方差8159
(3)現(xiàn)從乙班這10名同學(xué)中隨機(jī)抽取兩名身高不低于
173cm的同學(xué),求身高為176cm的同學(xué)被抽中的概率.圖7
解析(1)由莖葉圖可知:甲班身高集中于160:179
之間,而乙班身高集中于170:180之間。因此乙班平均身高高于甲班;
,158+162+163+168+168+170+171+179+179+182
X=------------------------------------------------------------------=1/U
10
甲班的樣本方差為《[(158-170)2+(162-170)2+(163-170)2+(168-170『+(168-170)2
+(170-170)2+(171-170)2+(179-170)2+(179-170)2+(182-170)2]=57
(3)設(shè)身高為176cm的同學(xué)被抽中的事件為A;
從乙班10名同學(xué)中抽中兩名身高不低于173cm的同學(xué)有:(181,173)(181,176)
(181,178)(181,179)(179,173)(179,176)(179,178)(178,173)
(178,176)(176,173)共10個(gè)基本事件,而事件A含有4個(gè)基本事件;
題型3:分層抽樣
例5.(2009全國(guó)卷II文)(本小題滿分12分)某車間甲組有10名工人,其中有4名女工人;
乙組有10名工人,其中有6名女工人?,F(xiàn)采用分層抽樣(層內(nèi)采用不放回簡(jiǎn)單隨即抽樣)
從甲、乙兩組中共抽取4名工人進(jìn)行技術(shù)考核.
(1)求從甲、乙兩組各抽取的人數(shù);
(2)求從甲組抽取的工人中恰有1名女工人的概率;
(3)求抽取的4名工人中恰有2名男工人的概率.
解析本題考查概率統(tǒng)計(jì)知識(shí),要求有正確理解分層抽樣的方法及利用分類原理處理事
件概率的能力,第一問直接利用分層統(tǒng)計(jì)原理即可得人數(shù),第二問注意要用組合公式得
出概率,第三問關(guān)鍵是理解清楚題意以及恰有2名男工人的具體含義,從而正確分類求
概率.
解(1)由于甲、乙兩組各有10名工人,根據(jù)分層抽樣原理,要從甲、乙兩組中共抽
取4名工人進(jìn)行技術(shù)考核,則從每組各抽取2名工人.
(2)記A表示事件:從甲組抽取的工人中恰有1名女工人,則P(A)=-^=a
2
rVIO125
(3)A,表示事件:從甲組抽取的2名工人中恰有i名男工人,Z=0,1,2
用表示事件:從乙組抽取的2名工人中恰有j名男工人,j=0,1,2
5表示事件:抽取的4名工人中恰有2名男工人。
A,.與烏獨(dú)立,z,y=0,1,2,且8=4居+44+42綜
故P(B)=P(4?邑+A?>+4?Bo)
=P(&)?尸(4)+P(A)?尸(耳)+P(4).P(Bo)
「202「'「I「2「2
5.55-6..%.%
Jo5o5o55o5o
點(diǎn)評(píng):本小題主要考杳分層抽樣的概念和運(yùn)算,以及運(yùn)用統(tǒng)計(jì)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
例6.甲校有3600名學(xué)生,乙校有5400名學(xué)生,丙校有1800名學(xué)生,為統(tǒng)計(jì)三校學(xué)
生某方面的情況,計(jì)劃采用分層抽樣法,抽取一個(gè)樣本容量為90人的樣本,應(yīng)在這三校分
別抽取學(xué)生()
A.30人,30人,30人B.30人,45人,15人
C.20人,30人,10人D.30人,50人,10人
解析:B;
點(diǎn)評(píng):根據(jù)樣本容量和總體容量確定抽樣比,最終得到每層中學(xué)生人數(shù)。
題型4:綜合問題
例7.(1)某公司在甲、乙、丙、丁四個(gè)地區(qū)分別有150個(gè)、120個(gè)、180個(gè)、150個(gè)銷
售點(diǎn).公司為了調(diào)查產(chǎn)品銷售的情況,需從這600個(gè)銷售點(diǎn)中抽取一個(gè)容量為100的樣本,
記這項(xiàng)調(diào)查為①:在丙地區(qū)中有20個(gè)特大型銷售點(diǎn),要從中抽取7個(gè)調(diào)查其銷售收入和售
后服務(wù)情況,記這項(xiàng)調(diào)查為②.則完成①、②這兩項(xiàng)調(diào)查宜采用的抽樣方法依次是
A.分層抽樣法,系統(tǒng)抽樣法B.分層抽樣法,簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法
C.系統(tǒng)抽樣法,分層抽樣法D.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法,分層抽樣法
分析:此題為抽樣方法的選取問題.當(dāng)總體中個(gè)體較多時(shí)宜采用系統(tǒng)抽樣;當(dāng)總體中的
個(gè)體差異較大時(shí),宜采用分層抽樣;當(dāng)總體中個(gè)體較少時(shí),宜采用隨機(jī)抽樣.
依據(jù)題意,第①項(xiàng)調(diào)查應(yīng)采用分層抽樣法、第②項(xiàng)調(diào)查應(yīng)采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法.故選B.
答案:B
(2)某初級(jí)中學(xué)有學(xué)生270人,其中一年級(jí)108人,二、三年級(jí)各81人,現(xiàn)要利用抽
樣方法抽取10人參加某項(xiàng)調(diào)查,考慮選用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、分層抽樣和系統(tǒng)抽樣三種方案,
使用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣和分層抽樣時(shí),將學(xué)生按一、二、三年級(jí)依次統(tǒng)一編號(hào)為1,2,…,270;
使用系統(tǒng)抽樣時(shí),將學(xué)生統(tǒng)一隨機(jī)編號(hào)1,2,…,270,并將整個(gè)編號(hào)依次分為10段.如果
抽得號(hào)碼有下列四種情況:
①7,34,61,88,115,142,169,196,223,250;
②5,9,100,107,111,121,180,195,200,265;
③11,38,65,92,119,145,173,200,227,254;
④30,57,84,111,138,165,192,219,246,270;
關(guān)于上述樣本的下列結(jié)論中,正確的是()
A.②、③都不能為系統(tǒng)抽樣B.②、④都不能為分層抽樣
C.①、④都可能為系統(tǒng)抽樣D.①、③都可能為分層抽樣
解析:Do
點(diǎn)評(píng):采用什么樣的抽樣方法要依據(jù)研究的總體中的個(gè)體情況來定。
五.【思維總結(jié)】
常用的抽樣方法及它們之間的聯(lián)系和區(qū)別:
類別共同點(diǎn)各自特點(diǎn)相互聯(lián)系適用范圍
總體中的
簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣從總體中逐個(gè)抽取個(gè)數(shù)比較
少
抽樣過程
將總體均勻分成幾個(gè)在起始部分抽總體中的
中每個(gè)個(gè)
系統(tǒng)抽樣部分,按照事先確定樣時(shí)采用簡(jiǎn)單個(gè)數(shù)比較
體被抽取
的規(guī)則在各部分抽取隨機(jī)抽樣多
的概率是
體
差
總
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