Question

Difficulty: MediumVaryans Tahmini Yaklaşımları

Bir araştırmacı, NN hacimli bir kitleden nn hacimli bir örneklem seçmek üzere kk örnekleme aralığı belirlemiş ve 11 ile kk arasından tek bir rastgele başlangıç noktası seçerek sistematik örneklemini oluşturmuştur. Araştırmacı, elde ettiği veriler üzerinden kitle ortalamasının varyansını yansız olarak tahmin etmek istemektedir.

Ancak istatistiksel teoriye göre, tek bir rastgele başlangıç kullanılarak elde edilen sistematik örneklem üzerinden varyansın yansız bir tahmini doğrudan yapılamamaktadır.

Bu durumun temel teorik nedeni ve literatürde bu sorunu aşmak için önerilen uygun yaklaşım aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

  1. Sistematik örneklemde tek bir rastgele başlangıç seçilmesi, örneklem seçimi için serbestlik derecesini sıfıra düşürdüğünden varyans yansız tahmin edilemez; varyans tahmini yapabilmek için tekrarlı sistematik örnekleme veya ardışık farklar yöntemi kullanılmalıdır.Answer
  2. B
    Sistematik örneklem pratikte basit rastgele örneklem gibi değerlendirildiğinden ayrı bir yaklaşıma gerek yoktur; basit rastgele örnekleme varyans formülüne sonlu kitle düzeltme çarpanı eklendiğinde doğrudan yansız bir tahmin elde edilir.
  3. C
    Varyans tahmini yapılamamasının temel nedeni kitlenin periyodik bir dizilişe sahip olmasıdır; kitledeki dalgalanmalar varyansı sıfıra eşitlediğinden tahmin için kitle büyüklüğünün artırılması gerekir.
  4. D
    Varyansın yansız tahmin edilememesi, kk örnekleme aralığının belirlenmesinde yapılan yuvarlama hatalarından kaynaklanır; yuvarlama işlemi yapılmadan aralık kesin bir oransal değer olarak alındığında varyans hesaplanabilir.
  5. E
    Tek başlangıç noktası seçildiğinde istenen nn hacmine tam ulaşılamama riski varyans formülünde yanlılık yaratır; bu durumu çözmek için varyans tahminlerinde yalnızca dairesel sistematik örnekleme mantığına başvurulmalıdır.

Answer

Sistematik örneklemde tek bir rastgele başlangıç seçilmesi, serbestlik derecesini sıfıra düşürdüğünden kitle varyansının yansız tahmin edilmesini imkânsız kılar; bu durumu aşmak için tekrarlı sistematik örnekleme veya ardışık farklar yöntemi kullanılmalıdır.
Tek bir rastgele başlangıç kullanıldığında, kitledeki olası k adet sistematik örneklemden sadece biri (tamamı birbirine deterministik olarak bağlı bir birimler seti) seçilmiş olur. Bu durum, seçim birimleri düzeyinde serbestlik derecesinin sıfır olması demektir ve örneklem içi değişim kullanılarak kitle varyansı teorik olarak yansız tahmin edilemez. Çözüm olarak birden fazla bağımsız rastgele başlangıcın kullanıldığı tekrarlı sistematik örnekleme veya örneklemdeki birimlerin sırasına dayalı olarak hesaplanan ardışık farklar yöntemi literatürde standart olarak önerilen yaklaşımlardır.

Step-by-Step Solution

1
Tek rastgele başlangıçlı sistematik örneklemenin seçim yapısını analiz etmek
Sistematik örneklemede kitle, her biri nn birim içeren kk adet kümeden oluşuyormuş gibi düşünülebilir ve 11 ile kk arasından seçilen tek bir rastgele sayı, bu kk kümeden sadece birinin seçilmesi anlamına gelir.
Örneklem içindeki birimler birbirinden bağımsız seçilmemiş, ilk başlangıç noktası belirlendikten sonra diğerleri deterministik olarak saptanmıştır.
2
Varyans tahmini için gerekli istatistiksel koşulları değerlendirmek
Bir örneklemleme tasarımında kitle varyansının yansız olarak tahmin edilebilmesi için birimler (veya kümeler) arası değişimi ölçecek serbestlik derecesine ihtiyaç vardır. Tek bir küme (tek rastgele başlangıç) seçildiğinde serbestlik derecesi sıfır (1 - 1 = 0) olur.
Hesaplamalarda paydanın (n-1 veya m-1) sıfır olmaması teorik olarak varyansın hesaplanabilmesi için şarttır.
3
Literatürdeki çözüm yöntemlerini belirlemek
Bu kısıtı aşmak için örneklemin bağımsız parçalara bölünerek birden fazla rastgele başlangıçla çekilmesi (tekrarlı sistematik örnekleme) veya ardışık gözlemlerin birbirinden farklarını temel alan ardışık farklar (successive differences) yaklaşımı kullanılır.
Bu yöntemler serbestlik derecesini sıfırın üzerine çıkararak kitle varyansının veya standart hatasının kabul edilebilir bir yaklaşıklıkla tahminini sağlar.

Key Concept

Sistematik Örneklemede Varyans Tahmini
Rate this question