Scegli un modo in base a ciò che vuoi trovare, poi scrivi i risultati della tua indagine. «Cattura e ricattura» stima il numero totale, per esempio dei pesci di uno stagno. «Elementi nella popolazione» stima quanti, nell’insieme, hanno una certa caratteristica (come il numero totale di difettosi).
Indice
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Cosa puoi fare in questa pagina
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A cosa serve questo calcolo?
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Come si usa
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Formule e diagramma
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Simboli e termini
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Cosa conviene sapere prima
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Come calcolarlo con Excel
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Come calcolarlo con Fogli Google
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Come calcolarlo con Python
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La formula in LaTeX e in altre notazioni matematiche (da copiare)
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Come chiedere a ChatGPT di fare il calcolo
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I punti di forza di DataChef
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Funzioni correlate
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Tutte le calcolatrici di NumberChef
Cosa puoi fare in questa pagina
- Stima il numero totale di un gruppo che non puoi contare uno per uno, come i pesci di uno stagno, con il metodo di cattura e ricattura (ne marchi alcuni, li liberi, ne catturi un secondo gruppo e controlli la percentuale di quelli marcati)
- Quando conosci la dimensione dell’intera popolazione (per esempio 3000 prodotti), stima quanti hanno una certa caratteristica (il numero totale di difettosi) da un campione casuale (per esempio 2 difettosi su 100)
- Mostra i passaggi con una proporzione, come in un libro di testo della scuola media (il prodotto dei medi è uguale al prodotto degli estremi). La risposta è mostrata sia come risultato esatto della divisione (una frazione) sia come numero arrotondato «circa …»
- Un diagramma a barre ti permette di confrontare la percentuale nel campione con quella nella popolazione e di vedere che sono uguali
A cosa serve questo calcolo?
Per contare animali che non si possono contare tutti, come i pesci di uno stagno, i cervi di una montagna o i pesci invasivi di un lago, i ricercatori usano davvero il metodo di cattura e ricattura di questa pagina. Nella gestione della pesca e nel controllo delle specie invasive, la stima della popolazione è il dato di base per decidere i limiti di cattura e quanto deve essere grande l’intervento di controllo.
Il metodo presuppone che i marchi non si stacchino, che pochi animali entrino o escano (nascano, muoiano o si spostino) durante lo studio e che gli animali marcati si mescolino bene con gli altri. Gli studi reali scelgono con cura i tempi e il metodo per avvicinarsi a queste condizioni.
Le prove che distruggono il prodotto o lo rendono invendibile, come le prove di durata delle batterie o il controllo del contenuto delle scatolette, non si possono fare su ogni pezzo (non è possibile un’indagine totale). Si controlla invece un campione casuale e il numero totale di difettosi si stima dalla percentuale di difettosi nel campione.
Stimare «circa 60 in tutto» da 2 difettosi su un campione di 100 è uno degli strumenti più elementari del controllo qualità.
I sondaggi d’opinione, come quello sul gradimento del governo, non interpellano tutti gli elettori del Paese. Stimano la percentuale per il tutto da un campione casuale da mille a qualche migliaio di persone. Anche gli ascolti TV sono percentuali sull’intero pubblico stimate da un campione di famiglie (in Italia, il panel Auditel).
Il punto di forza del campionamento è che, purché il campione sia scelto a caso, anche un campione piccolo può stimare il tutto con buona precisione (quanto è grande l’errore dipende dalla dimensione del campione). Le indagini reali aggiungono anche passaggi per evitare distorsioni per zona o per fascia d’età, come la ponderazione, ma la base è questa idea di stimare il tutto dalla percentuale in un campione.
Nelle serate elettorali le reti televisive possono dare indicazioni sull’esito quando è stata scrutinata solo una piccola parte dei voti perché stimano la percentuale di voti di ciascuna lista sul totale da campioni: gli exit poll (interviste a chi ha appena votato) e i risultati di un campione di sezioni già scrutinate (le proiezioni).
Applicare la percentuale di un campione all’insieme è la stessa idea della proporzione di questa pagina. Quando danno le indicazioni, le reti combinano anche i dati delle elezioni passate e la teoria statistica e decidono con prudenza.
Formule e diagramma
Simboli e termini
Simboli
| \(x\) | ics | La lettera usata per un numero che non conosci ancora (un’incognita). In questa pagina la stima che vuoi, come «il totale nello stagno» o «il numero con la caratteristica nella popolazione», si chiama \(x\) per impostare la proporzione. L’abitudine di usare \(x\) per un’incognita risale ai libri di matematica del Seicento. |
| \(m\) | emme | In questa pagina, «il numero catturato per primo e marcato». Pensala come la m di «marcati». Si usa spesso come numero insieme a \(n\). |
| \(n\) | enne | Il numero del campione (la seconda cattura, o il numero preso e controllato). Viene da «numero» ed è la lettera abituale per un conteggio. In statistica, la dimensione del campione si scrive \(n\) per convenzione. |
| \(k\) | cappa | Il numero del campione che corrisponde (i marcati, i difettosi e così via). Insieme a \(n\) e \(m\), è una lettera comune per conteggi e posizioni. |
| \(N\) | enne maiuscola | La dimensione dell’intera popolazione. Per convenzione in statistica, il gruppo più grande si scrive con la lettera maiuscola per distinguerlo dalla dimensione del campione \(n\) (minuscola). |
| \(a : b\) | a sta a b | Un modo di scrivere un rapporto. «:» è il segno di rapporto e si legge «sta a». Un’uguaglianza che unisce due rapporti con il segno uguale, come \(a : b = c : d\), è una proporzione. |
| \(\approx\) | circa uguale a | Il segno per «quasi uguale». Si può leggere anche «circa». La risposta di un campione è una stima, quindi si scrive con questo segno o con la parola «circa» al posto del segno uguale. |
Termini
| indagine campionaria | Un’indagine che studia solo una parte della popolazione (un campione) e stima com’è fatto il tutto. Si usa per ciò che non si può contare completamente o che si distrugge con la prova. Si studia alla scuola secondaria di primo grado, con il campionamento casuale e le inferenze su una popolazione. |
| indagine totale (censimento) | Un’indagine che controlla ogni membro della popolazione. Un esempio sono stati i censimenti generali decennali dell’ISTAT (fino al 2011). Controllare tutto è preciso, ma quando richiede troppo tempo o denaro, o quando la prova distrugge il prodotto, si ricorre a un’indagine campionaria. |
| popolazione | L’intero gruppo che vuoi studiare, come tutti i pesci di uno stagno, tutti i prodotti fatti da una fabbrica o tutti gli elettori del Paese. |
| campione | La parte presa dalla popolazione che studi davvero. |
| dimensione del campione | Il numero di elementi del campione (la numerosità campionaria). Più è grande la dimensione del campione, più si riduce l’errore della stima. |
| campionamento casuale | Prendere un campione in modo che ogni membro abbia la stessa probabilità di essere scelto, come pescando i nomi da un cappello. Nessuno sceglie di proposito. È la condizione di base perché le stime da un campione funzionino. |
| cattura-ricattura (marcatura e ricattura) | Un metodo che marca gli animali catturati, li libera, ne cattura un secondo gruppo dopo un po’ di tempo e stima il totale dalla percentuale di quelli marcati. Si usa davvero per contare pesci e fauna selvatica. |
| proporzione | Un’uguaglianza che dice che due rapporti sono uguali, come \(a : b = c : d\). Il prodotto dei medi è uguale al prodotto degli estremi, e questa proprietà permette di trovare un numero incognito. |
| medi | Nella proporzione \(a : b = c : d\), i termini interni \(b\) e \(c\). Il prodotto dei medi è uguale al prodotto degli estremi. (Non sono medie.) |
| estremi | Nella proporzione \(a : b = c : d\), i termini esterni \(a\) e \(d\). Il prodotto dei medi è uguale al prodotto degli estremi. |
| percentuale | Quanta parte del tutto occupa una parte, che si trova dividendo la parte per il tutto. Le indagini campionarie si basano sull’idea che la percentuale sia la stessa nella popolazione e nel campione. |
| numero arrotondato | Un numero approssimato, tagliato a un ordine di grandezza comodo con l’arrotondamento. La risposta di un campione è una stima, quindi il modo abituale è dare un numero arrotondato come «circa 250». |
| arrotondamento | Per arrotondare a un certo ordine, guarda la cifra subito a destra. Se è 4 o meno, arrotonda per difetto; se è 5 o più, arrotonda per eccesso. |
| stima | Valutare com’è fatto il tutto dalla parte di informazioni che hai. La risposta trovata da un campione si chiama stima in questo senso. |
| errore | Lo scarto tra la stima e il valore reale. I risultati di un campione hanno sempre un po’ di errore, e più è grande la dimensione del campione, più l’errore diventa piccolo. |
Cosa conviene sapere prima
Ecco che cosa conviene sapere per usare il calcolo di questa pagina capendone il significato, e non solo premendo il pulsante.
Se ti blocchi, tornare a ripassare gli argomenti di questa tabella è la via più rapida.
| Percentuali (classe 5ª della primaria, 10-11 anni) |
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| Rapporti e proporzioni (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Espressioni letterali ed equazioni di primo grado (scuola secondaria di primo grado, 11-14 anni) |
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| Arrotondamento (classi 3ª–5ª della primaria, 8-11 anni) |
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Come calcolarlo con Excel
| Marcati la prima volta m | 50 |
| 2ª cattura n | 30 |
| Marcati nella 2ª cattura k | 6 |
| Totale stimato x = m×n÷k | =B1*B2/B3 |
| Arrotondato all’intero | =ARROTONDA(B4;0) |
| Estremo a (totale; la risposta dell’esempio dello stagno) | 250 |
| Medio b (numero di marcati) | 50 |
| Medio c (2ª cattura) | 30 |
| Estremo d (marcati nella 2ª cattura) | 6 |
| Prodotto dei medi b×c | =B2*B3 |
| Prodotto degli estremi a×d | =B1*B4 |
| Dimensione della popolazione N | 3000 |
| Dimensione del campione n | 100 |
| Corrispondenti nel campione k | 2 |
| Numero stimato x = N×k÷n | =B1*B3/B2 |
| Arrotondato all’intero | =ARROTONDA(B4;0) |
La prima tabella è l’esempio dello stagno (50 marcati, 6 marcati su 30 nella seconda cattura) e la risposta è 250. Quando la divisione non è esatta, B4 mostra un decimale, quindi leggi come risposta «circa …» B5, che passa per la funzione ARROTONDA.
La seconda tabella mette la risposta 250 al posto di x nella proporzione x : 50 = 30 : 6 e verifica che il prodotto dei medi (B5) e il prodotto degli estremi (B6) siano entrambi 1500, quindi uguali.
La terza tabella è l’esempio di 3000 prodotti con 2 difettosi su un campione di 100, e la risposta è 60.
Come calcolarlo con Fogli Google
| Marcati la prima volta m | 50 |
| 2ª cattura n | 30 |
| Marcati nella 2ª cattura k | 6 |
| Totale stimato x = m×n÷k | =B1*B2/B3 |
| Arrotondato all’intero | =ARROTONDA(B4;0) |
| Estremo a (totale; la risposta dell’esempio dello stagno) | 250 |
| Medio b (numero di marcati) | 50 |
| Medio c (2ª cattura) | 30 |
| Estremo d (marcati nella 2ª cattura) | 6 |
| Prodotto dei medi b×c | =B2*B3 |
| Prodotto degli estremi a×d | =B1*B4 |
| Dimensione della popolazione N | 3000 |
| Dimensione del campione n | 100 |
| Corrispondenti nel campione k | 2 |
| Numero stimato x = N×k÷n | =B1*B3/B2 |
| Arrotondato all’intero | =ARROTONDA(B4;0) |
Come calcolarlo con Python
from fractions import Fraction
# Cattura e ricattura: stima del numero totale nello stagno
marked_first = 50 # numero catturato per primo e marcato, m
caught_second = 30 # numero della seconda cattura, n
marked_in_second = 6 # numero di marcati nella seconda cattura, k
estimated_total = Fraction(marked_first * caught_second, marked_in_second)
# Sommando Fraction(1, 2) e togliendo la parte frazionaria, 0,5 si arrotonda sempre per eccesso
approx_total = int(estimated_total + Fraction(1, 2))
print(f"Totale stimato (frazione): {estimated_total}")
print(f"Totale stimato (arrotondato): circa {approx_total}")
# Stima del numero di elementi con la caratteristica in una popolazione
population = 3000 # dimensione della popolazione, N
sample_size = 100 # dimensione del campione preso, n
sample_hits = 2 # numero di corrispondenti nel campione, k
estimated_count = Fraction(population * sample_hits, sample_size)
approx_count = int(estimated_count + Fraction(1, 2))
print(f"Numero stimato (frazione): {estimated_count}")
print(f"Numero stimato (arrotondato): circa {approx_count}")
La formula in LaTeX e in altre notazioni matematiche (da copiare)
x = m × n ÷ k
x = \dfrac{m \times n}{k}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>m</mi><mo>×</mo><mi>n</mi></mrow>
<mi>k</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (m*n)/k
(m*n)/k
x := m*n/k;
x = m*n/k;
x = (m×n)/k
a : b = c : d ⇔ a × d = b × c
a : b = c : d \iff ad = bc
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi><mo>:</mo><mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<mi>c</mi><mo>:</mo><mi>d</mi>
<mo>⇔</mo>
<mi>a</mi><mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<mi>b</mi><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
a : b = c : d <=> a*d = b*c
a*d == b*c
a*d = b*c;
a*d == b*c
a : b = c : d ⇔ a×d = b×c
x = N × k ÷ n
x = \dfrac{N \times k}{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>N</mi><mo>×</mo><mi>k</mi></mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (N*k)/n
(N*k)/n
x := N*k/n;
x = N*k/n;
x = (N×k)/n
Come chiedere a ChatGPT di fare il calcolo
Sei un assistente per il calcolo matematico (campionamento della scuola media). Esegui il calcolo seguente eseguendo davvero del codice Python e basa la risposta solo sui numeri del risultato dell’esecuzione (non rispondere con calcoli a mente o ipotesi). Stima il numero totale di pesci di uno stagno con il metodo di cattura e ricattura. Prima sono stati catturati 50 pesci, marcati e rimessi nello stagno. Più tardi ne sono stati catturati 30 e 6 di essi erano marcati. Mostra ciascuno dei seguenti punti: 1. La proporzione con x come totale (x : numero di marcati = numero della 2ª cattura : numero di marcati in essa) 2. I passaggi per risolverla con «il prodotto dei medi è uguale al prodotto degli estremi» 3. Il totale stimato nello stagno (se la divisione non è esatta, dai sia la frazione ridotta ai minimi termini sia il numero arrotondato all’intero più vicino) In Python calcola con esattezza usando il modulo fractions della libreria standard e mostra le formule che hai usato e i numeri del risultato dell’esecuzione.
Come si usa
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1Inserisci i numeriScrivi nei campi i numeri con cui vuoi fare il calcolo
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2CalcolaFai clic sul pulsante «Calcola»
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3Guarda il risultatoIl risultato compare subito. Nella stessa pagina trovi anche lo svolgimento del calcolo e la spiegazione della formula
I punti di forza di DataChef
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Nessun dato personale richiesto
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