مناهج البحث والإحصاء في علم النفس: حزمة المراجعة المكثفة

أوراق القوانين، وأهم خطوات الحل لكل موضوع، و16 مسألة تدريبية، مع الحلول الكاملة في الخلف.

مسائل جديدة العودة إلى المقرّر

في نافذة الطباعة اختر «حفظ بصيغة PDF» لحفظ نسخة على جهازك.

1القوانين وطرق الحل

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

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)·p^k(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: S_xx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, S_xy = Σxy − ΣxΣy/n
الميل: b = S_xy/S_xx
المقطع: a = ȳ − b·x̄
الارتباط: r = S_xy/√(S_xxS_yy)
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 > χ²_crit

2مسائل تدريبية

1.مناهج البحث في علم النفسمتوسطة

في توزيع ملتوٍ التواءً موجبًا، مثل الدخل:

Aيتساوى المتوسط والوسيط دائمًا
Bلا توجد درجات متطرفة
Cيكون المتوسط أكبر من الوسيط
Dيكون المتوسط أصغر من الوسيط

2.مناهج البحث في علم النفسصعبة

في انحدار متعدد يتنبأ بدرجات الامتحان من ساعات الدراسة والنوم، R² = 0,36. ماذا يعني ذلك؟

Aالارتباط بين المتنبئات يساوي 0,36
Bنجح 36% من الطلاب في الامتحان
Cالمتنبئات معًا تفسر 36% من التباين في درجات الامتحان
Dساعات الدراسة تسبب 36% من النجاح في الامتحان

3.الإحصاء الوصفيمتوسطة

أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 30, 39, 50, 30, 39.

n = 5

s =

4.الإحصاء الوصفيصعبة

كمية موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 50 وانحراف معياري 20. ما نسبة P القيم الأقل من 75؟

μ = 50σ = 20x = 75

P =

5.الاحتمالمتوسطة

يُرمى حجر نرد منتظم 6 مرات. ما احتمال P الحصول على ستة واحدة على الأقل؟

n = 6

P =

6.الاحتمالصعبة

للمتغير X التوزيع الموضح، وY = −2X + 5. أوجد الانحراف المعياري σ_Y للمتغير Y.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,2, 0,1, 0,35, 0,35Y = −2X + 5

σ_Y =

7.التوزيع الطبيعيمتوسطة

اسحب z بحيث تكون المساحة المظللة تحت المنحنى الطبيعي القياسي، على يمين z، مساوية 0,9750. أوجد z بمنزلتين عشريتين.

A = 0,9750

z =

8.التوزيع الطبيعيصعبة

أقطار الثقوب D طبيعية بمتوسط 25,04 mm وانحراف معياري 0,02 mm. وأقطار الأعمدة d مستقلة وطبيعية بمتوسط 25 mm وانحراف معياري 0,02 mm. يناسب العمود المختار عشوائيًا حين D − d > 0. أوجد الاحتمال P بأن يناسب. قرّب z إلى منزلتين عشريتين.

الثقب: μ = 25,04 mm, σ = 0,02 mmالعمود: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm

P =

9.فترات الثقةمتوسطة

يُقارَن عمر البطارية لطرازين من الهواتف. الطراز 1: 30 هاتفًا، المتوسط 113,5 h، الانحراف المعياري المعلوم 3 h. الطراز 2: 40 هاتفًا، المتوسط 128 h، الانحراف المعياري المعلوم 12 h. أوجد الحد الأدنى لفترة الثقة 95% للفرق μ₁ − μ₂.

n₁ = 30x̄₁ = 113,5 hσ₁ = 3 hn₂ = 40x̄₂ = 128 hσ₂ = 12 h95%

الحد الأدنى = h

10.فترات الثقةصعبة

الانحراف المعياري للمجتمع 4. ما حجم العينة n اللازم ليكون هامش الخطأ لفترة ثقة 95% للمتوسط 0,5 على الأكثر؟

σ = 4E = 0,595%

n =

11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة

عينة من 36 طالبًا متوسط درجاتها 101,8 وانحرافها المعياري 15. أوجد إحصائية الاختبار t لـ H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 101,8s = 15n = 36

t =

12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة

عينة من 36 قياسًا متوسطها 503,3. الانحراف المعياري للمجتمع 10. أوجد الحد الأعلى U لفترة الثقة 95% للمتوسط.

x̄ = 503,3σ = 10n = 3695%

U =

13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة

يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = درجة الحرارة بالـ °C و y = المثلّجات المبيعة. أوجد معامل التحديد r² لخط المربعات الصغرى.

n = 5

r² =

14.الانحدار الخطي والارتباطصعبة

يعطي الجدول 6 مشاهدات مزدوجة لـ x = عمر السيارة بالسنوات و y = السعر بالـ k€. استخدم خط المربعات الصغرى ŷ = a + b·x. تنبّأ بـ ŷ عند x = 3,5.

n = 6x = 3,5

ŷ =

15.اختبارات مربع كايمتوسطة

يبيّن جدول التوافق التكرارات المشاهَدة. احسب إحصاءة مربع كاي χ² لاختبار الاستقلالية بين متغيّري الصفوف والأعمدة. لا تستخدم تصحيح الاستمرارية.

N = 1402 × 3

χ² =

16.اختبارات مربع كايصعبة

يبيّن الجدول التكرارات المشاهَدة. اختبر عند α = 0,05 ما إذا كان المتغيّران مستقلين (دون تصحيح الاستمرارية). احسب إحصاءة الاختبار χ²، ثم قارنها بالقيمة الحرجة من الجدول.

N = 2003 × 2α = 0,05

χ² =

3المحاليل

1.مناهج البحث في علم النفس

الإجابة: C · يكون المتوسط أكبر من الوسيط

لماذا هذه هي الإجابة

ترفع قيم قليلة مرتفعة جدًا في الذيل الأيمن المتوسطَ فوق الوسيط، ولهذا يُذكر الوسيط كثيرًا في البيانات الملتوية.

الإجابة

C · يكون المتوسط أكبر من الوسيط

2.مناهج البحث في علم النفس

الإجابة: C · المتنبئات معًا تفسر 36% من التباين في درجات الامتحان

لماذا هذه هي الإجابة

تُظهر R² مقدار التباين في النتيجة الذي تفسره جميع المتنبئات معًا، ولا تثبت السببية.

الإجابة

C · المتنبئات معًا تفسر 36% من التباين في درجات الامتحان

3.الإحصاء الوصفي

الإجابة: s = 8,264

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 = 188/5 = 37,6

مربعات الانحرافات

Σ(x − x̄)² = (−7,6)² + 1,4² + 12,4² + (−7,6)² + 1,4² = 273,2

الانحراف المعياري

s = √(273,2/4) = 8,264

الإجابة

s = 8,264

4.الإحصاء الوصفي

الإجابة: P = 0,8944

حوّل إلى الصيغة المعيارية

z = 1,25

جدول التوزيع الطبيعي المعياري

Φ(1,25) = 0,8944

P = 0,8944

الإجابة

P = 0,8944

5.الاحتمال

الإجابة: P = 0,6651

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.

الحدث المتمم

P(لا ستة) = (5/6)⁶ = 0,3349

P = 1 − 0,3349 = 0,6651

الإجابة

P = 0,6651

6.الاحتمال

الإجابة: σ_Y = 4,432

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) وσ_Y = |a|·σ_X؛ وإضافة ثابت لا تغيّر التشتت.

تشتت X

μ = 3,7, Var(X) = 4,91, σ_X = 2,216

التغيير الخطي

σ_Y = |−2|·2,216 = 4,432

الإجابة

σ_Y = 4,432

المتوسط يتحرك فعلًا: E(Y) = −2·3,7 + 5 = −2,4.

7.التوزيع الطبيعي

الإجابة: z = −1,96

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 − 0,9750 = 0,0250

اقرأ جدول z بالعكس

ابحث عن 0,0250 داخل الجدول واقرأ z.

z = −1,96

الإجابة

z = −1,96

8.التوزيع الطبيعي

الإجابة: P = 0,9207

مجاميع المتغيرات الطبيعية وفروقها: إذا كان X وY مستقلين وطبيعيين فإن X + Y وX − Y طبيعيان أيضًا. تُجمع المتوسطات أو تُطرح: E(X ± Y) = μ_X ± μ_Y. أما التباينات فدائمًا تُجمع، حتى في الفرق: Var(X ± Y) = σ_X² + σ_Y²، إذن σ = √(σ_X² + σ_Y²). ولا تُجمع الانحرافات المعيارية مباشرةً أبدًا. مجموع n عنصرًا مستقلًا لها التوزيع نفسه متوسطه n·μ وانحرافه المعياري σ·√n. ثم عيّر كالمعتاد: z = (x − المتوسط)/σ واقرأ Φ(z).

توزيع الفرق

μ = 25,04 − 25 = 0,04 mm, σ = 0,02828 mm

حوّل إلى الصيغة المعيارية

z = (0 − 0,04)/0,02828 = −1,41

الاحتمال

P = 1 − Φ(−1,41) = 0,9207

الإجابة

P = 0,9207

9.فترات الثقة

الإجابة: الحد الأدنى = −18,37 h

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

التقدير النقطي

x̄₁ − x̄₂ = 113,5 − 128 = −14,5

الخطأ المعياري

SE = √(3²/30 + 12²/40) = 1,975

هامش الخطأ

E = 1,96·1,975 = 3,871

الفترة

−14,5 ± 3,871 → [−18,37, −10,63]

الإجابة

الحد الأدنى = −18,37 h

الفترة لا تحتوي على 0، لذا يختلف المتوسطان اختلافًا دالًّا إحصائيًا.

10.فترات الثقة

الإجابة: n = 246

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 = (1,96·4/0,5)² = 245,9

قرّب إلى الأعلى

حجم العينة عدد صحيح، والتقريب إلى الأسفل يجعل الهامش أكبر من اللازم.

n = 246

الإجابة

n = 246

11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة

الإجابة: t = 0,72

اختبار المتوسط: تقيس إحصائية الاختبار كم خطأً معياريًا يبعد متوسط العينة عن القيمة المزعومة في H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) عندما تكون σ معلومة، و t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) عندما تُقدَّر من العينة. فترة الثقة هي x̄ ± (القيمة الحرجة)·(الخطأ المعياري).

الخطأ المعياري

SE = 15/√36 = 15/6 = 2,5

إحصائية الاختبار

t = (101,8 − 100)/2,5 = 0,72

الإجابة

t = 0,72

t_{0,025; df = 35} = 2,03

|t| < 2.03، لذا لا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).

12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة

الإجابة: U = 506,6

هامش الخطأ

E = 1,96·10/√36 = 3,267

حد الفترة

U = 503,3 + 3,267 = 506,6

الإجابة

U = 506,6

13.الانحدار الخطي والارتباط

الإجابة: r² = 0,9419

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 = 105/5 = 21

ȳ = 611/5 = 122,2

مجاميع المربعات والضروب

S_xx = Σ(x − x̄)² = 40

S_xy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 250

S_yy = Σ(y − ȳ)² = 1659

معامل التحديد

r² = 250²/(40·1659) = 0,9419

الإجابة

r² = 0,9419

نحو 94,19% من التباين في y يفسّره الخط.

14.الانحدار الخطي والارتباط

الإجابة: ŷ = 20

المتوسطات

x̄ = 21/6 = 3,5

ȳ = 120/6 = 20

مجاميع المربعات والضروب

S_xx = Σ(x − x̄)² = 17,5

S_xy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −30

خط الانحدار

b = −30/17,5 = −1,714

a = 20 − (−1,714)·3,5 = 26

ŷ = 26 − 1,714·x

التنبؤ

ŷ = 26 + (−1,714)·3,5 = 20

الإجابة

ŷ = 20

15.اختبارات مربع كاي

الإجابة: χ² = 19,58

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.

التكرارات المتوقَّعة

المناوبة النهارية: 80·28/140 = 16, 80·63/140 = 36, 80·49/140 = 28

المناوبة الليلية: 60·28/140 = 12, 60·63/140 = 27, 60·49/140 = 21

إحصاءة مربع كاي

χ² = (22 − 16)²/16 + (42 − 36)²/36 + (16 − 28)²/28 + (6 − 12)²/12 + (21 − 27)²/27 + (33 − 21)²/21

χ² = 19,58

الإجابة

χ² = 19,58

df = 2. عند α = 0,05 تكون القيمة الحرجة 5,991، لذا فإن H₀ (الاستقلالية) مرفوضة.

16.اختبارات مربع كاي

الإجابة: χ² = 43,26

التكرارات المتوقَّعة

خط الإنتاج 1: 50, 50

خط الإنتاج 2: 20, 20

خط الإنتاج 3: 30, 30

إحصاءة مربع كاي

χ² = (68 − 50)²/50 + (32 − 50)²/50 + (23 − 20)²/20 + (17 − 20)²/20 + (9 − 30)²/30 + (51 − 30)²/30

χ² = 43,26

القرار

df = 2, χ²_crit = 5,991

43,26 > 5,991

الإجابة

χ² = 43,26

χ² أكبر من القيمة الحرجة، لذا تُرفض H₀: يبدو أن المتغيّرين مرتبطان.

ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology