抽样误差
统计学中的抽样误差和误差估计
统计学中的抽样误差和误差估计在统计学中，抽样误差和误差估计是两个重要的概念。
抽样误差是指由于从一个总体中选取样本而引起的误差，而误差估计则是通过对样本进行统计推断来估计总体参数的误差。
本文将对这两个概念进行详细的探讨。
一、抽样误差抽样误差是由于样本选择不完全代表总体而导致的误差。
在实际研究中，我们很难对整个总体进行研究，通常只能通过选取样本来进行研究和推论。
然而，由于样本的选取可能带来一定的偏差，这就引入了抽样误差。
抽样误差可以分为两种类型：随机抽样误差和非随机抽样误差。
随机抽样误差是指由于样本本身的随机性导致的误差，而非随机抽样误差则是由于样本选择过程中的偏好或错误引起的误差。
为了减小抽样误差，我们可以采用一些抽样技术和方法，如简单随机抽样、分层抽样和整群抽样等。
这些方法可以使得样本更好地代表总体，从而减小抽样误差的影响。
二、误差估计误差估计是通过对样本的统计推断来对总体参数进行估计的过程。
由于我们无法对总体进行直接观察，所以只能通过样本来对总体进行估计。
然而，由于样本只是总体的一部分，所以估计值往往与总体参数存在差异，即误差。
误差估计是通过样本统计量来估计总体参数，并给出一个区间估计或点估计。
常见的误差估计方法有置信区间估计和均方误差估计。
置信区间估计通过构建一个区间来估计总体参数的真值范围，而均方误差估计则是通过计算样本估计值与总体参数的差异平方和来估计误差的大小。
误差估计可以帮助我们评估样本估计的可靠性和准确性，并提供对总体参数的一定程度的推断。
通过对误差的估计，我们可以对统计结果的可信度进行评估，并对决策或结论的合理性进行判断。
总结：在统计学中，抽样误差和误差估计是两个非常重要的概念。
抽样误差是由于样本选择不完全代表总体而引起的误差，而误差估计则是通过对样本进行统计推断来估计总体参数的误差。
通过减小抽样误差和进行误差估计，我们可以提高统计结果的准确性和可靠性，从而做出更为科学和合理的结论或决策。
5.2 抽样误差
1、解
2、解：
3、解： 已知Ｎ=10000，n=400，
p=368/400=92%，求 μ p 重复抽样：
不重复抽样：
【4】某校随机抽选400名学生，发现戴眼镜的学生有 80人。根据样本资料推断全部学生中戴眼镜的学生所 占比重时，抽样误差为多大？
x
2
nn
0.9 0.045 400
抽样平均误差μ
（一）平均数的抽样平 均误差x
1.重复抽样条件下
x
x2
n
sx2 n
2.不重复抽样条件下
x
sx2 (1 n )
n
N
抽样平均误差μ
（二）成数的抽样平均 误差 p
1.重复抽样条件下
p
p2
n
sp2 n
p(1 P) n
2.不重复抽样条件下
4、解：样本p=n1/n=80/400=20%
5、重复抽样时：
x
2
nn
0.9 0.045 400
6、不重复抽样时： 重复抽样时：
思维导图
实践任务
对济宁职业技术学院在校大学生每月消费支出情 况，选择合适的组织形式进行抽样调查，并计算 总体的抽样平均误差。
统计基础与应用
谢谢
aggregative index
【5】已知：样本单位数400户，样本平均满意度3.68 ，样本满意度的标准差0.9，我们采取的是重复抽样的 方式，计算抽样平均误差。
【6】某灯泡厂对10000个产品进行使用寿命检验，随 机抽取2%样本进行测试，按规定，灯泡使用寿命在 1000小时以上者为合格品，测得样本数据如下：灯泡 平均使用时间 x=1057小时，灯泡使用时间标准差为 s=53.63小时，合格品率为p=91.5％，试根据资料计算 平均寿命和合格品率抽样误差。
统计学中的抽样误差分布类型
统计学中的抽样误差分布类型统计学中的抽样误差是指由于选取抽样方法的随机性引起的样本与总体之间的差异。
在统计学中，我们常常利用抽样方法来研究总体的特征。
然而，由于抽样的随机性，样本很可能无法完全准确地反映总体的真实情况。
因此，了解抽样误差的分布类型对于正确解释样本数据的意义至关重要。
在统计学中，有多种类型的抽样误差分布。
本文将介绍其中的三种常见类型：正态分布、均匀分布和偏态分布，并探讨它们对样本数据的影响。
一、正态分布正态分布也被称为高斯分布，是抽样误差最常见的分布类型之一。
正态分布呈钟形曲线，以均值为中心对称，标准差决定了曲线的幅度。
在正态分布中，抽样误差呈现出对称的模式分布，均值为零。
这意味着样本数据中的大部分值都接近总体的真实值。
正态分布的特点使得它在许多应用中非常有用。
例如，在对人体身高进行抽样调查时，正态分布可以很好地描述不同个体的身高分布情况。
不过需要注意的是，当样本量较小时，正态分布的逼近效果可能会受到一定的影响。
二、均匀分布均匀分布是另一种常见的抽样误差分布类型。
均匀分布呈矩形形状，表示样本中每个值的概率是相等的。
在均匀分布中，抽样误差的分布是连续而平均的，不会出现严重的偏差。
均匀分布的特点在一些特定场景中非常适用。
例如，在调查抛硬币结果的分布时，当我们进行大量的抛硬币试验时，得到正面和反面的概率应该是接近均匀分布的。
然而需要注意的是，均匀分布并不适用于所有情况，特别是当总体分布是非均匀的时候。
三、偏态分布偏态分布是一种常见的非对称抽样误差分布类型。
在偏态分布中，曲线的形状倾斜向某一侧。
偏态分布可以进一步分为正偏态和负偏态两种类型。
正偏态分布指的是曲线的尾部偏向较大的一侧，而负偏态分布则相反。
偏态分布的特点使得它在某些情况下更适合描述抽样误差。
例如，在研究收入分布时，负偏态分布可能更符合实际情况，因为大多数人的收入可能集中在低收入水平。
然而，需要注意的是，偏态分布会导致样本数据的误差，因此在解释数据时需要谨慎。
抽样平均误差
灯泡平均使用寿命 x
xf f
灯泡合格率 p 1－q
70 020 100
700.2（小时）
1－1070 93%
样本标准差 sx
（x －x）2 f f
37 996 19.49（小时）
100
抽样平均误差
【例7.1】 解：
抽样平均误差
（三）影响抽样平均误差的因素 1、总体内部的差异程度 2、样本容量 3、抽样方法 4、抽样组织形式
样误差。 抽样误差是指在遵守了随机原则的条件下，由于 样本的构成与总体的构成不同从而产生的误差。
抽样平均误差
抽样误差
图7-1 统计误差分类
抽样平均误差
二、实际抽样误差
实际抽样误差就是指样本指标值与总体指标值之间的
绝对离差。如 x－X 、p －P 、 s2－ 2 。
在抽样调查中，总体指标值是未知的，因而任何一次 抽样的实际抽样误差也是未知的。因为样本的统计量是随 机变量，因此实际的抽样误差也是随机变量。
统计学
计算公式为：
x
（x－x）2
M
式中， x ——样本平均数；
x ——样本平均数的平均数；
M ——样本的可能组成数目。
抽样平均误差
（二）抽样平均误差的计算
1、平均数的抽样平均误差的计算
（1）重复抽样时平均数的抽样平均误差
x
x
n
（2）不重复抽样时样本平均数的抽样平均误差
x
2 N n
n N 1
抽样平均误差
2、抽样成数的抽样平均误差的计算
（1）重复抽样的抽样成数的平均误差
p
P(1 P) n
（2）不重复抽样的抽样成数的平均误差
p
P(1 n
抽样平均误差
抽样误差抽样误差，是指按随机原则抽样时，在没有登记误差和系统性误差的条件下，单纯由于不同的随机样本的样本指标代表总体指标而产生的误差。
（一）抽样实际误差抽样实际误差：是指在一次抽样中由随机因素引起的样本指标与总体指标之间的离差，如x - X ，p - P（二）抽样平均误差抽样平均误差：指样本平均数（或样本成数）的标准差。
它反映了所有抽样结果所得的样本指标值与总体指标值的平均离差。
抽样平均误差的理论公式MX xMi ix ∑=-=12)(μ 或 []2)(x x E x-=μMP pMi ip ∑=-=12)(μ 或[]2)(p p E p -=μ样本的可能数目计算方法 （1）考虑顺序的不重复抽样数目（2）考虑顺序的重复抽样数目（3）不考虑顺序的不重复抽样的数目（4）不考虑顺序的重复抽样的数目nn N N B =!!）（n N N A nN -=!!!）（n N n N C n N-=!1!)!1(1）（--+==-+N n n N CD n nN n N2、抽样平均误差实际运用的公式 （1）样本平均数的抽样平均误差： ①在简单随机重复抽样条件下，X μ＝n2σ②在简单随机不重复抽样条件下，X μ＝⎪⎭⎫⎝⎛--12N n N n σ 当N 很大时，N －1≈N 人，以式改为：X μ＝⎪⎭⎫ ⎝⎛-N n n 12σ（2）样本成数的抽样平均误差： ①在简单随机重复抽样条件下，P μ＝nPQ②在简单随机不重复抽样条件下， 【例7—17】解法一：按抽样平均误差的理论公式计算。
表7—4 考虑顺序的重复抽样样本分布表总体平均数X ＝233211=++=∑=NXNi i抽样平均误差()57735.0300.3212==-=∑=nN i ix N X x nμ 解法二：按抽样平均误差的实际公式计算（见表7—5） 表7—5 总体分布表总体方差()32122=-=∑=NXXNi iσ抽样平均误差57735.0322122=⨯==nσμ 【例7—18】解法一：按抽样平均误差的理论公式计算。
控制抽样误差的方法有
控制抽样误差的方法有抽样误差是指由于对总体进行抽样调查而引入的误差。
在实际应用中，我们往往无法对整个总体进行调查，因此需要通过抽样来获取样本数据，再从样本数据中进行分析，以推断总体的特征。
然而，由于抽样过程中存在各种不确定性因素，样本数据和总体之间会存在一定差异，从而产生抽样误差。
控制抽样误差是保证研究结果的准确性和可靠性的重要问题。
下面将介绍几种常用的方法，用于控制抽样误差。
首先，选择合适的抽样方法是控制抽样误差的基础。
常用的抽样方法包括简单随机抽样、分层抽样、整群抽样等。
这些方法可以按照不同的目标和实际情况进行选择，以保证样本能够代表总体特征。
例如，在进行社会调查时，可以将总体按照不同层次进行划分，并从每个层次中随机抽取样本，以保证样本能够充分反映总体的差异。
其次，增加样本容量是减小抽样误差的有效方法。
样本容量越大，样本数据与总体之间的差异就越小。
因此，在设计研究方案时，应尽量增加样本容量，以提高推断的准确性。
当然，样本容量的确定需要根据实际情况权衡考虑，既要保证调查的精度，又要尽可能节约成本。
此外，通过提高调查的回应率也可以减小抽样误差。
回应率是指参与调查的样本数量占被选择的样本数量的比例。
回应率越高，样本数据与总体特征的一致性就越好，从而减小了抽样误差。
为提高回应率，我们可以采取一些措施，比如与被调查对象进行有效的沟通，提供必要的激励和奖励，确保他们愿意参与调查。
另外，要加强对样本的质量控制，以减小抽样误差的出现。
样本的质量与抽样误差密切相关，所以在实际调查中，我们必须保证样本的代表性和可靠性。
一方面，通过完善的抽样设计、准确的调查问卷和专业的调查人员，可以提高样本的代表性；另一方面，我们还可以进行重复抽样、交叉验证等操作，验证样本数据的准确性和一致性。
最后，分析样本数据时，采用科学、统计的方法也是控制抽样误差的重要方法。
统计分析可以帮助我们从样本数据中提取关键信息，并进行推断和预测。
通过正确选择合适的统计方法，合理地进行数据处理和分析，我们可以减小样本数据与总体特征之间的差异，从而减少抽样误差的影响。
当抽样容量增加3倍时,抽样误差比原来
当抽样容量增加3倍时，抽样误差比原来
随着时代的飞速发展，大数据已经成为日常生活和商业活动的重要组成部分，人们总是为如何更好地利用这种资源而担心。
抽样是收集数据的一种重要方式，它可以从具有较大量数据的总体中抽取一部分样本来获取所需的信息，但是当抽样容量增加时，抽样误差也会发生变化。
随着抽样容量的增加，抽样误差会有所减少。
这是因为抽样可以提高数据的抽取精度。
当少量的样本被选出时，抽样误差会相对较大，这是由于只能从总体中选择少量的样本，可能会缺失一些重要的数据。
但是，当抽样容量增加时，抽样误差也会有所减少，从而平衡分布更趋于正态分布，这对收集正确的数据是有帮助的。
此外，抽样误差还可能由于其他因素而发生变化。
例如，抽样容量的增加可能会导致样本中有偏差。
这反映在各种不同抽样方法上，例如随机抽样、简单抽样和比例抽样等。
比例抽样特别值得注意，它根据抽样容量的不同，会衍生出不同数量的抽样误差。
抽样容量的增加的确可以显著减少抽样误差，但不能完全消除抽样误差。
这是因为不能确定采用大量样本时，是否会出现偏差。
如果抽样容量更大，在有限的样本集中，结果的准确性可能会受到影响。
总之，抽样容量的增加3倍，可以显著减少抽样误差，但不能完全消除抽样误差。
此外，要准确判断抽样容量是否够大，还需要考虑其他因素，例如样本的组合和分布，以确保最终的结果最为精确。
统计学原理7-9.2抽样误差
一、抽样估计的特点： 1. 抽样估计是在逻辑上运用归纳推理而不是运用演绎推理。 2. 抽样估计是在方法上运用不确定的概率估计法而不是确
定的数学分析法。 3. 抽样估计的估计结论存在着一定的抽样误差。
2020/5/31
1
二、抽样估计的优良标准
无偏性：用抽样指标估计总体指标要求抽样指标的
p(1 P) (1 n )
n
N
0.6(1 0.6) (1 100 )
100
10000
4.87%
2020/5/31
11
（三）、抽样极限误差：是抽样指标和总体指
标之间抽样误差的可能范围。
x x X p pP 将上式等价转换为下列不等式：
X x x X x Pp p Pp 因为，总体指标是未知，上述不等式应该转换为：
10
例：某电子元件厂生产A型号的电子管，现从10000
件产品中，抽取100件进行检验，结果是60件合格。 计算合格品率的抽样平均误差。
根据已知条件：p n1 60 60% n 100
在重复抽样的情况下：
p
p（1 p） n
0.6(1 0.6) 100
4.90%
在不重复抽样的情况下：
p
序号 1（A、A）
样本变量（x） 40、40
样本平均数 xi 平均数离差
离差平方
40
-20
400
2 （A、B）
40、50
45
-15
225
3 （A、C）
40、70
55
-5
25
4 （A、D）
40、80
60
0
0
5 （B、A）
50、40
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抽样误差、抽样平均误差与抽样极限误差
一、基本概念
抽样误差是指由于随机抽样的偶然因素使样本各单位的结构不足以代表总体各单位的结构，而引起抽样指标和全及指标之间的绝对离差。
因此，又称为随机误差，它不包括登记误差，也不包括系统性误差。
影响抽样误差的因素有：1、总体各单位标志值的差异程度；2、样本的单位数；3、抽样的方法;4、抽样调查的组织形式。
抽样误差又分为两种：
1、抽样平均误差。
抽样平均误差是反映抽样误差一般水平的指标，它的实质含义是指抽样平均数（或成数）的标准差。
即它反映了抽样指标与总体指标的平均离差程度。
抽样平均误差的作用首先表现在它能够说明样本指标代表性的大小。
平均误差大，说明样本指标对总体指标的代表性低；反之，则高。
（记为μx 或μp ）
2、抽样极限误差。
抽样极限误差指在进行抽样估计时，根据研究对象的变异程度和分析任务的要求所确定的样本指标与总体指标之间可允许的最大误差范围（记为∆）。
二、计算公式
（一）抽样平均误差
1、样本平均数的平均误差
以μx 表示样本平均数的平均误差，σ表示总体的标准差。
根据定义：
即n x σμ=，（若为不重复抽样，则总体方差σ要用进行修正）它说明在重复抽样的条件下，抽样平均误差与总体标准差成正比，与样本容量的平方根成反比。
例1:有5个工人的日产量分别为（单位：件）：6，8，10，12，14，用重复抽样的方法，从中随机抽取2个工人的日产量，用以代表这5个工人的总体水平。
则抽样平均误差为多少？
解：根据题意可得：(件)
总体标准差(件)
抽样平均误差(件)
注意：在计算抽样平均误差时，通常得不到总体标准差的数值，一般可以用样本标准差来代替总体标准差。
2、抽样成数的平均误差
总体成数P 可以表现为总体是非标志的平均数。
即E(X)＝P ，它的标准差。
根据样本平均误差和总体标准差的关系，可以得到样本成数的平均误差的计算公式。
（不重复抽样时要修正）
注意：当总体成数未知时，可以用样本成数来代替。
例2：某企业生产的产品，按正常生产经验，合格率为90%，现从5000件产品中抽取50件进行检验，求合格率的抽样平均误差。
解：根据题意，在重复抽样条件下，合格率的抽样平均误差为：
在不重复抽样条件下，合格率的抽样平均误差为：
（二）抽样极限误差
抽样极限误差是指用绝对值形式表示的 样本指标与总体指标偏差的可允许的最大范围。
它表明被估计的总体指标有希望落在一个以样本指标为基础的可能范围。
它是由抽样指标变动可允许的上限或下限与总体指标之差的绝对值求得的。
μαx Z *=∆2 或μαp Z *=∆2（P126，例题5-4）。