Файл: Лакин Г.Ф. Биометрия учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 274

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

шаров, т. е. отобранные варианты возвращаются в ту же сово­ купность, из которой они взяты, так что могут быть отобраны повторно. Если же отбираемые варианты обратно в генеральную совокупность не возвращаются, отбор называется бееповторным или безвозвратным. В первом случае отбор вариант не влияет на состав генеральной совокупности, и вероятность каждой вариан­ ты попасть в выборку не меняется. Во втором случае каждый предшествующий отбор влияет на результаты отбора последую­ щего, изменяя состав генеральной совокупности и вероятность вариант попасть в состав выборки.

Теоретическая схема повторного отбора является более про­ стой, позволяющей легче понять содержание и формулу выбо­ рочной ошибки. В действительности, однако, т. е. на практике, обычным оказывается бесповторный отбор: измеряя, например, рост людей или животных, их вторично уже не принимают в расчет. В силу отмеченных обстоятельств в формулу выбороч­ ной ошибки средней (х ) при бесповторном случайном отборе

вносится поправка

Л

^

п , или

упрощенно "]/ ] __ , на

 

 

 

*

N -

1

 

 

'

N.

которую умножается ошибка:

 

 

 

 

 

тт= - і -

] /

1 - — =

л [ ( 1-

V

(53)

 

 

Ѵп

 

Ѵ

N

V

п \

N )

совокупно­

Здесь п

объем выборки,

а N — объем генеральной

*

 

 

 

 

 

 

 

 

сти. Например, из общего числа 5000 мужчин, подлежащих при­ зыву на военную службу, методом случайного бесповторного отбора измерено 500 человек. Средний рост призывников ока­ зался равным 170 см, выборочная дисперсия о2= 66,3 см. Отсю­ да выборочная ошибка средней арифметической роста призыв­ ников будет равняться:

т 7 =

222 ^ =

119= 0,33 см.

 

5000/

 

Если бы отбор вариант производился из этой совокупности пов­ торным случайным способом, ошибка выборочной средней оказа­ лась бы равной:

т - Ѵ і = Ѵ ш = Ѵ 0 Л З = а -36 « •

Повторный и бесповторный случайный отбор может прово­ диться по-разному, смотря по тому, как организуется наблюде­ ние над изучаемым объектом. Отсюда следуют разновидности отбора: а) типический, или групповой, отбор, называемый также районированным, который в свою очередь может быть пропорци-

90


ональным и непропорциональным; б) серийный, или гнездовой, отбор и в) отбор механический. Все эти виды отбора направле­ ны на повышение репрезентативности выборки, хотя они и нару­ шают принцип рендомизации, так как проводятся по заранее намечаемой схеме.

В случае типического отбора генеральная совокупность пред­ варительно расчленяется на отдельные и притом одинаковые (при пропорциональном отборе) или неодинаковые по составу (в случае непропорционального отбора) группы или районы, из которых случайным способом производится отбор какого-то ко­ личества вариант. Затем отобранные из каждой группы вариан­ ты объединяются в одну выборочную совокупность и подвергают­ ся совместной статистической обработке. Выборочная ошибка средней арифметической в случаях типического пропорциональ­

ного повторного отбора определяется по формуле т —=

а при бееповторном отборен+ =

Если же из

генеральной совокупности производится типический непропорцио­ нальный отбор вариант, выборочная ошибка средней (т) опреде­ ляется по формулам: при случайном повторном отборе

т - = — 1 /

N 2 и при случайном бееповторном отборе

N V

п

В этих формулах о,- — средняя взвешенная из выборочных дис­

персий типических групп; N — численность

типических

групп;

п — численность выборок, взятых из типических групп.

метро­

Рассмотрим следующий пример. Методом

наложения

вок проводился учет урожая пшеницы на корню. Поле было раз­ делено на пять участков, или типических групп, на которых в об­ щей сложности наложено 1000 метровок. Из каждой типической группы случайным бесповторным способом отбиралось пропор­ циональное (по объему групп) количество колосьев с последую­ щим взвешиванием содержавшихся в них зерен. Результаты от­ бора и их первичная обработка приводятся в табл. 24.

Определяем общую среднюю для всех выборочных групп:

2 ( ліХі)

20 X 9,8 + 40 X 8,5 -f 80 X 7,7 + 30 X 12,1 + 30 X 10,202

20 + 40 + 80 + 30 + 30

1821

9,2 a.

200

91


 

 

 

 

Т а б л и ц а 24

 

 

 

Выборочные

Ошибка

Типовые

Численность

Численность

 

 

участки

групп (Л ')

выборки ( л . )

средняя (х-) дисперсия ( о |)

средней ( т ~ ^

(группы)

 

 

 

1

100

20

9 , 8

4 , 6

0 , 4 2

2

200

40

8 , 5

3 , 2

0 , 2 5

3

400

80

7 , 7

3 , 6

0 , 1 9

4

150

30

12,1

4 , 1

0 ,3 3

5

150

30

1 0 ,2

3 , 8

0 , 3 2

Сумма . . .

1000

200

Рассчитываем взвешенную среднюю из

выборочных

дисперсий

отдельных групп. Вычисления вспомогательных значений приво­ дятся в следующей табл. 25.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 25

 

 

Типовые группы

 

Показатели

2

3

4

Сумма

1

5

Численность

выборки

 

 

 

 

 

 

 

( П і ) .....................................

20

40

80

30

30

200

Средние групп

(х,-) . .

9 , 8

8 , 5

7 , 7

12,1

1 0 ,2

Дисперсии СГ; . . . .

4 , 6

3 , 2

3 , 6

4 , 1

3 , 8

(Пі— 1)ХСТ; . . .

8 7 , 4

1 2 4 ,8

2 8 4

, 4

1 1 8 ,9

1 1 0 ,2

7 2 5 ,7

(Хі—Х)

 

0 , 6

0 , 7

1

,5

2 , 9

1 , 0

(Х{—X)2

 

0 , 3 6

0 , 4 9

2 , 2 5

8 ,4 1

1 ,0 0

Пі(Хі-Х)2

7 , 2

1 9 ,6

1 8 0 ,0

2 5 2 ,3

3 0 , 0

4 8 9 ,1

Подставляя известные значения в формулу, находим:

2

2 ( r tnj — 1)Сі

ИПі(хі — х ) г

 

п — 1

 

 

Os

= -

— V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

725,7

489,1

3,72 + 2,46

- 6,18

а.

 

195

=

 

199

 

 

 

Определяем ошибку общей средней:

 

 

т7 = Л /

200 I

 

= /0 ,0 2 5 =

0,158

г.

* г

1000/

 

 


Выборочные ошибки групповых средних определялись так:

м . =1/0,184=0,42 и т. д.

т т г Ѵ

 

100

 

20

20

 

 

Когда из генеральной совокупности отбираются не варианты, как. при типическом отборе, а целые серии вариант, или гнезда, подвергаемые сплошной обработке, т. е. в случаях серийного от­ бора, выборочная ошибка средней арифметической определяется по тем же формулам, которые используются и при типическом от­ боре вариант, а именно-:

а)

при повторном отборе— ту —

0]_

Ѣ

б)

при бесповторном отборе

 

 

т - =

 

 

Здесь

а? — межсерийная

(межгрупповая) средняя дисперсия;

N — число серий в общей

(генеральной) совокупности; п — число

отобранных серий.

При серийном отборе, как и в случаях типического отбора, ге­ неральная совокупность делится на группы, называемые серия­ ми, или гнездами, которые и отбираются в необходимом (наме­ чаемом исследователем) количестве для совместной обработки. Серии могут быть равночисленными и неодинаковыми по числу составляющих их вариант. Например, при изучении физического развития учащихся сельских школ из 50 равновеликих групп подросткоів в возрасте от 14 до 16 лет обследованию подверглись 6 групп. Признаками наблюдения были взяты: окружность груди

(см), рост стоя

(см) и вес тела

(кг). Результаты

измерения ок­

ружности груди оказались следующие:

 

 

 

№ групп (серии):

1

2

3

4

5

6

средние групп (х ,)

71,9

72,8

73,5

76,1

73,2

74,8;

дисперсии {of):

16,8

18,3

20,8

17,1

23,9

22,6

Чтобы определить ошибку средней (х), сначала надо вычислить среднюю величину межсерийной дисперсии:

—2

2 ( лгі х )2

Оі

= -----------------

=

 

Пі

 

(71,9 — 74,0) 2 + (72,8 - 74,0)2 +

... + (74,8 - 74,0) 2

 

12,98

см,

 

2,16

93


откуда выборочная ошибка средней арифметической

Серийный отбор применяется в медико-биологических, соци­ ально-экономических, санитарно-гигиенических и во многих дру­ гих областях исследований, когда необходимо выяснить, напри­ мер, состояние отдельных коллективов: школ, заводов, воинских частей и т. п. объектов, называемых гнездами. Из них и отбира­ ется необходимое число единиц (серий). Серийный отбор произ­ водятся однократно, а также и периодически, что позволяет учи­ тывать не только состояние, но и динамику популяций по целому ряду признаков — таких, например, как гельминтоносительство, инфекционные и неинфекционные заболевания, физическое раз­ витие населения и т. п.

В отличие от других форм повторного и бесповторного отбо­ ра, так называемый механический отбор производится следую­ щим образом. Генеральная совокупность разбивается на столько групп, сколько намечено отобрать вариант из этой совокупности, так как из каждой группы отбирается только одна варианта. Ес­ ли, например, генеральная совокупность состоит из 500 вариант, из которых намечено отобрать 50, то, очевидно, в выборку долж­ на попасть каждая десятая варианта. Следовательно, генераль­ ная совокупность должна быть разбита на равные десять групп. Средняя арифметическая такой выборки сопровождается ошиб­ кой, которая рассчитывается по формулам 48 и 53.

Ошибки других выборочных показателей

В исследовательской работе может возникнуть необходимость объединить ряд выборочных средних с их ошибками или найти произведение средних, сопровождаемых ошибками и т. д. В та­ ких случаях поступают следующим образом:

1. Когда определяется средняя арифметическая из несколь­ ких независимых средних с их ошибками, то выборочная ошибка такого результата вычисляется по следующей формуле:

т -

= — ѴтІ-^-тІАг . . . -f т\.

(54)

s

Пі

 

Например, на трех равновеликих выборках получены средние: хі = 10,2±0,12; Х2 = 11,5±0,18; х3= 13,1 ±0,09. Определим средний результат из этих показателей: xs= (10,2+11,5+13,1) : 3= 11,6. Находим ошибку этого результата:

тт = — l/0,122 + 0,182 + 0,092 = —

=0,07.

5

3

3

3

94