Выборочное наблюдение

Содержание

Слайд 2

Найдите: медиану стажа и среднюю зарплату для коллектива из 5 человек

Найдите: медиану стажа и среднюю зарплату для коллектива из 5 человек

Слайд 3

Определение выборочного наблюдения Выборочное наблюдение — это способ несплошного статистического наблюдения,

Определение выборочного наблюдения

Выборочное наблюдение — это способ несплошного статистического наблюдения,

при котором обследуются не все единицы изучаемой (генеральной) совокупности, а лишь часть ее (выборка), отобранная по определенным правилам (научно) и обеспечивающая получение данных, характеризующих совокупность в целом.
Слайд 4

Причины применения: ♦ Экономия ♦ Невозможность проведения сплошного исследования

Причины применения:

♦ Экономия
♦ Невозможность проведения сплошного исследования

Слайд 5

Основные обозначения N – объем, численность, число единиц ГС n – объем ВС

Основные обозначения

N – объем, численность, число единиц ГС
n – объем ВС

Слайд 6

Основная идея выборочного метода состоит в том, что в результате обследования

Основная идея выборочного метода состоит в том, что в результате обследования

части совокупности можно судить с определенной вероятностью о характеристиках всей изучаемой совокупности (генеральной совокупности) Часть генеральной совокупности, которая подвергается обследованию – называется выборочной совокупностью (выборкой).
Слайд 7

Для того, чтобы выборочная совокупность давала объективные результаты, она должна быть

Для того, чтобы выборочная совокупность давала объективные результаты, она должна

быть репрезентативной (каждая единица генеральной совокупности должна иметь равную возможность попасть в выборку). Тогда с увеличением объема выборки характеристики выборочной совокупности будут приближаться к характеристикам генеральной совокупности.
Слайд 8

Теоретической основой выборки являются теоремы закона больших чисел (Чебышева, Ляпунова, Бернулли и др.)

Теоретической основой выборки являются теоремы закона больших чисел (Чебышева, Ляпунова,

Бернулли и др.)
Слайд 9

Задачи выборочного метода ♦ Определение доверительного интервала, в котором находится характеристика

Задачи выборочного метода

♦ Определение доверительного интервала, в котором находится характеристика генеральной

совокупности
♦ Определение минимального объема выборки
♦ Определение доверительной вероятности того, что разность между характеристиками выборочной и генеральной совокупностей не превзойдет наперед заданного числа
Слайд 10

Пример. Имеются данные о зарплате рабочих в у. е.

Пример. Имеются данные о зарплате рабочих в у. е.

Слайд 11

Сходство ГС и ВС Из теорем Чебышева, Ляпунова и закона больших

Сходство ГС и ВС

Из теорем Чебышева, Ляпунова и закона больших чисел

следует:
Хотя каждая выборочная средняя отличается от генеральной, среднее значение по ним равно генеральной:
Слайд 12

вывод. Реально наблюдаемая совокупность объектов, статистически представленная рядом наблюдений x1, x2,…,

вывод.

Реально наблюдаемая совокупность объектов, статистически представленная рядом наблюдений x1, x2,…,

xn случайной величины Х, является выборкой, а гипотетически существующая (домысливаемая) – генеральной совокупностью.
Слайд 13

В основе решения задач на выборочный метод лежат формулы предельных ошибок выборки

В основе решения задач на выборочный метод лежат формулы предельных

ошибок выборки
Слайд 14

Обозначения t - число, связанное с вероятностью через табл. закона распределения

Обозначения

t - число, связанное с вероятностью через табл. закона распределения

- средняя ошибка выборки
- предельная ошибка
Слайд 15

Ошибки выборки - генеральная средняя - генеральная доля - ошибка средней - ошибка доли

Ошибки выборки

- генеральная средняя

- генеральная доля

- ошибка средней

- ошибка доли

Слайд 16

Характеристики выборочной совокупности - выборочная средняя - выборочная дисперсия - выборочная доля

Характеристики выборочной совокупности

- выборочная средняя

- выборочная дисперсия

- выборочная доля

Слайд 17

Объем выборки Число наблюдений n, образующих выборку, называется объемом выборки. Если

Объем выборки

Число наблюдений n, образующих выборку, называется объемом выборки.

Если объем выборки n достаточно велик (n → ∞), выборка считается большой, в противном случае она называется выборкой ограниченного объема.
Слайд 18

Малой считается выборка, в которую входит меньше 30 единиц.

Малой считается выборка,
в которую входит

меньше 30 единиц.

Слайд 19

Рассмотрим особенности малой выборки. Если мы работаем с обычной выборкой, то

Рассмотрим особенности малой выборки.
Если мы работаем с обычной выборкой, то

используется таблица «Интеграла вероятностей закона нормального распределения».
В случае малой выборки необходимо пользоваться таблицей «Распределение Стьюдента», при этом число степеней свободы равно:
Слайд 20

Объем выборки Выборка считается малой, если при измерении одномерной случайной величины

Объем выборки

Выборка считается малой, если при измерении одномерной случайной величины

X объем выборки не превышает 30 (n <= 30), а при измерении одновременно нескольких (k) признаков в многомерном пространстве отношение n к k не превышает 10 (n/k < 10).
Слайд 21

Условия проведения выборки Выборка будет представлять всю совокупность с приемлемой точностью при выполнении двух условий.

Условия проведения выборки

Выборка будет представлять всю совокупность с приемлемой точностью при

выполнении двух условий.
Слайд 22

Условия проведения выборки Во-первых, она должна быть достаточно многочисленной, чтобы в

Условия проведения выборки

Во-первых, она должна быть достаточно многочисленной, чтобы в ней

могли проявиться закономерности, существующие в генеральной совокупности.
Слайд 23

Условия проведения выборки Во-вторых, элементы выборки должны быть отобраны объективно, независимо

Условия проведения выборки

Во-вторых, элементы выборки должны быть отобраны объективно, независимо от

воли исследователя, чтобы каждый из них имел одинаковые шансы быть отобранным или чтобы эти шансы были известны исследователю.
Слайд 24

характеристика выборочного наблюдения Генеральная совокупность может быть конечной (число наблюдений N

характеристика выборочного наблюдения

Генеральная совокупность может быть конечной (число наблюдений N

= const) или бесконечной (N = ∞), а выборка из генеральной совокупности – это всегда результат ограниченного ряда n наблюдений.
Слайд 25

Способы отбора По виду различают индивидуальный, групповой и комбинированный отбор. При

Способы отбора

По виду различают индивидуальный, групповой и комбинированный отбор. При индивидуальном

отборе в выборочную совокупность отбираются отдельные единицы генеральной совокупности, при групповом отборе – группы единиц, а комбинированный отбор предполагает сочетание группового и индивидуального отбора.
Слайд 26

Виды и схемы отбора Процесс образования выборочной совокупности называется отбором. Он

Виды и схемы отбора

Процесс образования выборочной совокупности называется отбором. Он осуществляется

в порядке беспристрастного, случайного отбора единиц из генеральной совокупности.
Существуют пять основных способов отбора
Слайд 27

Простой случайный отбор при котором n объектов случайно извлекаются из генеральной

Простой случайный отбор

при котором n объектов случайно извлекаются из

генеральной совокупности N объектов (например с помощью таблицы или датчика случайных чисел), причем каждая из возможных выборок имеют равную вероятность. Такие выборки называются собственно-случайными.
Слайд 28

Случайная выборка ♦ Случайная выборка - основа всех других способов отбора.

Случайная выборка

♦ Случайная выборка - основа всех других способов отбора.
♦ Случайная

выборка осуществляется методом жеребьевки: все единицы совокупности нумеруются, номера записываются на карточки, а потом отбираются.
♦ Отбор может быть повторным и бесповторным.
Слайд 29

Формулы предельных ошибок выборки

Формулы предельных ошибок выборки

Слайд 30

Обозначения: • - выборочная дисперсия; • W - выборочная доля; •

Обозначения:

• - выборочная дисперсия;
• W - выборочная доля;
• n - объем

выборочной совокупности;
• N - объем генеральной совокупности;
• t - число, связанное с вероятностью, которая берется из таблицы интеграла вероятностей закона распределения.
Слайд 31

Пример Для определения среднего срока службы изделий было обследовано 250 изделий.

Пример

Для определения среднего срока службы изделий было обследовано 250 изделий. При

этом средний срок службы был установлен на уровне 41,9 месяца. Среднее квадратическое отклонение равно 6,2 месяцам.
С вероятностью 0,9973 определить, в каких пределах находится средний срок службы всех изделий
Слайд 32

Решение: • Р=0,9973, t=3 (из таблицы интеграла вероятностей закона нормального распределения). •

Решение:

• Р=0,9973, t=3 (из таблицы интеграла вероятностей закона нормального распределения).

Слайд 33

Пример • Определить вероятность того, что предельная ошибка средней службы не превысит 1 месяц. Решение:

Пример

• Определить вероятность того, что предельная ошибка средней службы не

превысит 1 месяц.
Решение:
Слайд 34

Пример Определение минимального объема выборки. Сколько следует прохронометрировать операций, чтобы с

Пример Определение минимального объема выборки.

Сколько следует прохронометрировать операций, чтобы с вероятностью

0,9973 можно было бы утверждать, что разность между средней продолжительностью операций в выборочной и генеральной совокупности не превысит 1 секунды, если по результатам предыдущего испытания установлено, что средняя продолжительность операции равна 30 секундам, а среднее квадратическое отклонение равно 7 секундам?
Слайд 35

Решение : Ответ: нужно прохронометрировать не менее 441 операции.

Решение :
Ответ: нужно прохронометрировать не менее 441 операции.

Слайд 36

Простой отбор с помощью регулярной процедуры осуществляется с применением механической составляющей

Простой отбор с помощью регулярной процедуры

осуществляется с применением механической

составляющей (номера квартиры, даты, дня недели, буквы алфавита) и полученные таким способом выборки называются механическими.
Слайд 37

Стратифицированный отбор заключается в том, что генеральная совокупность объема N подразделяется

Стратифицированный отбор

заключается в том, что генеральная совокупность объема N подразделяется

на части совокупности или слои (страты) объема N1, N2, … , Nr, так что N1 + N2 + … + Nr = N.
Слайд 38

Стратифицированный отбор Страты - однородные объекты с точки зрения статистических характеристик

Стратифицированный отбор

Страты - однородные объекты с точки зрения статистических характеристик (например,

население по возрасту делится на две страты – в трудоспособном и нетрудоспособном возрасте; банки – по размеру капитала). В этом случае выборки называются стратифицированными (расслоенными, типическими, районированными).
Слайд 39

Серийный отбор Приемы серийного отбора используются для формирования серийных или гнездовых

Серийный отбор

Приемы серийного отбора используются для формирования серийных или гнездовых

выборок. Они удобны в том случае, если необходимо обследовать сразу "блок" или серию объектов (например, партию товара, продукцию определенной серии или предприятия территориально-административной единицы).
Слайд 40

Вся совокупность делится на серии, после чего механическим или собственно случайным

Вся совокупность делится на серии, после чего механическим или собственно случайным

способом отбирается некоторое количество серий. Все единицы совокупности, входящие в отобранные серии, подвергаются сплошному контролю.
Слайд 41

t t t t Метод отбора Выборка

t

t

t

t

Метод отбора

Выборка

Слайд 42

r – количество отобранных серий R – общее число серий -

r – количество отобранных серий
R – общее число серий

- межсерийная дисперсия

-

межсерийная выборочная дисперсия для доли

- доля изучаемого признака в i-той группе

- средняя выборочная доля изучаемого признака

Слайд 43

Пример: На предприятии 10 бригад. Изучается производительность труда. Отбираются 2 бригады.


Пример:
На предприятии 10 бригад. Изучается производительность труда. Отбираются 2 бригады.

Средняя производительность труда 1-й бригады – 4,6 тонны, а 2-й – 3 тонны. С вероятностью 0,9973 определить пределы в кот. будет находиться средняя производительность труда рабочих данного предприятия.
t = 3
Слайд 44

ОТВЕТ:

ОТВЕТ:

Слайд 45

Типическая выборка способ проведения типической выборки: 1. вся совокупность делится на

Типическая выборка

способ проведения типической выборки:

1. вся совокупность делится на типические группы

население

сельское

городское

пример

2.

из каждой типической группы отбирается некоторое количество единиц

Отбор может быть как пропорциональным объёму типических групп, так и непропорциональным

www.olegfedorov.info

Слайд 46

Объем выборки При отборе, пропорциональном объему типических групп, число наблюдений по

Объем выборки

При отборе, пропорциональном объему типических групп, число наблюдений по

каждой группе определяется по формуле:
-объем выборки из -й типической группы.
-общий объем выборки.
-объем -й типической группы в генеральной совокупности.
-объем генеральной совокупности.
Слайд 47

Типическая выборка: формулы

Типическая выборка: формулы

Слайд 48

Типическая выборка: пример Задача. Определим средний возраст мужчин, вступающих в брак,

Типическая выборка: пример

Задача. Определим средний возраст мужчин, вступающих в брак, произведя

5%-ю типическую выборку:

С вероятностью 0,954 определить
пределы, в которых будет находиться средний возраст мужчин, вступающих в брак
долю мужчин, вступающих в брак во второй раз.

Слайд 49

Типическая выборка: пример Решение. 1) Средний возраст вступления в брак мужчин находится в пределах

Типическая выборка: пример

Решение. 1) Средний возраст вступления в брак мужчин находится

в пределах
Слайд 50

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утвердить, что средний возраст мужчин,

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утвердить, что средний возраст мужчин,

вступающих в брак, принимает значения 25,2 ± 1,2 года,
или

Решение примера типической выборки

Слайд 51

Типическая выборка: пример Решение. 2) Доля мужчин, вступающих в брак во второй раз, находится в пределах

Типическая выборка: пример

Решение. 2) Доля мужчин, вступающих в брак во второй

раз, находится в пределах
Слайд 52

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утверждать, что доля мужчин, вступающих

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утверждать, что доля мужчин, вступающих

в брак во второй раз, принимает значения 14% ± 6%, или

Вывод по примеру типической выборки

Слайд 53

Комбинированный (ступенчатый ) отбор может сочетать в себе сразу несколько способов

Комбинированный (ступенчатый ) отбор

может сочетать в себе сразу несколько способов

отбора (например, стратифицированный и случайный или случайный и механический); такая выборка называется комбинированной.
Слайд 54

Методы отбора По методу отбора различают повторную и бесповторную выборку. Бесповторным

Методы отбора По методу отбора различают повторную и бесповторную выборку. Бесповторным

называется отбор, при котором попавшая в выборку единица не возвращается в исходную совокупность и в дальнейшем выборе не участвует; при этом численность единиц генеральной совокупности N сокращается в процессе отбора.
Слайд 55

При повторном отборе попавшая в выборку единица после регистрации возвращается в

При повторном отборе попавшая в выборку единица после регистрации возвращается в

генеральную совокупность и таким образом сохраняет равную возможность наряду с другими единицами быть использованной в дальнейшей процедуре отбора; при этом численность единиц генеральной совокупности N остается неизменной (метод в социально-экономических исследованиях применяется редко). Однако, при большом N (N → ∞) формулы для бесповторного отбора приближаются к аналогичным для повторного отбора и практически чаще используются последние (N = const).
Слайд 56

Механическая выборка При механической выборке вся совокупность делится на группы по

Механическая выборка

При механической выборке вся совокупность делится на группы по

числу единиц, которые должны войти в выборку, после чего из каждой группы отбирается 1 единица. Таким образом механическая выборка является бесповторной. Для механической выборки применяются формулы собственно-случайного, бесповторного отбора
Слайд 57

Слайд 58

Характеристики генеральной и выборочной совокупности В основе статистических выводов проведенного исследования

Характеристики генеральной и выборочной совокупности

В основе статистических выводов проведенного исследования

лежит распределение случайной величины Х, наблюдаемые же значения (х1, х2, … , хn) называются реализациями случайной величины Х (n – объем выборки).
Слайд 59

Характеристики генеральной и выборочной совокупности Распределение случайной величины Х в генеральной

Характеристики генеральной и выборочной совокупности

Распределение случайной величины Х в генеральной совокупности

носит теоретический, идеальный характер, а ее выборочный аналог является эмпирическим распределением.
Слайд 60

Выборочная доля Отношение числа единиц, обладающих данным признаком или данным его

Выборочная доля

Отношение числа единиц, обладающих данным признаком или данным его значением

m, к общему числу единиц выборочной совокупности n называется выборочной долей w:
w = m/n.
Слайд 61

Пример В партии товара, содержащей 10 тыс. штук, при 4% выборке

Пример

В партии товара, содержащей 10 тыс. штук, при 4% выборке

доля выборки kn в абсолютной величине составляет 400 шт. (n = N×0,04); если же в этой выборке обнаружено 12 бракованных изделий, то выборочная доля брака w составит 0,03 (w = 12/400 = 0,03 или 3%).
Слайд 62

-генеральная доля W – выборочная доля


-генеральная доля
W – выборочная доля

Слайд 63

Ошибка выборочного наблюдения Поскольку выборочная совокупность отлична от генеральной, то возникают

Ошибка выборочного наблюдения

Поскольку выборочная совокупность отлична от генеральной, то

возникают ошибки выборки. При сплошном и выборочном наблюдении могут произойти ошибки двух видов: регистрации и репрезентативности.
Слайд 64

Ошибка выборочного наблюдения Ошибки регистрации могут иметь случайный и систематический характер.

Ошибка выборочного наблюдения

Ошибки регистрации могут иметь случайный и систематический характер.

Случайные ошибки складываются из множества различных неконтролируемых причин, носят непреднамеренный характер и обычно по совокупности уравновешивают друг друга (например, изменения показателей прибора при температурных колебаниях или магнитных бурях).
Слайд 65

Ошибка выборочного наблюдения Систематические ошибки тенденциозны, так как нарушают правила отбора

Ошибка выборочного наблюдения

Систематические ошибки тенденциозны, так как нарушают правила отбора

объектов в выборку (например, отклонения в измерениях при изменении настройки измерительного прибора или отбор каждой четвертой квартиры при 25% выборке в доме с четырьмя квартирами на лестничной площадке).
Слайд 66

Теоремы закона больших чисел устанавливают связь между предельной ошибкой выборки, гарантированной

Теоремы закона больших чисел устанавливают связь между предельной ошибкой выборки,

гарантированной с определенной вероятностью, числом ( t ) и средней ошибкой выборки ( )
Слайд 67

Слайд 68

Теорема Ляпунова А.М. Ляпунов доказал, что распределение выборочных средних( а следовательно,

Теорема Ляпунова

А.М. Ляпунов доказал, что распределение выборочных средних( а следовательно, и

их отклонений от генеральной средней ) при достаточно большом числе независимых наблюдений приближенно нормально при условии, что генеральная совокупность обладает конечной средней и ограниченной дисперсией.
Слайд 69

Теорема Ляпунова Математически теорему Ляпунова можно записать так: где π=3,14(математическая постоянная);

Теорема Ляпунова

Математически теорему Ляпунова можно записать так:
где
π=3,14(математическая постоянная);
-

предельная ошибка выборки, которая дает возможность выяснить, в каких пределах находится величина генеральной средней.
Слайд 70

Ошибка выборочного наблюдения Параметры эмпирического распределения x и s2 являются случайными

Ошибка выборочного наблюдения

Параметры эмпирического распределения x и s2 являются случайными величинами,

следовательно, ошибки выборки также являются случайными величинами, могут принимать для разных выборок разные значения и поэтому принято вычислять среднюю ошибку.
Слайд 71

Средняя ошибка выборки m =

Средняя ошибка выборки
m =

Слайд 72

Средняя ошибка выборки выражает среднее квадратическое отклонение выборочной средней от математического

Средняя ошибка выборки

выражает среднее квадратическое отклонение выборочной средней от

математического ожидания. Эта величина при соблюдении принципа случайного отбора зависит прежде всего от объема выборки n и от степени колеблемости признака: чем больше n и чем меньше вариация признака (следовательно, и значение σ2), тем меньше величина средней ошибки выборки m.
Слайд 73

Необходимый объем выборки

Необходимый объем выборки

Слайд 74

Слайд 75

Задача В городе 2000 семей. Предполагается провести выборочное обследование методом случайной

Задача

В городе 2000 семей. Предполагается провести выборочное обследование методом случайной

бесповторной выборки для нахождения среднего размера семьи.
Слайд 76

Определить необходимую численность выборки при условии, что с вероятностью 0,954 ошибка

Определить необходимую численность выборки
при условии, что с вероятностью 0,954 ошибка

выборки не превысит 1 человека при среднем
квадратическом отклонении
3 человека.
Слайд 77

Формула

Формула

Слайд 78

Решение

Решение

Слайд 79

Исходные данные данные

Исходные данные

данные