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抽样平均误差及其计算方法

时间:2023-06-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:抽样实际误差是无法知道的,而抽样平均误差是可以计算的。(二)抽样平均误差的计算从理论上讲,抽样平均误差是反映抽样误差一般水平的指标。用数理统计方法推理计算,可以得到抽样平均误差代替理论上的抽样误差。但是,无放回抽样平均误差总小于有放回抽样误差。按放回抽样与无放回抽样计算该产品合格率的抽样平均误差。

抽样平均误差及其计算方法

(一)抽样平均误差的概念

抽样平均误差是指所有可能出现的样本指标的标准差,也可以说是所有可能出现的样本指标和总体指标的平均离差。抽样实际误差是指样本指标值与被推断的总体指标值之差。抽样实际误差是无法知道的,而抽样平均误差是可以计算的。在讨论误差时指的是抽样平均误差。

(二)抽样平均误差的计算

从理论上讲,抽样平均误差是反映抽样误差一般水平的指标。

抽样误差是样本平均数(或成数)与全及总体平均数(或成数)之间的平均离差。用标准差表示:

式中,k代表全部可能的样本数目。

抽样平均数(或成数)通过抽样调查可以得到,而全及平均数(或成数)往往是不可能得到的未知数。所以,实际上无法得到抽样平均误差。用数理统计方法推理计算,可以得到抽样平均误差代替理论上的抽样误差。它是依据多次抽样取得的抽样平均数(或成数)所接近的正态分布的原理计算出来的标准差,以说明抽样平均数(或成数)与全及平均数(或成数)之间的平均离差。这个说明平均离差的标准差的指标就是抽样平均数(或成数)的平均误差指标,即抽样平均误差。计算公式如表5-1所示。

表5-1 抽样平均误差公式

表中,ux表示平均数的抽样平均误差;up表示成数的抽样平均误差;σ2表示全及总体方差;p(1-p)表示成数方差。

从以上计算公式看出,不重复抽样比重复抽样多一个附加因式可近似写成1-这是个永远小于1的正数。若全及总体数目相当大,而抽样总体相当小时,附加因式接近于1,这时,有放回抽样与无放回抽样两个公式计算结果极其接近。但是,无放回抽样平均误差总小于有放回抽样误差。所以,在实际工作中常采用无放回抽样方式,而在计算抽样平均误差时往往采用有放回抽样公式。

计算抽样误差时要使用总体方差σ2或总体标准差σ的资料,而这个资料往往是没有的,为此有以下几种解决方法。

(1)用估计的资料。例如,在农作物产量抽样调查中用农作物预计产量的资料计算出总体方差。

(2)用过去调查所得的资料。可以用全面调查的资料,也可以用抽样调查的资料。如果有几个不同的总体方差的资料,则应该用数值较大的。

(3)用样本方差代替总体方差。概率论的研究从理论上做了证明,样本方差可以相当接近于总体方差,这是实际工作中经常使用的一种方法,但它只能在调查之后才能计算。

如果没有过去的资料,又需要在调查之前就估计出抽样误差,可以在大规模调查之前,组织一次小规模的实验性调查。

从表5-1的公式可以看出:在计算有放回抽样的平均误差时:

①抽样平均数的标准差即抽样平均误差比总体标准差小得多,仅为总体标准差的(www.daowen.com)

②可以通过调整样本单位数n来控制抽样平均误差。若将样本单位数扩大为原来的4倍,则平均误差缩小一半,而抽样平均误差允许扩大一倍,则样本单位数只需要原来的1/4。

【例5-1】假设某电子产品在3000耐用小时以下为不合格品,现在用简单随机抽样方法,从某日生产的2000个产品中抽取5%对其耐用时数进行检验。其结果如下表5-2所示:

表5-2 100个样本电子产品的耐用数资料

根据以上资料,要求:

(1)按放回抽样与无放回抽样计算该产品平均寿命的抽样平均误差。

(2)按放回抽样与无放回抽样计算该产品合格率的抽样平均误差。

解:根据资料可算出:

表5-3 抽样平均误差计算表

(1)有放回抽样下平均寿命抽样平均误差:

无放回抽样下平均寿命抽样平均误差:

(2)有放回抽样下合格率抽样平均误差:

无放回抽样下合格率抽样平均误差:

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