7.2.1 简单随机抽样(simple random sampling)

更新于 2026年10月10日 版权声明
7.2.1 简单随机抽样(simple random sampling)

如果要从一个有N个单位的总体中抽取n个单位作为样本,其中任何一个样本被抽到的概率都相等,那么就称这种抽样为简单随机抽样,所得到的样本称为简单随机样本.

简单随机抽样是一种不放回的等概率的抽样方法,也是最基本的随机抽样方法,它是其他复杂随机抽样方法的基础.

例如,从a,b,c,d4人中随机地抽取两人,构成简单随机样本,一共有6种(图示=6)不同的抽取方法,即可以构成6个不同的简单随机样本:

s1=﹛a,b﹜,s2=﹛a,c﹜,s3=﹛a,d﹜,

s4=﹛b,c﹜,s5=﹛b,d﹜,s6=﹛c,d﹜.

每个样本被抽中的概率都是图示.究竟抽取哪一个样本,可以通过投掷一枚均匀正方体骰子来确定.规定掷出一点选取s1入样,掷出两点s2入样,……因此,只要掷一次骰子后,我们就可得到所需要的简单随机样本.

我们所熟悉的抽签或摇奖,使用的就是简单随机抽样的方法.

实际抽奖时,特别是样本容量较大时,要将所有可能的样本都一一列举出来,耗费的工作量很大,因此经常采用逐个抽取单位,直到抽满n个单位为止的方法.依此法抽取简单随机样本应遵循下面的规则:

(1)已经被抽到的单位不再放回;

(2)还未被抽到的单位下次被抽到的概率都相同.(https://www.daowen.com)

也就是说,抽第1个单位时,总体中所有N个单位的入样概率都是图示;抽第2个单位时,总体中尚未被抽到的N-1个单位的入样概率都是图示抽第3个单位时,总体中尚未被抽到的N-2个单位的入样概率都是图示;……一直到抽满n个单位为止.理论上可以证明,按照此法抽样,所有不同的样本(共有图示个)的入样概率都相同.

实施简单随机抽样时,应首先将总体中所有N个单位逐个编上号码1至N,然后用产生随机数的方法来抽取样本.可以利用随机数表、计算器、计算机等获得随机数.

附录3是一张随机数表,它是由从0到9的整数随机排列而成,共有2500个数字,排成50行、50列.抽样时,可以先随意地取定表中的某一行某一列作为起点,然后从起点开始按一定的方向顺序查找,如果遇到不超过N的数即取出;再继续往下查找,如有重复则舍去,直到取满n个数为止.最后,抽取与所取出的n个数对应的那些单位,这些单位就组成我们所需要的随机样本.

例1 利用随机数表,从150名学生中抽取一个容量为8的简单随机样本.

解 (1)将这些学生从1至150逐一编号.

(2)在随机数表中任意指定一个起始位置.这里我们以第6行,第11列作为起始位置.因为N=150是一个三位数,所以选用第11、第12、第13这3列的整数构成三位数,然后按照从上往下的方向查找小于或等于150的整数.第一个数495不是,第二个数572也不是,……,第五个数94≤150,是符合条件的第一个整数,将其选出.接下去,这3列中被选出的数是60,150,99,其余的数都不符合要求.因此,就换到第14、第15、第16这3列组成的三位数,从第一行开始从上往下继续查找.依此不断继续下去,一直到取出8个小于或等于150的整数为止.最后,从随机数表中查出的8个整数是

94,60,150,99,114,26,140,33.

由上述编号的学生组成的样本即为所求的简单随机样本.

用计算器或计算机产生随机数也相当方便.可是,计算器或计算机产生的是区间[0,1]上的均匀分布的随机数,必须对它进行变换,才能得到所需要的随机整数.变换的方法是将由计算器或计算机所产生的随机小数r,与总体中的单位个数N相乘,舍去小数后再加上1,就可得到所需要的随机整数.例如,N=150,由计算器产生一个随机数r=0.501,rN=0.501×150=75.15,舍去小数再加1得75+1=76,这样就得到一个随机整数.反复利用计算器产生随机数,并逐一将其变换成随机整数,如遇到重复的随机整数则舍去,一直到取足n个随机整数为止.这样就可得到所需的简单随机样本.如果使用计算机,只要编制一个简单的程序,就会使操作更加方便.

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