☰ خطة العام · الإحصاء (بالعربية)

الارتباط وأشكال الانتشار

الأسبوع 1 · Correlation: direct and inverse relations between two variables, scatter diagrams and the scale of the correlation coefficient r from −1 to 1 · 3 دروس
1

متغيران يتغيران معًا: الارتباط الطردي والارتباط العكسي، ولماذا لا يعني الارتباط وجود سبب

Statistics Sec 3 Term 1, Unit 1, Lesson 1
Goalأحدد هل يتغير المتغيران في الاتجاه نفسه أم في اتجاهين متعاكسين، وأشرح لماذا لا يثبت الارتباط وجود سبب.
New words
متغير · كمية تتغير من حالة إلى أخرى، مثل ساعات المراجعةارتباط طردي (موجب) · يميل المتغيران إلى الزيادة معًا والنقصان معًاارتباط عكسي (سالب) · عندما يزداد أحد المتغيرين يميل الآخر إلى النقصانالارتباط · طريقة إحصائية لوصف نوع العلاقة بين متغيرين ودرجتها
Explanation

في الإحصاء كثيرًا ما نسجّل متغيرين للحالات نفسها، مثل عدد ساعات مراجعة كل تلميذ والدرجة التي حصل عليها، أو ارتفاع مدينة عن سطح البحر ودرجة حرارتها. ويصف الارتباط كيف يتغير المتغيران معًا. فإذا صاحبت القيمُ الكبيرة للمتغير x قيمًا كبيرة للمتغير y غالبًا (والصغيرةُ الصغيرةَ) كان الارتباط طرديًّا، ويسمى أيضًا موجبًا. وإذا صاحبت القيمُ الكبيرة للمتغير x قيمًا صغيرة للمتغير y غالبًا كان الارتباط عكسيًّا، أي سالبًا. وإذا لم تفدنا معرفة x في شيء عن y قلنا إن الارتباط منعدم. وانتبه إلى كلمة «غالبًا»: فزوج واحد يخالف النمط لا يلغيه. والارتباط القوي يعني أن معرفة أحد المتغيرين تساعدنا على توقع الآخر، والضعيف يعني أنها تساعد قليلًا جدًّا. وثمة تحذير لا يقل أهمية عن التعريفات: قد يتحرك متغيران معًا دون أن يكون أحدهما سببًا في الآخر. ففي الأيام الحارة يبيع كشك على الشاطئ مزيدًا من الآيس كريم ويزداد عدد السابحين، لكن الآيس كريم لا يدفع أحدًا إلى السباحة؛ فالطقس الحار هو الذي رفع الاثنين. إن الارتباط يصف نمطًا في البيانات ولا يخبرنا لماذا وُجد هذا النمط.

الزوج (x, y)عندما تزداد x فإن y …النوع
ساعات المراجعة، درجة الاختبارتزداد غالبًاطردي
ارتفاع المدينة، درجة حرارة هوائهاتنقص غالبًاعكسي
سعر العصير، عدد الزجاجات المبيعةينقص غالبًاعكسي
رقم المقعد، درجة الاختبارلا نمط واضحمنعدم
Worked examples
ساعات التدريب x⁦1⁩⁦2⁩⁦3⁩⁦4⁩⁦5⁩
الأهداف y⁦3⁩⁦4⁩⁦6⁩⁦7⁩⁦9⁩
ارتباط طردي: يسجّل فريق مدرسي عدد ساعات التدريب الأسبوعية وعدد الأهداف في التدريب (من ١٠ تسديدات): ⁦(١‎, ٣‎)⁩ و⁦(٢‎, ٤‎)⁩ و⁦(٣‎, ٦‎)⁩ و⁦(٤‎, ٧‎)⁩ و⁦(٥‎, ٩‎)⁩ (الساعات أولًا ثم الأهداف). كلما زادت الساعات زادت الأهداف: ارتباط طردي.
الارتفاع x (مئات الأمتار)⁦1⁩⁦3⁩⁦5⁩⁦8⁩⁦10⁩
الحرارة y (°C)⁦28⁩⁦25⁩⁦22⁩⁦18⁩⁦15⁩
ارتباط عكسي: خمس مدن، ارتفاع كل منها x (بمئات الأمتار) ومتوسط درجة حرارتها مساءً y (بالدرجة المئوية): ⁦(١‎, ٢٨‎)⁩ و⁦(٣‎, ٢٥‎)⁩ و⁦(٥‎, ٢٢‎)⁩ و⁦(٨‎, ١٨‎)⁩ و⁦(١٠‎, ١٥‎)⁩. المدن الأعلى أبرد، فعندما تزداد x تنقص y: ارتباط عكسي.
اليومأعلى درجة °Cالآيس كريمالسابحون
⁦1⁩⁦27⁩⁦40⁩⁦25⁩
⁦2⁩⁦30⁩⁦55⁩⁦38⁩
⁦3⁩⁦33⁩⁦70⁩⁦52⁩
⁦4⁩⁦36⁩⁦90⁩⁦70⁩
⁦5⁩⁦39⁩⁦110⁩⁦85⁩
الارتباط ليس سببًا. يسجّل كشك على مدى خمسة أيام أعلى درجة حرارة وعدد الآيس كريم المبيع وعدد السابحين. يزداد الاثنان مع ارتفاع الحرارة، فبينهما ارتباط، لكن المتغير الثالث (الحرارة) هو الذي يفسّر الاثنين معًا.
Class activity

فكّر في أربعة أزواج من الأشياء في صفك أو بيتك (مثل عدد أفراد الأسرة وعدد أرغفة الخبز المشتراة، أو عمر الهاتف وسعره). اكتب كل زوج: طردي أم عكسي أم منعدم. ثم اختر زوجًا طرديًّا وقل هل أحد المتغيرين سبب حقًّا في الآخر أم قد يكون عامل ثالث وراءهما معًا.

Practice
1
تقطع حافلة الرحلة نفسها (٦٠ كيلومترًا) كل يوم. قارن بين متوسط سرعتها والزمن الذي تستغرقه. أطردي أم عكسي؟
2
رفع متجر المدرسة سعر الدفتر. هل يرتفع عدد الدفاتر المبيعة في الشهور التالية غالبًا أم ينخفض؟ وما نوع الارتباط بين السعر وعدد المبيع؟
3
عدد صفحات الكتاب ووزنه: طردي أم عكسي أم منعدم؟
4
في الشتاء يلاحظ متجر أن مبيعات المظلات وعدد الزبائن الذين يرتدون المعاطف يزدادان معًا. هل بيع المظلات يجعل الناس يرتدون المعاطف؟ اشرح.
5
اذكر زوجًا من المتغيرين تتوقع ألا يكون بينهما ارتباط، وبيّن السبب.