Lecture Statistical techniques in business and economics - Chapter 8: Sampling methods and central limit theorem

47 47 0
Lecture Statistical techniques in business and economics - Chapter 8: Sampling methods and central limit theorem

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Chapter 8 provides knowledge of sampling methods and central limit theorem. When you have completed this chapter, you will be able to: Explain under what conditions sampling is the proper way to learn something about a population, describe methods for selecting a sample, define and construct a sampling distribution of the sample mean,...

8­ 1 Sa m p l i n g Methods & Central Limit Theorem Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 2 When you have completed this chapter, you will be able to:  Explain under what conditions sampling is the  proper way to learn something about a population Describe methods for selecting a sample.  Define and construct a sampling distribution                             of the sample mean Explain the central limit theorem Use the central limit theorem to find probabilities of  selecting possible sample means from                                      a specified population.  Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 3 We use sample information                We use sample information                                                   to make                                     to make  decisions or inferences                        decisions or inferences                                            about the population                     about the population Two KEY KEY steps:  steps: Two  Choice of a proper method for selecting sample data                                              & 2.   Proper analysis of the sample data (more later) KEY 1 KEY 1 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 4 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 5 KEY  1 KEY  1 If the  proper  method for selecting  the sample is                NOT MADE … the SAMPLE               will not be truly                  representative of the                            TOTAL Population!  … and wrong conclusions can be drawn! Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Why Sample the Population? Why Sample the Population? 8­ 6 Because…    …of the physical impossibility of checking            all items in the population, and,                                 also, it would be too time­consuming $       …the studying of all the items in a population             would NOT be cost effective  …the sample results are usually adequate    …the destructive nature of certain tests Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Techniques 8­ 7 with Replacement with Replacement without Replacement without Replacement Each data unit in the  Each data unit in the  population is allowed to  population is allowed to  appear in the sample  appear in the sample  more than once more than once Each data unit in the  Each data unit in the  population is allowed to  population is allowed to  appear in the sample        appear in the sample        no more than once no more than once robability SSampling ampling PProbability  Non­Probability Sampling Non­Probability Sampling Each data unit in the  Each data unit in the  population                                 population                                           has a known  has a known             likelihood                                                                likelihood    of being                                      of being                                     included in the sample   included in the sample Does not not involve                    involve                   Does  random selection;                  random selection;                             inclusion of an item             inclusion of an item  is                                      is                                      based on convenience convenience based on  Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Methods Simple Random Systematic Random Stratified Random Cluster 8­ 8 .each item(person) in the population  has an equal chance of being included …items(people) of the population                         are arranged in some order.   A random starting point is selected, and  then every kth member of the population                                       is selected for the  …a population is                                             sample            first divided into subgroups, called  strata, and a sample is selected from each  strata …a population is                                                       first divided into primary  units, and                     samples are  selected from each unit Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Terminology “Sampling error” 8­ 9 … is the difference between           … is the difference between              a sample statistic                             a sample statistic                                           and its                                               and its                                 corresponding population     corresponding population  parameter parameter “Sampling distribution   … is a probability distribution  … is a probability distribution  consisting of                     of the sample  consisting of   mean”  all possible sample means               all possible sample means                      of a given sample size                   of a given sample size                       selected from a              selected from a  population population Example Example Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 10 The law firm of Hoya and Associates has five partners.   At their weekly partners meeting each reported the  number of hours they billed their clients last week: Partner Hours Example Example Dunn 22 Hardy 26 Kiers 30 Malinowski 26 Tillman 22 If two partners are selected randomly… If two partners are selected randomly… how many different samples are possible? how many different samples are possible? Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Using 8­ 33 Since this is random number  Since this is random number  generation, you will get different  generation, you will get different  numbers each time you do  numbers each time you do  this… this… Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Using the Sampling Distribution  Using the Sampling Distribution  of the Sample Mean of the Sample Mean Data… Suppose it takes an  Suppose it takes an  average of 330 minutes  average of 330 minutes  for taxpayers to  for taxpayers to  prepare, copy, and  prepare, copy, and  mail an income tax  mail an income tax  return form.  return form.  A consumer watchdog  A consumer watchdog  agency selects a random  agency selects a random  sample of 40 taxpayers  sample of 40 taxpayers  and finds the standard  and finds the standard  deviation of the time  deviation of the time  needed is 80 minutes needed is 80 minutes What is the standard error of the mean? What is the standard error of the mean? Formula   Formula  / / nn Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 34 = 12.6 = 80 /  40 = 12.6 = 80 / Using the Sampling Distribution  Using the Sampling Distribution  of the Sample Mean of the Sample Mean 8­ 35 Data… Suppose it takes an average of 330 minutes for  Suppose it takes an average of 330 minutes for  taxpayers to prepare, copy, and mail an income tax  taxpayers to prepare, copy, and mail an income tax  return form. A consumer watchdog agency selects a    return form. A consumer watchdog agency selects a                               random sample of 40 taxpayers and                             random sample of 40 taxpayers and  finds the standard deviation of the time needed is 80  finds the standard deviation of the time needed is 80  minutes.  minutes.  What is the likelihood the sample mean           What is the likelihood the sample mean            is greater than 320 minutes?  is greater than 320 minutes? nswer… Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  Using the Sampling Distribution  Using the Sampling Distribution  of the Sample Mean of the Sample Mean 8­ 36 Data…    *  average of 330 minutes   *random sample of 40     *  average of 330 minutes   *random sample of 40    *  standard deviation is 80 minutes   *  standard deviation is 80 minutes What is the likelihood the sample mean           What is the likelihood the sample mean            is greater than 320 minutes?  is greater than 320 minutes? Formula  Formula  X z s 320 330 80 40 n = 0.79 = 0.79 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.    a1  320 330 Using the Sampling Distribution  Using the Sampling Distribution  of the Sample Mean of the Sample Mean 8­ 37 Data…    *  average of 330 minutes   *random sample of 40     *  average of 330 minutes   *random sample of 40    *  standard deviation is 80 minutes   *  standard deviation is 80 minutes What is the likelihood the sample mean           What is the likelihood the sample mean            is greater than 320 minutes?  is greater than 320 minutes? Look up 0.79  Look up 0.79  in Table in Table  =0.2852 aa11 =0.2852 Required Area = Required Area = 0.2852 + .5 = 0.7852 0.2852 + .5 = 0.7852   a1  320 330 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.   Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Proportion Proportion 8­ 38 The normal distribution                                         (a continuous  distribution)       yields a good approximation of                                   the  binomial distribution                                  (a discrete  distribution)                                   Use when np and n(1­ p ) are both greater than 5! Use when np and n(1­ p ) are both greater than 5!            for large values of n Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.    2 Mean     and Variance Mean     and Variance of a  of a  Binomial  Probability Distribution Binomial  Probability Distribution np Formula  Formula  Formula  Formula  Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 39  np  (1 p)  Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Proportion Proportion 8­ 40 A  multinational company claims that 55% of its  employees are bilingual. To verify this claim, a  statistician selected a sample of 60 employees of the  company using simple random sampling and                                   found 48% to be bilingual.   Based on this information,                                                 what can we say about the  company’s claim? The sample size  is big   is big  np =  60(.55) The sample size  enough to use the normal  enough to use the normal    =     33    approximation with a mean  approximation with a mean  n(1­ p ) =  60(.45) of .55 and a standard  of .55 and a standard   =     27 deviation of     (.55)(.45)/60 =  (.55)(.45)/60 =  deviation of     Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.   Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Proportion Proportion  …continued  …continued Formula  Formula  z X s Z = (0.48 ­0.55) / 0.064 Z = ­1.09 Look up  1.09 in Table Look up  1.09 in Table  =0.3621 aa11 =0.3621 Required Area                  Required Area                               =  .5 – 0.3621 =               =  .5 – 0.3621 =  0.1379 or 14% 0.1379 or 14% Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.    a1  .48 55 8­ 41  Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Proportion Proportion  …continued  …continued Formula  Formula  z X s Z = (0.48 ­0.55) / 0.064 Z = ­1.09 Look up  1.09 in Table Look up  1.09 in Table a =0.3621 a =0.3621 Required Area                  Required Area                               =  .5 – 0.3621 =               =  .5 – 0.3621 =  0.1379 or 14% 0.1379 or 14% Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 42 Conclusion There is  There is  approximately        approximately         a 14% chance   a 14% chance  that the  that the  company’s claim  company’s claim  is true, based on  is true, based on  this sample this sample  Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Mean Mean 8­ 43  Suppose the mean selling price of a                    litre of gasoline in Canada is $.659.    Further, assume the distribution is positively  skewed, with a standard deviation of $0.08.   What is the probability of selecting a  sample of 35 gasoline stations and  finding the sample mean within $.03 of  the population mean?  Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.   Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Mean Mean 8­ 44    mean selling price is $.659       SD of $0.08 Data…   mean selling price is $.659       SD of $0.08 Sample of 35 gasoline stations  Sample of 35 gasoline stations         Probability of sample mean within $.03?         Probability of sample mean within $.03?  Find the z­scores for Find the z­scores for 659 +/­ .03 i.e. 0.629 and .689 659 +/­ .03 z1 z2 X s n X s n $ 629 $ 659 $ 08 35 $ 689 $ 659 $ 08 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  35 ­2 22 2.22  629  .689  Sampling Distribution of   Sampling Distribution of  Mean Mean 8­ 45    mean selling price is $.659       SD of $0.08 Data…   mean selling price is $.659       SD of $0.08 Sample of 35 gasoline stations  Sample of 35 gasoline stations          Probability of sample mean within $.03?          Probability of sample mean within $.03?  Find areas from table… Find areas from table… z1 z2 ­2.22 a1 = .4868 2.22 a2 = .4868 Required A =  9736 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  We would expect about  We would expect about  97%                                  97%                                                     of the                     of the  sample means to be  sample means to be  within $0.03 of the  within $0.03 of the  population mean population mean Test your learning… … Test your learning … … n o n   o   k ilcick CCl      www.mcgrawhill.ca/college/lind Online Learning Centre for quizzes extra content data sets searchable glossary access to Statistics Canada’s E­Stat data …and much more! Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  8­ 46 8­ 47 This completes Chapter 8 Copyright © 2004 by The McGraw­Hill Companies, Inc.  All rights reserved.  ... Define and construct a sampling distribution                             of the sample mean Explain the central limit theorem Use the central limit theorem to find probabilities of  selecting possible sample means from                               ... completed this chapter, you will be able to:  Explain under what conditions sampling is the  proper way to learn something about a population Describe methods for selecting a sample.  Define and construct a sampling distribution ... population is allowed to  appear in the sample        appear in the sample        no more than once no more than once robability SSampling ampling PProbability  Non­Probability Sampling Non­Probability Sampling Each data unit in the 

Ngày đăng: 04/02/2020, 19:34

Mục lục

  • PowerPoint Presentation

  • Slide 2

  • Slide 3

  • Slide 4

  • Slide 5

  • Slide 6

  • Slide 7

  • Slide 8

  • Slide 9

  • Slide 10

  • Slide 11

  • Slide 12

  • Slide 13

  • Slide 14

  • Slide 15

  • Slide 16

  • Slide 17

  • Slide 18

  • Slide 19

  • Slide 20

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan