☰ خطة العام · الإحصاء (بالعربية)

معامل ارتباط الرتب لسبيرمان

الأسبوع 3 · Spearman’s rank correlation coefficient: ranks, tied values, D² and the formula, and when to use it instead of Pearson’s · 3 دروس
1

لماذا الرتب: مستويات مرتبة مثل ضعيف وناجح وجيد، وإعطاء القيم المتكررة متوسط أماكنها

Statistics Sec 3 Term 1, Unit 1, Lesson 1
Goalأستبدل بالمستويات المرتبة أو بالأعداد رتبًا، وأعطي القيم المتكررة متوسط أماكنها.
New words
بيانات ترتيبية · مستويات لها ترتيب دون مسافة مقيسة بينها، مثل ضعيف < ناجح < جيدالرتبة · مكان القيمة بعد ترتيب القائمةالقيم المتكررة · قيم متساوية؛ تأخذ كل منها متوسط الأماكن التي تشترك فيها
Explanation

يحتاج معامل بيرسون إلى أعداد نستطيع جمعها وضربها. لكن بيانات كثيرة مرتبة فقط: كأن يقدّر معلم الخط بأنه ضعيف أو ناجح أو جيد أو جيد جدًّا أو ممتاز. نعرف الترتيب ولا نعرف المسافة بين «جيد» و«ناجح». وفي مثل هذه البيانات الترتيبية نستعمل الرتب: نرتّب القيم من الأصغر ونعطي كل قيمة مكانها ١ ثم ٢ ثم ٣ وهكذا. وتصلح الطريقة نفسها للأعداد حين يهمنا الترتيب فقط. وإذا تساوت قيمتان أو أكثر قيل إنها متكررة، وتشترك في الأماكن التي كانت ستشغلها، وتأخذ كل منها متوسط هذه الأماكن. فتلميذان «ضعيفان» كانا سيشغلان المكانين ١ و٢، فتأخذ كل منهما ⁦(١‎ + ٢‎) ÷ ٢‎ = ١٫٥‎⁩؛ وثلاث قيم متساوية للأماكن ٣ و٤ و٥ تأخذ كل منها ٤. ولا نترك مكانًا ولا نعطي الرتبة نفسها لقيمتين مختلفتين. وفحص سريع: مجموع الرتب لـ n من القيم يجب أن يساوي ⁦n(n + ١‎) ÷ ٢‎⁩. والجدول يرتّب خط سبعة تلاميذ؛ ومجموع رتبهم ⁦٢٨‎ = ٧‎ × ٨‎ ÷ ٢‎⁩.

التلميذالمستوىالمكانالرتبة
بضعيف⁦1⁩⁦1.5⁩
وضعيف⁦2⁩⁦1.5⁩
جناجح⁦3⁩⁦3.5⁩
زناجح⁦4⁩⁦3.5⁩
أجيد⁦5⁩⁦5.5⁩
دجيد⁦6⁩⁦5.5⁩
هـممتاز⁦7⁩⁦7⁩
Worked examples
قراءة الجدول: التلميذان «الجيدان» (أ و د) يشتركان في المكانين ٥ و٦ فرتبة كل منهما ⁦(٥‎ + ٦‎) ÷ ٢‎ = ٥٫٥‎⁩. أما التلميذ هـ «الممتاز» الوحيد فمكانه ٧ ورتبته ٧. التحقق: ⁦١٫٥‎ + ١٫٥‎ + ٣٫٥‎ + ٣٫٥‎ + ٥٫٥‎ + ٥٫٥‎ + ٧‎ = ٢٨‎⁩.
رتب الأعداد ⁦١٢‎, ٧‎, ١٢‎, ٩‎, ١٢‎, ١٥‎⁩. بعد الترتيب: ⁦٧‎, ٩‎, ١٢‎, ١٢‎, ١٢‎, ١٥‎⁩. رتبة ⁦٧‎⁩ هي ١ ورتبة ⁦٩‎⁩ هي ٢، والقيم الثلاث ⁦١٢‎⁩ تشترك في الأماكن ٣ و٤ و٥ فرتبة كل منها ٤، ورتبة ⁦١٥‎⁩ هي ٦. وبترتيب القائمة الأصلية تكون الرتب ⁦٤‎, ١‎, ٤‎, ٢‎, ٤‎, ٦‎⁩ ومجموعها ⁦٢١‎ = ٦‎ × ٧‎ ÷ ٢‎⁩.
خطأ شائع: ترتيب ⁦٣‎, ٥‎, ٥‎, ٨‎⁩ بالرتب ⁦١‎, ٢‎, ٢‎, ٣‎⁩. فالعددان ⁦٥‎⁩ يشتركان في المكانين ٢ و٣ فيأخذ كل منهما ٢٫٥، ومكان ⁦٨‎⁩ هو ٤. الرتب الصحيحة ⁦١‎, ٢٫٥‎, ٢٫٥‎, ٤‎⁩ ومجموعها ⁦١٠‎ = ٤‎ × ٥‎ ÷ ٢‎⁩، أما الخطأ فمجموعه ٨.
Class activity

اطلب من ستة من أفراد الأسرة أو الأصدقاء أن يقيّموا طبقًا من ١ إلى ٥ نجوم. رتّب التقييمات من الأصغر، وتقاسم الأماكن بين التقييمات المتساوية، وتحقق أن مجموع الرتب ٢١.

Practice
1
أعطِ الرتب (الأصغر = ١) للقيم ⁦٨‎, ٣‎, ٥‎, ٣‎, ٩‎⁩.
2
تقييمات النجوم ⁦٤‎, ٥‎, ٤‎, ٤‎, ٢‎, ٥‎⁩: أوجد الرتب.
3
لماذا لا نستطيع استعمال معامل بيرسون للمستويات ضعيف وناجح وجيد؟
4
ثلاثة عدّائين تعادلوا في الأماكن ٤ و٥ و٦. ما رتبة كل منهم؟
5
رتّب تلميذ القيم ⁦١٠‎, ٢٠‎, ٢٠‎, ٣٠‎⁩ بالرتب ⁦١‎, ٢‎, ٢‎, ٣‎⁩. ما الخطأ؟