抽样技术2简单随机抽样.ppt

《抽样技术2简单随机抽样.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抽样技术2简单随机抽样.ppt（49页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第2章 简单随机抽样（SRS）,2.1 定义及其抽选方法2.2 简单估计量及其性质2.3 样本量的确定2.4 设计效应,Simple Random Sampling(SRS),2.1定义与符号,简单随机抽样也称为单纯随机抽样。从含有 N 个单元的总体中抽取 n 个单元组成样本，如果抽样是不放回的，则所有可能的样本有 个，若每个样本被抽中的概率相同，都为，这种抽样方法就是简单随机抽样。具体抽样时，通常是逐个抽取样本单元，直到抽满n个单元为止。,有限,放回简单随机抽样不放回简单随机抽样,放回简单随机抽样(SRS with replacement)当从总体N个抽样单元中抽取n个抽样单元时，如果依次抽

2、取单元时，不管以前是否被抽中过，每次都从N个抽样单元中随机抽取，这时，所有可能的样本为 个(考虑样本单元的顺序),每个样本被抽中的概率为放回简单随机抽样在每次抽取样本单元时，都将前一次抽取的样本单元放回总体，因此，总体的结构不变，抽样是相互独立进行的，这一点是它与不放回简单随机抽样的主要不同之处。放回简单随机抽样的样本量不受总体大小的限制，可以是任意的。,简单随机抽样的抽取原则：（1）按随机原则取样；（2）每个抽样单元被抽中的概率都是已知的或事先确定的；（3）每个抽样单元被抽中的概率都是相等的。,【例2.1】,设总体有5个单元（1、2、3、4、5），按放回简单随机抽样的方式抽取2个单元，则所有

3、可能的样本为25个（考虑样本单元的顺序）：,(2)不放回简单随机抽样(SRS without replacement),当从总体N个抽样单元中依次抽取n个抽样单元时，每个被抽中的单元不再放回总体，而是从总体剩下的单元中进行抽样。不放回简单随机抽样的样本量要受总体大小的限制。在实际工作中，更多的采用不放回简单随机抽样。,【例2.2】,设总体有5个单元（1、2、3、4、5），按不放回简单随机抽样的方式抽取2个单元，则所有可能的样本为10个：,符号,大写符号表示总体的标志值，用小写符号表示样本的标志值,符号,大写符号表示总体的标志值，用小写符号表示样本的标志值,总体指标值上面带符号“”的表示由样本得

4、到的总体指标的估计。称 为抽样比，记为f。估计量的方差用大写的V表示,对 的样本估计，不用 而用 表示。,二、抽选方法,1抽签法2随机数法随机数表、随机数骰子(利用随机数骰子进行随机抽样的方法)、摇奖机、计算机产生的伪随机数(SPSS,R)随机数表法：N=35 n5讨论：(1)总体编号为135，在0099中产生随机数，若=00或35，则抛弃重抽。(2)总体编号为135，在0099中产生随机数，以除以35，余数作为被抽中的数，如果余数为0，则被抽中的数为35。,三、地位与作用,优点简单直观理论基础缺点N很大时难以获得抽样框样本分散不易实施，调查费用高很少单独使用，一般结合其他方法使用没有其他信息

5、时使用,2.2 简单估计量及其性质,判断下面要估计的总体目标量分别属于什么类型？调查城市居民家庭平均用电量。估计湖中鱼的数量。测试日光灯的寿命。估计居民家庭用于做饭菜及饮用的用水量占家庭总用水量的比重。估计婴儿出生性别比。检测食盐中碘含量。,一、对总体均值的估计,以样本均值作为总体均值的估计性质1：对于简单随机抽样，是 的无偏估计。,例设总体为0，1，3，5，6，计算总体均值=3、总体方差=5.2和=6.5；给出全部 的样本，并验证 及。,样本编号,单元1,单元2,样本均值,-,样本方差,证明 性质1,对于固定的有限总体，估计量的期望是对所有可能样本求平均得到的，因此总体中每个特定的单元 在不

6、同的样本中出现的次数。,证明 性质1,由于每个单元出现在总体所有可能样本中的次数相同，因此 一定是 的倍数，且这个倍数就是，,性质2：,对于有限总体的方差定义：性质2：对于简单随机抽样，的方差式中：为抽样比，为有限总体校正系数。,证明性质2：,中的求和是对 项的，中的求和是对 项的,Mean=,随机变量,证明性质2,简单随机抽样下，简单估计量估计精度影响因素：,估计量的方差 是衡量估计量精度的度量。影响估计量方差的因素主要是样本量n，总体大小N和总体方差。通常N很大，当f0.05时，可将 近似取为1。总体方差是我们无法改变的；因此，在简单随机抽样的条件下，只有通过加大样本量来提高估计量的精度。

7、,性质3：的样本无偏估计为：,证明:,大样本下，抽样调查估计量渐进正态 置信区间,【例2.3】,我们从某个N=100的总体中抽出一个大小为n=10的简单随机样本，要估计总体平均水平并给出置信度为95%的区间估计。,由置信度95%对应的，因此，可以以95%的把握说总体平均水平大约在 之间，即2.4295和7.5705之间。,二、对总体总量的估计,【例2.4】续例2.3。估计总体总量，并给出在置信度95%的条件下，估计的极限相对误差。,在置信度95%下，的极限相对误差为：,三、对总体比例的估计,某一类特征的单元占总体单元数中的比例P.将总体单元按是否具有这种特征划分为两类，设总体中有个单元具有A这

8、个特征，如果对每个单元都定义指标值,总体方差：,估计量,性质5：对于简单随机抽样，是 P 的无偏估计。的方差为：,证明,【例2.5】,某超市新开张一段时间之后，为改进销售服务环境，欲调查附近几个小区居民到该超市购物的满意度，该超市与附近几个小区的居委会取得联系，在总体中按简单随机抽样抽取了一个大小为=200人的样本，调查发现对该超市购物环境表示满意或基本满意的居民有130位，要估计对该超市购物环境持肯定态度居民的比例，并在置信度95%下，给出估计的近似置信区间、极限绝对误差。假定这时的抽样比可以忽略。,95%近似置信区间为 58.37%，71.63%,2.3 样本量的确定,费用 总费用 固定费

9、用 可变费用,设计费分析费办公费管理费场租费等,访问员费交通费礼品费电话费等,STEPS,所需要的精度找出样本量与精度之间的关系估计所需的数值，求解 n如超出预算，调整精度值重新计算,精度margin of error,对精度的要求通常以允许最大绝对误差（绝对误差限）或允许最大相对误差（相对误差限）来表示。,样本量足够大时，可用正态分布近似,变异系数,样本量设计中的误区 1.估计精度越高越好吗？简单随机抽样估计比例P的样本量与误差（当P=0.5时）样本量 误差d 50 0.14 100 0.10 500 0.045 1000 0.032 10000 0.0098 对精度要求的判断十分重要。为得

10、到最小误差而选择最大样本量不是好的选择。,2.样本量与总体规模N有关吗？按照总体比例确定样本量合适吗？例：简单随机抽样估计P，置信度95%，允许误差5%，在P=0.5条件下 总体规模（N）所需样本量（n）50 44 100 80 500 222 1000 286 5000 370 10000 385 100000 398 1000000 400 10000000 400,抽样调查中的样本量,由此可知，在精度要求相同条件下，在北京市进行一项调查和在全国进行一项调查，样本量的差别并不大。总体规模越大，进行抽样调查的效率越高。,其他影响因素,1.所研究问题目标量的个数2.调查表的回收率 例如回收率估

11、计为80%，则应接触的样本量为计算出所需样本量的1.25倍；3.非抽样误差etc,定义：简单随机抽样的样本估计量的方差与复杂抽样的样本估 计 量的方差的比率。Deff Var（）为复杂样本估计量的方差。,2.4 设计效果(Design effect,Deff),设计效应,基什（L.Kish）提出 比较不同抽样方法的效率.,不放回简单随机抽样简单估计量的方差,某个抽样设计在同样样本量条件下估计量的方差。,Deff的作用：（1）评价抽样设计的一个依据,如果deff1，则抽样设计比简单随机抽样的效率低。（2）计算样本量如多阶段抽样的 Deff大约在22.5之间。n=n(deff)n为简单随机抽样所需样本量。,常用于复杂抽样样本量的确定；在一定精度条件下，简单随机抽样所需的样本量比较容易得到，复杂抽样的样本量为，,