الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 1 / 14
المصطلحات العلمية
المصطلحات العلمية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
الوسط الحسابي (Mean – x̄)
مجموع القيم مقسوماً على عددها
ويعتبر المقياس الأكثر شيوعاً ولكنه يتأثر بشدة بالقيم المتطرفة والشاذة
—
مجموعالقيممقسوماعددها
الوسيط (Median)
القيمة التي تتوسط مجموعة البيانات تماماً بعد ترتيبها تصاعدياً أو تنازلياً بحيث يقسم البيانات إلى نصفين متساويين
ولا يتأثر بالقيم المتطرفة
—
القيمةتتوسطمجموعةالبيانات
المنوال (Mode)
القيمة أو المفردة الأكثر تكراراً أو شيوعاً بين مجموعة البيانات
ويمكن أن يكون للبيانات منوال واحد أو منوالان أو لا يوجد لها منوال
—
القيمةالمفردةالأكثرتكرارا
المدى (Range)
الفرق بين أكبر قيمة وأصغر قيمة في مجموعة البيانات
ويعتبر أبسط مقاييس التشتت وأسهلها حساباً ولكنه شديد التأثر بالقيم الشاذة
—
الفرقأكبرقيمةوأصغر
الانحراف المعياري (Standard Deviation – σ)
الجذر التربيعي الموجب لمتوسط مربعات انحرافات القيم عن وسطها الحسابي
ويعتبر أدق وأهم مقاييس التشتت إحصائياً
—
الجذرالتربيعيالموجبلمتوسط
التباين (Variance – σ2)
مربع الانحراف المعياري
متوسط مربعات الفروق بين القيم والوسط الحسابي
مربعالانحرافالمعياريويمثل
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 2 / 14
القوانين والعلاقات
القوانين والعلاقات
شكل 1: رسم توضيحي — النقطة 1: القوانين والعلاقات تعرض الصورة القوانين الأساسية لتنظيم البيانات، ومنها الوسط الحسابي للبيانات المفردة والمبوبة، حيث يساوي مجموع القيم مقسومًا على عددها. ويُحسب الانحراف المعياري للقيم المفردة بإيجاد انحراف كل قيمة عن الوسط ثم تربيعه، وأخذ الجذر في النهاية.
الوسط الحسابي للبيانات المفردة والمبوبة[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: x̄ = (Σ x) / n | x̄ = (Σ (x × k)) / Σk ] حيث x مركز الفئة، k التكرار، n عدد القيم.
قانون الانحراف المعياري للقيم المفردة[ الصيغة الفيزيائية والرياضية:
σ = Σ (x – x √()
̄)2 / n ] ] حساب انحرافات كل قيمة عن الوسط الحسابي وتربيعها.
قانون الانحراف المعياري للجدول التكراري[ الصيغة الفيزيائية والرياضية:
σ = (Σ (x – x √()
̄)2 × k) / Σ k ] ] حيث x مراكز المجموعات و k التكرارات المقابلة.
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 3 / 14
تنظيم البيانات الإحصائية والجداول التكرارية
تنظيم البيانات الإحصائية والجداول التكرارية
الإحصاء هو علم جمع البيانات وتنظيمها وتبويبها وتحليلها واستخلاص النتائج لاتخاذ القرارات الرشيدة.
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
تنظيم البيانات الخام
عند جمع بيانات عددية كبيرة
تنظم في جدول تفريغ تكراري بالعلامات
ثم جدول تكراري بسيط يوضح كل قيمة وتكرارها
—
عدديةكبيرةتنظمجدول
•
وإذا كانت البيانات كثيرة ومتصلة
تجمع في فئات أو مجموعات ذات مدى ثابت (
الفئات: 10-
20-
30- …)
ويحسب مركز كل مجموعة بالعلاقة: مركز المجموعة = (بداية المجموعة + نهاية المجموعة) / 2
وإذاكانتالبياناتكثيرة
التمثيل البياني
تمثل الجداول التكرارية بالمدرج التكراري (Histogram)
المضلع التكراري
المنحنى التكراري
والمنحنى التكراري المتجمع الصاعد والهابط
—
تمثلالجداولالتكراريةبالمدرج
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 4 / 14
مقاييس النزعة المركزية: الوسط والوسيط والمنوال وتأثير القيم المتطرفة
مقاييس النزعة المركزية: الوسط والوسيط والمنوال وتأثير القيم المتطرفة
مقاييس النزعة المركزية تعبر عن القيمة الوسطية أو النموذجية التي تتجمع حولها باقي البيانات:
خمسة أنابيب متصلة بمستويات ماء 2 و4 و6 و8 و10 تستقر عند 6 تمثل مقاييس النزعة المركزية والوسط الحسابي.
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
الوسط الحسابي
x̄ = (Σ x) / n. ميزته أنه يدخل في حسابه جميع القيم بلا استثناء. عيبه الخطير: تأثره الشديد بالقيم المتطرفة (الشاذة)
فإذا كانت درجات 5 طلاب: 12
95 فإن القيمة 95 ترفع الوسط الحسابي بشكل مضلل لا يعكس حقيقة الأغلبية
—
ميزتهيدخلحسابهجميع
الوسيط
نرتب القيم أولاً ترتيباً تصاعدياً: إذا كان عدد القيم فردياً (n فردي)
يكون ترتيب الوسيط هو (n + 1) / 2
وتكون قيمته هي المفردة في هذا الترتيب. وإذا كان عدد القيم زوجياً (n زوجي)
يكون هناك وسيطان ترتيبهما (n / 2) و (n / 2 + 1)
والوسيط هو متوسطهما الحسابي. ميزته الفائقة: لا يتأثر إطلاقاً بالقيم المتطرفة أو الشاذة
—
نرتبالقيمأولاترتيبا
المنوال
فصائل الدم أو الألوان)
القيمةالأكثرتكراراويتميز
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 5 / 14
مقاييس النزعة المركزية وحدها غير كافية لوصف البيانات؛
فقد يكون لمجموعتين نفس الوسط الحسابي (مثلاً 50) ولكن إحداهما درجاتها متقاربة ومتجانسة (49, 50, 51) والأخرى متباعدة ومتشتتة (10, 50, 90).
هنا نحتاج لمقاييس التشتت:
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
المدى (Range)
المدى = أكبر قيمة – أصغر قيمة. يعطي فكرة سريعة عن انتشار البيانات
ولكنه يعتمد على قيمتين فقط ويهمل باقي التوزيع
أكبرقيمةأصغريعطي
الانحراف المعياري (Standard Deviation – σ)
المقياس النموذجي القياسي للتشتت. كلما صغرت قيمة الانحراف المعياري
دل ذلك على تجانس البيانات وتقاربها وتماثل مستوى العينة
وإذا كان الانحراف المعياري يساوي صفراً (σ = 0)
دل ذلك على أن جميع مفردات العينة متساوية تماماً وبلا أي تشتت
المقياسالنموذجيالقياسيللتشتت
تقارن الصورة مقاييس النزعة المركزية بمقاييس التشتت، وتوضح أن الانحراف المعياري الصغير يدل على تجانس البيانات وتقاربها.
وإذا كان الانحراف المعياري صفرًا، فجميع مفردات العينة متساوية تمامًا دون أي تشتت.
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 6 / 14
جداول المقارنة
جداول المقارنة
جدول←مقارنة بين مقاييس النزعة المركزية الثلاثة
المقياس
طريقة الحساب
المزايا
العيوب والتأثر بالقيم المتطرفة
الوسط الحسابي (Mean)
مجموع القيم مقسوماً على عددها ((Σ x) / n)
سهل الحساب ويدخل في حسابه كل القيم
شديد التأثر بالقيم الشاذة والمتطرفة
الوسيط (Median)
القيمة الوسطية بعد الترتيب التصاعدي
لا يتأثر بالقيم المتطرفة إطلاقاً
لا تدخل جميع القيم في حسابه مباشرة
المنوال (Mode)
القيمة الأكثر تكراراً وشيوعاً
يحسب للبيانات الوصفية والكمية معاً
قد لا يوجد منوال أو يتعدد أكثر من منوال
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 7 / 14
أمثلة محلولة
أمثلة محلولة
حساب الوسط والوسيط والمنوال والانحراف المعياري لمجموعة درجاتالمعطيات والمطلوب: احسب الوسط الحسابي والوسيط والمنوال والمدى والانحراف المعياري لمجموعة القيم الآتية: 8، 9، 7، 6، 5.خطوات الحل والبرهان الفيزيائي: [1] أولاً: الوسط الحسابي x̄: مجموع القيم =
8 + 9 + 7 + 6 + 5 = 35
. عدد القيم
n = 5. [2] x
̄ =
35 / 5 = 7. [3]
ثانياً: الوسيط: نرتب القيم تصاعدياً: 5، 6، 7، 8، 9. عدد القيم 5 (فردي)، ترتيب الوسيط هو (5+1) / 2 = الثالث. [4] الوسيط = 7. [5] ثالثاً: المنوال: لا يوجد منوال لعدم تكرار أي قيمة. [6] رابعاً: المدى = أكبر قيمة – أصغر قيمة =
9 – 5 = 4. [7]
خامساً: الانحراف المعياري σ: نحسب مربعات الانحرافات عن الوسط (x – x̄)2:
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 11 / 14
📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:
📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:
الوسط الحسابي (Mean:
x̄) مجموع القيم مقسوماً على عددها، ويعتبر المقياس الأكثر شيوعاً ولكنه يتأثر بشدة بالقيم المتطرفة والشاذة.
الوسيط (Median):
القيمة التي تتوسط مجموعة البيانات تماماً بعد ترتيبها تصاعدياً أو تنازلياً بحيث يقسم البيانات إلى نصفين متساويين، ولا يتأثر بالقيم المتطرفة.
المنوال (Mode):
القيمة أو المفردة الأكثر تكراراً أو شيوعاً بين مجموعة البيانات، ويمكن أن يكون للبيانات منوال واحد أو منوالان أو لا يوجد لها منوال.
المدى (Range):
الفرق بين أكبر قيمة وأصغر قيمة في مجموعة البيانات، ويعتبر أبسط مقاييس التشتت وأسهلها حساباً ولكنه شديد التأثر بالقيم الشاذة.
الانحراف المعياري (Standard Deviation:
σ) الجذر التربيعي الموجب لمتوسط مربعات انحرافات القيم عن وسطها الحسابي، ويعتبر أدق وأهم مقاييس التشتت إحصائياً.
التباين (Variance:
σ2) مربع الانحراف المعياري، ويمثل متوسط مربعات الفروق بين القيم والوسط الحسابي.
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 12 / 14
⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:
⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:
الوسط الحسابي للبيانات المفردة والمبوبة[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: x̄ = (Σ x) / n | x̄ = (Σ (x × k)) / Σ k ] حيث x مركز الفئة، k التكرار، n عدد القيم.
قانون الانحراف المعياري للقيم المفردة[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: σ = √[ Σ (x – x̄)2 / n ] ] حساب انحرافات كل قيمة عن الوسط الحسابي وتربيعها.
قانون الانحراف المعياري للجدول التكراري[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: σ = √[ (Σ (x – x̄)2 × k) / Σ k ] ] حيث x مراكز المجموعات و k التكرارات المقابلة.
الدرس 1 – تنظيم البيانات ومقاييس النزعة المركزية – شرح · 13 / 14
• التمثيل البياني بالمنحنى التكراري المتجمع الصاعد والهابط وتعيين الوسيط هندسياً من نقطة التقاطع.
1. تنظيم البيانات الإحصائية والجداول التكرارية
الإحصاء هو علم جمع البيانات وتنظيمها وتبويبها وتحليلها واستخلاص النتائج لاتخاذ القرارات الرشيدة.
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
تنظيم البيانات الخام
عند جمع بيانات عددية كبيرة
تنظم في جدول تفريغ تكراري بالعلامات
ثم جدول تكراري بسيط يوضح كل قيمة وتكرارها
—
عدديةكبيرةتنظمجدول
•
وإذا كانت البيانات كثيرة ومتصلة
تجمع في فئات أو مجموعات ذات مدى ثابت (
الفئات: 10-
20-
30- …)
ويحسب مركز كل مجموعة بالعلاقة: مركز المجموعة = (بداية المجموعة + نهاية المجموعة) / 2
وإذاكانتالبياناتكثيرة
التمثيل البياني
تمثل الجداول التكرارية بالمدرج التكراري (Histogram)
المضلع التكراري
المنحنى التكراري
والمنحنى التكراري المتجمع الصاعد والهابط
—
تمثلالجداولالتكراريةبالمدرج
2. مقاييس النزعة المركزية: الوسط والوسيط والمنوال وتأثير القيم المتطرفة
مقاييس النزعة المركزية تعبر عن القيمة الوسطية أو النموذجية التي تتجمع حولها باقي البيانات:
1. الوسط الحسابي: x̄ = Σx / n. ميزته أنه يدخل في حسابه جميع القيم بلا استثناء. عيبه الخطير: تأثره الشديد بالقيم المتطرفة (الشاذة)؛ فإذا كانت درجات 5 طلاب: 12, 14, 15, 16, 95 فإن القيمة 95 ترفع الوسط الحسابي بشكل مضلل لا يعكس حقيقة الأغلبية.
2. الوسيط: نرتب القيم أولاً ترتيباً تصاعدياً: إذا كان عدد القيم فردياً (n فردي)، يكون ترتيب الوسيط هو (n + 1) / 2، وتكون قيمته هي المفردة في هذا الترتيب. وإذا كان عدد القيم زوجياً (n زوجي)، يكون هناك وسيطان ترتيبهما (n / 2) و (n / 2 + 1)، والوسيط هو متوسطهما الحسابي. ميزته الفائقة: لا يتأثر إطلاقاً بالقيم المتطرفة أو الشاذة.
3. المنوال: القيمة الأكثر تكراراً، ويتميز بأنه المقياس الوحيد الذي يمكن حسابه للبيانات الوصفية النوعية (مثل فصائل الدم أو الألوان).
مقاييس النزعة المركزية وحدها غير كافية لوصف البيانات؛ فقد يكون لمجموعتين نفس الوسط الحسابي (مثلاً 50) ولكن إحداهما درجاتها متقاربة ومتجانسة (49, 50, 51) والأخرى متباعدة ومتشتتة (10, 50, 90).