الإحصاء الوصفي
- المتوسط
- x̄ = Σx/n
- الانحراف المعياري للعينة
- s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
- الوسيط
- القيمة الوسطى للبيانات المرتبة
- الدرجة المعيارية z
- z = (x − μ)/σ
- التوزيع الطبيعي
- 68% ضمن ±1σ، و 95% ضمن ±2σ
مناهج البحث والإحصاء في علم النفس: حزمة المراجعة المكثفة
أوراق القوانين، وأهم خطوات الحل لكل موضوع، و16 مسألة تدريبية، مع الحلول الكاملة في الخلف.
1القوانين وطرق الحل
الاحتمال
- الحدث المتمم
- P(not A) = 1 − P(A)
- قاعدة الجمع
- P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
- أحداث مستقلة
- P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
- الاحتمال الشرطي
- P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
- ذو الحدين
- P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k
التوزيع الطبيعي
- الدرجة المعيارية z
- z = (x − μ)/σ
- أقل من x
- P(X < x) = Φ(z)
- أكبر من x
- P(X > x) = 1 − Φ(z)
- بين قيمتين
- Φ(z2) − Φ(z1)
- المئين
- x = μ + z·σ
الطريقة
- حوّل القيمة إلى درجة معيارية: z = (x − μ)/σ.
- ابحث عن Φ(z)، وهي المساحة على يسار z.
- للمساحة على اليمين استخدم 1 − Φ(z)؛ ولفترة اطرح المساحتين اليساريتين.
- للمئين اعمل بشكل عكسي: أوجد z للمساحة، ثم x = μ + z·σ.
فترات الثقة
- σ معلومة
- x̄ ± z·σ/√n
- σ مجهولة
- x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
- z الحرجة
- 90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
- حجم العينة
- n = (z·σ/E)², rounded up
الطريقة
- اختر بين z (σ للمجتمع معلومة) و t (الانحراف العيّني s فقط، مع n − 1 درجة حرية).
- أوجد القيمة الحرجة لمستوى الثقة.
- هامش الخطأ: E = القيمة الحرجة × الانحراف المعياري/√n.
- الفترة: x̄ ± E.
اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
- اختبار z للمتوسط
- z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
- اختبار t للمتوسط
- t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
- ثنائي الطرف عند 5%
- ارفض H0 إذا |z| > 1,96
- فترة الثقة
- x̄ ± z·σ/√n
الطريقة
- اذكر H₀ و H₁ وحدّد ما إذا كان الاختبار أحادي الطرف أم ثنائي الطرف.
- احسب إحصاءة الاختبار: (x̄ − μ₀)/(σ/√n)، أو باستخدام s و t.
- قارن بالقيمة الحرجة، أو أوجد القيمة الاحتمالية (p-value).
- ارفض H₀ إذا تجاوزت الإحصاءة القيمة الحرجة (p أقل من α)، واذكر الاستنتاج بالكلمات.
الانحدار الخطي والارتباط
- مجاميع المربعات
- Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
- الميل
- b = Sxy/Sxx
- المقطع
- a = ȳ − b·x̄
- الارتباط
- r = Sxy/√(SxxSyy)
- البُواقي
- e = y − ŷ
اختبارات مربع كاي
- إحصائية الاختبار
- χ² = Σ(O − E)²/E
- جودة المطابقة
- E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
- الاستقلالية
- E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
- القيم الحرجة (α = 0,05)
- df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
- القرار
- ارفض H0 إذا كان χ² > χ²crit
2مسائل تدريبية
1.مناهج البحث في علم النفسمتوسطة
لماذا تُعرَّف فئات السلوك في الملاحظة تعريفًا إجرائيًا قبل جمع البيانات؟
- Aليسجل الملاحِظون السلوكيات نفسها باتساق، فيتحسن الثبات
- Bليعرف المشاركون بالضبط ما يُسجَّل
- Cلتصبح الملاحظة تجربة
- Dليمكن تغيير الفرضية بعد رؤية البيانات
2.مناهج البحث في علم النفسصعبة
يتناول مشارك دواءً أو حبة سكر دون أن يعرف أيهما، بينما يعرف الباحث ذلك. ما هذا التصميم، وأي تحيّز يظل ممكنًا؟
- Aأحادي التعمية؛ ولا يزال تحيّز المجرِّب ممكنًا
- Bأحادي التعمية؛ وخصائص الطلب مستحيلة
- Cتجربة مفتوحة؛ وآثار الدواء الوهمي مضبوطة تمامًا
- Dمزدوج التعمية؛ ولا تحيّز ممكنًا
3.الإحصاء الوصفيمتوسطة
أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 18, 25, 48, 28, 14, 49, 32.
n = 7
s =
4.الإحصاء الوصفيصعبة
كمية موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 50 وانحراف معياري 12. ما نسبة P القيم الأكبر من 74؟
μ = 50σ = 12x = 74
P =
5.الاحتمالمتوسطة
يحتوي كيس على 6 كرات حمراء و9 زرقاء. تسحب كرتين دون إعادة الأولى. ما احتمال P أن تكون الاثنتان حمراوين؟
6 / 9
P =
6.الاحتمالصعبة
تكلفة لعبة €3 للمشاركة. تربح €15 باحتمال 0,25 و€30 باحتمال 0,05؛ وإلا فلا تربح شيئًا. لا يُسترد مبلغ المشاركة. أوجد الربح الصافي المتوقع E(G) في اللعبة الواحدة.
مبلغ المشاركة = €3€15: p = 0,25€30: p = 0,05
E(G) = €
7.التوزيع الطبيعيمتوسطة
اسحب z بحيث تكون المساحة المظللة تحت المنحنى الطبيعي القياسي، على يمين z، مساوية 0,0287. أوجد z بمنزلتين عشريتين.
A = 0,0287
z =
8.التوزيع الطبيعيصعبة
أعمار البطاريات موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 500 h وانحراف معياري 40 h. أوجد القيمة x التي يقع تحتها 97,5% منها (المئين 97,5).
μ = 500σ = 40P = 97,5%
x = h
9.فترات الثقةمتوسطة
عينة من 7 مفردة متوسطها 21 وانحرافها المعياري s = 10. المجتمع طبيعي تقريبًا. أوجد الحد الأعلى لفترة الثقة 95% للمتوسط.
n = 7x̄ = 21s = 1095%t(6) = 2,447
الحد الأعلى =
10.فترات الثقةصعبة
الانحراف المعياري للمجتمع 6. ما حجم العينة n اللازم ليكون هامش الخطأ لفترة ثقة 99% للمتوسط 1,5 على الأكثر؟
σ = 6E = 1,599%
n =
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة
خطّا إنتاج يصنعان الجزء نفسه. الخط 1: عينة من 40 جزءًا متوسط طولها 46,5 mm، والانحراف المعياري المعلوم للخط 17 mm. الخط 2: عينة من 60 جزءًا متوسطها 37,2 mm، والانحراف المعياري المعلوم 12 mm. أوجد إحصائية الاختبار z للفرضية H₀: μ₁ = μ₂، مع أخذ الفرق x̄₁ − x̄₂ (الخط 1 ناقص الخط 2).
n₁ = 40x̄₁ = 46,5 mmσ₁ = 17 mmn₂ = 60x̄₂ = 37,2 mmσ₂ = 12 mm
z =
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة
يُجرى اختبار z أحادي الطرف للفرضية H₀: μ = 80 مقابل H₁: μ > 80 عند α = 0,10 بعينة من 100؛ والانحراف المعياري معلوم ويساوي 30. في الواقع المتوسط 88,1. أوجد قوة الاختبار 1 − β بالنسبة المئوية.
μ₀ = 80μ = 88,1σ = 30n = 100α = 0,10
1 − β = %
13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة
يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = درجة الحرارة بالـ °C و y = المثلّجات المبيعة. مجاميعها معطاة. أوجد معامل ارتباط بيرسون r من هذه المجاميع.
n = 5Σx = 105Σy = 212Σx² = 2295Σy² = 9754Σxy = 4710
r =
14.الانحدار الخطي والارتباطصعبة
يعطي الجدول 6 مشاهدات مزدوجة لـ x = الحمل بالـ kN و y = الاستطالة بالـ mm. استخدم خط المربعات الصغرى ŷ = a + b·x. أُجريت مشاهدة جديدة (5, 18). أوجد باقيها e = y − ŷ.
n = 6(5, 18)
e =
15.اختبارات مربع كايمتوسطة
يبيّن جدول التوافق التكرارات المشاهَدة. لاختبار مربع كاي للاستقلالية، أوجد التكرار المتوقَّع E للخلية «المناوبة الليلية، بلا عيب».
مجموع الصف = 109مجموع العمود = 65N = 180
E =
16.اختبارات مربع كايصعبة
يتحقّق اختبار مربع كاي لجودة المطابقة مما إذا كانت التكرارات في 8 فئات تتبع توزيع بواسون يُقدَّر متوسطه من البيانات نفسها. كم درجة حرية df للاختبار؟
k = 8
df =
3المحاليل
1.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: A · ليسجل الملاحِظون السلوكيات نفسها باتساق، فيتحسن الثبات
لماذا هذه هي الإجابة
تقلل الفئات الواضحة القابلة للملاحظة (مثل «يضرب باليد المفتوحة») الحكم الذاتي وترفع الثبات بين الملاحِظين.
الإجابة
A · ليسجل الملاحِظون السلوكيات نفسها باتساق، فيتحسن الثبات
2.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: A · أحادي التعمية؛ ولا يزال تحيّز المجرِّب ممكنًا
لماذا هذه هي الإجابة
في التصميم أحادي التعمية لا يعرف المشاركون شرطهم، مما يضبط توقعات الدواء الوهمي. لكن معرفة الباحث قد تظل تؤثر في النتائج، لذا تُفضَّل التصاميم مزدوجة التعمية.
الإجابة
A · أحادي التعمية؛ ولا يزال تحيّز المجرِّب ممكنًا
3.الإحصاء الوصفي
الإجابة: s = 13,64
الإحصاء الوصفي: المتوسط هو المجموع مقسومًا على n؛ والوسيط هو القيمة الوسطى للبيانات المرتبة (متوسط القيمتين الوسطيين عندما يكون n زوجيًا). الانحراف المعياري للعينة s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). الدرجة المعيارية z = (x − μ)/σ تبيّن كم انحرافًا معياريًا تبعد القيمة عن المتوسط.
المتوسط
x̄ = 214/7 = 30,57
مربعات الانحرافات
Σ(x − x̄)² = (−12,57)² + (−5,571)² + 17,43² + (−2,571)² + (−16,57)² + 18,43² + 1,429² = 1116
الانحراف المعياري
s = √(1116/6) = 13,64
الإجابة
s = 13,64
4.الإحصاء الوصفي
الإجابة: P = 0,02275
الإحصاء الوصفي: المتوسط هو المجموع مقسومًا على n؛ والوسيط هو القيمة الوسطى للبيانات المرتبة (متوسط القيمتين الوسطيين عندما يكون n زوجيًا). الانحراف المعياري للعينة s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). الدرجة المعيارية z = (x − μ)/σ تبيّن كم انحرافًا معياريًا تبعد القيمة عن المتوسط.
حوّل إلى الصيغة المعيارية
z = 2
جدول التوزيع الطبيعي المعياري
Φ(2) = 0,9772
P = 1 − 0,9772 = 0,02275
الإجابة
P = 0,02275
5.الاحتمال
الإجابة: P = 0,1429
الاحتمال: مع النتائج المتساوية الاحتمال، P(A) = المواتية/الكلية. للأحداث المستقلة نضرب: P(A و B) = P(A)·P(B). كثيرًا ما يفيد الحدث المتمم: P(واحد على الأقل) = 1 − P(لا شيء). ذو الحدين: في n محاولة مستقلة باحتمال نجاح p، P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
السحبة الأولى والثانية
P = 6/15 · 5/14 = 30/210 = 0,1429
الإجابة
P = 0,1429
6.الاحتمال
الإجابة: E(G) = 2,25 €
المتغيرات العشوائية المتقطعة: يسرد التوزيع الاحتمالي كل قيمة x يمكن أن يأخذها المتغير مع احتمالها p(x)؛ والاحتمالات بين 0 و1 ومجموعها 1. القيمة المتوقعة (المتوسط) هي E(X) = Σx·p(x)، أي المتوسط على المدى الطويل. والتباين Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²، والانحراف المعياري σ = √Var(X). للتغيير الخطي Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b وVar(Y) = a²·Var(X) وσY = |a|·σX؛ وإضافة ثابت لا تغيّر التشتت.
النتائج الصافية
G: 12 (p = 0,25), 27 (p = 0,05), −3 (p = 0,7)
القيمة المتوقعة
E(G) = 12·0,25 + 27·0,05 − 3·0,7 = 2,25 €
الإجابة
E(G) = 2,25 €
القيمة الموجبة تعني أنك تربح مالًا في المتوسط.
7.التوزيع الطبيعي
الإجابة: z = 1,9
من مساحة إلى z: Φ(z) هي المساحة على يسار z. لمساحة ذيل أيسر A، أوجد z التي تحقق Φ(z) = A في الجدول. ومساحة ذيل أيمن A تعني Φ(z) = 1 − A. ومساحة مركزية A بين −z وz تترك (1 − A)/2 في كل ذيل، إذن Φ(z) = (1 + A)/2. ولقيمة x استخدم x = μ + zσ.
المساحة على يسار z
Φ(z) = 1 − 0,0287 = 0,9713
اقرأ جدول z بالعكس
ابحث عن 0,9713 داخل الجدول واقرأ z.
z = 1,90
الإجابة
z = 1,90
8.التوزيع الطبيعي
الإجابة: x = 578,4 h
التوزيع الطبيعي: حوّل القيمة x إلى درجة معيارية z = (x − μ)/σ، وهي تعدّ الانحرافات المعيارية عن المتوسط. يعطي جدول z (أو Φ(z)) المساحة على يسار z، وهي P(X < x). المساحة على اليمين هي 1 − Φ(z)، والمساحة بين قيمتين هي الفرق بين مساحتيهما.
قيمة z للمئين
Φ(z) = 0,975 → z = 1,96
العودة إلى x
x = 500 + 1,96·40 = 578,4 h
الإجابة
x = 578,4 h
9.فترات الثقة
الإجابة: الحد الأعلى = 30,25
فترة الثقة للمتوسط: x̄ ± هامش الخطأ. عندما يكون σ للمجتمع معلومًا يكون الهامش z·σ/√n؛ وإذا لم يتوفر إلا الانحراف المعياري للعينة s، فاستخدم t بدرجات حرية n − 1: t·s/√n. القيم الحرجة: z = 1,645 (90%)، 1,96 (95%)، 2,576 (99%). للحصول على هامش E أو أقل تحتاج إلى n ≥ (z·σ/E)²، مقرَّبًا إلى الأعلى.
القيمة الحرجة
df = n − 1 = 6, t = 2,447
هامش الخطأ
E = 2,447·10/√7 = 9,249
الفترة
21 ± 9,249 → [11,75, 30,25]
الإجابة
الحد الأعلى = 30,25
10.فترات الثقة
الإجابة: n = 107
فترة الثقة للمتوسط: x̄ ± هامش الخطأ. عندما يكون σ للمجتمع معلومًا يكون الهامش z·σ/√n؛ وإذا لم يتوفر إلا الانحراف المعياري للعينة s، فاستخدم t بدرجات حرية n − 1: t·s/√n. القيم الحرجة: z = 1,645 (90%)، 1,96 (95%)، 2,576 (99%). للحصول على هامش E أو أقل تحتاج إلى n ≥ (z·σ/E)²، مقرَّبًا إلى الأعلى.
حُلّ لإيجاد n
n = (2,576·6/1,5)² = 106,2
قرّب إلى الأعلى
حجم العينة عدد صحيح، والتقريب إلى الأسفل يجعل الهامش أكبر من اللازم.
n = 107
الإجابة
n = 107
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: z = 2,998
Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.
الخطأ المعياري للفرق
SE = √(17²/40 + 12²/60) = √9,625 = 3,102
إحصائية الاختبار
z = (46,5 − 37,2)/3,102 = 2,998
الإجابة
z = 2,998
|z| > 1,96، لذا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: 1 − β = 92,19 %
قوة الاختبار: القوة = 1 − β هي احتمال رفض H₀ وهي خاطئة. أوجد الحد x̄c من μ₀ و z_α، ثم احسب احتمال الوقوع بعد x̄c باستخدام المتوسط الحقيقي: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).
متوسط العينة الحرج
SE = 30/√100 = 3
x̄c = 80 + 1,282·3 = 83,85
z وفق المتوسط الحقيقي
z = (83,85 − 88,1)/3 = −1,418
القدرة
القوة = P(Z > −1,418) = 92,19%
1 − β = 92,19%
الإجابة
1 − β = 92,19%
13.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: r = 0,9831
انحدار المربعات الصغرى: مع x̄ و ȳ المتوسطين، و Sxx = Σ(x − x̄)²، و Syy = Σ(y − ȳ)² و Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)، يكون للخط ŷ = a + b·x الميل b = Sxy/Sxx والمقطع a = ȳ − b·x̄، لذا يمرّ دائمًا بالنقطة (x̄, ȳ). معامل ارتباط بيرسون r = Sxy/√(Sxx·Syy) يقع بين −1 و 1؛ و r² هو نسبة التباين في y التي يفسّرها الخط.
المجاميع الممركَزة
Sxy = 4710 − 105·212/5 = 258
Sxx = 2295 − 105²/5 = 90
Syy = 9754 − 212²/5 = 765,2
معامل الارتباط
r = 258/√(90·765,2) = 0,9831
الإجابة
r = 0,9831
14.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: e = −1,533
انحدار المربعات الصغرى: مع x̄ و ȳ المتوسطين، و Sxx = Σ(x − x̄)²، و Syy = Σ(y − ȳ)² و Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)، يكون للخط ŷ = a + b·x الميل b = Sxy/Sxx والمقطع a = ȳ − b·x̄، لذا يمرّ دائمًا بالنقطة (x̄, ȳ). معامل ارتباط بيرسون r = Sxy/√(Sxx·Syy) يقع بين −1 و 1؛ و r² هو نسبة التباين في y التي يفسّرها الخط.
المتوسطات
x̄ = 42/6 = 7
ȳ = 158/6 = 26,33
مجاميع المربعات والضروب
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 238
خط الانحدار
b = 238/70 = 3,4
a = 26,33 − 3,4·7 = 2,533
ŷ = 2,533 + 3,4·x
القيمة المتنبَّأ بها
ŷ = 2,533 + 3,4·5 = 19,53
البُواقي
e = 18 − 19,53 = −1,533
الإجابة
e = −1,533
تقع النقطة تحت الخط.
15.اختبارات مربع كاي
الإجابة: E = 39,36
اختبارات مربع كاي: قارن التكرارات المشاهَدة O بالتكرارات المتوقَّعة E تحت H₀ باستخدام χ² = Σ(O − E)²/E. جودة المطابقة: E = n·p لكل فئة، df = k − 1 (ناقص واحد إضافي لكل معلَمة تُقدَّر من البيانات). الاستقلالية في جدول r × c: E = مجموع الصف × مجموع العمود / المجموع الكلي، df = (r − 1)(c − 1). ارفض H₀ عندما تتجاوز χ² القيمة الحرجة عند α المختارة.
التكرار المتوقَّع
E = 109·65/180 = 39,36
الإجابة
E = 39,36
16.اختبارات مربع كاي
الإجابة: df = 6
اختبارات مربع كاي: قارن التكرارات المشاهَدة O بالتكرارات المتوقَّعة E تحت H₀ باستخدام χ² = Σ(O − E)²/E. جودة المطابقة: E = n·p لكل فئة، df = k − 1 (ناقص واحد إضافي لكل معلَمة تُقدَّر من البيانات). الاستقلالية في جدول r × c: E = مجموع الصف × مجموع العمود / المجموع الكلي، df = (r − 1)(c − 1). ارفض H₀ عندما تتجاوز χ² القيمة الحرجة عند α المختارة.
درجات الحرية
df = 8 − 1 − 1 = 6
الإجابة
df = 6
ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology