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怎么用excel做系统抽样

创作时间:

作者:

@小白创作中心

怎么用excel做系统抽样

引用

来源

https://docs.pingcode.com/baike/4401334

使用Excel进行系统抽样的方法包括：确定样本大小、计算间隔、生成随机起点、选择样本。首先，确定样本大小和间隔，然后生成一个随机起点，最后根据间隔从数据集中选择样本。以下是详细步骤和个人经验见解：

一、确定样本大小

在进行系统抽样时，首先需要确定样本的大小（n），这涉及到统计学上的样本量计算原则。具体来说，样本大小的确定依赖于总体的数据量（N）和期望的抽样精度。

如何确定样本大小

首先，你需要考虑以下几个因素：

总体大小（N）：这是你的数据集的总数。
期望的置信水平：通常选择95%或99%。
允许的误差范围：这是你能接受的抽样误差，通常用百分比表示。

假设你有一个包含1000个数据点的数据集，并希望抽取一个95%置信水平且误差不超过5%的样本。根据统计公式可以计算出样本大小：

其中：

( N ) 是总体大小
( Z ) 是标准正态分布的临界值（1.96 对应于95%置信水平）
( p ) 是总体比例（假设为0.5，如果未知）
( E ) 是允许的误差范围（0.05 对应于5%）

根据这个公式，你可以计算出样本大小。

二、计算间隔

确定样本大小后，接下来是计算抽样间隔（k）。间隔是从总体中每隔多少个数据点选取一个样本。

计算间隔的公式

间隔的公式是：

[ k = frac{N}{n} ]

例如，如果总体大小是1000，样本大小是100，那么间隔k = 1000 / 100 = 10。

三、生成随机起点

为了避免系统抽样的偏差，可以在Excel中生成一个随机起点。随机起点的生成需要在1到间隔k之间。

在Excel中生成随机起点

在Excel中可以使用

=RANDBETWEEN(1, k)

来生成一个随机起点。例如，如果间隔是10，那么可以使用公式

=RANDBETWEEN(1, 10)

来生成一个从1到10之间的随机数。

四、选择样本

从随机起点开始，每隔一个间隔选择一个样本，直到选出所需数量的样本。

选择样本的步骤

假设随机起点是3，间隔是10，那么选择样本的步骤如下：

第一个样本是第3个数据点
第二个样本是第13个数据点
第三个样本是第23个数据点
以此类推，直到选出100个样本

示例

假设你有以下数据集：

序号数据值
1 23
2 45
3 67
4 89
5 12
… …
1000 34

随机起点是3，间隔是10，那么选择的样本是第3, 13, 23, 33…以此类推的数据点。

个人经验见解

在实际操作中，我发现选择随机起点和间隔的合理性非常重要。通过多次实验，我发现如果间隔太小或太大，可能会导致样本不具备代表性。因此，在确定间隔时，最好多次验证，以确保抽样结果的可靠性。

此外，利用Excel的自动化功能，比如VBA宏，可以极大地提高系统抽样的效率和准确性。通过编写简单的VBA代码，可以自动化上述所有步骤，从而减少人为错误。

五、使用Excel的高级功能

除了基本的随机数生成和间隔计算，Excel还提供了一些高级功能，可以帮助你更高效地进行系统抽样。

使用Excel的VLOOKUP函数

在选择样本时，可以使用

VLOOKUP

函数来快速查找和选取样本。例如：

假设你的数据集在A列，序号在B列，你可以使用以下公式来查找样本：

=VLOOKUP(B3, A:B, 2, FALSE)

其中，
B3
是当前样本的序号，
A:B
是数据范围，
2
表示返回第二列的数据值。

使用Excel的VBA进行自动化抽样

通过编写VBA宏，可以自动化系统抽样的整个过程。以下是一个简单的VBA示例：

Sub SystematicSampling()
    Dim N As Integer
    Dim n As Integer
    Dim k As Integer
    Dim randomStart As Integer
    Dim i As Integer
    N = 1000 ' 总数据量
    n = 100 ' 样本大小
    k = N / n ' 计算间隔
    randomStart = Application.WorksheetFunction.RandBetween(1, k) ' 生成随机起点
    For i = 0 To n - 1
        Cells(i + 1, 3).Value = Cells(randomStart + i * k, 1).Value
    Next i
End Sub

这个VBA宏将从数据集中抽取100个样本，并将其放置在C列中。