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(二)标准误
为了简化公式,先引入统计量Wi
令
1.平均数的标准误
无限总体:
公式14-8实际上与公式14-1意义相同,在公式14-1中以样本s估计总体σ,而在公式14-8中是以各层的si联合估计全总体σ。
有限总体:
式中Ni为某一层的个体总数
ni为某一层应分配的样本容量
si为某一层的标准差
【例14-1】某大学为了调查新生推理能力,以分层抽样的方式从1500名新生中抽取200名进行瑞文推理测验。
已知新生中文科500名、理科800名、边缘学科200名,根据历年同类调查的资料,新生瑞文推理测验成绩的标准差,文科是s1=10,理科是s2=7,边缘学科s3=12,试问这次调查时这200名被试如何在文、理、边缘学科中分配?样本平均数(n=200)分布的标准误为多少?
解:
因此,200人的样本应包括77名文科生,86名理科生,37名边缘学科学生。
样本平均数(n=200)分布的标准误为
2.比率的标准误(样本容量n较大时)
无限总体:
有限总体:
式中:pi为某一层内的比率
qi=1-pi
Wi,Ni,ni意义同前。
(三)评价
分层抽样由于充分利用了总体已知的信息,其样本的代表性及推论的精确性一般优于简单随机抽样。
比较两种抽样方式的标准误,能够说明这种分层的效果。
如前所述,一般总体方差并不易得到,常以样本方差s2来估计,因而这里s2代表总体的变异。
在分层抽样中,总体变异实际上来源于层与层之间和各层内部,即层间与层内两部分。
从公式14-8式可知,分层抽样时平均数的标准误为
即
对于同一总体,如果按简单随机方式抽样,则总变异不存在分解为两部分来源的问题。
这时平均数的标准误与总变异有关,即:
这表明,对于同一个总体,分层抽样与简单随机抽样在样本容量相同时,前者的抽样误差小于后者的抽样误差。
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