Sistematik Örnekleme

85 soru

Soru 41Soru

Sistematik örnekleme yönteminde kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansının (V(yˉsys)V(\bar{y}_{sys})), iadesiz basit rastgele örnekleme varyansından (V(yˉsrs)V(\bar{y}_{srs})) daha küçük olması (yani sistematik örneklemenin daha etkin bir tahmin sunması) için kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) aşağıdaki koşullardan hangisini sağlamalıdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Negatif bir değer almalıdır (ρ<0\rho < 0).

Cevap

Sistematik örnekleme yönteminin daha etkin olması için kitle içi korelasyon katsayısının negatif bir değer alması (ρ<0\rho < 0) gerekir.
Sistematik örnekleme yönteminde, kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) kitledeki birimlerin diziliş biçimini temsil eder. Formülasyona göre V(yˉsys)V(yˉsrs)[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sys}) \approx V(\bar{y}_{srs}) [1 + (n-1)\rho] bağıntısı mevcuttur. Sistematik örneklemin daha etkin (küçük varyanslı) olması için [1+(n1)ρ][1 + (n-1)\rho] teriminin 1'den küçük olması gerekir ki bu da ancak ρ<0\rho < 0 (negatif korelasyon) durumunda mümkündür. Negatif korelasyon, ardışık birimlerin birbirinden farklı değerler aldığı heterojen bir yapıyı simgeler ve bu yapı örneklemin kitleyi daha iyi temsil etmesini sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Varyanslar arasındaki ilişki formülünü belirle.
V(yˉsys)V(yˉsrs)[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sys}) \approx V(\bar{y}_{srs}) [1 + (n-1)\rho] formülü temel alınır.
Sistematik örnekleme ve basit rastgele örnekleme varyanslarını kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) üzerinden kıyaslamak için bu ilişki kullanılır.
2
Etkinlik koşulunu analiz et.
Sistematik örneklemenin daha etkin olması için V(yˉsys)<V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) < V(\bar{y}_{srs}) olmalıdır.
Daha küçük varyans, tahmin edicinin kitle parametresine daha yakın ve daha güvenilir (etkin) sonuçlar verdiği anlamına gelir.
3
Eşitsizliği ρ\rho cinsinden çöz.
1+(n1)ρ<11 + (n-1)\rho < 1 olması için (n1)ρ<0(n-1)\rho < 0 olmalıdır. n>1n > 1 olduğundan ρ<0\rho < 0 sonucuna ulaşılır.
Matematiksel olarak köşeli parantez içindeki ifadenin 1'den küçük olması, katsayının negatif olmasına bağlıdır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Kitle İçi Korelasyon (ρ\rho) ve Etkinlik İlişkisi
Soru 42Soru

Bir tarım araştırmasında, bir bölgedeki N=2500N = 2500 adet ağacın ortalama meyve verimini tahmin etmek amacıyla tekrarlı sistematik örnekleme yöntemi kullanılmıştır. Araştırmacı, her biri farklı bir rassal başlangıç noktasına sahip m=5m = 5 adet bağımsız sistematik örneklem seçmiştir. Seçilen bu örneklemlerden elde edilen ortalamalar şu şekildedir:

Örneklem (ii)Örneklem Ortalaması (yˉi\bar{y}_i)
18080 kg
28585 kg
39090 kg
49595 kg
5100100 kg

Buna göre, tekrarlı sistematik örnekleme yöntemiyle elde edilen kitle ortalaması tahmini kaç kilogramdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 9090

Cevap

Tekrarlı sistematik örnekleme yöntemiyle elde edilen kitle ortalaması tahmini 9090 kilogramdır.
Tekrarlı sistematik örnekleme yönteminde kitle ortalaması tahmini (yˉrs\bar{y}_{rs}), seçilen her bir bağımsız sistematik örneklemin ortalamasının (yˉi\bar{y}_i) aritmetik ortalamasıdır. Verilen 80,85,90,9580, 85, 90, 95 ve 100100 değerlerinin ortalaması 9090 olduğu için doğru tahmin budur. Bu yöntemin temel avantajı, klasik sistematik örneklemenin aksine, kitle yapısı hakkında varsayımlara gerek duymadan varyansın (hata payının) yansız bir şekilde tahmin edilmesine olanak sağlamasıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Bağımsız sistematik örneklemlerden elde edilen ortalamaları belirleyin.
yˉ1=80\bar{y}_1 = 80, yˉ2=85\bar{y}_2 = 85, yˉ3=90\bar{y}_3 = 90, yˉ4=95\bar{y}_4 = 95, yˉ5=100\bar{y}_5 = 100
Tekrarlı sistematik örneklemede kitle ortalaması tahmini, bu bireysel ortalamaların bir fonksiyonudur.
2
Örneklem ortalamalarının toplamını hesaplayın.
i=15yˉi=80+85+90+95+100=450\sum_{i=1}^{5} \bar{y}_i = 80 + 85 + 90 + 95 + 100 = 450
Ortalama tahmini için öncelikle gözlemlerin (bu durumda grup ortalamalarının) toplamı gereklidir.
3
Toplam değeri örneklem sayısı olan m=5m = 5 değerine bölerek kitle ortalaması tahminini (yˉrs\bar{y}_{rs}) bulun.
yˉrs=4505=90\bar{y}_{rs} = \frac{450}{5} = 90
Tekrarlı sistematik örnekleme yöntemi formülüne göre kitle ortalaması tahmini, bağımsız örneklem ortalamalarının basit aritmetik ortalamasıdır.

Anahtar Kavram

Tekrarlı sistematik örneklemede kitle ortalaması tahmini ve yansız varyans kestirimi avantajı.
Tahmini Süre:45s
Soru 43Soru

Sistematik örnekleme yönteminde kitle birimlerinin çerçeve üzerindeki diziliş biçimi (rastgele, doğrusal eğilimli veya periyodik), yöntemin etkinliğini ve tahmin edicilerin varyansını doğrudan etkilemektedir. Kitlede periyodik (döngüsel) bir dalgalanmanın olduğu ve periyot uzunluğunun PP ile gösterildiği bir durumda; örnekleme aralığı olan kk değerinin periyodun tam bir katı (k=mP,mZ+k = mP, m \in \mathbb{Z}^+) olarak seçilmesinin doğuracağı sonuçla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Örnekleme aralığı periyot uzunluğunun tam katı olduğunda, örnekleme dahil edilen birimler döngünün hep aynı aşamasındaki benzer değerleri alacağı için yöntem en düşük etkinliğe sahip olur.

Cevap

Örnekleme aralığının periyot uzunluğunun tam katı olması durumunda, her bir örneklem birimi döngünün aynı noktasından seçileceği için tahmin edicinin varyansı artar ve etkinlik en düşük seviyeye iner.
Sistematik örneklemede etkinlik, örneklem içi birimlerin heterojen (birbirine benzemez) olmasına bağlıdır. Periyodik bir kitlede örnekleme aralığı (kk) periyodun (PP) tam katı olduğunda, seçilen her birim döngünün aynı aşamasından gelir (örneğin bir üretim bandında her 10. ürün hatalıysa ve biz her 10. ürünü seçiyorsak, örneklemimizin tamamı hatalı ürünlerden oluşur). Bu durum örneklem içi benzerliği (korelasyonu) artırarak tahminin doğruluğunu azaltır ve varyansı basit rastgele örneklemeye göre çok daha yüksek bir seviyeye çıkarır.

Adım Adım Çözüm

1
Kitle dizilişi ile varyans ilişkisini tanımla.
Sistematik örneklemede tahmin edicinin varyansı V(yˉsis)=σ2n[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sis}) = \frac{\sigma^2}{n} [1 + (n-1)\rho] formülü ile ifade edilebilir; burada ρ\rho örneklem içi korelasyon katsayısıdır.
Yöntemin etkinliği, seçilen birimlerin birbirine ne kadar benzediğine (ρ\rho değerine) bağlıdır.
2
k=mPk=mP durumunda birimlerin değerlerini analiz et.
Eğer kk aralığı periyodun tam katı ise, her kk birimde bir seçilen örneklem birimleri döngünün hep aynı noktasına (örneğin hep tepe noktalarına veya hep çukur noktalarına) denk gelir.
Periyodik yapıda birimler her PP mesafede bir aynı değeri tekrar eder.
3
Örneklem içi korelasyon ve varyans sonucuna ulaş.
Seçilen birimler birbirine çok benzediği için ρ\rho değeri 1'e yaklaşır. Bu durum örneklem içi varyansı (Sw2S_w^2) küçültürken, tahmin edicinin varyansını (V(yˉsis)V(\bar{y}_{sis})) büyüterek etkinliği düşürür.
Örneklem içi birimler kitlenin tüm değişkenliğini yansıtmaktan uzaklaşır ve tek taraflı bir örneklem oluşur.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede kitlede periyodik bir yapı varsa ve örnekleme aralığı periyodun tam katıysa, yöntem 'en kötü' performansı sergiler.

Alternatif Yöntem

Eğer periyodik bir kitlede çalışılıyorsa, etkinliği korumak için örnekleme aralığı (kk), periyot (PP) değerinin tam katı olmayacak şekilde seçilmeli veya 'tekrarlı sistematik örnekleme' gibi varyansın hesaplanabildiği alternatifler düşünülmelidir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 44Soru

Bir büyükşehir belediyesinde çalışan N=1750N = 1750 personelin kurum içi hizmetlerden memnuniyet düzeyini ölçmek amacıyla sistematik örnekleme yöntemi kullanılarak n=50n = 50 kişilik bir örneklem seçilecektir. Personel listesinden yapılacak seçim için öncelikle örnekleme aralığı (kk) hesaplanmış ve 11 ile kk sayıları arasından rastgele başlangıç sayısı r=8r = 8 olarak belirlenmiştir. Buna göre, örnekleme seçilen 30.30. personelin kitle listesindeki sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1023

Cevap

Örnekleme seçilen 30. personelin listedeki sıra numarası 1023'tür.
Doğru yanıt olan seçenek, sistematik örnekleme mantığına uygun olarak k=35k = 35 aralığı belirlendikten sonra, r=8r = 8 başlangıç noktasından itibaren 30. birimi r+(301)kr + (30-1)k formülüyle 1023 olarak doğru hesaplamaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması
k=Nn=175050=35k = \frac{N}{n} = \frac{1750}{50} = 35
Sistematik örneklemede her kk birimde bir seçim yapılacağı için kitle hacminin örneklem hacmine bölünmesi gerekir.
2
Seçilecek olan jj. birimin sıra numarası formülünün belirlenmesi
uj=r+(j1)ku_j = r + (j - 1)k
Sistematik örneklemede rr başlangıç noktasından itibaren her kk aralıkla birim seçilir. İlk birim rr olduğu için jj. birime ulaşmak için j1j-1 kez kk aralığı kadar ilerlenir.
3
30. birim için verilerin formüle yerleştirilmesi
u30=8+(301)×35=8+(29×35)=8+1015=1023u_{30} = 8 + (30 - 1) \times 35 = 8 + (29 \times 35) = 8 + 1015 = 1023
Başlangıç noktası 8, hedef birim sırası 30 ve aralık 35 değerleri kullanılarak hesaplama tamamlanır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Birim Seçim Formülü

Daha Fazla Pratik

Eğer NN sayısı nn sayısına tam bölünmeseydi (örneğin N=1760,n=50N=1760, n=50), dairesel sistematik örnekleme veya aralığın tam sayıya yuvarlanması yöntemlerinin nasıl değişeceğini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 45Soru

Bir ilçe kaymakamlığına bir yıl içinde sunulan N=800N = 800 adet dilekçeden, hizmet kalitesini denetlemek amacıyla sistematik örnekleme yöntemiyle n=40n = 40 adet dilekçe seçilecektir. Yapılan kura sonucunda rastgele başlangıç birimi olarak 12. sıradaki dilekçe seçildiğine göre, örnekleme dahil edilecek ilk üç dilekçenin sıra numaraları aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 12, 32, 52

Cevap

Sistematik örneklemeye dahil edilecek ilk üç dilekçenin sıra numaraları 12, 32 ve 52'dir.
Sistematik örneklemede kitle büyüklüğü (N=800N = 800) örneklem büyüklüğüne (n=40n = 40) bölünerek örnekleme aralığı k=20k = 20 olarak bulunur. Rastgele başlangıç birimi r=12r = 12 olarak verildiğinden, seçilecek birimler r,r+k,r+2k...r, r+k, r+2k... formülüyle 12, 32, 52 şeklinde ilerler.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (k) hesaplanması
k=Nn=80040=20k = \frac{N}{n} = \frac{800}{40} = 20
Sistematik örneklemede kitle birimlerinin kaçta birinin seçileceğini belirlemek için kitle büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünür.
2
Örnekleme dahil edilecek birimlerin belirlenmesi
r=12r = 12, r+k=12+20=32r+k = 12+20 = 32, r+2k=12+40=52r+2k = 12+40 = 52
İlk birim rastgele seçildikten sonra, sonraki birimler örnekleme aralığı kadar eklenerek sistematik bir şekilde bulunur.

Anahtar Kavram

Sistematik Örnekleme Aralığı ve Birim Seçimi
Soru 46Soru

Sistematik örnekleme yönteminde, kitle birimlerinin çerçeve üzerinde periyodik (döngüsel) bir yapıda dizildiği ve örnekleme aralığının (kk) bu periyot uzunluğunun tam bir katı olduğu bir durumda, yöntemin etkinliği hakkında aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tahmin edicilerin varyansı artar ve yöntemin etkinliği önemli ölçüde azalır.

Cevap

Tahmin edicilerin varyansının artması ve yöntemin etkinliğinin azalması.
Doğru yanıt olan varyansın artması ve etkinliğin azalması durumu, kitledeki dalgalanma ile seçim aralığının senkronize olmasından kaynaklanır. Eğer kitlede her 10 birimde bir tekrarlanan bir yapı varsa ve biz de her 10. birimi seçiyorsak, kitlenin tüm çeşitliliğini yansıtmak yerine hep aynı tipi seçmiş oluruz. Bu durum, sistematik örneklemenin en zayıf olduğu ve hata payının en yüksek çıktığı senaryodur.

Adım Adım Çözüm

1
Kitle yapısını ve örnekleme aralığı ilişkisini analiz etme
Kitle periyodik bir yapıdadır ve k=m×Pk = m \times P (burada mm bir tam sayı, PP periyot uzunluğudur).
Soruda verilen periyodik diziliş ve aralık çakışması koşulunu tanımlamak gerekir.
2
Örnekleme seçilecek birimlerin özelliğini belirleme
Seçilen tüm birimler, döngünün hep aynı aşamasından (örneğin hep en yüksek veya hep en düşük değerlerden) gelecektir.
Aralık periyodun katı olduğunda, her kk adımda bir döngü başa döner ve aynı karakteristik özellik seçilir.
3
Varyans ve etkinlik sonucuna ulaşma
Örneklem içi birimler birbirine çok benzer (homojen) olurken, farklı başlangıç noktalarından seçilebilecek olası örneklemler arası fark (varyans) artar. Bu da etkinliği düşürür.
Sistematik örneklemede kitle içi korelasyonun pozitif olması varyansı artırır.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede kitle dizilişi ile örnekleme aralığı (kk) arasındaki etkileşim, yöntemin varyansını doğrudan belirler. Özellikle periyodik dizilişlerde kk değerinin periyodun katı olması en kötü senaryodur.

Alternatif Yöntem

Bu durumu görselleştirmek için bir sinüs dalgası düşünün. Eğer dalga boyu 10 birimse ve siz her 10 birimde bir örnek alıyorsanız, hep tepeleri veya hep çukurları seçersiniz. Bu da kitle ortalamasını çok yanlış tahmin etmenize (yüksek varyans) neden olur.
Tahmini Süre:45s
Soru 47Soru

Sistematik örnekleme yönteminde, kitle birimlerinin çerçeve üzerindeki dizilişinin periyodik (döngüsel) bir yapı sergilediği ve belirlenen örnekleme aralığının (kk) bu periyot uzunluğuna tam olarak eşit olduğu bir durumda, yöntemin etkinliği ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sistematik örnekleme, Basit Rastgele Örnekleme (BRO) yöntemine göre daha az etkindir.

Cevap

Sistematik örnekleme, kitledeki periyodik diziliş ile örnekleme aralığı (kk) çakıştığında Basit Rastgele Örnekleme (BRO) yöntemine göre daha az etkin hale gelir.
Sistematik örneklemede, kitledeki periyodik dalgalanma ile örnekleme aralığı (kk) uyumlu olduğunda, örneklem kitledeki değişkenliği yansıtamaz. Örneğin, her kk birimde bir seçilen birimler hep dalganın 'tepe' noktalarına denk gelirse, kitle ortalaması çok yüksek tahmin edilir. Bu durum örneklemler arası varyansı artırır, bu da yöntemin Basit Rastgele Örnekleme (BRO) yöntemine göre daha az etkin olmasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
Kitle diziliş yapısını ve örnekleme aralığını analiz etme
Kitlede periyodik bir döngü olduğu ve kk aralığının bu periyotla aynı olduğu tespit edilmiştir.
Sistematik örneklemede birimlerin diziliş sırası varyans formülünü doğrudan etkiler.
2
Örneklem birimlerinin benzerliğini (homojenliğini) değerlendirme
Örnekleme giren birimlerin kitledeki döngülerin hep aynı aşamasından (örneğin hep en düşük veya hep en yüksek değerler) seçildiği görülür.
kk aralığı periyotla çakıştığında, seçilen birimler birbirine çok benzer (örneklem içi homojenlik yüksek) olur.
3
Etkinlik karşılaştırması yapma
Yüksek örneklem içi homojenlik, örneklemler arası varyansı artırarak yöntemi BRO'dan daha az etkin kılar.
Tahmin edicinin varyansı BRO varyansından büyük olduğu için sistematik örnekleme daha az etkindir.

Anahtar Kavram

Periyodik Diziliş ve Sistematik Örnekleme Etkinliği
Tahmini Süre:45s
Soru 48Soru

Bir konut sitesindeki toplam N=400N = 400 dairenin aylık su tüketim bedellerini tahmin etmek amacıyla sistematik örnekleme yöntemiyle n=20n = 20 daire seçilmiştir. Örnekleme dahil edilen dairelerin toplam su tüketim bedeli 3.0003.000 TL olarak hesaplanmıştır. Buna göre, sitedeki tüm dairelerin toplam su tüketim bedeli tahmini kaç TL'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 60.000

Cevap

Sitedeki tüm dairelerin toplam su tüketim bedeli tahmini 60.00060.000 TL'dir.
Sistematik örneklemede kitle toplamı tahmini, örneklemden elde edilen ortalamanın kitle büyüklüğü (NN) ile genişletilmesiyle bulunur. Örneklem ortalaması 3.000/20=1503.000 / 20 = 150 TL olup, bu değer N=400N=400 ile çarpıldığında 60.00060.000 TL sonucuna ulaşılır. Alternatif olarak, Y^sy=Nnyi=kyi=20×3.000=60.000\hat{Y}_{sy} = \frac{N}{n} \sum y_i = k \sum y_i = 20 \times 3.000 = 60.000 formülü de aynı sonucu verir.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem ortalamasını (yˉsy\bar{y}_{sy}) hesapla.
yˉsy=yin=3.00020=150\bar{y}_{sy} = \frac{\sum y_i}{n} = \frac{3.000}{20} = 150
Kitle toplamını tahmin etmek için önce birim başına düşen ortalama değerin bulunması gerekir.
2
Kitle toplamı tahminini (Y^sy\hat{Y}_{sy}) hesapla.
Y^sy=N×yˉsy=400×150=60.000\hat{Y}_{sy} = N \times \bar{y}_{sy} = 400 \times 150 = 60.000
Sistematik örneklemede kitle toplamı tahmini, kitle büyüklüğü ile örneklem ortalamasının çarpımıdır.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede kitle toplamı tahmini (Y^sy=Nyˉsy\hat{Y}_{sy} = N \bar{y}_{sy})

Alternatif Yöntem

Kitle toplamı tahmini doğrudan örnekleme aralığı (kk) kullanılarak da bulunabilir: k=N/n=400/20=20k = N/n = 400/20 = 20 ise Y^sy=k×yi=20×3.000=60.000\hat{Y}_{sy} = k \times \sum y_i = 20 \times 3.000 = 60.000 TL.
Tahmini Süre:45s
Soru 49Soru

Bir kamu kurumunun mali hizmetler biriminde denetlenmek üzere N=1450N = 1450 adet harcama belgesi bulunmaktadır. Bu belgeler arasından sistematik örnekleme yöntemiyle n=40n = 40 adet örneklem birimi seçilerek incelenecektir. Yapılan rastgele seçim sonucunda başlangıç sayısı r=15r = 15 olarak belirlenmiştir. Buna göre, örnekleme dahil edilecek olan 4. birimin sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 123

Cevap

Örnekleme dahil edilecek 4. birimin sıra numarası 123'tür.
Doğru yanıt olan 123 değeri, önce örnekleme aralığının tamsayı kısmının (k=36k=36) bulunması ve ardından 4. birim için başlangıç değerine (r=15r=15) aralığın 3 katının eklenmesiyle elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması
k=Nn=145040=36,25k=36k = \frac{N}{n} = \frac{1450}{40} = 36,25 \rightarrow k = 36
Sistematik örneklemede örnekleme aralığı kitle büyüklüğünün örneklem büyüklüğüne bölünmesinin tamsayı kısmı olarak alınır.
2
ii. birimin seçim formülünün uygulanması
ui=r+(i1)ku_i = r + (i - 1)k
Başlangıç değerine (r), kendisinden önceki her birim için bir aralık (k) eklenir.
3
4. birim (i=4i = 4) için değerin hesaplanması
15+(41)×36=15+3×36=15+108=12315 + (4 - 1) \times 36 = 15 + 3 \times 36 = 15 + 108 = 123
Verilen r=15r=15, k=36k=36 ve i=4i=4 değerleri formülde yerine konur.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede örnekleme aralığı k=N/nk = \lfloor N/n \rfloor olarak belirlenir ve birimler r+(i1)kr + (i-1)k formülüyle seçilir.
Tahmini Süre:45s
Soru 50Soru

Sistematik örnekleme yönteminde, kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansı (V(yˉsys)V(\bar{y}_{sys})) ile iadesiz basit rastgele örnekleme varyansı (V(yˉsrs)V(\bar{y}_{srs})) arasındaki ilişki kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) kullanılarak ifade edilmektedir. Kitledeki birimlerin dizilişine bağlı olarak kitle içi korelasyon katsayısının pozitif (ρ>0\rho > 0) olduğu bir durumda, sistematik örnekleme yönteminin basit rastgele örneklemeye göre etkinliği hakkında aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sistematik örnekleme varyansı, basit rastgele örnekleme varyansından daha büyük olur ve yöntem daha az etkin hale gelir.

Cevap

Kitle içi korelasyon katsayısının pozitif (ρ>0\rho > 0) olması durumunda sistematik örnekleme varyansı, basit rastgele örnekleme varyansından daha büyük olur ve yöntem daha az etkin hale gelir.
Sistematik örneklemede kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansı, basit rastgele örnekleme varyansı ile [1+(n1)ρ][1 + (n-1)\rho] çarpanı üzerinden ilişkilidir. ρ>0\rho > 0 olduğunda, sistematik örneklem içindeki birimler kitleye göre birbirine daha benzerdir, bu da farklı sistematik örneklemler arasındaki farkı (yani varyansı) artırır. Sonuç olarak V(yˉsys)>V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) > V(\bar{y}_{srs}) olur ve yöntem daha az etkin hale gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Sistematik örnekleme varyansının yaklaşık formülünü incele.
V(yˉsys)V(yˉsrs)[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sys}) \approx V(\bar{y}_{srs}) [1 + (n-1)\rho] eşitliği temel alınır.
Bu formül, iki örnekleme yöntemi arasındaki hassasiyet farkını kitle içi korelasyon katsayısına bağlar.
2
Kitle içi korelasyon katsayısının (ρ\rho) değerini değerlendir.
Soruda ρ>0\rho > 0 olduğu belirtilmiştir; bu durumda [1+(n1)ρ][1 + (n-1)\rho] terimi 1'den büyük bir değer alır.
Örneklem hacmi (nn) daima 1'den büyük olduğundan, pozitif bir ρ\rho değeri varyansı artıran bir çarpan oluşturur.
3
Varyanslar arasındaki büyüklük ilişkisini ve etkinliği yorumla.
V(yˉsys)>V(yˉsrs)V(\bar{y}_{sys}) > V(\bar{y}_{srs}) sonucuna ulaşılır, dolayısıyla sistematik örnekleme daha az etkindir.
İstatistiksel olarak varyansın büyümesi, tahminin hassasiyetinin (etkinliğinin) azaldığı anlamına gelir.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede etkinlik, birimlerin çerçeve üzerindeki dizilişine ve bu dizilişin yarattığı kitle içi korelasyona (ρ\rho) bağlıdır.
Tahmini Süre:45s
Soru 51Soru

Sistematik örnekleme yönteminde, kitle ortalaması tahmin edicisinin varyansı (V(yˉsys)V(\bar{y}_{sys})) ile iadesiz basit rastgele örnekleme varyansı (V(yˉsrs)V(\bar{y}_{srs})) arasındaki ilişki kitle içi korelasyon katsayısı (ρ\rho) üzerinden V(yˉsys)V(yˉsrs)[1+(n1)ρ]V(\bar{y}_{sys}) \approx V(\bar{y}_{srs}) [1 + (n-1)\rho] şeklinde ifade edilebilir. Bir araştırmada n=41n = 41 birimlik bir örneklem seçilmiş ve kitle içi korelasyon katsayısı ρ=0,01\rho = -0,01 olarak belirlenmiştir. Buna göre, bu sistematik örnekleme tasarımının etkinliği ve tasarım etkisi (DeffDeff) değeri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Deff=0,60Deff = 0,60 olup, sistematik örnekleme basit rastgele örneklemeden daha etkindir.

Cevap

Tasarım etkisinin (DeffDeff) 0,600,60 olduğu ve sistematik örneklemenin daha etkin olduğu seçenek doğrudur.
Verilen n=41n=41 ve ρ=0,01\rho=-0,01 değerleri Deff=1+(n1)ρDeff = 1 + (n-1)\rho formülünde yerlerine konulduğunda Deff=1+40(0,01)=0,60Deff = 1 + 40(-0,01) = 0,60 sonucu elde edilir. Tasarım etkisinin 1'den küçük olması, sistematik örneklemenin iadesiz basit rastgele örneklemeye göre daha küçük varyansa sahip olduğunu ve bu nedenle daha etkin (efficient) bir yöntem olduğunu gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
Tasarım etkisi formülünün belirlenmesi
Deff=1+(n1)ρDeff = 1 + (n-1)\rho
Sistematik örneklemenin basit rastgele örneklemeye göre etkinliğini ölçmek için kullanılan standart formüldür.
2
Verilen değerlerin formülde yerine yazılması
Deff=1+(411)×(0,01)Deff = 1 + (41-1) \times (-0,01)
Sayısal hesaplamaya hazırlık aşamasıdır.
3
Matematiksel işlemin yapılması
Deff=1+40×(0,01)=10,40=0,60Deff = 1 + 40 \times (-0,01) = 1 - 0,40 = 0,60
Tasarım etkisinin sayısal değerini bulmak için gereklidir.
4
Sonucun yorumlanması
Deff<1Deff < 1 olduğu için daha etkindir.
Tasarım etkisinin 1'den küçük olması, sistematik örnekleme varyansının basit rastgele örnekleme varyansından daha küçük olduğunu (daha hassas tahmin yaptığını) gösterir.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede kitle içi korelasyon katsayısının (ρ\rho) negatif olması, birimlerin kitle içinde heterojen bir yapıda dizildiğini ve bu durumun varyansı azaltarak örnekleme etkinliğini artırdığını gösterir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 52Soru

Bir üniversite hastanesinde görev yapan N=1210N = 1210 hemşire arasından, yeni bir tıbbi cihazın eğitimi için sistematik örnekleme yöntemiyle n=40n = 40 kişilik bir örneklem seçilecektir. Örnekleme aralığı (kk) hesaplanırken elde edilen değer en yakın tam sayıya yuvarlanmış ve rastgele başlangıç sayısı r=18r = 18 olarak belirlenmiştir.

Buna göre, örnekleme seçilecek olan 4. hemşirenin liste sıra numarası aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 108

Cevap

Örnekleme seçilecek olan 4. hemşirenin liste sıra numarası 108'dir.
Doğru yanıt olan 108 değeri, öncelikle kitle hacmi 1210'un örneklem hacmi 40'a bölünmesiyle elde edilen 30,25 değerinin en yakın tam sayı olan 30'a yuvarlanması ve ardından sistematik örnekleme formülü olan r+(j1)kr + (j-1)k ifadesinde değerlerin (18+(41)×3018 + (4-1) \times 30) yerine konulmasıyla elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığının (kk) hesaplanması ve yuvarlanması
k=Nn=121040=30,2530k = \frac{N}{n} = \frac{1210}{40} = 30,25 \approx 30
Sistematik örneklemede kitle hacmi örneklem hacmine bölünerek birimler arası mesafe belirlenir.
2
j. birimin sıra numarası formülünün uygulanması
uj=r+(j1)×ku_j = r + (j-1) \times k
Sistematik örneklemede her birim, başlangıç noktasına aralığın katları eklenerek bulunur.
3
4. birim için değerlerin yerine konulması
u4=18+(41)×30=18+90=108u_4 = 18 + (4-1) \times 30 = 18 + 90 = 108
Başlangıç birimi (1818) üzerine 3 adet örnekleme aralığı (3030) eklenerek dördüncü birime ulaşılır.

Anahtar Kavram

Sistematik örneklemede örnekleme aralığı k=N/nk = N/n formülüyle hesaplanır ve tam sayı değilse yuvarlanır. jj. sıradaki birim r+(j1)kr + (j-1)k formülüyle tespit edilir.

Alternatif Yöntem

Formül kullanmak yerine birimleri tek tek sayarak da sonuca ulaşılabilir: 1. birim 18, 2. birim 18+30=48, 3. birim 48+30=78, 4. birim 78+30=108.
Tahmini Süre:45s
Soru 53Soru

Bir kalite kontrol mühendisi, seri numaraları 11’den 1111’e kadar ardışık olarak numaralandırılmış N=11N=11 adet ürün arasından dairesel sistematik örnekleme yöntemiyle n=3n=3 adet ürün seçecektir. Örnekleme aralığı k=4k=4 ve rastgele başlangıç sayısı r=9r=9 olarak belirlendiğine göre, örnekleme dahil edilecek ürünlerin seri numaraları aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2,6,92, 6, 9

Cevap

Örnekleme seçilecek ürünlerin seri numaraları 2,62, 6 ve 99 şeklindedir.
Dairesel sistematik örnekleme kurallarına göre, N=11N=11 birimlik bir kitlede r=9r=9 başlangıç noktası ve k=4k=4 aralık ile seçim yapıldığında: İlk birim 99, ikinci birim 9+4=139+4=13 (ancak 13>1113 > 11 olduğu için 1311=213-11=2), üçüncü birim ise 2+4=62+4=6 olur. Bu durumda örneklem {2,6,9}\{2, 6, 9\} birimlerinden oluşur.

Adım Adım Çözüm

1
İlk birimin belirlenmesi
r=9r = 9
Sistematik örneklemede ilk birim rastgele başlangıç sayısı olarak verilen rr değeridir.
2
İkinci birimin hesaplanması
(9+4)=131311=2(9 + 4) = 13 \rightarrow 13 - 11 = 2
İkinci birim r+kr+k formülüyle bulunur. Sonuç kitle hacmi N=11N=11'i aştığı için dairesel yöntem gereği NN çıkarılarak başa dönülür.
3
Üçüncü birimin hesaplanması
2+4=62 + 4 = 6
Bir önceki birim numarasına örnekleme aralığı (k=4k=4) eklenerek devam edilir.

Anahtar Kavram

Dairesel sistematik örneklemede birim seçimi, kitle hacmi aşıldığında modüler aritmetik mantığıyla (başa dönerek) yapılır.

Daha Fazla Pratik

Farklı kk değerleri için dairesel örneklemin tam nn hacmine ulaşıp ulaşmadığını kontrol ediniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 54Soru

Bir bölge tarım müdürlüğü, sisteme kayıtlı N=740N = 740 seranın yıllık gübre tüketim miktarını (kg) tahmin etmek istemektedir. Bu amaçla yaklaşık n=30n = 30 hacimlik bir örneklem seçilmesi planlanmış ve örnekleme aralığı (kk), N/nN/n oranının aşağıya yuvarlanmasıyla k=24k = 24 olarak belirlenmiştir.

Rastgele bir başlangıç noktası seçilerek yapılan sistematik örnekleme sonucunda, kitle sonuna kadar gidildiğinde örnekleme fiilen 3131 sera düşmüş ve bu seraların yıllık gübre tüketim miktarları toplamı i=131yi=9.300\sum_{i=1}^{31} y_i = 9.300 kg olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, seraların yıllık ortalama gübre tüketimi (yˉsy\bar{y}_{sy}) ve kitle toplam gübre tüketimi (Y^sy\hat{Y}_{sy}) tahminleri sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 300300 ve 222.000222.000

Cevap

Seraların yıllık ortalama gübre tüketimi 300300 kg ve kitle toplam gübre tüketimi 222.000222.000 kg olarak tahmin edilir.
Sistematik örneklemede, örneklem ortalaması gerçekleşen gözlem değerleri toplamının gerçekleşen örneklem hacmine bölünmesiyle (yˉsy=9.300/31=300\bar{y}_{sy} = 9.300 / 31 = 300) bulunur. Kitle toplamı tahmini ise, bu ortalamanın kitlenin gerçek büyüklüğü olan NN ile çarpılmasıyla (740×300=222.000740 \times 300 = 222.000) yansız olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Örneklem ortalaması (yˉsy\bar{y}_{sy}) tahmin edicisini hesapla.
yˉsy=i=1nyin=9.30031=300\bar{y}_{sy} = \frac{\sum_{i=1}^{n} y_i}{n} = \frac{9.300}{31} = 300 kg.
Sistematik örneklemede kitle ortalamasının yansız tahmini, fiilen örnekleme seçilen (n=31n=31) birimlerin basit aritmetik ortalaması alınarak bulunur. Planlanan n=30n=30 değeri hesaplamada kullanılmaz.
2
Kitle toplamı (Y^sy\hat{Y}_{sy}) tahmin edicisini hesapla.
Y^sy=N×yˉsy=740×300=222.000\hat{Y}_{sy} = N \times \bar{y}_{sy} = 740 \times 300 = 222.000 kg.
Kitle toplamı tahmini, hesaplanan ortalama tahmininin kitledeki toplam birim sayısı (NN) ile çarpılması (büyütülmesi) yoluyla elde edilir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede NnkN \neq nk Durumunda Tahminleyiciler
Soru 55Soru

Bir Çalışma ve İş Kurumu (İŞKUR) il müdürlüğü, aktif işgücü programlarına katılan kursiyerlerin istihdamda kalma sürelerini inceleyecektir. İnceleme için, sisteme kayıt tarihine göre ardışık olarak sıralanmış kursiyer dosyalarından sistematik örnekleme yöntemiyle bir örneklem seçilmesi kararlaştırılmıştır.

Sistematik örneklemenin tanımı ve temel özellikleri dikkate alındığında, bu araştırma tasarımıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Başlangıç biriminin ilk kk (örnekleme aralığı) eleman arasından rastgele seçilmesiyle, kitle içinden çekilecek tüm örneklem birimleri kümesi kesin olarak belirlenmiş olur.

Cevap

Doğru ifade, ilk başlangıç biriminin seçilmesiyle birlikte çekilecek tüm örneklem kümesinin kesin olarak belirlendiğini belirten seçenektir.
Sistematik örneklemede kitleyi kk uzunlukta birbirine bağlı ardışık bloklar olarak düşünebiliriz. 11 ile kk arasında seçilen rastgele başlangıç noktası (rr), bu bloklardan hangisinin örnekleme dâhil edileceğini tek başına belirler. Dolayısıyla ilk değerin rastgele çekilmesi, aslında tüm örneklem kümesinin tam ve kesin olarak saptanması anlamına gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Sistematik örneklemenin teorik tanımını incelemek
Sistematik örneklemede, NN hacimli bir listeden kk aralığı hesaplandıktan sonra 11 ile kk arasında bir rr rastgele sayısı seçilir ve örneklem r,r+k,r+2k,r, r+k, r+2k, \dots şeklinde oluşturulur.
Yöntemin nasıl işlediğini matematiksel olarak doğrulamak için.
2
Yöntemdeki rastgeleliğin kaynağını tespit etmek
Rastgelelik yalnızca rr başlangıç noktasının seçimine dayanır. Başlangıç noktası belirlendiğinde diğer birimlerin seçimi kurala bağlı (deterministik) olarak gerçekleşir.
Başlangıç noktası ile tüm kümenin belirlenmesi ilişkisini analiz etmek için.
3
Diğer seçeneklerdeki hatalı istatistiksel varsayımları kontrol etmek
Periyodiklik varyansı artırır; hatalı yuvarlama yansızlığı bozar; ulaşılamama örnekleme dışı hatadır; örneklemden elde edilen sonuç parametre değil istatistiktir.
Yanlış seçeneklerdeki kavram yanılgılarını (error taxonomy) kanıtlamak için.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Seçim Mekanizması ve Temel İstatistiksel Kavramlar
Soru 56Soru

Sistematik örnekleme, kitledeki birimlerin listeye diziliş sırasına göre pratik ve genellikle etkin bir seçim sunmasına rağmen, tek bir rastgele başlangıç noktası (rr) kullanılarak oluşturulan örneklemler üzerinden kitle ortalamasına ilişkin varyansın yansız (unbiased) olarak tahmin edilemediği bilinen teorik bir gerçektir.

Buna rağmen, bir araştırmacı ilgilendiği kitleden kk örnekleme aralığı ile tek bir sistematik örneklem çekmiş ve kitle ortalamasının varyans tahmini için standart Basit Rastgele Örnekleme (BRÖ) varyans formülünü kullanmıştır.

İstatistiksel örnekleme teorisi göz önüne alındığında; tek bir sistematik örneklemde yansız varyans tahmininin *neden* yapılamadığı, araştırmacının BRÖ formülünü kullanmasının belirli kitle dizilişlerinde (örneğin periyodik yapı) yaratacağı *yanlılık yönü* ve bu problemi aşmak için istatistiksel olarak başvurulması gereken *en uygun yöntem* aşağıdakilerin hangisinde tam ve doğru olarak ifade edilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sistematik seçim kitleyi kk adet kümeye ayırır ve tek rastgele başlangıçla bunlardan sadece biri seçildiği için serbestlik derecesi sıfırdır. Kitlede periyodik bir yapı (pozitif küme içi korelasyon) varsa, BRÖ formülü gerçek varyansı olduğundan eksik tahmin eder. Bu sorunu aşmak için örnekleme aşamasında tekrarlı sistematik seçim (birden fazla başlangıç) kullanılmalı veya analizde ardışık farklar yaklaşımından yararlanılmalıdır.

Cevap

Doğru seçenek, sistematik örneklemin kitleyi k adet kümeye ayırdığını belirten ve serbestlik derecesinin sıfır olması nedeniyle varyans tahmini yapılamadığını doğru teşhis eden; periyodik yapılarda BRÖ formülünün varyansı eksik tahmin ettiğini saptayan ve çözüm olarak tekrarlı sistematik veya ardışık farkları öneren seçenektir.
Sistematik örneklemede tek bir rastgele başlangıç noktası seçilmesi, kitledeki olası kk farklı sistematik örneklemden sadece bir tanesinin seçilmesidir. Bu durum istatistiksel olarak küme örneklemesine benzer ve seçilen küme sayısı 1 olduğu için kümeler arası varyansı hesaplayacak serbestlik derecesi (1-1=0) kalmaz. Dolayısıyla yansız bir varyans tahmini matematiksel olarak olanaksızdır. Eğer BRÖ formülü periyodik yapılı bir kitleye uygulanırsa, seçilen birimler birbirinin aynısı olacağından örneklem içi varyans (s2s^2) çok küçük çıkacak ve gerçek kitle varyansı ciddi oranda eksik tahmin edilecektir. Bunun bilimsel çözümü, başlangıçta birden fazla rastgele nokta seçmek (tekrarlı sistematik) veya ardışık ölçümler arası farklara dayalı tabakalı tahmin ediciler kullanmaktır.

Adım Adım Çözüm

1
Tek başlangıçlı sistematik örneklemin istatistiksel yapısını tanımlayın.
Sistematik örnekleme, NN birimlik kitleyi her biri nn hacminde kk adet potansiyel örnekleme (kümeye) ayırır. Tek bir rastgele başlangıç seçilmesi, bu kk kümeden sadece 1 tanesinin seçilmesi demektir.
Varyans (değişkenlik) hesaplanabilmesi için en az 2 birimin/kümenin seçilmiş olması gerekir. 11 küme seçildiği için serbestlik derecesi (1-1 = 0) sıfırdır, bu yüzden yansız tahmin yapılamaz.
2
BRÖ varyans formülünün kitle dizilişine göre sapma yönünü analiz edin.
Eğer kitle periyodik (döngüsel) ise ve aralık kk periyoda eşitse, seçilen örneklemdeki tüm birimler aynı değere sahip olur. Örneklem içi varyans (s2s^2) yaklaşık 00 çıkar.
BRÖ formülü (s2/ns^2/n) kullanıldığında varyans 00'a yakın (eksik) tahmin edilir. Oysa gerçekte farklı başlangıçlar çok farklı ortalamalar vereceğinden gerçek varyans çok yüksektir.
3
Tek örneklem kaynaklı varyans tahmini problemine literatürdeki teorik çözümleri belirleyin.
Geçerli bir varyans tahmini elde edebilmek için ya tasarım aşamasında 'Tekrarlı Sistematik Örnekleme' (birden fazla rastgele başlangıç) yapılmalı ya da analiz aşamasında yapay tabakalandırma olan 'Ardışık Farklar' yöntemi kullanılmalıdır.
Her iki yöntem de serbestlik derecesi yaratarak örnekleme hatasının istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde hesaplanabilmesine olanak tanır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Serbestlik Derecesi ve BRÖ Formülünün Yanlılığı

Alternatif Yöntem

Varyans tahmini zorluğunun aşılmasında, yardımcı bir değişken bilindiğinde yansızlık problemini oran veya regresyon tahminleyicileri tamamen çözemez ancak örneklem yapısı tabakalı (ardışık birimler 1 tabaka kabul edilerek) düşünülüp ardışık farklar varyans formülü (y_i - y_{i-1})^2 uygulanarak güvenilir bir yaklaşık tahmin elde edilebilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 57Soru

Bir vergi dairesinde, yıl içinde işlem gören N=2400N = 2400 adet kurumlar vergisi beyannamesi işlem tarihi sırasına göre dosyalanarak arşivlenmiştir. Bu beyannameler arasından detaylı inceleme yapılmak üzere n=60n = 60 hacimli bir örneklem sistematik örnekleme yöntemiyle seçilecektir.

Bu örneklem seçimi süreci ve yöntemin temel özellikleri dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hacmi n=60n = 60 olan olası tüm beyanname kombinasyonlarının (örneklemlerin) seçilme şansı birbirine eşittir.

Cevap

Hacmi n=60n = 60 olan olası tüm beyanname kombinasyonlarının seçilme şansının birbirine eşit olduğunu belirten ifadedir.
Doğru yanıt, hacmi n=60n = 60 olan olası tüm örneklemlerin seçilme şansının birbirine eşit olduğunu iddia eden ifadedir. Sistematik örneklemede kitledeki birimlerin her birinin örnekleme seçilme olasılığı eşit ve n/Nn/N (1/k1/k) olsa da, hacmi nn olan olası tüm örneklem kombinasyonlarının seçilme olasılığı eşit değildir. Sadece aralarında kk kadar ardışık fark bulunan birimlerden oluşan kk adet özel örneğin seçilme olasılığı vardır ve bu olasılık 1/k1/k'dır. Diğer tüm kombinasyonların (örneğin ardışık 60 beyannamenin seçilmesi) olasılığı sıfırdır. Tüm olası örneklemlerin eşit seçilme şansına sahip olması Basit Rastgele Örneklemenin özelliğidir.

Adım Adım Çözüm

1
Sistematik örnekleme için örnekleme aralığını (k) hesapla.
k=Nn=240060=40k = \frac{N}{n} = \frac{2400}{60} = 40 bulunur.
Sistematik seçim sürecinin kurallarını ve birimlerin seçilme olasılıklarını değerlendirmek için örnekleme aralığına ihtiyaç vardır.
2
Seçim sürecinin mekanizmasını tanımla.
Örneklem, 11 ile 4040 arasından rastgele seçilen bir rr başlangıç değeriyle başlar. Sonraki birimler r+40,r+80,r + 40, r + 80, \dots şeklinde belirlenir.
Sistematik örneklemenin yalnızca bir rastgele seçim içerdiğini göstermek için.
3
Her bir birimin ve her bir örneklemin (kombinasyonun) seçilme olasılıklarını karşılaştır.
Her bir birimin örnekleme girme olasılığı nN=140\frac{n}{N} = \frac{1}{40}'tır. Ancak kitledeki ardışık birimlerin (örneğin 1, 2, 3... 60. beyannamelerin) aynı örneklemde yer alma olasılığı 0'dır.
Basit rastgele örnekleme ile sistematik örnekleme arasındaki temel teorik farkı ortaya koymak için.
4
Seçenekleri analiz ederek yanlış olan ifadeyi tespit et.
Tüm olası örneklemlerin (kombinasyonların) eşit seçilme şansına sahip olması sadece Basit Rastgele Örneklemeye ait bir özelliktir. Sistematik örneklemede sadece kk adet olası örneklem oluşturulabilir.
Soruda istenen kesinlikle yanlış ifadeyi bulmak için.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Seçim Olasılıkları ve Temel Varsayımlar
Soru 58Soru

Bir büyükşehir belediyesinin su ve kanalizasyon idaresi, abonelerin su tüketim alışkanlıklarını analiz etmek amacıyla sisteme kayıtlı N=8740N = 8740 aktif abone arasından doğrusal sistematik örnekleme yöntemiyle n=400n = 400 birimlik bir örneklem seçecektir.

Araştırmacı, örnekleme aralığını k=Nn=8740400=21.85k = \frac{N}{n} = \frac{8740}{400} = 21.85 olarak hesaplamış, ancak uygulamada kolaylık sağlamak için aralık değerini en yakın tam sayı olan k=22k = 22'ye yuvarlamıştır. Daha sonra 11 ile 2222 arasından rastgele bir başlangıç noktası olarak r=18r = 18 değerini seçmiş ve 18,18+k,18+2k,18, 18+k, 18+2k, \dots kuralını izleyerek örnekleme girecek birimleri belirlemeye başlamıştır.

Bu tasarım ve seçim süreci dikkate alındığında, aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Örnekleme aralığının tam sayıya tamamlanmak üzere üste yuvarlanması sonucunda liste erken tükenir ve nihai örneklem hacmi hedeflenenin altında kalarak 397 olarak gerçekleşir.

Cevap

Aralığın üste yuvarlanması nedeniyle listenin erken tükenmesini ve nihai örneklem hacminin 397 olarak gerçekleşmesini ifade eden seçenek doğrudur.
Doğrusal sistematik örneklemede kütle büyüklüğü (NN) örneklem hacmine (nn) tam bölünemediğinde aralığın (kk) tamsayıya yuvarlanması, nihai örneklem hacminin nn'den farklı çıkmasına neden olur. Verilen durumda k=21.85k = 21.85 değeri 2222'ye yuvarlanmıştır. Seçilecek j.j. birimin sıra numarası yj=r+(j1)ky_j = r + (j-1)k formülü ile bulunur. Kütlede toplam N=8740N = 8740 birim olduğuna göre seçilebilecek son birimin sıra numarası 87408740'ı aşamaz. 18+(j1)22874018 + (j-1)22 \le 8740 eşitsizliği çözüldüğünde; 22(j1)8722    j1396.45    j397.4522(j-1) \le 8722 \implies j-1 \le 396.45 \implies j \le 397.45 elde edilir. Dolayısıyla en fazla 397 birim seçilebilir ve hedeflenen 400 birimlik hacme ulaşılamaz.

Adım Adım Çözüm

1
Seçilecek birimlerin sıra numarasını veren eşitsizliği oluşturma.
Seçilecek j.j. birimin sıra numarası için yj=18+(j1)228740y_j = 18 + (j-1)22 \le 8740 eşitsizliği kurulur.
Sistematik örneklemede her birim, başlangıç noktasına aralık değerinin katları eklenerek bulunur ve sıra numarası kütle büyüklüğünü (NN) aşamaz.
2
Kütle sonuna kadar seçilebilecek maksimum birim sayısını (jj) hesaplama.
22(j1)872222(j-1) \le 8722 eşitsizliğinden j1396.45j-1 \le 396.45, buradan da eşitsizliği sağlayan en büyük tamsayı değeri j=397j = 397 olarak bulunur.
Bu eşitsizliğin en büyük tamsayı çözümü, kütleden çekilebilecek son birimin kaçıncı sırada seçildiğini (nihai örneklem hacmini) verir.
3
Hedeflenen örneklem hacmi ile elde edilen birim sayısını karşılaştırma.
Araştırmacı 400 birim hedeflemişken aralığı üste yuvarladığı için en fazla 397 birim seçebilmiştir.
Kütle hacmi (NN) hedeflenen örneklem hacmine (nn) tam bölünemediğinde ve aralık (kk) üste yuvarlandığında, doğrusal yöntemde hedeflenen hacme hiçbir zaman ulaşılamaz.

Anahtar Kavram

Doğrusal Sistematik Örneklemede Aralık (kk) Yuvarlama Etkisi
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 59Soru

Bir lojistik merkezinde, belirli bir dönemde gerçekleştirilen N=4250N = 4250 adet teslimat kaydı işlem sırasına göre numaralandırılmıştır. Bir iç denetçi, teslimat sürelerini incelemek amacıyla bu kayıtlar arasından doğrusal sistematik örnekleme yöntemiyle n=60n = 60 hacimli bir örneklem çekecektir.

Örneklem hacminin hedeflenen sayı olan 6060'ın altına düşmemesini garanti altına almak için örnekleme aralığı (kk), kurala uygun olarak belirlenmiştir. 11 ile kk arasında rastgele seçilen başlangıç noktası r=42r = 42 olduğuna göre; örnekleme aralığı (kk) ve örneklem için seçilecek 5. kaydın sıra numarası sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: k=70k = 70 ; 322322

Cevap

Örnekleme aralığı k = 70 olarak belirlenir ve 5. kaydın sıra numarası 322 olur.
Örneklem hacminin kesinlikle 60 olmasını sağlamak için örnekleme aralığı k = N/n formülünün alt tamsayısı olan 70 olarak belirlenmelidir. Başlangıç noktası r = 42 olduğundan, seçilecek 5. kaydın numarası formüle (r + (i-1)k) uygun olarak 42 + (5-1)*70 = 322 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Örnekleme aralığı (kk) değerinin hesaplanması.
k=425060=70,83=70k = \lfloor \frac{4250}{60} \rfloor = \lfloor 70,83 \rfloor = 70
Örneklem hacminin hedeflenen n=60n=60 sayısından az olmamasını garanti altına almak için N/nN/n değeri aşağıya doğru en yakın tamsayıya yuvarlanır.
2
5. örneklem biriminin sıra numarasının bulunması.
Sıra No = 42+(51)×70=42+4×70=42+280=32242 + (5 - 1) \times 70 = 42 + 4 \times 70 = 42 + 280 = 322
Doğrusal sistematik örneklemede seçilen ii-inci birimin sıra numarası, rastgele başlangıç noktası rr ile (i1)k(i-1)k atlama miktarının toplanmasıyla elde edilir.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Aralık Belirleme ve Birim Seçimi
Soru 60Soru

Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) bünyesinde çalışan bir uzman, belirli bir sanayi bölgesindeki işletmelerin yıllık ortalama enerji tüketimini tahmin etmek amacıyla bir araştırma tasarlamaktadır. İşletmeler, üretim kapasitelerine göre küçükten büyüğe doğru resmi bir listede sıralanmıştır. Uzman, listeyi kk aralıklarına bölmüş ve belirlenen ilk aralıktan tek bir rastgele numara çekerek tam nn hacimli standart bir sistematik örneklem elde etmiştir.

Ancak uzman, kitle ortalamasını tahmin ettikten sonra hata payını raporlayabilmek için varyans hesaplamak istediğinde, elindeki tek başlangıçlı örneklem yapısı nedeniyle kitle ortalamasının varyansına dair yansız (unbiased) bir tahmin üretmenin matematiksel olarak mümkün olmadığını fark etmiştir.

Uzmanın bu sorunla karşılaşmasının temel teorik gerekçesi ve varyans tahminini geçerli kılabilmek için uygulaması gereken en doğru istatistiksel yaklaşım aşağıdakilerin hangisinde birlikte verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Neden: Tek rastgele başlangıç kullanılması, kitleyi olası kk adet kümeye ayırıp bunlardan sadece 1'ini seçmek anlamına gelir; bu da kümeler arası varyans hesabı için gereken serbestlik derecesini sıfır yapar.
Yaklaşım: Gelecek tasarımlarda çoklu rastgele başlangıç (tekrarlı sistematik örnekleme) uygulanmalı veya mevcut veri üzerinde ardışık farklar (successive differences) yöntemine başvurulmalıdır.

Cevap

Sistematik örneklemede tek rastgele başlangıç kullanılması serbestlik derecesini sıfır yaptığından yansız varyans tahmini imkansızdır; çözüm olarak tekrarlı sistematik örnekleme veya ardışık farklar yöntemi kullanılmalıdır.
Sistematik örneklemede kitle kk adet olası kümeye (örnekleme) bölünür ve tek bir rastgele başlangıç noktası ile bu kümelerden sadece biri blok halinde seçilir. Seçilen örneklemdeki birimler kendi aralarında rassal değil, deterministik bir aralıkla (kk) belirlenmiştir. Bu durum, örnekleme tasarımının serbestlik derecesinin sıfır (11=01-1=0) olmasına yol açar. En az iki rassal seçim olmadığından, kitle ortalamasının varyansının yansız tahmini eldeki veriyle yapılamaz. Sorunun üstesinden gelmek için tasarım aşamasında çoklu rastgele başlangıç (tekrarlı sistematik örnekleme) kullanılarak serbestlik derecesi artırılabilir veya analizde ardışık gözlemlerin hayali tabakalardan geldiği varsayımına dayanan ardışık farklar (successive differences) yöntemi ile varyansa oldukça yakın bir tahmin elde edilebilir.

Adım Adım Çözüm

1
Sistematik örneklemenin teorik yapısının ve serbestlik derecesinin incelenmesi
NN birimlik kitle kk aralıkla nn hacimli kümeler oluşturur. Tek bir rastgele başlangıç seçildiğinde, aslında olası kk kümeden sadece 1 tanesi seçilmiş olur. Kümeler arası varyans için serbestlik derecesi 11=01 - 1 = 0'dır.
Varyans hesaplayabilmek için rassal olarak seçilmiş en az iki bağımsız birim veya küme gereklidir.
2
Tek rastgele başlangıç kısıtının varyans tahminine etkisinin değerlendirilmesi
Serbestlik derecesi sıfır olduğu için, kitle varyansına ilişkin yansız (unbiased) bir tahminin elde edilmesi matematiksel olarak imkansız hale gelir.
Örneklem içindeki varyasyon, kümeler arası gerçek varyasyonu (örnekleme hatasını) yansıtmaz.
3
Literatürdeki çözüm yaklaşımlarının belirlenmesi
Tasarım aşamasında, her biri daha küçük hacimli olan ve farklı rastgele başlangıçlarla çekilen birden fazla sistematik örneklem (tekrarlı sistematik örnekleme) seçilebilir. Analiz aşamasında ise, sıralı listenin sağladığı komşuluk ilişkisinden yararlanan "ardışık farklar" (successive differences) tahminleyicisi kullanılabilir.
Bu yöntemler serbestlik derecesini artırarak veya kitledeki örtük tabakalanma yapısını modelleyerek varyansın tahmin edilebilmesine olanak tanır.

Anahtar Kavram

Sistematik Örneklemede Varyans Tahmini ve Serbestlik Derecesi
ÖncekiSayfa 3 / 5Sonraki
Sistematik Örnekleme Alıştırma Soruları — KPSS İstatistik — Sayfa 3 | Examkin