☰ خطة العام · الإحصاء (بالعربية)

معامل ارتباط بيرسون

الأسبوع 2 · Pearson’s linear correlation coefficient: the formula, the table of x, y, x², y² and xy, and finding r from given sums · 3 دروس
2

جدول محلول: عشرة أزواج من الدرجات والأعمدة الخمسة والمجاميع وقيمة ⁦r⁩ ونوع الارتباط

Statistics Sec 3 Term 1, Unit 1, Lesson 1
Goalأحلّ جدولًا من عشرة أزواج، وأوجد المجاميع الخمسة وقيمة r، وأذكر نوع الارتباط وقوته.
New words
صف المجاميع · آخر صف في الجدول وفيه المجاميع الخمسةالبسط · ⁦nΣxy − Σx·Σy⁩ وتحدد إشارته نوع الارتباطالتقريب · نُبقي المجاميع دقيقة ونقرّب قيمة r النهائية فقط
Explanation

للحساب اليدوي الكامل ست خطوات: (١) اكتب الأزواج في عمودين. (٢) أضف ثلاثة أعمدة هي ⁦xy⁩ و⁦x²⁩ و⁦y²⁩. (٣) اجمع كل عمود لتحصل على المجاميع الخمسة. (٤) أوجد البسط ⁦nΣxy − Σx·Σy⁩. (٥) أوجد ما تحت الجذرين ⁦nΣx² − (Σx)²⁩ و⁦nΣy² − (Σy)²⁩ ثم خذ جذريهما. (٦) اقسم، وقرّب r في النهاية، وقل ماذا تعني. يبيّن الجدول عشرة تلاميذ: ساعات النوم قبل اختبار (x) ودرجة الاختبار من ٢٠ (y). المجاميع: ⁦Σx = ٧٥‎⁩ و⁦Σy = ١٢٢‎⁩ و⁦Σxy = ٩٤٦‎⁩ و⁦Σx² = ٥٨٥‎⁩ و⁦Σy² = ١٥٥٠‎⁩. فيكون البسط ⁦١٠‎ × ٩٤٦‎ − ٧٥‎ × ١٢٢‎ = ٩٤٦٠‎ − ٩١٥٠‎ = ٣١٠‎⁩، والجذر الأول ⁦√(١٠‎ × ٥٨٥‎ − ٧٥‎²) = √٢٢٥‎ = ١٥‎⁩، والثاني ⁦√(١٠‎ × ١٥٥٠‎ − ١٢٢‎²) = √٦١٦‎ = ٢٤٫٨٢‎⁩. إذن ⁦r = ٣١٠‎ ÷ (١٥‎ × ٢٤٫٨٢‎) = ٣١٠‎ ÷ ٣٧٢٫٣‎ = ٠٫٨٣٢٧‎⁩.

النوم x (ساعات)الدرجة y⁦xy⁩⁦x²⁩⁦y²⁩
⁦5⁩⁦9⁩⁦45⁩⁦25⁩⁦81⁩
⁦6⁩⁦11⁩⁦66⁩⁦36⁩⁦121⁩
⁦6⁩⁦8⁩⁦48⁩⁦36⁩⁦64⁩
⁦7⁩⁦13⁩⁦91⁩⁦49⁩⁦169⁩
⁦7⁩⁦11⁩⁦77⁩⁦49⁩⁦121⁩
⁦8⁩⁦12⁩⁦96⁩⁦64⁩⁦144⁩
⁦8⁩⁦15⁩⁦120⁩⁦64⁩⁦225⁩
⁦9⁩⁦12⁩⁦108⁩⁦81⁩⁦144⁩
⁦9⁩⁦15⁩⁦135⁩⁦81⁩⁦225⁩
⁦10⁩⁦16⁩⁦160⁩⁦100⁩⁦256⁩
⁦Σx = 75⁩⁦Σy = 122⁩⁦Σxy = 946⁩⁦Σx² = 585⁩⁦Σy² = 1550⁩
Worked examples
نتحقق من صف واحد: التلميذ الذي نام ٧ ساعات وحصل على ١١ يعطي ⁦xy = ٧٧‎⁩ و⁦x² = ٤٩‎⁩ و⁦y² = ١٢١‎⁩. وتلميذ آخر نام ٧ ساعات أيضًا وحصل على ١٣، فالصفّان مختلفان.
xy456789101181216
نقرأ النتيجة. ⁦r = ٠٫٨٣٢٧‎⁩ موجبة وقريبة من ⁦١‎⁩: ارتباط طردي قوي. أي أن من ناموا أطول ميلوا إلى درجات أعلى. وهذا لا يثبت أن النوم وحده يرفع الدرجات (فقد يكون التلميذ المنظّم ينام جيدًا ويراجع جيدًا)، لكنه نمط مفيد.
التقريب. لو قرّبنا الجذر الثاني إلى ⁦٢٤٫٨‎⁩ والحاصل إلى ⁦٣٧٢‎⁩ لحصلنا على ⁦٣١٠‎ ÷ ٣٧٢‎ = ٠٫٨٣٣٣‎⁩. فالتقريب في الخطوات الوسطى يغيّر الخانتين الثالثة والرابعة، لذلك نُبقي المجاميع دقيقة ونقرّب في النهاية فقط.
Class activity

اسأل خمسة من زملائك عن ساعات نومهم وعن الدقائق التي احتاجوها لحل أحجية قصيرة. كوّن الأعمدة الخمسة وأوجد r يدويًّا، وقل هل النتيجة كما توقعت.

Practice
1
أكمل الصف الخاص بالزوج ⁦(٨‎, ١٥‎)⁩: ⁦xy⁩ و⁦x²⁩ و⁦y²⁩.
2
أوجد r للأزواج الأربعة ⁦(١‎, ٢‎)⁩ و⁦(٢‎, ٣‎)⁩ و⁦(٣‎, ٥‎)⁩ و⁦(٤‎, ٦‎)⁩.
3
أوجد r للأزواج ⁦(١‎, ٩‎)⁩ و⁦(٢‎, ٧‎)⁩ و⁦(٣‎, ٦‎)⁩ و⁦(٤‎, ٢‎)⁩ وسمِّ نوع الارتباط.
4
حصل تلميذ على ⁦r = ٠٫٨٣‎⁩ لبيانات النوم، وحصل آخر على ⁦٨٫٣‎⁩ من البيانات نفسها. أيهما خطأ ولماذا؟
5
مع ⁦r = ٠٫٨٣‎⁩ للتلاميذ العشرة، هل نقول إن النوم الأطول يجعل درجة التلميذ أعلى؟