在某项调查中经过测算,如果使用简单随机抽样需要样本量为300,假定多阶抽样的设计效应为3。那么,要达到相同的抽样估计效率,则采用多阶抽样时的样本量应为( )。A. 300B. 900C. 100D. 150
A. 300
B. 900
C. 100
D. 150
题目解答
答案
解析
本题考查抽样调查中设计效应与样本量的关系。解题思路是根据设计效应的定义公式,结合已知的简单随机抽样样本量和多阶抽样的设计效应,来计算多阶抽样所需的样本量。
设计效应(Design Effect,简称 $deff$)是指在相同样本量的情况下,某一抽样设计的估计量方差与简单随机抽样的估计量方差之比。其计算公式为:
$deff = \frac{V(\hat{\theta}_{design})}{V(\hat{\theta}_{srs})}$
其中,$V(\hat{\theta}_{design})$ 是某(设计抽样)的估计量方差,$V(\hat{\theta}_{srs})$ 是简单随机抽样的估计量方差。
在本题中,我们要达到相同的抽样估计效率,也就是要使两种抽样方法的估计量方差相等。设简单随机抽样的样本量为$n_{srs}$,多阶抽样的样本量为$n_{design}$。
根据设计效应的定义,我们可以得到:
$deff = \frac{n_{srs}}{n_{design}}$
已知简单随机抽样需要样本量$n_{srs}=300$,多阶抽样的设计效应$deff = 3$,将其代入上式可得:
$3=\frac{300}{n_{design}}$
求解$n_{design}$,等式两边同时乘以$n_{design}$得到:
$3n_{design}=300$
等式两边再同时除以$3$,解得:
$n_{design}=\frac{300}{3}=100$
但是这里需要注意,设计效应为$3$表示多阶抽样的方差是简单随机抽样方差的$3$倍,要达到相同的抽样估计效率,多阶抽样需要更大的样本量。所以多阶抽样的样本量应该是简单随机抽样样本量的$3$倍,即:
$n_{design}=3\times n_{srs}=3\times300 = 900$