Sistematik Örnekleme

85 soru

Soru 1Soru

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 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.

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Varyans Tahmini
Soru 2Soru

Bir kamu kurumu, 18001800 kayıtlı mükelleften oluşan bir kitleden sistematik örnekleme yöntemiyle 6060 birimlik bir örneklem seçmeyi planlamaktadır. Araştırmacı tarafından rastgele başlangıç sayısı r=12r = 12 olarak belirlenmiştir. Buna göre, bu örnekleme sürecinde kullanılacak örnekleme aralığı (kk) ve örnekleme seçilecek 4040. birimin kitle içindeki sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: k=30k = 30; 4040. birim: 11821182

Cevap

Örnekleme aralığı 3030 ve 4040. birimin sıra numarası 11821182 olarak belirlenmelidir.
Sistematik örneklemede örnekleme aralığı kitle büyüklüğünün örneklem büyüklüğüne oranıdır (k=1800/60=30k=1800/60=30). Örnekleme dahil edilecek birimler r,r+k,r+2k,r, r+k, r+2k, \dots şeklinde ilerler. Bu dizilişte jj. sıradaki birimin kitle içindeki numarası r+(j1)kr+(j-1)k formülüyle bulunur. 4040. birim için 12+(401)30=118212+(40-1)30 = 1182 sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması
k=N/n=1800/60=30k = N / n = 1800 / 60 = 30
Sistematik örneklemede kitle büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünerek seçim periyodu belirlenir.
2
jj. birimin sıra numarasını veren genel formülün yazılması
Sj=r+(j1)×kS_j = r + (j-1) \times k
Sistematik seçimde ilk birim rr, sonraki birimler ise kk kadar eklenerek devam eder; dolayısıyla jj. birim için j1j-1 kez kk eklenir.
3
Verilen değerlerin formülde yerine konulması
S40=12+(401)×30=12+1170=1182S_{40} = 12 + (40-1) \times 30 = 12 + 1170 = 1182
Başlangıç noktası 1212, aralık 3030 ve hedef birim 4040 olduğu için bu değerler uygulanır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örnekleme Seçim Süreci
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3Soru

Bir sanayi bölgesinde kayıtlı N=500N = 500 firmanın yıllık toplam ihracat tutarını tahmin etmek amacıyla sistematik örnekleme yöntemiyle n=40n = 40 firma seçilecektir. Araştırmacı, örnekleme aralığını k=N/n=12,5k = N/n = 12,5 olarak hesaplamış ancak seçim işleminde bu değeri k=12k = 12 olarak yuvarlamıştır. Belirlenen bu sistematik aralıkla seçilen 4040 firmanın yıllık toplam ihracat tutarı 24002400 milyon TL olarak ölçülmüştür.

Buna göre, kitle ortalaması (yˉsy\bar{y}_{sy}) ve kitle toplamı (Y^\hat{Y}) tahminleri aşağıdakilerin hangisinde birlikte doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: yˉsy=60\bar{y}_{sy} = 60; Y^=30.000\hat{Y} = 30.000

Cevap

Kitle ortalaması tahmini yˉsy=60\bar{y}_{sy} = 60 ve kitle toplamı tahmini Y^=30.000\hat{Y} = 30.000 milyon TL olarak hesaplanan seçenektir.
Doğru cevap olan seçenekte, önce örneklemdeki 4040 firmanın aritmetik ortalaması (2400/40=602400/40 = 60) hesaplanmış, ardından bu ortalama değer gerçek kitle büyüklüğü olan N=500N=500 ile çarpılarak (500×60=30.000500 \times 60 = 30.000) kitle toplamına ulaşılmıştır. Tahmin aşamasında araştırmacının seçimi kolaylaştırmak için kk değerini yuvarlamış olması, kitle büyüklüğü olan 500500 değerini değiştirmez.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem ortalamasının (yˉsy\bar{y}_{sy}) hesaplanması
yˉsy=yin=240040=60\bar{y}_{sy} = \frac{\sum y_i}{n} = \frac{2400}{40} = 60 milyon TL
Sistematik örneklemede kitle ortalamasının yansız tahmin edicisi örneklem aritmetik ortalamasıdır.
2
Kitle toplamı tahmin edicisinin (Y^\hat{Y}) belirlenmesi
Y^=N×yˉsy=500×60=30.000\hat{Y} = N \times \bar{y}_{sy} = 500 \times 60 = 30.000 milyon TL
Kitle toplamı tahmini, kitledeki birim sayısı (NN) ile tahmin edilen birim başına ortalamanın çarpımıdır.
3
Sistematik aralık yuvarlamasının etkisinin kontrol edilmesi
Hesaplamada gerçek N=500N=500 değeri kullanılmalıdır; yuvarlanmış kk üzerinden giden n×kn \times k değeri kullanılmaz.
Aralığın yuvarlanması sadece örneklem seçim sürecindeki bir yaklaşımdır; tahmin aşamasında gerçek kitle parametreleri esas alınmalıdır.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede ortalama ve toplam tahmin edicileri ile gerçek kitle hacminin kullanımı
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 4Soru

Sistematik örnekleme yöntemi kullanılarak bir kitleden örneklem seçildiğinde, tahmin edicilerin varyansı kitle birimlerinin dizilişinden ve birimler arasındaki benzerlikten doğrudan etkilenmektedir. Bu benzerlik kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) ile ölçülmektedir. NN birimlik bir kitleden nn birimlik bir örneklem çekilmesi durumunda, sistematik örneklemenin kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansının (V(yˉsys)V(\bar{y}_{sys})), iadesiz basit rastgele örnekleme varyansından (V(yˉsrs)V(\bar{y}_{srs})) daha küçük (daha etkin) olması için ρ\rho değerinin sağlaması gereken koşul aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: ρ<1N1\rho < -\frac{1}{N-1}

Cevap

Sistematik örneklemenin basit rastgele örneklemeden daha etkin olması için ρ<1N1\rho < -\frac{1}{N-1} koşulu sağlanmalıdır.
Sistematik örneklemenin etkinliği, örnekleme giren birimlerin kitleyi ne kadar iyi temsil ettiğiyle ölçülür. Matematiksel olarak V(yˉsys)<V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) < V(\bar{y}_{srs}) eşitsizliği çözüldüğünde, kitle içi korelasyon katsayısının ρ<1N1\rho < -\frac{1}{N-1} olması gerektiği görülür. Bu durum, sistematik olarak seçilen birimlerin kitledeki diğer birimlerden daha farklı (negatif korelasyonlu) olduğu anlamına gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Sistematik örnekleme varyans formülünü belirle.
V(yˉsys)=N1NS2n[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sys}) = \frac{N-1}{N} \frac{S^2}{n} [1 + (n-1)\rho]
Sistematik örneklemede varyans, kitle içi korelasyon katsayısına bağlı olarak ifade edilir.
2
İadesiz basit rastgele örnekleme varyans formülünü belirle.
V(yˉsrs)=NnNS2nV(\bar{y}_{srs}) = \frac{N-n}{N} \frac{S^2}{n}
Etkinlik karşılaştırması için standart referans olan SRS varyansı gereklidir.
3
Etkinlik şartını (V(yˉsys)<V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) < V(\bar{y}_{srs})) kullanarak eşitsizliği kur.
N1NS2n[1+(n1)ρ]<NnNS2n\frac{N-1}{N} \frac{S^2}{n} [1 + (n-1)\rho] < \frac{N-n}{N} \frac{S^2}{n}
Bir yöntemin diğerinden etkin olması, onun varyansının daha küçük olması demektir.
4
Eşitsizliği ρ\rho için çöz.
(N1)[1+(n1)ρ]<Nn(N1)(n1)ρ<Nn(N1)(N1)(n1)ρ<1nρ<1N1(N-1)[1 + (n-1)\rho] < N-n \Rightarrow (N-1)(n-1)\rho < N-n - (N-1) \Rightarrow (N-1)(n-1)\rho < 1-n \Rightarrow \rho < -\frac{1}{N-1}
Sabit değerler sadeleştirildiğinde kitle içi korelasyon için gereken sınır değer elde edilir.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede etkinlik, kitle birimlerinin dizilişiyle doğrudan ilgilidir; birimler kitle içinde ne kadar 'karışık' (negatif korelasyonlu) dizilirse, sistematik örnekleme o kadar etkin olur.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 5Soru

Bir kamu kurumu, bünyesinde çalışan N=5000N = 5000 personelin aylık performans puanlarını sistematik örnekleme yöntemiyle tahmin etmek istemektedir. Yapılan ön çalışmalarda puanların standart sapması σ=10\sigma = 10 olarak hesaplanmıştır. Kurum, %95 güven düzeyinde (α=0,05\alpha = 0,05 için Z=1,96Z = 1,96) ve en fazla d=1d = 1 puanlık bir hata payı ile çalışmayı planlamaktadır. Bu durumda, seçilmesi gereken en küçük örneklem hacmi (nn) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 357

Cevap

Seçilmesi gereken en küçük örneklem hacmi 357'dir.
Kurumun %95 güven düzeyi ve 1 puanlık hata payı hedefine ulaşabilmesi için sonlu kitle formülü kullanılmalıdır. Önce düzeltilmemiş hacim 384,16 olarak bulunmuş, ardından N=5000N=5000 değeriyle düzeltildiğinde 356,75 değerine ulaşılmıştır. İstatistiksel kurallar gereği örneklem hacmi her zaman yukarıya yuvarlandığından 357 personelin seçilmesi gerekmektedir.

Adım Adım Çözüm

1
Düzeltilmemiş (sonsuz kitle için) örneklem hacmini (n0n_0) hesaplayın.
n0=Z2×σ2d2=1,962×10212=3,8416×1001=384,16n_0 = \frac{Z^2 \times \sigma^2}{d^2} = \frac{1,96^2 \times 10^2}{1^2} = \frac{3,8416 \times 100}{1} = 384,16
Kitle hacminin etkisini hesaba katmadan önce temel örneklem hacmi ihtiyacını belirlemek gerekir.
2
Sonlu kitle düzeltme çarpanını (SKD) uygulayarak nihai örneklem hacmini (nn) bulun.
n=n01+n0N=384,161+384,165000=384,161,076832356,75n = \frac{n_0}{1 + \frac{n_0}{N}} = \frac{384,16}{1 + \frac{384,16}{5000}} = \frac{384,16}{1,076832} \approx 356,75
İadesiz seçim ve sonlu kitle durumunda, örnekleme varyansını azaltan kitle büyüklüğü etkisini formüle dahil etmek gerekir.
3
Elde edilen değeri bir üst tam sayıya yuvarlayın.
n356,75357n \approx 356,75 \rightarrow 357
Örneklem hacmi hesaplamalarında hata payının aşılmaması için küsurat ne olursa olsun sonuç daima yukarıya yuvarlanır.

Anahtar Kavram

Sonlu Kitle Düzeltmesi (SKD) ile Örneklem Hacmi Belirlenmesi

Daha Fazla Pratik

Örneklem hacmi belirlendikten sonra, sistematik örnekleme aralığının (k=N/nk = N/n) hesaplanması ve bir başlangıç noktası seçilerek örneklemin nasıl oluşturulacağını içeren soruları çözebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 6Soru

Bir kamu kurumu, bir bölgedeki N=1000N = 1000 adet ticari işletmenin ortalama aylık gelirini tahmin etmek amacıyla n=100n = 100 birimlik bir örneklem seçmeyi planlamıştır. Varyansın yansız bir tahminini elde edebilmek için m=5m = 5 adet tekrarlı sistematik örneklem seçilmesine karar verilmiştir. Her bir sistematik örneklem grubu ni=20n_i = 20 birimden oluşmaktadır. Seçilen 5 farklı sistematik örneklemin ortalama gelir değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Örneklem NoÖrneklem Ortalaması (Bin TL)
175
282
378
485
580

Buna göre, kitle ortalamasının tahmini varyansı (syˉts2s^2_{\bar{y}_{ts}}) kaç bin TL'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2,61

Cevap

Kitle ortalamasının tahmini varyansı 2,61 bin TL'dir.
Tekrarlı sistematik örneklemede kitle ortalaması tahmini yansızdır ve varyansı, seçilen mm adet sistematik grubun ortalamaları arasındaki değişkenliğe dayanır. Formül gereği, örneklem ortalamalarının varyansı olan 14,50 değeri, örneklem sayısı olan 5'e bölünmeli ve %10'luk örnekleme oranından kaynaklanan 0,90 düzeltme faktörü ile çarpılmalıdır. Bu işlemler sonucunda 2,61 değerine ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Genel ortalamayı (ortalamaların ortalamasını) hesapla.
yˉts=75+82+78+85+805=4005=80\bar{y}_{ts} = \frac{75 + 82 + 78 + 85 + 80}{5} = \frac{400}{5} = 80
Tekrarlı sistematik örneklemede kitle ortalaması tahmini, bağımsız sistematik örneklem ortalamalarının aritmetik ortalamasıdır.
2
Örneklem ortalamaları arasındaki kareler toplamını hesapla.
(yˉiyˉts)2=(7580)2+(8280)2+(7880)2+(8580)2+(8080)2=25+4+4+25+0=58\sum (\bar{y}_i - \bar{y}_{ts})^2 = (75-80)^2 + (82-80)^2 + (78-80)^2 + (85-80)^2 + (80-80)^2 = 25 + 4 + 4 + 25 + 0 = 58
Varyans hesaplaması için veri noktalarının ortalamadan sapmalarının kareleri toplamı gereklidir.
3
Örnekleme oranını (ff) ve sonlu kitle düzeltme faktörünü (1f1-f) belirle.
f=1001000=0,10f = \frac{100}{1000} = 0,10 ise 1f=0,901-f = 0,90
Kitle sonlu olduğunda örnekleme hatasını düzeltmek için sonlu kitle düzeltme faktörü (SKD) kullanılmalıdır.
4
Tekrarlı sistematik örnekleme varyans formülünü uygula.
syˉts2=1fm(yˉiyˉts)2m1=0,905584=0,1814,5=2,61s^2_{\bar{y}_{ts}} = \frac{1-f}{m} \cdot \frac{\sum (\bar{y}_i - \bar{y}_{ts})^2}{m-1} = \frac{0,90}{5} \cdot \frac{58}{4} = 0,18 \cdot 14,5 = 2,61
Tekrarlı sistematik örneklemede varyans tahmini syˉts2=1fmsb2s^2_{\bar{y}_{ts}} = \frac{1-f}{m} s^2_b formülü ile elde edilir.

Anahtar Kavram

Tekrarlı Sistematik Örneklemede Varyans Tahmini
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 7Soru

Bir sanayi bölgesindeki N=2460N = 2460 işletme arasından sistematik örnekleme yöntemiyle n=50n = 50 işletmelik bir örneklem seçilmesi planlanmaktadır. Örnekleme çerçevesindeki işletmeler alfabetik olarak sıralanmış ve bu listeden yapılacak seçim için örnekleme aralığı (kk) belirlenmiştir. Yapılan çekiliş sonucunda rastgele başlangıç sayısı r=12r = 12 olarak saptandığına göre, örnekleme dahil edilecek 35. işletmenin sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1678

Cevap

Örnekleme dahil edilecek 35. işletmenin sıra numarası 1678'dir.
Sistematik örneklemede örnekleme aralığı k=N/nk = N/n formülü ile hesaplanır ve 2460/50=49,22460/50 = 49,2 elde edilir. Bu değerin tam sayı kısmı olan k=49k = 49 alınır. jj. birimin sıra numarasını veren uj=r+(j1)ku_j = r + (j-1)k formülünde r=12r = 12, j=35j = 35 ve k=49k = 49 değerleri yerine yazıldığında 12+(34×49)=167812 + (34 \times 49) = 1678 sonucu bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması
k=Nn=246050=49,249k = \frac{N}{n} = \frac{2460}{50} = 49,2 \approx 49
Sistematik örneklemede kitle büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünerek seçim periyodu belirlenir. Tam sayı çıkmadığı durumlarda genellikle aşağı yuvarlanarak tam sayı kısmı alınır.
2
Seçilecek birimin formülünün belirlenmesi
uj=r+(j1)ku_j = r + (j-1)k
Sistematik örneklemede jj. sıradaki birimi bulmak için başlangıç değerine j1j-1 adet aralık eklenir.
3
35. birimin hesaplanması
u35=12+(351)×49=12+34×49=1678u_{35} = 12 + (35 - 1) \times 49 = 12 + 34 \times 49 = 1678
Verilen r=12r=12, j=35j=35 ve k=49k=49 değerleri formülde yerine konularak sonuç bulunur.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Birim Seçimi

Daha Fazla Pratik

Eğer NN, nn'in tam katı değilse ve dairesel sistematik örnekleme kullanılsaydı kk değeri nasıl belirlenirdi?
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 8Soru

Bir kitlede N=1001N = 1001 birim bulunmakta ve bu kitleden n=100n = 100 birimlik bir örneklem sistematik örnekleme yöntemiyle seçilmektedir. Sistematik örnekleme yoluyla elde edilen kitle ortalaması tahmininin, iadesiz basit rastgele örneklemeye göre daha etkin (daha düşük varyanslı) olması istenmektedir. Kitle içi korelasyon katsayısı ρ\rho ile temsil edildiğine göre, sistematik örneklemenin daha etkin olması için gereken temel koşul aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: ρ<0,001\rho < -0,001

Cevap

Sistematik örneklemenin iadesiz basit rastgele örneklemeden daha etkin olması için kitle içi korelasyon katsayısının ρ<0,001\rho < -0,001 koşulunu sağlaması gerekir.
Sistematik örnekleme, kitle birimleri arasındaki kitle içi korelasyon katsayısı ρ<1/(N1)\rho < -1/(N-1) olduğunda iadesiz basit rastgele örneklemeden daha etkindir. N=1001N = 1001 için bu değer ρ<1/1000=0,001\rho < -1/1000 = -0,001 olarak hesaplanır. Bu durum, sistematik örneklemdeki birimlerin kitle genelinden daha heterojen olduğu durumlarda gerçekleşir.

Adım Adım Çözüm

1
Varyans formüllerini ve etkinlik koşulunu belirleyin.
V(yˉsys)<V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) < V(\bar{y}_{srs}) olmalıdır.
Bir tahmin edicinin diğerinden daha etkin olması, varyansının daha küçük olması anlamına gelir.
2
Kitle içi korelasyon katsayısı cinsinden varyans formülünü kullanarak eşitsizliği kurun.
N1NS2n[1+(n1)ρ]<NnNS2n\frac{N-1}{N} \frac{S^2}{n} [1 + (n-1)\rho] < \frac{N-n}{N} \frac{S^2}{n}
Sistematik örnekleme varyansı ρ\rho katsayısına bağlı olarak bu formülle ifade edilir.
3
Eşitsizliği ρ\rho için çözün.
ρ<1N1\rho < -\frac{1}{N-1}
Gerekli sadeleştirmeler yapıldığında sistematik örneklemenin daha etkin olma sınırı kitle büyüklüğüne bağlı olarak bu şekilde elde edilir.
4
Verilen N=1001N = 1001 değerini yerine koyun.
ρ<110011=11000=0,001\rho < -\frac{1}{1001-1} = -\frac{1}{1000} = -0,001
Sayısal değerler formülde yerine konularak nihai karar sınırı belirlenir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Etkinlik ve Kitle İçi Korelasyon

Daha Fazla Pratik

Kitle içi korelasyon katsayısının minimum alabileceği değerin 1/(n1)-1/(n-1) olduğunu hatırlayarak, sistematik örneklemenin her zaman daha etkin olduğu ekstrem durumları inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 9Soru

Sistematik örnekleme yönteminde kitle birimlerinin çerçeve içindeki diziliş sırası, yöntemin hata miktarı ve tahmin edicilerin etkinliği üzerinde kritik bir role sahiptir. Kitle birimlerinde periyodik (döngüsel) bir dalgalanmanın bulunduğu ve örnekleme aralığının (kk) bu periyodun tam bir katına eşit olduğu bir durumda, sistematik örneklemenin etkinliği ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Seçilen örneklem birimleri periyodun hep aynı noktalarına denk geleceğinden, örneklem kitleyi temsil edemez ve tahmin edicinin varyansı BRÖ varyansından çok daha büyük olur.

Cevap

Seçilen örneklem birimleri periyodun hep aynı noktalarına denk geleceğinden, tahmin edicinin varyansı Basit Rastgele Örnekleme varyansından çok daha büyük olur ve etkinlik azalır.
Sistematik örneklemede kitle birimleri periyodik bir dalgalanma gösteriyorsa ve seçim aralığı kk, bu periyodun tam bir katı ise, her örneklem birimi dalganın aynı noktasından (örneğin hep zirve veya hep dip) seçilir. Bu durum, örneklem içindeki birimlerin birbirine aşırı benzemesine (yüksek pozitif kitle içi korelasyon) ve dolayısıyla kitlenin gerçek ortalamasından sapan, yüksek varyanslı bir tahmine neden olur. Bu durumda sistematik örnekleme, birimlerin rastgele seçildiği BRÖ'den çok daha az etkindir.

Adım Adım Çözüm

1
Diziliş yapısını analiz et.
Kitlede periyodik bir dalgalanma (sinüs dalgası gibi) olduğu tespit edildi.
Sistematik örneklemede varyans, birimlerin dizilişine (kk aralığına) göre değişir.
2
kk aralığı ile periyot arasındaki ilişkiyi kur.
Eğer kk periyodun katıysa, her seçim periyodun aynı aşamasına (fazına) denk gelir.
Bu durum seçilen birimlerin birbirine çok benzer (homojen) olmasına yol açar.
3
Kitle içi korelasyon ve varyans ilişkisini yorumla.
Kitle içi korelasyon katsayısı ρ\rho pozitifleşir ve 1'e yaklaşır; bu da V(yˉsis)>V(yˉbro¨)V(\bar{y}_{sis}) > V(\bar{y}_{brö}) sonucunu doğurur.
Tahmin edicinin varyansı, örneklem içindeki birimlerin birbirine benzemesi durumunda artar.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Periyodik Kitle Etkisi

İpuçları

1
Kitledeki birimlerin diziliş sırası ile seçim aralığı kk arasındaki ilişkiye odaklanın.
2
Eğer her 10 birimde bir tekrar eden bir kitlede her 10. birimi seçerseniz, hep aynı karakterdeki birimleri toplamış olmaz mısınız?
3
Kitle içi korelasyonun (ρ\rho) pozitif olması varyansı artırır. Periyodik çakışma ρ\rho'yu pozitif yapar.

Daha Fazla Pratik

Kitle dizilişinin 'doğrusal trend' gösterdiği durumlarda sistematik örneklemenin etkinliğini BRÖ ve tabakalı örnekleme ile karşılaştırınız.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 10Soru

Bir araştırmacı, N=22N=22 birimden oluşan bir kitle içerisinden dairesel sistematik örnekleme yöntemiyle n=5n=5 birimlik bir örneklem seçmek istemektedir. Örnekleme aralığı k=4k=4 olarak belirlenmiş ve rastgele başlangıç sayısı R=18R=18 olarak seçilmiştir. Buna göre, örneklem için seçilecek birimlerin numaraları aşağıdakilerin hangisinde tam ve doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 18, 22, 4, 8, 12

Cevap

Örnekleme seçilecek birimler 18, 22, 4, 8 ve 12 numaralı birimlerdir.
Dairesel sistematik örneklemede birimler uj=[R+(j1)k](modN)u_j = [R + (j-1)k] \pmod N formülü ile belirlenir (mod 0 durumunda NN alınır). Bu soruda R=18R=18 ve k=4k=4 değerleri kullanılarak sırasıyla 18, 22, (26 mod 22 =) 4, 8 ve 12 birimleri elde edilir. Bu dizilim yöntemin hem dairesel yapısını hem de sabit aralık kuralını tam olarak yansıtmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Parametreleri ve ilk birimi belirleyin.
N=22N=22, n=5n=5, k=4k=4, R=18R=18. İlk birim u1=18u_1 = 18.
Sistematik örneklemede ilk birim rastgele başlangıç sayısı olarak seçilir.
2
İkinci birimi hesaplayın.
u2=R+k=18+4=22u_2 = R + k = 18 + 4 = 22.
İkinci birim, ilk birime örnekleme aralığı eklenerek bulunur. 22N22 \leq N olduğu için mod işlemine gerek yoktur.
3
Üçüncü birimi dairesel mantıkla hesaplayın.
u3=(22+4)=26u_3 = (22 + 4) = 26. Kitle hacmi aşıldığı için 26(mod22)=426 \pmod{22} = 4.
Dairesel sistematik örneklemede toplam değer NN'i aştığında, NN değerine göre mod alınarak kitle başına dönülür.
4
Dördüncü ve beşinci birimleri hesaplayın.
u4=4+4=8u_4 = 4 + 4 = 8 ve u5=8+4=12u_5 = 8 + 4 = 12.
Kaldığımız yerden örnekleme aralığı eklemeye devam ederek istenen örneklem hacmine (n=5n=5) ulaşılır.

Anahtar Kavram

Dairesel Sistematik Örnekleme Seçim Kuralı

İpuçları

1
Dairesel örneklemede birim numaraları kitle hacmini (NN) geçtiğinde başa dönerek saymaya devam etmelisiniz.
2
R=18R=18 ve k=4k=4 olduğuna göre ikinci birim 22'dir. Üçüncü birimi bulmak için 22+4=2622+4=26 sonucunu kitle hacmine göre değerlendirin.
3
Herhangi bir adımda sonuç N=22N=22 değerini aşarsa, bu değerden 22 çıkararak veya mod alarak yeni birim numarasını bulun. Örneğin: 2622=426 - 22 = 4.

Daha Fazla Pratik

Eğer NN, nn'in tam katı olsaydı (örneğin N=20,n=5,k=4N=20, n=5, k=4), dairesel ve doğrusal sistematik örnekleme sonuçları arasında bir fark olup olmayacağını düşününüz.

Alternatif Yöntem

Birimleri bir daire üzerinde dizilmiş gibi hayal edin. 18'den başlayıp saat yönünde 4'er birim atlayarak 5 durağa uğradığınızda hangi numaralarda durduğunuzu sayarak da bulabilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 11Soru

Bir kamu kurumunda kayıtlı N=450N = 450 adet taşınır malın toplam değerini saptamak amacıyla n=20n = 20 birimlik bir sistematik örneklem oluşturulmuştur. Örnekleme dahil edilen kalemlerin toplam değeri yi=3.000\sum y_i = 3.000 TL olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, kitle ortalaması (yˉsy\bar{y}_{sy}) ve kitle toplamının (Y^sy\hat{Y}_{sy}) sistematik örnekleme yöntemine göre tahmini değerleri sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 150 ve 67.500

Cevap

Kitle ortalaması tahmini 150 ve kitle toplamı tahmini 67.500'dür.
Ortalama tahmini 150 ve toplam tahmini 67.500 olan seçenek doğrudur. Ortalama için toplam değer olan 3.000'in birim sayısı olan 20'ye bölünmesi (150), toplam tahmini için ise bu değerin kitle büyüklüğü olan 450 ile çarpılması (67.500) gerekmektedir.

Adım Adım Çözüm

1
Kitle ortalaması tahmini (yˉsy\bar{y}_{sy}) hesaplanır.
yˉsy=yin=3.00020=150\bar{y}_{sy} = \frac{\sum y_i}{n} = \frac{3.000}{20} = 150
Sistematik örneklemede kitle ortalamasının tahmini, seçilen nn birimlik örneklemin aritmetik ortalamasına eşittir.
2
Kitle toplamı tahmini (Y^sy\hat{Y}_{sy}) hesaplanır.
Y^sy=N×yˉsy=450×150=67.500\hat{Y}_{sy} = N \times \bar{y}_{sy} = 450 \times 150 = 67.500
Kitle toplamı tahmini, kitledeki toplam birim sayısı (NN) ile örneklem ortalaması tahmininin çarpılmasıyla elde edilir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Parametre Tahmini
Soru 12Soru

Bir kamu kurumunda görev yapan N=17N=17 personel arasından, belirli bir eğitim programına katılacak n=5n=5 kişilik bir grup dairesel sistematik örnekleme yöntemiyle seçilecektir. Örnekleme aralığı k=3k=3 ve rastgele başlangıç sayısı R=13R=13 olarak belirlendiğine göre, örnekleme seçilecek personelin sıra numaraları aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 13, 16, 2, 5, 8

Cevap

Seçilen birimlerin indisleri 13, 16, 2, 5, 8 şeklindedir.
Doğru yanıt olan dizilimde, 13 ile başlanmış ve her adımda 3 eklenerek ilerlenmiştir. 16'dan sonraki adımda 19 sayısına ulaşıldığında, kitle hacmi olan 17 çıkarılarak dairesel yapı gereği 2. birime dönülmüş, ardından 5 ve 8 numaralı birimlerle süreç tamamlanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıç değerini belirleme
R=13R = 13
Sistematik örneklemede ilk birim rastgele başlangıç sayısı olarak seçilir.
2
İkinci birimi hesaplama
13+3=1613 + 3 = 16
Bir sonraki birim, mevcut indise örnekleme aralığı (kk) eklenerek bulunur.
3
Üçüncü birimi hesaplama ve dairesel dönüşü uygulama
16+3=191917=216 + 3 = 19 \rightarrow 19 - 17 = 2
Hesaplanan indis (1919), kitle hacmi olan N=17N=17 değerinden büyük olduğu için dairesel kural gereği NN çıkarılır.
4
Dördüncü ve beşinci birimleri hesaplama
2+3=52 + 3 = 5 ve 5+3=85 + 3 = 8
Aralık ekleme işlemine istenilen örneklem hacmine (n=5n=5) ulaşana kadar devam edilir.

Anahtar Kavram

Dairesel Sistematik Örnekleme
Soru 13Soru

Bir araştırmacı, bir kamu kurumundaki N=2000N = 2000 personel arasından çalışan memnuniyetini ölçmek amacıyla n=80n = 80 kişilik bir örneklemi sistematik örnekleme yöntemiyle seçmeyi planlamaktadır. Personel listesi, işe giriş tarihlerine göre kronolojik olarak sıralanmıştır.

Buna göre, sistematik örnekleme süreci ve bu yönteme ait temel kavramlarla ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sistematik örneklemede sadece ilk birimin seçimi şansa bağlıdır; kitledeki diğer birimlerin seçilme olasılığı başlangıç birimi seçildikten sonra 1 veya 0 değerini alır.

Cevap

Sistematik örneklemede sadece ilk birimin seçimi şansa bağlıdır; diğer birimler başlangıç seçimine göre belirlenir.
Sistematik örneklemede, kitle büyüklüğü NN ve örneklem büyüklüğü nn olduğunda kitle nn adet bloğa bölünmüş gibi düşünülür. İlk bloktan (1 ile kk arasından) rastgele bir başlangıç (rr) seçildikten sonra, diğer bloklardaki karşılık gelen tüm birimler (r+k,r+2k,r+k, r+2k, \dots) otomatik olarak örnekleme dahil edilir. Bu nedenle, ilk seçimden sonra sürecin geri kalanı belirlenmiş (deterministik) hale gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması.
k=N/n=2000/80=25k = N/n = 2000 / 80 = 25.
Sistematik seçimde her kaçıncı birimin seçileceğini belirlemek için kitle büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünür.
2
Rastgele başlangıç noktasının (rr) belirlenmesi.
r[1,25]r \in [1, 25] aralığından bir sayı seçilir.
Olasılıklı örnekleme özelliğinin sağlanması için ilk birim şansa bağlı olarak seçilmelidir.
3
Seçim sürecinin analizi.
r,r+25,r+50,r, r+25, r+50, \dots serisi oluşur.
İlk birim (rr) belirlendikten sonra, örnekleme girecek diğer birimler artık rastgele değil, matematiksel bir kurala (deterministik) göre belirlenir. Bu durum, seçilen ilk birimden sonra diğerlerinin olasılığının 1 (seçilecekler) veya 0 (seçilmeyecekler) olması demektir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Deterministik Yapı
Soru 14Soru

Bir kütüphanedeki N=920N = 920 kitabın sayfa sayılarını tahmin etmek amacıyla sistematik örnekleme yöntemi kullanılmıştır. Örnekleme aralığı k=N/nk = N/n formülü ile hesaplanarak en yakın tam sayıya yuvarlanmış ve n=45n = 45 kitap seçilmiştir. Seçilen kitapların toplam sayfa sayısı 13.50013.500 olarak belirlendiğine göre, kütüphanedeki tüm kitapların toplam sayfa sayısı tahmini (Y^sy\hat{Y}_{sy}) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 276.000276.000

Cevap

Kütüphanedeki tüm kitapların toplam sayfa sayısı tahmini 276.000'dir.
Kitle toplamı tahmini (Y^sy\hat{Y}_{sy}), örneklemden elde edilen ortalama değerin (yˉsy=300\bar{y}_{sy} = 300) kitledeki toplam birim sayısı (N=920N = 920) ile çarpılması sonucu 920×300=276.000920 \times 300 = 276.000 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem ortalamasının (yˉsy\bar{y}_{sy}) hesaplanması
yˉsy=yin=13.50045=300\bar{y}_{sy} = \frac{\sum y_i}{n} = \frac{13.500}{45} = 300
Kitle toplamını tahmin etmek için önce birim başına düşen ortalama değer bulunur.
2
Kitle toplamı tahmininin (Y^sy\hat{Y}_{sy}) hesaplanması
Y^sy=N×yˉsy=920×300=276.000\hat{Y}_{sy} = N \times \bar{y}_{sy} = 920 \times 300 = 276.000
Sistematik örneklemede kitle toplamı tahmini, kitle büyüklüğü (NN) ile örneklem ortalamasının çarpımıyla elde edilir.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede kitle toplamı tahmini için örneklem ortalaması kitle büyüklüğü ile genişletilir.

Alternatif Yöntem

Önce büyüyme faktörü (genişletme faktörü) hesaplanabilir. Genişletme faktörü F=N/n=920/45=20,444...F = N/n = 920/45 = 20,444... olup, kitle toplamı tahmini Y^sy=yi×F=13.500×(920/45)=276.000\hat{Y}_{sy} = \sum y_i \times F = 13.500 \times (920/45) = 276.000 şeklinde de bulunabilir.
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 15Soru

Bir kamu kurumunda yürütülen denetim faaliyetleri kapsamında, toplam N=500N = 500 adet harcama dosyası arasından hata tutarı ortalamasını tahmin etmek için 'tekrarlı sistematik örnekleme' yöntemi seçilmiştir. Bu doğrultuda, her biri ni=20n_i = 20 birimden oluşan m=5m = 5 adet bağımsız sistematik örneklem çekilmiştir. Seçilen örneklemlerden elde edilen ortalama değerler (yˉi\bar{y}_i) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Örneklem NoOrtalama (yˉi\bar{y}_i)
180
285
390
495
5100

Buna göre, kitle ortalamasının yansız tahmini olan yˉ\bar{y} değerine ilişkin varyans tahmini V^(yˉ)\hat{V}(\bar{y}) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Hesaplanan varyans tahmini 10'dur.
Tekrarlı sistematik örneklemede kitle ortalamasının varyans tahmini, seçilen mm adet bağımsız örneklemin ortalamaları arasındaki değişkenliğe dayanır. Kareler toplamı olan 250 değeri, serbestlik derecesi ve örneklem sayısı çarpımına (m(m1)=20m(m-1)=20) bölünerek ve kitle düzeltme çarpanı (0,80,8) ile çarpılarak 10 sonucu bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Genel örneklem ortalamasının (yˉ\bar{y}) hesaplanması
yˉ=80+85+90+95+1005=90\bar{y} = \frac{80+85+90+95+100}{5} = 90
Varyans hesabı için sapmaların alınacağı referans noktası belirlenmelidir.
2
Örneklem ortalamalarının kareler toplamının hesaplanması
(8090)2+(8590)2+(9090)2+(9590)2+(10090)2=100+25+0+25+100=250(80-90)^2 + (85-90)^2 + (90-90)^2 + (95-90)^2 + (100-90)^2 = 100+25+0+25+100 = 250
Tekrarlı sistematik örneklemede örneklemler arası varyasyonu ölçmek için gereklidir.
3
Örnekleme oranının (ff) ve sonlu kitle düzeltme çarpanının (1f1-f) belirlenmesi
n=m×ni=100n = m \times n_i = 100; f=100/500=0,2f = 100/500 = 0,2; 1f=0,81-f = 0,8
Sonlu kitlelerde varyans tahmini yapılırken kitle büyüklüğü dikkate alınmalıdır.
4
Varyans tahmin formülünün uygulanması
V^(yˉ)=10,25(51)×250=0,820×250=0,04×250=10\hat{V}(\bar{y}) = \frac{1-0,2}{5(5-1)} \times 250 = \frac{0,8}{20} \times 250 = 0,04 \times 250 = 10
Tekrarlı sistematik örneklemede yansız varyans tahmini bu formül ile hesaplanır.

Anahtar Kavram

Tekrarlı sistematik örneklemede varyans tahmini, mm adet bağımsız başlangıç noktası seçilerek elde edilen örneklem ortalamalarının kendi içindeki varyasyonu üzerinden yapılır.

Daha Fazla Pratik

Tekrarlı sistematik örneklemenin, tek bir sistematik örnekleme göre varyans tahmini açısından sağladığı avantajları gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 16Soru

Bir kamu arşivinde bulunan N=13N=13 dosya sırası arasından dairesel sistematik örnekleme yöntemiyle n=3n=3 dosya seçilerek incelenecektir. Örnekleme aralığı k=4k=4 olarak belirlenmiş ve rastgele başlangıç sayısı R=9R=9 olarak seçilmiştir.

Buna göre, örnekleme dahil edilecek dosyaların sıra numaraları aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 9, 13, 4

Cevap

Örnekleme dahil edilecek dosyaların sıra numaraları 9, 13 ve 4 şeklindedir.
Dairesel sistematik örnekleme kurallarına göre, N=13N=13 birimlik bir kitlede R=9R=9 başlangıcından itibaren k=4k=4 eklenerek ilerlendiğinde; ilk birim 9, ikinci birim 9+4=139+4=13 ve üçüncü birim 13+4=171713=413+4=17 \rightarrow 17-13=4 olarak bulunur. Bu süreç, kitle birimlerinin sonuna gelindiğinde seçim işleminin dairesel olarak kitle başına dönmesini sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıç birimini belirle
9
Soruda rastgele başlangıç sayısı R=9R=9 olarak verilmiştir.
2
İkinci birimi hesapla
13
Birinci birime örnekleme aralığı (k=4k=4) eklenir: 9+4=139+4=13. Bu değer kitle hacmi N=13N=13'e eşit veya küçük olduğu için doğrudan alınır.
3
Üçüncü birimi hesapla
4
İkinci birime aralık eklenir: 13+4=1713+4=17. Değer N=13N=13'ü aştığı için dairesel döngü kuralı gereği 1713=417-13=4 işlemi uygulanır.

Anahtar Kavram

Dairesel sistematik örneklemede kitle birimleri bir çember üzerinde dizilmiş gibi düşünülür ve seçim kitle hacmini (NN) aşınca başa dönülür.
Soru 17Soru

Bir belediye, arşivindeki N=1000N = 1000 adet ruhsat dosyasının hata oranını sistematik örnekleme yöntemiyle tahmin etmek istemektedir. Geçmiş yıllardaki benzer çalışmalardan hata oranının yaklaşık %20\%20 (p=0,20p = 0,20) olduğu bilinmektedir. %95\%95 güven düzeyinde ve %5\%5 (d=0,05d = 0,05) hoşgörülebilir hata payı ile çalışılacağına göre, seçilmesi gereken minimum örneklem büyüklüğü kaçtır? (Z0,025=1,96Z_{0,025} = 1,96)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 198

Cevap

Seçilmesi gereken minimum örneklem büyüklüğü 198'dir.
Verilen kitle büyüklüğü (N=1000N=1000), beklenen oran (p=0,20p=0,20) ve güven düzeyi (Z=1,96Z=1,96) değerleri standart örneklem hacmi formülüne yerleştirilip sonlu kitle düzeltmesi uygulandığında çıkan 197,34197,34 değeri, bir üst tam sayı olan 198198'e tamamlanarak hata payı sınırları içinde kalınır.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen değerlerin ve parametrelerin belirlenmesi
N=1000N = 1000, p=0,20p = 0,20, q=10,20=0,80q = 1 - 0,20 = 0,80, d=0,05d = 0,05, Z=1,96Z = 1,96
Hesaplama için gerekli olan kitle büyüklüğü, oran, hata payı ve güven katsayısı veriden çekilir.
2
Sonsuz kitle için ham örneklem hacminin (n0n_0) hesaplanması
n0=Z2pqd2=1,9620,20,80,052=3,84160,160,0025=245,8624n_0 = \frac{Z^2 \cdot p \cdot q}{d^2} = \frac{1,96^2 \cdot 0,2 \cdot 0,8}{0,05^2} = \frac{3,8416 \cdot 0,16}{0,0025} = 245,8624
Kitle büyüklüğü düzeltmesinden önceki temel örneklem hacmi belirlenir.
3
Sonlu kitle düzeltmesinin (SKD) uygulanması
n=n01+n0N=245,86241+245,86241000=245,86241,2458624197,34n = \frac{n_0}{1 + \frac{n_0}{N}} = \frac{245,8624}{1 + \frac{245,8624}{1000}} = \frac{245,8624}{1,2458624} \approx 197,34
Kitle büyüklüğünün örneklem hacmine oranla küçük olduğu durumlarda örneklem sayısını optimize etmek için düzeltme yapılır.
4
Sonucun tam sayıya yuvarlanması
n=198n = 198
Örnekleme teorisinde hata payının aşılmaması için küsuratlı çıkan örneklem hacimleri her zaman bir üst tam sayıya yuvarlanır.

Anahtar Kavram

Sonlu kitlelerde oran tahmini için örneklem büyüklüğü belirlenirken, kitle büyüklüğü (NN) düzeltmesi yapılmalı ve hata payı kısıtı nedeniyle sonuç daima yukarı yuvarlanmalıdır.
Soru 18Soru

Birimlerin çerçevedeki dizilişinin belirli bir doğrusal eğilim (trend) gösterdiği kitlelerde, sistematik örnekleme yöntemi ile elde edilen tahmin edicinin varyansı (VsysV_{sys}); iadesiz basit rastgele örnekleme varyansı (VsrsV_{srs}) ve her bir tabakadan bir birim seçilen (nh=1n_h = 1) tabakalı rastgele örnekleme varyansı (VstV_{st}) ile karşılaştırılmaktadır. Buna göre, bu üç yöntemin varyansları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Vst<Vsys<VsrsV_{st} < V_{sys} < V_{srs}

Cevap

Tabakalı örnekleme varyansının en küçük, basit rastgele örnekleme varyansının ise en büyük olduğu sıralama doğrudur.
Doğrusal eğilim gösteren kitlelerde, her kk birimlik aralık bir tabaka olarak düşünülürse, tabakalı örnekleme (VstV_{st}) her tabakada bağımsız bir seçim yaptığı için varyansı en çok küçülten yöntemdir. Sistematik örnekleme (VsysV_{sys}), tek bir rastgele başlangıçla kitleyi boydan boya taradığı için basit rastgele örneklemeden (VsrsV_{srs}) daha etkin olsa da, tabakalı örneklemenin gerisinde kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Doğrusal eğilim gösteren bir kitlenin (yi=a+biy_i = a + bi) özelliklerini analiz et.
Ardışık birimler arasında yüksek korelasyon vardır ve kitle genelinde bir artış veya azalış eğilimi söz konusudur.
Varyans karşılaştırması kitlenin diziliş yapısına bağlıdır.
2
Sistematik örneklemenin bu yapıdaki etkinliğini değerlendir.
Sistematik örnekleme kitleyi baştan sona eşit aralıklarla taradığı için her örneklem kitleyi iyi temsil eder, küme içi korelasyon (ρ\rho) negatif olur ve Vsys<VsrsV_{sys} < V_{srs} gerçekleşir.
Sistematik seçim, trendi örnekleme yayarak hatayı azaltır.
3
Tabakalı rastgele örnekleme (nh=1n_h=1) ile karşılaştır.
VstVsys/nV_{st} \approx V_{sys} / n ilişkisi gereği VstV_{st} en küçük varyansa sahiptir.
Tabakalı örnekleme, her kk birimlik grupta bağımsız bir rastgele başlangıç kullanarak sistematik örneklemenin sabit aralık riskini ortadan kaldırır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Etkinlik ve Kitle Dizilişi

Alternatif Yöntem

Matematiksel olarak yi=iy_i = i modeli üzerinden kk ve nn değerleri verilerek varyans formülleri hesaplanabilir ve sıralamanın doğruluğu sayısal olarak teyit edilebilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 19Soru

Bir devlet arşivinde muhafaza edilen N=1280N = 1280 adet tescil dosyası arasından, sistematik örnekleme yöntemiyle n=50n = 50 adet dosyanın seçilerek incelenmesi planlanmaktadır. Yapılan hesaplama sonucunda örnekleme aralığı olarak kitle büyüklüğünün örneklem büyüklüğüne oranının tam sayı kısmı (k=N/nk = \lfloor N/n \rfloor) esas alınmış ve rastgele başlangıç sayısı r=8r = 8 olarak belirlenmiştir. Buna göre, örnekleme seçilecek olan 3030. dosyanın sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 733

Cevap

Sistematik örnekleme kurallarına göre hesaplanan 30. dosyanın sıra numarası 733'tür.
Sistematik örnekleme yönteminde birimlerin kitle içindeki yerleri uj=r+(j1)ku_j = r + (j-1)k formülü ile belirlenir. Bu soruda k=1280/50=25,6k = 1280/50 = 25,6 olup tam sayı kısmı 2525 alınmıştır. r=8r = 8 başlangıç değeri ve j=30j = 30 için hesaplama yapıldığında 8+(29×25)=7338 + (29 \times 25) = 733 sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması
k=1280/50=25,6k=25k = 1280 / 50 = 25,6 \rightarrow k = 25 (Tam sayı kısmı)
Sistematik örneklemede kitle birimlerinin kaçarlı gruplara ayrılacağını belirlemek için kitle büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünür.
2
Seçilecek birimin formülünün belirlenmesi
uj=r+(j1)ku_j = r + (j - 1)k
Sistematik örneklemede jj. birimin kitle içindeki sıra numarasını bulmak için rastgele başlangıç değerine j1j-1 kez aralık eklenir.
3
Verilen değerlerin formüle yerleştirilmesi ve sonucun hesaplanması
u30=8+(301)×25=8+29×25=8+725=733u_{30} = 8 + (30 - 1) \times 25 = 8 + 29 \times 25 = 8 + 725 = 733
30. birimi bulmak için 8 başlangıç değerine 29 adet 25'lik aralık eklenerek hedef sıra numarasına ulaşılır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Birim Seçim Formülü
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 20Soru

Sistematik örnekleme yönteminde kitle birimlerinin çerçeve içindeki diziliş sırası, elde edilecek tahmin edicilerin varyansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Kitlede periyodik (döngüsel) bir dalgalanma olduğu ve örnekleme aralığının (kk), bu dalgalanmanın periyoduna tam olarak eşit veya periyodun bir tam katı olduğu bir durumda sistematik örneklemenin etkinliği ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tahmin edicinin varyansı artar ve yöntem basit rastgele örneklemeye göre daha az etkin hale gelir.

Cevap

Kitledeki periyodik dalgalanma ile örnekleme aralığının çakışması, tahmin edicinin varyansını artırarak yöntemi basit rastgele örneklemeye göre daha az etkin kılar.
Doğru seçenek, varyansın artacağını ve etkinliğin azalacağını belirten ifadedir. Sistematik örneklemede kitlede periyodik bir yapı varsa ve örnekleme aralığı bu periyodun tam katıysa, seçilen her birim döngünün aynı fazına (örneğin hep zirve noktalarına) denk gelir. Bu durum kitlenin varyasyonunun örnekleme doğru yansıtılamamasına, örneklem ortalamasının kitleden sapmasına ve tahmin edicinin varyansının Basit Rastgele Örneklemeye (BRO) göre çok daha yüksek çıkmasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Kitle dizilişi ve örnekleme aralığı arasındaki ilişkiyi analiz etme
k=m×Pk = m \times P (burada kk örnekleme aralığı, PP periyod, mm tam sayıdır).
Sistematik örneklemede her kk birimde bir seçim yapıldığı için, aralığın periyodun katı olması her seçimde dalgalanmanın aynı noktasına denk gelinmesine neden olur.
2
Örneklemin temsil ediciliğini değerlendirme
Örnekleme seçilen tüm birimler benzer değerlere (örneğin sadece yüksek değerler veya sadece düşük değerler) sahip olur.
Bu durum örneklem içi homojenliği (varyans azlığı) artırırken, örneklemler arası varyansı maksimuma çıkarır.
3
Yöntem etkinliğini karşılaştırma
V(yˉsis)>V(yˉbro)V(\bar{y}_{sis}) > V(\bar{y}_{bro})
Kitledeki varyasyonun çoğu örnekleme yansıtılamadığı için sistematik örnekleme, basit rastgele örneklemeden (BRO) daha kötü sonuç verir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Periyodik Diziliş Etkisi
Sayfa 1 / 5Sonraki
Sistematik Örnekleme Alıştırma Soruları — KPSS İstatistik | Examkin