Как найти долю в выборке

Содержание курса лекций “Статистика”


Выборочное наблюдение как источник статистической информации в изучении социально-экономических явлений и процессов

Тема 10 Выборочное наблюдение

Статистическая методология исследования массовых явлений различает, как известно, два способа наблюдения в зависимости от полноты охвата объекта: сплошное и несплошное. Разновидностью несплошного наблюдения является выборочное, которое в условиях рыночных отношений в России находит все более широкое применение. Переход статистики РФ на международные стандарты системы национального счетоводства требует более широкого применения выборки для получения и анализа показателей СНС не только в промышленности, но и в других секторах экономики.

Под выборочным наблюдением понимается несплошное наблюдение, при котором статистическому обследованию (наблюдению) подвергаются единицы изучаемой совокупности, отобранные случайным способом. Выборочное наблюдение ставит перед собой задачу ‑ по обследуемой части дать характеристику всей совокупности единиц при условии соблюдения всех правил и принципов проведения статистического наблюдения и науч­но организованной работы по отбору единиц.



К выборочному наблюдению статистика прибегает по различным причинам. На современном этапе появилось множество субъектов хозяйствен­ной деятельности, которые характерны для рыночной экономики. Речь идет об акционерных обществах, малых и совместных предприятиях, фермерских хозяйствах и т.д. Сплошное обследование этих статистических совокупностей, состоящих из десятков и сотен тысяч единиц, потребовало бы огромных материальных, финансовых и иных затрат. Использование же выборочного обследования позволяет значительно сэкономить силы и средства, что имеет немаловажное значение.


Наряду с экономией ресурсов одной из причин превращения выборочного наблюдения в важнейший источник статистической информации является возможность значительно ускорить получение необходимых данных. Ведь при обследовании, скажем, 10% единиц совокупности будет затрачено гораздо меньше времени, а результаты могут быть представлены быстрее, и будут более актуальными. Фактор времени важен для статисти­ческого исследования особенно в условиях изменяющейся социально-экономической ситуации.


Реализация выборочного метода базируется на понятиях генеральной и выборочной совокупностей.

Генеральной совокупностью называется вся исходная изучаемая статистическая совокупность, из которой на основе отбора единиц или групп единиц формируется совокупность выборочная. Поэтому генеральную совокупность также называют основой выборки.

Отбор единиц в выборочную совокупность может быть повторным или беспо­вторным.

При повторном отборе попавшая в выборку единица подвергается обследованию, т.е. регистрации значений ее признаков, возвращается в генеральную совокупность и наравне с другими единицами участвует в дальнейшей процедуре отбора. Таким образом, некоторые единицы могут попадать в выборку дважды, трижды или даже большее число раз. И при изучении выборочной совокупности они будут рассматриваться как отдельные независимые наблюдения.

Отметим, что число единиц генеральной совокупности, участвующих в отборе, при таком подходе остается постоянным. Поэтому вероятность попадания в выборку для всех единиц совокупности на протяжении всего процесса отбора также не меняется.


На практике методология повторного отбора обычно используется в тех случаях, когда объем генеральной совокупности не известен и теоретически возможно повторение единиц с уже встречавшимися значениями всех регистрируемых признаков.

Например, при проведении маркетинговых исследований мы не можем сколько-нибудь точно оценить, какое число потребителей предпочитают стиральный порошок конкретной торговой марки, сколько покупателей предпочитают делать покупки именно в данном супермаркете и т.д. Поэтому возможно повторение совершенно идентичных единиц как по причине практически неограниченных объемов совокупности, так и вследствие возможной повторной регистрации. Предположим, при проведении обследования один и тот же покупатель может дважды прийти в магазин и дважды подвергнуться обследованию.



При выборочном контроле качества продукции объем генеральной совокупности также часто не определен, так как процесс производства может осуществляться постоянно, каждый день дополняя генеральную совокупность новыми единицами-изделиями. Поэтому в выборочную совокупность могут попасть два и более изделий с абсолютно одинаковыми характеристиками. Следовательно, и в этом случае при обработке результатов выборки необходимо ориентироваться на методологию, используемую при повторном отборе.


При бесповоротном отборе попавшая в выборку единица подвергается обследова­нию и в дальнейшей процедуре отбора не участвует. Такой отбор целесообразен и практически возможен в тех случаях, когда объем генеральной совокупности четко определен. Получаемые при этом результаты, как правило, являются более точными по сравнению с результатами, основанными на повторной выборке.

Как уже отмечалось выше, выборочное наблюдение всегда связано с определенны­ми ошибками получаемых характеристик. Эти ошибки называются ошибками репрезента­тивности (представительности).



Ошибки репрезентативности обусловлены тем обстоятельством, что выборочная совокупность не может по всем параметрам в точности воспроизвести совокупность генеральную. Получаемые расхождения или ошибки репрезентативности позволяют заключить, в какой степени попавшие в выборку единицы могут представлять всю генеральную совокупность. При этом следует различать систематические и случайные ошибки репре­зентативности.


Систематические ошибки репрезентативности связаны с нарушением принципов формирования выборочной совокупности. Например, вследствие каких-либо причин, связанных с организацией отбора, в выборку попали единицы, характеризующиеся несколько большими или, наоборот, несколько меньшими по сравнению с другими единицами значениями наблюдаемых признаков. В этом случае и рассчитанные выборочные характеристики будут завышенными или заниженными.


Случайные ошибки репрезентативности обусловлены действием случайных факторов, не содержащих каких-либо элементов системности в направлении воздействия на рассчитываемые выборочные характеристики. Но даже при строгом соблюдении всех принципов формирования выборочной совокупности выборочные и генеральные характе­ристики будут несколько различаться. Получаемые случайные ошибки могут быть стати­стически оценены и учтены при распространении результатов выборочного наблюдения на всю генеральную совокупность. Оценка ошибок выборочного наблюдения основана на теоремах теории вероятностей.


При дальнейшем рассмотрении теории и методов выборочного наблюдения используются следующие общепринятые условные обозначения:

    N ‑ объем (число единиц) генеральной совокупности;

    n ‑ объем (число единиц) выборочной совокупности;

генеральная средняя

 ‑ генеральная средняя, т.е. среднее значение изучаемого признака по генераль­ной совокупности (средняя прибыль, средняя величина активов, средняя численность ра­ботников предприятия и т.п.);

выбороноая средняя

‑ выборочная средняя,
т.е. среднее значение изучаемого признака по выборочной совокупности;
 

     М ‑ численность единиц генеральной совокупности, обладающих определенным вариантом или вариантами изучаемого признака (численность городского населения, численность сельского населения, количество бракованных изделий, число нерентабельных предприятий и т.п.);

     р ‑ генеральная доля, т.е. доля единиц, обладающих определенным вариантом или вариантами изучаемого признака, во всей генеральной совокупности (доля городского населения в общей численности населения, доля бракованной продукции в общем выпуске, доля нерентабельных предприятий в общей численности предприятий и т.п.); определяетcя как

     m численность единиц выборочной совокупности, обладающих определенным вариантом или вариантами изучаемого признака;

     w ‑ выборочная доля, т.е. доля единиц, обладающих определенным вариантом или вариантами изучаемого признака, в выборочной совокупности,

определяется как ;

средняя ошибка выборки

‑ средняя ошибка выборки;

предельная ошибка выборки

‑ предельная ошибка выборки;

‑ коэффициент доверия, определяемый в зависимости от уровня вероятности.



Ошибка выборки или отклонение выборочной средней от средней генеральной находится в прямой зависимости от дисперсии изучаемого признака в генеральной совокуп­ности, и в обратной зависимости ‑ от объема выборки.

Таким образом среднюю ошибку выборки можно представить как

Формула 10.1

(10.1)


При проведении выборочного наблюдения дисперсия изучаемого признака в генеральной совокупности, как правило, не известна. В то же время, между генеральной дисперсией и средней из всех возможных выборочных дисперсий существует следующее соотношение:

Формула 10.2

(10.2)


В связи с тем, что на практике в большинстве случаев из генеральной совокупности в определенный момент времени производится только одна выборка, дисперсия изучаемого признака по этой выборке и используется при расчете ошибки.

Учитывая, что при достаточно большом объеме выборки отношение отношение близко к 1, формула средней ошибки повторной выборки принимает следующий вид:

Формула 10.3

(10.3)


Где  ‑ дисперсия дисперсия изучаемого признака по выборочной совокупности.


При определении возможных границ значений характеристик генеральной сово­купности рассчитывается предельная ошибка выборки, которая зависит от величины ее средней ошибки и уровня вероятности, с которым гарантируется, что генеральная средняя не выйдет за указанные границы.

Согласно теореме А.М. Ляпунова, вероятность той или иной величины предельной ошибки, при достаточно большом объеме выборочной сово­купности, подчиняется нормальному закону распределения и может быть определена на основе интеграла Лапласа.

Значения интеграла Лапласа при различных величинах t табулированы и представ­лены в статистических справочниках.


При обобщении результатов выборочного наблюдения наиболее часто используются следующие уровни вероятности и соответствующие им значения t:

Таблица 10.1 ‑ !!!Некоторые значения t

Вероятность, рi. 0,683 0,866 0,954 0,988 0,997 0,999
Значение t 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Например, если при расчете предельной ошибки выборки мы используем значение t=2, то с вероятностью 0,954 можно утверждать, что расхождение между выборочной средней и генеральной средней не превысит двукратной величины средней ошибки вы­борки.



Теоретической основой для определения границ генеральной доли, т.е. доли еди­ниц, обладающих тем или иным вариантом признака, является теорема Вернули. Согласно данной теореме вероятность получения сколь угодно малого расхождения между выборочной долей и генеральной долей при достаточно большом объеме выборки будет стремиться к единице. С учетом того, что вероятность расхождения между выборочной и генеральной долями подчиняется нормальному закону распределения, эта вероятность также определяется по функции F(t) при заданном значении t.



Процесс подготовки и проведения выборочного наблюдения включает ряд после­довательных этапов:

  1. Определение цели обследования.
  2. Установление границ генеральной совокупности.
  3. Составление программы наблюдения и программы разработки данных
  4. Определение вида выборки, процента отбора и метода отбора
  5. Отбор и регистрация наблюдаемых признаков у отобранных единиц.
  6. Насчет выборочных характеристик и их ошибок.
  7. Распространение полученных результатов на генеральную совокупность.


В зависимости от состава и структуры генеральной совокупности выбирается вид выборки или способ отбора.

К наиболее распространенным на практике видам относятся:

  • собственно-случайная (простая случайная) выборка;
  • механическая (систематическая) выборка;
  • типическая (стратифицированная, расслоенная) выборка;
  • серийная (гнездовая) выборка.


Отбор единиц из генеральной совокупности может быть комбинированным, много­ступенчатым и многофазным.

Комбинированный отбор предполагает объединение нескольких видов выборки. Так, например, можно комбинировать типическую и серийную, серийную и собственно-случайную выборки. Ошибка такой выборки определяется ступенчатостью отбора.


Многоступенчатым называется отбор, при котором из генеральной совокупности сначала извлекаются укрупненные группы, потом ‑ более мелкие и так до тех пор, пока не будут отобраны те единицы, которые подвергаются обследованию.


Многофазная выборка, в отличие от многоступенчатой, предполагает сохранение одной и той же единицы отбора на всех этапах его проведения; при этом отобранные на каждой стадии единицы подвергаются обследованию, каждый раз – по более расширенной программе.


Собственно-случайная (простая случайная) выборка заключается в отборе единиц из генеральной совокупности наугад или наудачу без каких-либо элементов системности.

Однако прежде чем производить собственно-случайный отбор, необходимо убедиться, что все без исключения единицы генеральной совокупности имеют абсолютно равные шансы попадания в выборку, в списках или перечне отсутствуют пропуски, игнорирования отдельных единиц и т.п. Следует также установить четкие границы генеральной сово­купности таким образом, чтобы включение или не включение в нее отдельных единиц не вызывало сомнений. Так, например, при обследовании студентов необходимо указать, будут ли приниматься во внимание лица, находящиеся в академическом отпуске, студенты негосударственных вузов, военных училищ и т.п.; при обследовании торговых предприятий важно определиться, включит ли генеральная совокупность торговые павильоны, коммерческие палатки и прочие подобные объекты.


Технически собственно-случайный отбор проводят методом жеребьевки или по таблице случайных чисел.


Расчет ошибок позволяет решить одну из главных проблем организации выборочного наблюдения – оценить репрезентативность (представительность) выборочной совокупности.

Различают среднюю и предельную ошибки выборки. Эти два вида связаны следующим соотношением:

Формула 10.4

(10.4)


Величина средней ошибки выборки рассчитывается дифференциро­ванно в зависимости от способа отбора и процедуры выборки.

Так, при собственно-случайном повторном отборе средняя ошибка определяется по формуле:

Формула 10.5

(10.5)


а при расчете средней ошибки  собственно-случайной бесповторной выборки:

Формула 10.6

(10.6)


Расчет средней и предельной ошибок выборки позволяет определить возможные пределы, в которых будут находиться характеристики генеральной совокупности.

Например, для выборочной средней такие пределы устанавливаются на основе следующих соотношений:

Формула 10.7

(10.7)


где  генеральная средняяи выборочная средняя‑ генеральная и выборочная средняя соответственно;

предельная ошибка выборочной средней‑ предельная ошибка выборочной средней.



Пример.

При проверке веса импортируемого груза на таможне методом случайной повторной выборки было отобрано 200 изделий. В результате был установлен средний вес изделия 30 г. при среднем квадратическом отклонении 4 г. С вероятностью 0,997 определите пределы, в которых находится средний вес изделия в генеральной совокупности.


Решение. Рассчитаем сначала предельную ошибку выборки. Так как при р = 0,997, t = 3, она равна:

Определим пределы генеральной средней:

или

Вывод: Следовательно, с вероятностью 0,997 можно утверждать, что средний вес изделий в генеральной совокупности находится в пределах от 29,16 г. до 30,84 г.



Пример 2.

В городе проживает 250 тыс. семей. Для определения среднего числа детей в семье была организована 2%-ная случайная бесповторная выборка семей. По ее результатам было получено следующее распре­деление семей по числу детей:

Таблица 10.2 ‑ Распределение семей по числу детей в городе N

Число детей в семье 0 1 2 3 4 5
Количество

семей

1000 2000 1200 400 200 200

С вероятностью 0,954 определите пределы, в которых будет находить­ся среднее число детей в генеральной совокупности.


Решение. В начале на основе имеющегося распределения семей определим выборочные среднюю и дисперсию:

Таблица 10.3 ‑ Вспомогательная таблица для расчета среднего числа детей

Число детей

в семье, х;

Количество семей,     f

0

1

2

3

4

5

1000

2000

1200

400

200

200

0

2000

2400

1200

800

1000

-1,5

-0,5

0,5

1,5

2,5

3,5

2,25

0,25

0,25

2,25

6,25

12,25

2250

500

300

900

1250

2450

 

Итого

5000 7400 7650

Вычислим теперь предельную ошибку выборки (с учетом того, что при р = 0,954 t = 2).


Следовательно, пределы генеральной средней:

Таким образом, с вероятностью 0,954 можно утверждать, что среднее число детей в семьях города практически не отличается от 1,5, т.е. в среднем на каждые две семьи приходится три ребенка.



Наряду с определением ошибок выборки и пределов для генеральной средней эти же показатели могут быть определены для доли признака.

В этом случае особенности расчета связаны с определением дисперсии доли, которая вычисляется так:

формула 10.8

(10.8)


где формула 10.8 пояснение ‑ доля единиц, обладающих данным признаком в выборочной совокупности, определяемая как отношение количества соответствующих единиц к объему выборки.


Тогда, например, при собственно-случайном повторном отборе для определения предельной ошибки выборки используется следующая формула:

формула 10.9

(10.9)


Соответственно, при бесповторном отборе:

формула 10.10

(10.10)


Пределы доли признака в генеральной совокупности p выглядят следующим образом:

формула 10.11

(10.11)


Рассмотрим пример.

С целью определения средней фактической продолжитель­ности рабочего дня в государственном учреждении с численностью слу­жащих 480 человек, в январе 2009 г. было проведена 25%-ная случайная бесповторная выборка. По результатам наблюдения оказалось, что у 10% обследованных потери времени достигали более 45 мин. в день. С вероят­ностью 0,683 установите пределы, в которых находится генеральная доля служащих с потерями рабочего времени более 45 мин. в день.

Решение. Определим объем выборочной совокупности:

n= 480 х 0,25 = 120 чел.

Выборочная доля w равна по условию 10%.

Учитывая, что при р = 0,683   t=1, вычислим предельную ошибку выборочной доли:

формула 10.10 решение


Пределы доли признака в генеральной совокупности:

формула 10.11 пример


Таким образом, с вероятностью 0,683 можно утверждать, что доля ра­ботников учреждения с потерями рабочего времени более 45 мин. в день находится в пределах от 7,6% до 12,4%.


Мы рассмотрели определение границ генеральной средней и генеральной доли по результатам уже проведенного выборочного наблюдения, при известном объеме выборки или проценте отбора. На этапе же проектирования выборочного наблюдения именно объ­ем выборочной совокупности и требует определения.



Для определения необходимого объема собственно-случайной повторной выборки применяют следующую формулу:

формула 10.12

(10.12)


Полученный на основе использования данной формулы результат всегда округляется в большую сторону. Например, если мы получили, что необходимый объем выборки составляет 493,1 единицы, то обследовав 493 единицы мы не достигнем требуемой точности. Поэтому, для достижения желаемого результата обследованием должны быть охвачены 494 единицы.

С другой стороны, рассчитанное значение необходимого объема выборки свободно может быть увеличено в большую сторону на несколько единиц. Если мы располагаем необходимыми ресурсами, если по причинам организационного порядка (компактность расположения единиц, фиксированная нагрузка на каждого регистратора и т.п.) мы вполне можем охватить больший объем, то включение в выборочную совокуп­ность 500 или, например, 550 единиц только уменьшит значения полученных случайной и предельной ошибок.


При определении необходимого объема выборки для определения границ генеральной доли задача оценки вариации решается значительно проще. Если дисперсия изучаемого альтернативного признака неизвестна, то можно использовать ее максимальное возможное значение:

формула 10.12 после 1 расчет


Например, предприятию связи с вероятностью 0,954 необходимо определить удельный вес телефонный разговоров продолжительностью менее 1 минуты с предельной ошибкой 2%. Сколько разговоров нужно обследовать в порядке собственно-случайного повторного отбора для решения этой задачи?

Для получения ответа на поставленный вопрос воспользуемся формулой (10.12) и будем ориентироваться на максимальную возможную дисперсию доли телефонных разговоров такой продолжительности. Расчет приводит к следующему результату:

формула 10.12 пример

Таким образом, обследованием должны быть охвачены не менее 2500 разговоров на предмет их продолжительности.



Необходимый объем собственно-случайной бесповторной выборки может быть определен по следующей формуле:

формула 10.13

(10.13)


Укажем на одну особенность формулы (10.13). При проведении вычислений объем генеральной совокупности должен быть выражен только в единицах, а не в тысячах или в миллионах единиц.

Например, подставив в данную формулу общую численность населения региона, выраженную в тысячах человек, мы не получим правильное значение необходимой численности выборки, также выраженное в тысячах человек, как это иногда бывает в других расчетах. Результат вычислений будет неверен.


Механическая выборка может быть применена в тех случаях, когда генеральная совокупность каким-либо образом упорядочена, т.е. имеется определенная последова­тельность в расположении единиц (табельные номера работников, списки избирателей, телефонные номера респондентов, номера домов и квартир и т.п.). Для проведения отбора желательно, чтобы все единицы также имели порядковые номера от 1 до N.

Для проведения механической выборки устанавливается пропорция отбора, которая определяется соотнесением объемов выборочной и генеральной совокупностей.

Так, если из совокупности в 500000 единиц предполагается отобрать 10000 единиц, то пропорция отбора составит

формула 10.13вставка после

Отбор единиц осуществляется в соответствии с установленной пропорцией через равные интервалы.

Например, при пропорции 1:50 (2%-ная выборка) отбирается каждая 50-я единица, при пропорции 1:20 (5%-ная выборка) – каждая 20-я единица и т.д.



Интервал отбора также можно определить как частное от деления 100% на уста­новленный процент отбора.

Так, например  при 2%-ном отборе интервал составит 50 (100%:2%), при 4%-ном отборе ‑ 25 (100%:4%). В тех случаях, когда результат деления получается дробным, сформировать выборку механическим способом при строгом соблюдении процента отбора не представляется возможным.

Например, по этой причине нельзя сформировать 3%-ную или 6%-ную выборки.



Генеральную совокупность при механическом отборе можно ранжировать или упорядочить по величине изучаемого или коррелирующего с ним признака, что позволит повысить репрезентативность выборки. Однако в этом случае возрастает опасность систе­матической ошибки, связанной с занижением значений изучаемого признака (если из каждого интервала регистрируется первое значение) или его завышением (если из каждого интервала регистрируется последнее значение). Поэтому целесообразно из каждого интервала отбирать центральную или одну из двух центральных единиц.


Например, при 5%-ной выборке интервал отбора составит 20 единиц, тогда отбор целесообразно начинать с 10-й или с 11-й единицы. В первом случае в выборку попадут 10, 30, 50, 70 и с таким же интервалом последующие единицы; во втором случае – единицы с номерами 11,31,51,71 и т.д.

При механической выборке также может появиться опасность систематической ошибки, обусловленной случайным совпадением выбранного интервала и циклических закономерностей в расположении единиц генеральной совокупности. Так, при переписи населения 1989 г. в ходе 25%-го выборочного обследования семей имела место опасность попадания в выборку квартир только одного типа (например, только однокомнатных или только трехкомнатных), так как на лестничных площадках многих типовых домов распо­лагаются именно по 4 квартиры. Чтобы избежать систематической ошибки, в каждом новом подъезде счетчик менял начало отбора.


Для определения средней ошибки механической выборки, а также необходимой ее численности, используются соответствующие формулы, применяемые при собственно-случайном бесповторном отборе(10.6 и 10.13). При этом, определив необходимую численность выборки и сопоставив ее с объемом генеральной совокупности, как правило, приходится производить соответствующее округление для получения целочисленного интервала отбора.


Например, в области зарегистрировано 12000 фермерских хозяйств. Определим, сколько из них нужно отобрать в порядке механического отбора для определения средней площади сельхозугодий с ошибкой ± 2 га. (Р=0,997). По результатам ранее проведенного обследования известно, что среднее квадратическое отклонение площади сельхозугодий составляет 8 га. Произведем расчет, воспользовавшись формулой (10.13).

формула 10.13 пример


С учетом полученного необходимого объема выборки (143 фермерских хозяйства) определим интервал отбора: 12000:143=83,9.

Определенный таким способом интервал всегда округляется в меньшую сторону, так как при округлении в большую сторону про­изведенная выборка не достигнет рассчитанного по формуле необходимого объема.

Сле­довательно, в нашем примере, из общего списка фермерских хозяйств необходимо отобрать для обследования каждое 83-е хозяйство. При этом процент отбора составит 1,2% (100% : 83).



Типический отбор целесообразно использовать в тех случаях, когда все единицы генеральной совокупности объединены в несколько крупных типических групп.. Такие группы также называют стартами или слоями, в связи с чем типический отбор также называют стратифицированным или расслоенным. При обследованиях населения в качестве типических групп могут быть выбраны области, районы, социальные, возрастные или об­разовательные группы, при обследовании предприятий – отрасли или подотрасли, формы собственности и т.п.

Рассматривать генеральную совокупность в разрезе нескольких крупных групп единиц имеет смысл только в том случае, если средние значения изучаемых признаков по группам существенно различаются. Например, с большой уверенностью можно предпо­ложить, что доходы населения крупного города будут в среднем выше доходов населения, проживающего в сельской местности; численность работников промышленного предприятия в среднем будет выше численности работников торгового или сельскохозяйственного предприятия; средний возраст студентов будет значительно меньше среднего возраста занятого населения и, тем более, пенсионеров. В то же время, нет никакого смысла при выделении типических групп ориентироваться на признак, не связанный или очень слабо связанный с изучаемым.


Отбор единиц в выборочную совокупность из каждой типической группы осущест­вляется собственно-случайным или механическим способом. Поскольку в выборочную совокупность в той или иной пропорции обязательно попадают представители всех групп, типизация генеральной совокупности позволяет исключить влияние межгрупповой дисперсии на среднюю ошибку выборки. В то же время, в выделенных типических группах обследуются далеко не все единицы, а только включенные в выборку. Следовательно, на величине полученной ошибки будет сказываться различие между единицами внутри этих групп, т.е. внутригрупповая вариация. Поэтому, ошибка типической выборки будет опре­деляться величиной не общей дисперсии, а только ее части – средней из внутригрупповых дисперсий.


При типической выборке, пропорциональной объему типических групп, число еди­ниц, подлежащих отбору из каждой группы, определяется следующим образом:

формула 10.14

 (10.14)


Где Ni объем i-ой группы. а ni ‑ объем выборки из i-ой группы.


Пример. Предположим, общая численность населения области составляет 1,5 млн. чел., в том числе городское – 900 тыс. чел. и сельское – 600 тыс. чел. Если в ходе выборочного наблюдения планируется обследовать 100 тыс. жителей, то эта численность должна быть поделена пропорционально объему типических групп следующим образом:

формула 10.14пример


Средняя ошибка типической выборки определяется по формулам:

формула 10.15

(10.15)


                                    формула 10.16               (10.16)


где формула 10.16пояснение – средняя из внутригрупповых дисперсий.


При выборке, пропорциональной дифференциации признака, число наблюдений по каждой группе рассчитывается по формуле:

формула 10.17

(10.17)


Где формула 10.17 пояснение‑ среднее отклонение признака в i-ой группе.


Cредняя ошибка такого отбора определяется следующим образом:

формула 10.18

(10.18)


формула 10.19

(10.19)


Отбор, пропорциональный дифференциации признака, дает лучшие результаты, однако на практике его применение затруднено вследствие трудности получения сведений о вариации до проведения выборочного наблюдения.

Таблица 10.4 ‑ Результаты обследования рабочих предприятия

Цех Всего рабочих, человек Обследовано, человек Число дней временной не­трудоспособности за год
средняя дисперсия
I

II

III

1000

1400

800

100

140

80

18

12

15

49

25

16

Рассмотрим оба варианта типической выборки на условном примере. Предположим, 10% бесповторный типический отбор рабочих предприятия, пропорциональный размерам цехов, проведенный с целью оценки потерь из-за временной нетрудоспособности, привел к следующим результатам (табл. 10.4)

Рассчитаем среднюю из внутригрупповых дисперсий:

пример к табл 10.4


Определим  среднюю  и  предельную  ошибки  выборки  (с  вероятностью 0,954):


Рассчитаем выборочную среднюю:

пример к табл 10.4_3


С вероятностью 0,954 можно сделать вывод, что среднее число дней временной нетрудоспособности одного рабочего в целом по предприятию находится в пределах:

пример к табл 10.4_4

Воспользуемся полученными внутригрупповыми дисперсиями для проведения отбора пропорционального дифференциации признака. Опре­делим необходимый объем выборки по каждому цеху:

пример к табл 10.4_5


пример к табл 10.4_6


С учетом полученных значений рассчитаем среднюю ошибку выборки:

пример к табл 10.4_7


В данном случае средняя, а следовательно, и предельная ошибки будут несколько меньше, что отразится и на границах генеральной средней.

Серийный отбор. Данный способ отбора удобен в тех случаях, когда единицы совокупности объединены в небольшие группы или серии. В качестве таких серий могут рассматриваться упаковки с определенным количеством готовой продукции, партии товара, студенческие группы, бригады и другие объединения. Сущность серийной выборки заключается в собственно-случайном или механическом отборе серий, внутри которых произ­водится сплошное обследование единиц.

Поскольку внутри групп (серий) обследуются все без исключения единицы, средняя ошибка серийной выборки (при отборе равновеликих серий) зависит от величины только межгрупповой (межсерийной) дисперсии и определяется по следующим формулам:

формула 10.20

(10.20)


формула 10.21

(10.21)


Где r ‑ число отобранных серий; R ‑ общее число серий.



Межгрупповую дисперсию вычисляют следующим образом:

 формула 10.22(10.22)


где формула 10.22 пояснение 1 ‑ средняя i-й серии;

формула 10.22 пояснение 2‑ общая средняя по всей выборочной совокупности.


Пример.

В области, состоящей из 20 районов, проводилось выборочное обследование урожайности на основе отбора серий (районов). Выбо­рочные средние по районам составили соответственно 14,5 ц/га; 16 ц/га; 15,5 ц/га; 15 ц/га и 14 ц/га. С вероятностью 0,954 определите пределы урожайности во всей области.

Решение. Рассчитаем общую среднюю:


Межгрупповая (межсерийная) дисперсия равна:


Определим теперь предельную ошибку серийной бесповторной выборки (t = 2 при р = 0,954):


Вывод: Следовательно, урожайность будет с вероятностью 0,954 находиться в пределах:


Определение необходимого объема выборки

При проектировании выборочного наблюдения возникает вопрос о необходимой численности выборки. Эта численность может быть определена на базе допустимой ошибки при выборочном наблюдении, исходя из вероятности, на основе которой можно гарантировать величину устанавливае­мой ошибки, и, наконец, на базе способа отбора.

Формулы необходимого объема выборки для различных способов формирования выборочной совокупности могут быть выведены из соот­ветствующих соотношений, используемых при расчете предельных ошибок выборки. Приведем наиболее часто применяемые на практике выражения необходимого объема выборки:

– собственно-случайная и механическая выборка:

Формула 10.23

(10.23)


Формула 10.24

(10.24)



– типическая выборка:

Формула 10.25

(10.25)


Формула 10.26

(10.26)


 – серийная выборка:

Формула 10.27

(10.27)


Формула 10.28

(10.28)



При этом в зависимости от целей исследования дисперсии и ошибки выборки могут быть рассчитаны для средней величины или доли признака.


Рассмотрим примеры определения необходимого объема выборки при различных способах формирования выборочной совокупности.

Пример.

В 100 туристических агентствах города предполагается провести обследование среднемесячного количества реализованных путевок методом механического отбора. Какова должна быть численность вы­борки, чтобы с вероятностью 0,683 ошибка не превышала 3 путевок, если по данным пробного обследования дисперсия составляет 225.

Решение. Рассчитаем необходимый объем выборки:

29


Пример.

С целью определения доли сотрудников коммерческих банков области в возрасте старше 40 лет предполагается организовать типическую выборку пропорциональную численности сотрудников мужского и женского пола с механическим отбором внутри групп. Общее число сотрудников банков составляет 12 тыс. чел., в том числе 7 тыс. мужчин и 5 тыс. женщин.

На основании предыдущих обследований известно, что средняя из внутригрупповых дисперсий составляет 1600. Определите необходимый объем выборки при вероятности 0,997 и ошибке 5%.

Решение. Рассчитаем общую численность типической выборки:

30


Вычислим теперь объем отдельных типических групп:

31

Вывод: Таким образом, необходимый объем выборочной совокупности сотрудников банков составляет 550 чел., в т.ч. 319 мужчин и 231 женщина.


Пример.

В акционерном обществе 200 бригад рабочих. Планируется проведение выборочного обследования с целью определения удельного ве­са рабочих, имеющих профессиональные заболевания. Известно, что межсерийная дисперсия доли равна 225. С вероятностью 0,954 рассчитайте необходимое количество бригад для обследования рабочих, если ошибка вы­борки не должна превышать 5%.

Решение. Необходимое количество бригад рассчитаем на основе формулы объема серийной бесповторной выборки:

32




Содержание курса лекций “Статистика”


Контрольные задания

Самостоятельно проведите выборочное наблюдение и произведите соответствующие расчеты.

Пусть требуется оценить долю тех
объектов заданной генеральной
совокупности, которые удовлетворяют
некоторому условию

генеральную долю

.
Для этого из генеральной совокупности
выделяют выборку, и по результатам её
обследования находят долю тех объектов,
которые удовлетворяют условию

выборочную долю

.
Очевидно, что

,
где

– объем выборки,

– число тех её объектов, которые
удовлетворяют условию

.
Выборочная доля в данном случае является
той величиной, с помощью которой мы
получим информацию о неизвестном
значении генеральной доли.

Таким образом, выборочная доля

является
оценкой генеральной доли

.

Пример.


– доля бракованных деталей генеральной
совокупности,

– доля бракованных деталей в выборке.
Условие (событие)

– деталь, взятая наудачу из генеральной
совокупности – бракована.

Простейший способ оценивания – точечное
оценивание
– подразумевает использование
приближенного равенства

.

Как и всякая оценка, выборочная доля

является случайной величиной.
Действительно, выборка из генеральной
совокупности выделяется случайным
образом. Соответственно то значение,
которое примет выборочная доля, будет
случайным.

Следующие теоремы характеризуют
выборочную долю как случайную величину.

Теорема 1. Математическое ожидание
выборочной доли равно генеральной доле:


.

Среднее квадратическое отклонение

(
)
выборочной доли вычисляется по формулам

в случае повторной выборки и

в случае бесповторной выборки, где


объем генеральной совокупности.

Напомним, что по определению среднего
квадратического отклонения в случае
повторной выборки имеем

(аналогично в случае бесповторной
выборки).

Замечание. При применении формул
Теоремы 1 полагают

.

Теорема 2. Закон распределения
выборочной доли неограниченно приближается
к нормальному закону при неограниченном
увеличении объема выборки.

Подобно тому, как мы это сделали в
предыдущем параграфе, как следствие
Теоремы 2, получаем формулу доверительной
вероятности
:

– в случае повторной выборки. Заменяя
в последнем равенстве

на

,
получаем формулу доверительной
вероятности в случае бесповторной
выборки.

По определению, величина

,
фигурирующая в формуле доверительной
вероятности, называется предельной
ошибкой выборки
. Интервал

называется доверительным интервалом.

Выше было указано, в чем состоит точечная
оценка генеральной доли. Интервальное
оценивание
сводится, например, к
вычислению значения доверительной
вероятности при заданной предельной
ошибке выборки.

Теорема 3. В случае повторной
выборки выборочная доля является
несмещенной и состоятельной оценкой
генеральной доли.

Пример. Выборочные данные о надое
молока для 100 коров из 1000 представлены
таблицей:

Надой молока,
ц

10-20

20-30

30-40

40-50

50-60

Число коров

2

18

46

30

4

100

  1. Найти вероятность того, что доля всех
    коров с надоем молока более 40 ц отличается
    от такой доли в выборке не более чем на
    0,05 (по абсолютной величине), для случая
    повторной и бесповторной выборок.

  2. Найти границы, в которых с вероятностью
    0,9596 заключена доля всех коров с надоем
    более 40 ц.

  3. Сколько коров надо обследовать, чтобы
    с вероятностью 0,9786 для генеральной
    доли коров с надоем более 40 ц можно было
    гарантировать те же границы что и в
    п.2.

Решение. Число

коров с надоем более 40 ц равно 34 (
,
см. заданный вариационный ряд). Тогда

.

Для нахождения доверительной
вероятности п. 1 задания воспользуемся
одноименной формулой при

.

Пусть рассматриваемая выборка –
повторная. Тогда по формуле Теоремы 1,
учитывая Замечание, получаем


.

Следовательно


.

Аналогично, в случае бесповторной
выборки:


,


.

Доверительным в данном случае является
интервал

.
Таким образом, неизвестное значение
доли всех коров с надоем более
40 ц
накрывается доверительным интервалом
(0,29;0,39) с вероятностью 0,7109 в случае
повторной выборки и с вероятностью

0,733 в случае бесповторной выборки.

В п. 2 задания при заданном значении
доверительной вероятности искомым
является доверительный интервал.
Поскольку значение выборочной доли
известно, остается найти предельную
ошибку выборки

.

Пусть выборка – повторная. По условию,
принимая во внимание формулу доверительной
вероятности, имеем


.

По таблице значений функции Лапласа
найдем такое

,
что

:

.
Тогда

и, используя найденное выше значение

,
получаем


.

Соответственно, доверительным будет
интервал:


.

Пусть выборка – бесповторная. Аналогично
предыдущему, получаем предельную ошибку
выборки

и доверительный интервал:


.

Таким образом, доля всех коров с надоем
молока более
40 ц с вероятностью
0,9596 накрывается доверительным
интервалом
(0,243; 0,437) в случае повторной
выборки и интервалом
(0,248; 0,432) в
случае бесповторной выборки.

В п. 3 по заданным значениям доверительной
вероятности и предельной ошибки выборки
найдем необходимый объем выборки. Из
начла решения заимствуем значение
выборочной доли

,
найденное по исходному вариационному
ряду.

Пусть выборка – повторная. По условию,
принимая во внимание формулу доверительной
вероятности, имеем:


.

По таблице значений функции Лапласа
найдем такое

,
что

:

.
Тогда

и,

.
Подставляя вместо

выражение из Теоремы 1, приходим к
уравнению относительно неизвестной
величины

:


.

Решая это уравнение относительно

,
подставляя в полученную формулу известные
величины, завершаем решение

(заметим, что, как и ранее, округление
здесь произведено в большую сторону).

Аналогично, в случае бесповторной
выборки из условия и формулы доверительной
вероятности следует равенство

или, принимая во внимание известное
выражение для

(см. Теорему 1):


.

Решая это уравнение относительно

,
получаем


.

Подставляя в правую часть последнего
равенства известные значения, окончательно
имеем:


.

Таким образом, в повторную выборку
надо взять
127 коров, чтобы с вероятностью
0,9786 можно было утверждать, что доля
всех коров с надоем молока более
40 ц
накрывается доверительным интервалом

(0,243; 0,437). Аналогично, в бесповторную
выборку надо взять
123 коровы, чтобы
с вероятностью
0,9786 можно было
утверждать, что
доля всех коров с
надоем молока более
40 ц накрывается
доверительным интервалом
(0,248; 0,432).

Домашнее задание: 9.19, 9.21, 9.23,
9.30.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #


4.7. Оценка генеральной доли

Быстренько освежим в памяти, что такое доля. Вспоминаем  помидоров на базе, среди которых  первосортных. Тогда отношение  является генеральной долей первосортных помидоров. Однако исследовать

все овощи затруднительно, поэтому организуется представительная выборка из  помидоров, среди которых первосортных окажется  штук. Отношение  называется выборочной долей.

Выборочная доля является точечной оценкой генеральной доли и не внушает особого доверия,

поскольку в разных выборках мы будем получать разные значения , иногда далёкие от истины. В этой связи более предпочтительно оценить  интервалом.

Таким образом, наша задача состоит в том, чтобы найти доверительный интервал:

 – который с заранее заданной

надёжностью  накроет истинное значение

 генеральной доли.

Далее для удобства я буду опускать подстрочный индекс у выборочной доли: .

Точность оценки  (или предельная ошибка

доли) рассчитывается по формуле , где  – коэффициент доверия, а  – средняя ошибка доли.

Для нахождения  корректнее использовать

распределение Стьюдента (таблицу или макет (пункт 2б)), но на практике в большинстве задач объём выборки  и в ходу распределение нормальное с лапласовским

соотношением .

Средняя ошибка доли определяется так:
 – для бесповторной выборки;
 – для повторной выборки.

В том случае, если генеральная совокупность велика, а выборка малА, то для бесповторной выборки можно использовать и 2-ю

формулу, ибо дробь  будет близка к нулю. Как видите,

формулы очень похожи, только вместо дисперсии у нас тут произведение , и чего томиться, сразу задача:

Пример 29

В целях изучения суточного пробега автомобилей автотранспортного предприятия проведено 10%-ное выборочное обследование 100

автомобилей методом случайного бесповторного отбора, в результате которого получены следующие данные:

С вероятностью 0,954 требуется определить долю машин в генеральной совокупности с пробегом более 180 км.

Решение: вычислим количество автомобилей с пробегом более 180 км по выборке:
. Таким образом:
 – выборочная доля автомобилей с

пробегом более 180 километров.

Генеральную долю  таких автомобилей оценим

с помощью доверительного интервала:
, где  – предельная ошибка доли.

Для уровня доверительной вероятности  из соотношения  определяем знакомый коэффициент доверия:
.

…Студентам-экономистам почему-то любят предлагать нежные значения «гамма» (у них эта задача – чуть ли не обязательная по

предмету). Причём, в методичках прямо так и пишут без пояснений, что вероятности  соответствует коэффициент . И никаких там подстрочных индексов, лапласов или экселев. Запомнил, и всё. Плохо.

Вычислим среднюю ошибку доли. Коль скоро выборка 10%-ная, то объём генеральной совокупности равен  автомобилей, и для бесповторной выборки:

Таким образом, точность оценки составляет  и искомый доверительный интервал:


 – с вероятностью 95,4% данный интервал

накрывает истинную генеральную долю  автомобилей с пробегом более 180 км.

Ответ:

Кстати, тут легко оценить и абсолютное количество таковых машин:


 – от 425 до 615 автомобилей в генеральной

совокупности.

Но результат это, конечно, слабоватый. И помочь здесь может увеличение объёма выборки. Родственная формула уже выведена в

предыдущем параграфе, и я просто заменю дисперсию произведением :

 – здесь по желаемой предельной ошибке

 можно вычислить необходимый объём выборки.

И прямо сейчас у вас представится такая возможность.

На десерт:

Пример 30

Методом механического бесповторного отбора проведено однопроцентное обследование веса пирожных, изготовленных кондитерской

фабрикой за сутки. Распределение веса пирожных по весу следующее:

а) С вероятностью 0,9974 определить пределы, в которых будет находиться доля пирожных весом не менее 100 г, во всей

суточной продукции

б) Сколько процентов пирожных нужно проверить, чтобы увеличить точность оценки в 7 раз? (при той же доверительной

вероятности) Оценить целесообразность такого статистического исследования.

Краткое решение и ответ в конце книги.

4.8. Итоги по главе

4.6. Оценка генеральной средней по повторной и бесповторной выборкам

| Оглавление |



Повторный и бесповторный отбор.
Ошибка выборки

Краткая теория


На основании выборочных данных дается оценка статистических
показателей по всей (генеральной) совокупности. Подобное возможно, если выборка
основывается на принципах случайности отбора и репрезентативности
(представительности) выборочных данных. Каждая единица генеральной совокупности
должна иметь равную возможность (вероятность) попасть в выборку.

При формировании выборочной совокупности используются следующие
способы отбора: а) собственно-случайный отбор; б) механическая выборка; в)
типический (районированный) отбор; г) многоступенчатая (комбинированная)
выборка; д) моментно-выборочное наблюдение.

Выборка может осуществляться по схеме повторного и бесповторного
отбора.

В первом случае единицы совокупности, попавшие в выборку, снова
возвращаются в генеральную, а во втором случае – единицы совокупности, попавшие
в выборку, в генеральную совокупность уже не возвращаются.

Выборка может осуществляться отдельными единицами или сериями
(гнездами).

Собственно-случайная выборка

Отбор в этом случае производится либо по жребию, либо по таблицам
случайных чисел.

На основании приемов классической выборки решаются следующие
задачи:

а) определяются границы среднего значения показателя по генеральной
совокупности;

б) определяются границы доли признака по генеральной совокупности.

Предельная ошибка средней при собственно-случайном отборе
исчисляется по формулам:

а) при повторном отборе:

б) при бесповторном отборе:

где

 – численность выборочной совокупности;

 – численность генеральной совокупности;

 – дисперсия признака;

 – критерий кратности ошибки: при

;
при

;
при

.

Значения

 
определяются

по таблице функции Лапласа.

Границы (пределы) среднего значения признака по генеральной
совокупности определяются следующим неравенством:

где

 – среднее значение признака по выборочной
совокупности.

Предельная ошибка доли при собственно-случайном отборе определяется
по формулам:

а) при повторном отборе:

при бесповторном отборе:

где

 – доля единиц совокупности с заданным
значением признака в обзей численности выборки,

 – дисперсия доли признака.

Границы (пределы) доли признака по всей (генеральной) совокупности
определяются неравенством:

где

 – доля признака по генеральной совокупности.

Типическая (районированная) выборка

Особенность этого вида
выборки заключается в том, что предварительно генеральная совокупность по
признаку типизации разбивается на частные группы (типы, районы), а затем в
пределах этих групп производится выборка.

Предельная ошибка средней
при типическом бесповторном отборе определяется по формуле:

где

 – средняя из внутригрупповых дисперсий

 по каждой типичной группе.

При пропорциональном отборе из групп генеральной совокупности
средняя из внутригрупповых дисперсий определяется по формуле:

где

 – численности единиц совокупности групп по выборке.

Границы (пределы) средней по генеральной совокупности на основании
данных типической выборки определяются по тому же неравенству, что при
собственно-случайной выборке. Только предварительно необходимо вычислить общую
выборочную среднюю

 из частных выборочных средних

.
Для случая пропорционального отбора это определяется по формуле:

При непропорциональном отборе средняя из  внутригрупповых дисперсий вычисляется по
формуле:

где

 – численность единиц групп по генеральной
совокупности.

Общая выборочная средняя в этом случае определяется по формуле:

Предельная ошибка доли
признака при типическом бесповторном отборе определяется формулой:

Средняя дисперсия доли
признака из групповых дисперсий доли

 при
типической пропорциональной выборке вычисляется по формуле:

Средняя доля признака по
выборке из показателей групповых долей рассчитывается формуле:

Средняя дисперсия доли при
непропорциональном типическом отборе определяется следующим образом:

а средняя доля признака:

Формулы ошибок выборки при типическом повторном отборе будут те же,
то и для случая бесповторного отбора. Отличие заключается только в том, что в
них будет отсутствовать по корнем сомножитель

.

Серийная выборка

Серийная ошибка выборки
может применяться в двух вариантах:

а) объем серий различный

б) все серии имеют
одинаковое число единиц (равновеликие серии).

Наиболее распространенной
в практике статистических исследований является серийная выборка с
равновеликими сериями. Генеральная совокупность делится на одинаковые по объему
группы-серии

 и
производится отбор не единиц совокупности, а серий

. Группы (серии) для обследования отбирают в
случайном порядке или путем механической выборки как повторным, так и
бесповторными способами. Внутри каждой отобранной серии осуществляется сплошное
наблюдение. Предельные ошибки выборки

 при
серийном отборе исчисляются по формулам:

а) при повторном отборе

б) при бесповторном отборе

где

 – число
серий в генеральной совокупности;

 – число
отобранных серий;

 – межсерийная дисперсия, исчисляемая для случая равновеликих
серий по формуле:

где

 –
среднее значение признака в каждой из отобранных серий;

 – межсерийная
средняя, исчисляемая для случая равновеликих серий по формуле:

Определение численности выборочной совокупности

При проектировании
выборочного наблюдения важно наряду с организационными вопросами решить одну из
основных постановочных задач: какова должна быть необходимая численность
выборки с тем, чтобы с заданной степенью точности (вероятности) заранее
установленная ошибка выборки не была бы превзойдена.

Примеры решения задач


Задача 1

На основании результатов проведенного на заводе 5%
выборочного наблюдения (отбор случайный, бесповторный) получен следующий ряд
распределения рабочих по заработной плате:

Группы рабочих по размеру заработной платы, тыс.р. до 200 200-240 240-280 280-320 320 и выше Итого
Число рабочих 33 35 47 45 40 200

На основании приведенных данных определите:

1) с вероятностью 0,954 (t=2) возможные пределы, в которых
ожидается средняя заработная плата рабочего в целом по заводу (по генеральной
совокупности);

2) с вероятностью 0,997 (t=3) предельную ошибку и границы доли
рабочих с заработной платой от 320 тыс.руб. и выше.

Решение

На сайте можно заказать решение контрольной или самостоятельной работы, домашнего задания, отдельных задач. Для этого вам нужно только связаться со мной:

ВКонтакте
WhatsApp
Telegram

Мгновенная связь в любое время и на любом этапе заказа. Общение без посредников. Удобная и быстрая оплата переводом на карту СберБанка. Опыт работы более 25 лет.

Подробное решение в электронном виде (docx, pdf) получите точно в срок или раньше.

Вычислим среднюю з/п: Для этого просуммируем произведения середин
интервалов и соответствующих частот, и полученную сумму разделим на сумму
частот.

2) Выборочная дисперсия:

Найдем доверительный интервал для средней. Предельная ошибка выборочной
средней считается по формуле:

где

 –

аргумент функции Лапласа.  

Искомые возможные пределы, в которых ожидается средняя заработная плата
рабочего в целом по заводу:

Найдем доверительный интервал для выборочной доли. Предельная ошибка
выборочной доли считается по формуле:

Доля рабочих с з/п от 320 тыс.р.:

 

Искомые границы доли рабочих с заработной платой от 320 тыс.руб. и выше:


Задача 2

В
городе 23560 семей. В порядке механической выборки предполагается определить
количество семей в городе с числом детей трое и более. Какова должна быть
численность выборки, чтобы с вероятностью 0,954 ошибка выборки не превышала
0,02 человека. На основе предыдущих обследований известно, что дисперсия равна
0,3.

Решение

Численность
выборки можно найти по формуле:

В нашем случае:

Вывод к задаче

Таким образом численность
выборки должна составить 2661 чел.


Задача 3

С
целью определения средней месячной заработной платы персонала фирмы было
проведено 25%-ное выборочное обследование с отбором
единиц пропорционально численности типических групп. Для отбора сотрудников
внутри каждого филиала использовался механический отбор. Результаты
обследования представлены в следующей таблице:

Номер филиала Средняя месячная
заработная плата, руб.
Среднее квадратическое отклонение, руб. Число
сотрудников, чел.
1 870 40 30
2 1040 160 80
3 1260 190 140
4 1530 215 190

С
вероятностью 0,954 определите пределы средней месячной заработной платы всех
сотрудников гостиниц.

Решение

Предельная
ошибка выборочной средней:

Средняя
из внутригрупповых дисперсий:

Получаем:

Средняя
месячная заработная плата по всей совокупности филиалов:

Искомые
пределы средней месячной заработной платы:

Вывод к задаче

Таким
образом с вероятностью 0,954 средняя месячная заработная плата всех сотрудников
гостиниц находится в пределах от 1294,3 руб. до 1325,7 руб.

Доля выборки по сравнению со средним значением выборки: разница

  • Редакция Кодкампа

17 авг. 2022 г.
читать 2 мин


В статистике часто используются два термина: доля выборки и среднее значение выборки .

Вот разница между двумя терминами:

Доля выборки: доля наблюдений в выборке с определенной характеристикой.

Часто обозначается p̂. Он рассчитывается следующим образом:

р̂ = х / п

куда:

  • x: количество наблюдений в выборке с определенной характеристикой.
  • n: общее количество наблюдений в выборке.

Выборочное среднее: среднее значение в выборке.

Часто обозначаемый x , он рассчитывается следующим образом:

х = Σх я / п

куда:

  • Σ: символ, означающий «сумма».
  • x i : значение i -го наблюдения в выборке
  • n: размер выборки

Доля выборки по сравнению со средним значением выборки: когда использовать каждый

Доля выборки и среднее значение выборки используются по разным причинам:

Доля выборки: используется для понимания доли наблюдений в выборке, имеющих определенную характеристику.

Например, мы могли бы использовать пропорцию выборки в каждом из следующих сценариев:

  • Политика: Исследователи могут опросить 500 человек в определенном городе, чтобы понять, какая часть жителей поддерживает определенного кандидата на предстоящих выборах.
  • Биология: биологи могут собрать данные о 100 морских черепах, чтобы понять, какая часть из них пострадала от загрязнения.
  • Спорт: журналист может опросить 1000 баскетболистов колледжа, чтобы понять, какая часть из них стреляет левой рукой.

Среднее значение выборки: используется для понимания среднего значения в выборке.

Например, мы могли бы использовать выборочное среднее значение в каждом из следующих сценариев:

  • Демография: экономисты могут собирать данные о 5000 домохозяйств в определенном городе, чтобы оценить средний годовой доход домохозяйства.
  • Ботаника: ботаник может измерить 50 растений одного вида, чтобы оценить среднюю высоту растения в дюймах.
  • Питание: диетолог может опросить 100 человек в больнице, чтобы оценить среднее количество калорий, которые жители потребляют в день.

В зависимости от интересующего вопроса может быть более целесообразным использовать пропорцию выборки или среднее значение выборки для ответа на вопрос.

Использование доли выборки и среднего значения выборки для оценки параметров генеральной совокупности

И пропорция выборки, и среднее значение выборки используются для оценки параметров генеральной совокупности .

Доля выборки как оценка

Мы используем пропорцию выборки для оценки доли населения. Например, нам может быть интересно узнать, какая доля жителей определенного города поддерживает новый закон.

Поскольку опрос всех 20 000 жителей города был бы слишком дорогим и трудоемким, вместо этого мы опрашиваем 500 и подсчитываем долю жителей в выборке, поддерживающих новый закон.

Затем мы используем эту долю выборки в качестве наилучшей оценки доли жителей во всем городе, которые предполагают новый закон. Однако, поскольку маловероятно, чтобы доля нашей выборки точно соответствовала доле совокупности, мы часто используем доверительный интервал для доли — диапазон значений, который, по нашему мнению, содержит истинную долю совокупности с определенным уровнем достоверности.

Выборочное среднее как оценка

Мы используем выборочное среднее для оценки среднего значения генеральной совокупности. Например, нам может быть интересно понять среднюю высоту определенного вида растений.

Поскольку измерение высоты всех 10 000 растений в определенном регионе было бы слишком дорогостоящим и трудоемким, мы вместо этого измеряем высоту 150 растений и используем среднее значение выборки в качестве наилучшей оценки среднего значения популяции.

Однако, поскольку маловероятно, что среднее значение нашей выборки точно совпадает со средним значением генеральной совокупности, мы часто используем доверительный интервал для среднего значения — диапазон значений, который, по нашему мнению, содержит истинное среднее значение генеральной совокупности с определенным уровнем достоверности.

Дополнительные ресурсы

Доверительный интервал для калькулятора пропорций
Доверительный интервал для среднего калькулятора

Добавить комментарий