R語言 基礎統計學之樣本量計算

2021-10-02 15:27:50 字數 2386 閱讀 9718

#r語言 基礎統計學之樣本量計算

以下介紹基礎統計學關於樣本量計算的問題,主要解決實際問題中在已知一些統計特徵下,計算所必要的樣本量,共有三種方式:總體方差已知時,總體方差未知時 ,估計比例為p時的三種情況下的樣本量。

若已知總體x的均值為μ,方差為σ

2\sigma^2

σ2,可以依據基本公式:

n =(

z1−α

/2σ2

e)

2n = (\frac\sigma^2})^2

n=(ez1

−α/2

​σ2​

)2計算得出。

通過r語言編寫乙個較為簡單函式實現:

sample_size1 <-  function(e,var,conf.leval) #e:最大允許誤差,var:總體方差,conf.leval:置信水平

簡單例子:某小區30000戶,調查人員將抽取合適樣本調查使用者乙個月的平均收入,要求置信度為95%,最大允許誤差為2,由歷史經驗表明家庭間收入的方差為600,則需要抽取多少戶經行調查?

> sample_size1 (e = 2,var = 600,conf.leval = 0.95) 

[1] 576.2188

若已知總體x的均值為μ,總體方差σ

2\sigma^2

σ2未知時,可以依據基本公式:

n =(

t1−α

/2(n

−1)s

e)

2n = (\frac(n-1)s})^2

n=(et1

−α/2

​(n−

1)s​

)2公式中,t1−

α/2(

n−1)

t_(n-1)

t1−α/2

​(n−

1)是隨自由度(n−

1)

(n-1)

(n−1

)二變化的,即在n未知時,t1−

α/2(

n−1)

t_(n-1)

t1−α/2

​(n−

1)也是未知的。一般情況下採用實驗法(先用katex parse error: expected '}', got 'eof' at end of input: z_(n-1)

t1−α/2

​(n−

1)求出n 0n_

n0​,再將n0n_

n0​帶入t1−

α/2(

n−1)

t_(n-1)

t1−α/2

​(n−

1)求出n 1n_

n1​,重複後直至先後兩次的n值的離差最小為止,最後的n1n_

n1​即為確定的樣本量。

通過r語言編寫乙個較為簡單函式實現:

sample_size2 <- function(e,s,conf.leval,m)	#m:為給定的較大數

n1}

簡單例子:某小區30000戶,調查人員將抽取合適樣本調查使用者乙個月的平均收入,要求置信度為95%,最大允許誤差為2,樣本標準差為600

\sqrt

600​

,則需要抽取多少戶經行調查?

> sample_size2(2,sqrt(600),0.95,100)	#設定m值為100

[1] 578.5885

可以看到兩個相同例子,在資訊不相同的情況下,計算結果並未相差較大。

在樣本量較大情況下,樣本比例p近似服從正態分佈,因此s的粗略估計值為p(1-p),故可以根據公式:

n =(

z1−α

/2e)

2p(1

−p

)n = (\frac})^2p(1-p)

n=(ez1

−α/2

​​)2

p(1−

p)p一般根據歷史經驗資料所得,若p未知,一般情況下取p = 0.5。

通過r語言編寫乙個較為簡單函式實現:

sample_size3 <- function(e,p,conf.leval)

簡單例子:某工廠以往製作產品的合格率為80%,試估計工廠現在製作產品的合格率,要求估計誤差小於3%,置信水平為95%情況下抽取多少產品數量。

通過r語言編寫乙個較為簡單函式實現:

>sample_size3(e = 0.03,p = 0.8,conf.leval = 0.95)

>[1] 682.926

以上均為基本樣本量計算的方式,而且是博主自己寫的函式,讀者可以通過自己編寫更為簡便的函式實現,歡迎交流,學無止境,加油!

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