☰ خطة العام · الرياضيات (بالعربية)

التشتت والانحراف المعياري

الأسبوع 14 · Measures of dispersion: range, interquartile range and standard deviation for a list, a frequency table and a table with class intervals · 3 دروس
3

الانحراف المعياري مع الفئات، وأي مجموعة أكثر اتساقًا

Mathematics Prep 3 Term 1, Unit 4, Lesson 1
Goalأحسب ⁦σ⁩ من جدول ذي فئات وأقارن اتساق مجموعتين.
New words
فئة · مدى من القيم مثل ⁦١٠‎–⁩ (من ١٠ إلى أقل من ٢٠)مركز الفئة · منتصف الفئة وهو يمثل كل قيمهامتسق · قيمه متقاربة وله ⁦σ⁩ صغيرةتقدير · جواب تقريبي؛ مع الفئات لا نعرف القيم بدقة
Explanation

عندما تكون البيانات في فئات ⁦١٠‎–⁩ و⁦٢٠‎–⁩ و⁦٣٠‎–⁩ و⁦٤٠‎–⁩ لا نعرف كل قيمة، فنستخدم مركز الفئة: ١٥ و٢٥ و٣٥ و٤٥. ثم نعمل كما سبق مع التكرارات. مثال (دقائق انتظار ٢٠ زبونًا): ⁦f = ٤‎, ٦‎, ٨‎, ٢‎⁩. الوسط ⁦(٤‎×١٥‎ + ٦‎×٢٥‎ + ٨‎×٣٥‎ + ٢‎×٤٥‎) ÷ ٢٠‎ = ٥٨٠‎ ÷ ٢٠‎ = ٢٩‎⁩. الجدول يعطي ⁦Σ f(x − ٢٩‎)² = ١٦٨٠‎⁩. إذن ⁦σ = √(١٦٨٠‎ ÷ ٢٠‎) = √٨٤‎ ≈ ٩٫١٧‎⁩ دقيقة. وهذا تقدير لأن المركز يمثل الفئة كلها. ولمقارنة مجموعتين لهما الوسط نفسه تكون الأصغر ⁦σ⁩ أكثر اتساقًا. شركة حافلات وسط انتظارها ٢٩ دقيقة و⁦σ = ٩٫١٧‎⁩ أقل قابلية للتوقع من شركة وسطها ٢٩ و⁦σ = ٣‎⁩.

الفئةالمركز xff × (x − ٢٩)²
١٠–١٥٤٧٨٤
٢٠–٢٥٦٩٦
٣٠–٣٥٨٢٨٨
٤٠–٤٥٢٥١٢
المجموع٢٠١٦٨٠
Worked examples
الجدول نفسه: الوسط ٢٩ و⁦Σ f(x − x̄)² = ١٦٨٠‎⁩ و⁦n = ٢٠‎⁩ فـ⁦σ² = ٨٤‎⁩ و⁦σ ≈ ٩٫١٧‎⁩ دقيقة.
فريقان لهما الوسط نفسه ٧٠ نقطة في المباراة. للفريق A الانحراف ⁦σ = ٤٫٢‎⁩ وللفريق B ⁦σ = ٩٫١‎⁩. الفريق A أكثر اتساقًا لأن ⁦٤٫٢‎ < ٩٫١‎⁩.
مبيعات متجر اليومية بمئات الجنيهات مجمعة في ⁦٠‎–⁩ و⁦١٠‎–⁩ و⁦٢٠‎–⁩ و⁦٣٠‎–⁩ بتكرارات ⁦٢‎, ٥‎, ٨‎, ٥‎⁩. المراكز ٥ و١٥ و٢٥ و٣٥؛ الوسط ⁦٤٦٠‎ ÷ ٢٠‎ = ٢٣‎⁩؛ ⁦Σ f(x − ٢٣‎)² = ١٧٢٠‎⁩؛ ⁦σ = √٨٦‎ ≈ ٩٫٢٧‎⁩ (مئة جنيه).
Class activity

قارن فصلين. اخترع درجات مجموعتين من ٥ تلاميذ بالوسط نفسه لكن بتشتت مختلف. احسب ⁦σ⁩ لكل منهما وقل أيهما أكثر اتساقًا.

Practice
1
ما مراكز الفئات ⁦٠‎–⁩ و⁦١٠‎–⁩ و⁦٢٠‎–⁩ و⁦٣٠‎–⁩؟
2
فئات ⁦٠‎–⁩ و⁦١٠‎–⁩ و⁦٢٠‎–⁩ و⁦٣٠‎–⁩ بتكرارات ⁦٢‎, ٥‎, ٨‎, ٥‎⁩. أوجد الوسط.
3
البيانات نفسها: ⁦Σ f(x − ٢٣‎)² = ١٧٢٠‎⁩. أوجد ⁦σ⁩.
4
الفصل A: الوسط ١٥ كجم و⁦σ = ٢٫٥‎⁩ كجم. الفصل B: الوسط ١٥ كجم و⁦σ = ٤‎⁩ كجم. أيهما أكثر اتساقًا؟
5
لماذا ⁦σ⁩ المحسوبة من الفئات تقدير فقط؟