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
في البحث بالملاحظة، تعني معاينة الأحداث:
- Aاختيار المشاركين عشوائيًا
- Bتسجيل السلوك فقط على فترات زمنية ثابتة
- Cتسجيل كل مرة يحدث فيها سلوك محدد
- Dتسجيل الأحداث التي يبلّغ عنها المشاركون فقط
2.مناهج البحث في علم النفسصعبة
في دراسات ميلغرام للطاعة اعتقد المشاركون أنهم يعطون صدمات كهربائية حقيقية. أي قضية أخلاقية تُثار بأكثر الطرق مباشرة، وكيف عولجت جزئيًا؟
- Aانعدام السرية، وعولج بنشر الأسماء
- Bالخداع والضيق المحتمل، وعولجا بإيضاح لاحق شامل
- Cاستخدام الأطفال، وعولج بموافقة الوالدين
- Dغياب مجموعة ضابطة، وعولج بتوزيع المشاركين عشوائيًا على الشروط
3.الإحصاء الوصفيمتوسطة
أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 46, 54, 24, 41, 25.
n = 5
s =
4.الإحصاء الوصفيصعبة
درجات امتحان موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 500 وانحراف معياري 60. أوجد الدرجة المعيارية z لدرجة 620.
μ = 500σ = 60x = 620
z =
5.الاحتمالمتوسطة
للتوزيع الموضح، أوجد الانحراف المعياري σ للمتغير X.
x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,35, 0,15, 0,3, 0,2
σ =
6.الاحتمالصعبة
للمتغير X التوزيع الموضح، وY = 10X + 5. أوجد الانحراف المعياري σY للمتغير Y.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,1, 0,35, 0,3, 0,25Y = 10X + 5
σY =
7.التوزيع الطبيعيمتوسطة
X طبيعي بمتوسط 120 mm وانحراف معياري 0,3 mm؛ وY مستقل وطبيعي بمتوسط 80 mm وانحراف معياري 0,4 mm. أوجد الاحتمال P بأن يزيد X + Y على 199,6 mm. قرّب z إلى منزلتين عشريتين.
μX = 120, σX = 0,3μY = 80, σY = 0,4X + Y > 199,6 mm
P =
8.التوزيع الطبيعيصعبة
تتوزع درجات الامتحان توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 65 درجة وانحراف معياري 10 درجة. اسحب حد القطع بحيث تقع المساحة المظللة للأعلى 30% على يمينه. أوجد حد القطع x.
μ = 65 درجةσ = 10 درجة30%
x = درجة
9.فترات الثقةمتوسطة
عينة من 15 مفردة متوسطها 22,5 وانحرافها المعياري s = 4. المجتمع طبيعي تقريبًا. أوجد هامش الخطأ E لفترة ثقة 99% للمتوسط.
n = 15x̄ = 22,5s = 499%t(14) = 2,977
E =
10.فترات الثقةصعبة
لأقطار 11 عمودًا مشغولًا آليًا انحراف معياري للعينة قدره 10,2 µm. بافتراض أن الأقطار موزّعة طبيعيًا، أوجد الحد الأدنى σ لفترة الثقة 95% للانحراف المعياري للمجتمع. مع df = 10، يقع 2,5% من توزيع χ² دون 3,247 و 2,5% فوق 20,483.
n = 11s = 10,2 µmχ² = 3,247, 20,483
σ = µm
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة
عينة من 36 طالبًا متوسط درجاتها 101,6 وانحرافها المعياري 4. أوجد إحصائية الاختبار t لـ H₀: μ = 100.
μ₀ = 100x̄ = 101,6s = 4n = 36
t =
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة
عينة من 25 قياسًا متوسطها 197,6. الانحراف المعياري للمجتمع 4. أوجد الحد الأعلى U لفترة الثقة 99% للمتوسط.
x̄ = 197,6σ = 4n = 2599%
U =
13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة
يعطي الجدول 6 مشاهدات مزدوجة لـ x = ساعات الدراسة و y = درجة الامتحان. مجاميعها معطاة. أوجد معامل ارتباط بيرسون r من هذه المجاميع.
n = 6Σx = 48Σy = 483Σx² = 454Σy² = 41035Σxy = 4247
r =
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. أُجريت مشاهدة جديدة (5,5, 16). أوجد باقيها e = y − ŷ.
n = 6(5,5, 16)
e =
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 = 802 × 2
χ² =
16.اختبارات مربع كايصعبة
يتحقّق اختبار مربع كاي لجودة المطابقة مما إذا كانت التكرارات في 7 فئات تتبع توزيع بواسون يُقدَّر متوسطه من البيانات نفسها. باستخدام الجدول، أوجد القيمة الحرجة χ²crit عند مستوى الدلالة α = 0,01.
α = 0,01
χ²crit =
3المحاليل
1.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: C · تسجيل كل مرة يحدث فيها سلوك محدد
لماذا هذه هي الإجابة
تعدّ معاينة الأحداث كل حدوث للسلوكيات المستهدفة، أما معاينة الزمن فتسجل ما يحدث على فترات محددة، مثل كل 30 ثانية.
الإجابة
C · تسجيل كل مرة يحدث فيها سلوك محدد
2.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: B · الخداع والضيق المحتمل، وعولجا بإيضاح لاحق شامل
لماذا هذه هي الإجابة
خُدع المشاركون بشأن الصدمات وأظهر كثير منهم ضغطًا شديدًا. وأجرى ميلغرام إيضاحًا لاحقًا للمشاركين والتقوا «المتعلّم»، ووجدت متابعة أن معظمهم كانوا سعداء بمشاركتهم، لكن الأخلاقيات لا تزال موضع جدل.
الإجابة
B · الخداع والضيق المحتمل، وعولجا بإيضاح لاحق شامل
3.الإحصاء الوصفي
الإجابة: s = 13,17
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 = 190/5 = 38
مربعات الانحرافات
Σ(x − x̄)² = 8² + 16² + (−14)² + 3² + (−13)² = 694
الانحراف المعياري
s = √(694/4) = 13,17
الإجابة
s = 13,17
4.الإحصاء الوصفي
الإجابة: z = 2
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 = (620 − 500)/60 = 2
الإجابة
z = 2
5.الاحتمال
الإجابة: σ = 2,304
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.
المتوسط
μ = 0·0,35 + 2·0,15 + 4·0,3 + 6·0,2 = 2,7
متوسط المربعات
E(X²) = 0·0,35 + 4·0,15 + 16·0,3 + 36·0,2 = 12,6
التباين
Var(X) = 12,6 − 2,7² = 5,31
σ = √5,31 = 2,304
الإجابة
σ = 2,304
6.الاحتمال
الإجابة: σY = 95,39
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.
تشتت X
μ = 27, Var(X) = 91, σX = 9,539
التغيير الخطي
σY = |10|·9,539 = 95,39
الإجابة
σY = 95,39
المتوسط يتحرك فعلًا: E(Y) = 10·27 + 5 = 275.
7.التوزيع الطبيعي
الإجابة: P = 0,7881
مجاميع المتغيرات الطبيعية وفروقها: إذا كان X وY مستقلين وطبيعيين فإن X + Y وX − Y طبيعيان أيضًا. تُجمع المتوسطات أو تُطرح: E(X ± Y) = μX ± μY. أما التباينات فدائمًا تُجمع، حتى في الفرق: Var(X ± Y) = σX² + σY²، إذن σ = √(σX² + σY²). 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 المجموع
μ = 200 mm, σ = √(0,3² + 0,4²) = 0,5 mm
حوّل إلى الصيغة المعيارية
z = (199,6 − 200)/0,5 = −0,8
الذيل العلوي
P = 1 − Φ(−0,8) = 1 − 0,2119 = 0,7881
الإجابة
P = 0,7881
8.التوزيع الطبيعي
الإجابة: x = 70,2 درجة
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 اليسار
Φ(z) = 0,7
z من الجدول
z ≈ 0,52
العودة إلى الوحدات الأصلية
x = 65 + 0,52·10 = 70,2 درجة
الإجابة
x = 70,2 درجة
9.فترات الثقة
الإجابة: E = 3,075
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 = 14, t = 2,977
هامش الخطأ
E = 2,977·4/√15 = 3,075
الإجابة
E = 3,075
10.فترات الثقة
الإجابة: σ = 7,127 µm
فترة للتباين: (n − 1)s²/σ² له توزيع χ² بدرجات حرية n − 1. فترة 95% لـ σ² تمتدّ من (n − 1)s² مقسومًا على قيمة χ² العليا (2,5% فوقها) إلى (n − 1)s² مقسومًا على قيمة χ² الدنيا (2,5% دونها)؛ والفترة لـ σ هي الجذر التربيعي للحدّين. وهي غير متماثلة حول s.
مجموع المربعات
(n − 1)s² = 10·10,2² = 1040
حدّا σ²
1040/20,483 = 50,79
1040/3,247 = 320,4
حدّ σ
σ = √50,79 = 7,127 µm
الإجابة
σ = 7,127 µm
فترة 95% لـ σ: [7,127, 17,9] µm.
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: t = 2,4
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 = 4/√36 = 4/6 = 0,6667
إحصائية الاختبار
t = (101,6 − 100)/0,6667 = 2,4
الإجابة
t = 2,4
t0,025; df = 35 = 2,03
|t| > 2,03، لذا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: U = 199,7
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).
هامش الخطأ
E = 2,576·4/√25 = 2,061
حد الفترة
U = 197,6 + 2,061 = 199,7
الإجابة
U = 199,7
13.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: r = 0,9865
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 = 4247 − 48·483/6 = 383
Sxx = 454 − 48²/6 = 70
Syy = 41035 − 483²/6 = 2154
معامل الارتباط
r = 383/√(70·2154) = 0,9865
الإجابة
r = 0,9865
14.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: e = 4,386
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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 105/6 = 17,5
مجاميع المربعات والضروب
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −51,5
خط الانحدار
b = −51,5/17,5 = −2,943
a = 17,5 − (−2,943)·3,5 = 27,8
ŷ = 27,8 − 2,943·x
القيمة المتنبَّأ بها
ŷ = 27,8 + (−2,943)·5,5 = 11,61
البُواقي
e = 16 − 11,61 = 4,386
الإجابة
e = 4,386
تقع النقطة فوق الخط.
15.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ² = 3,81
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
الرجال: 40·24/80 = 12, 40·56/80 = 28
النساء: 40·24/80 = 12, 40·56/80 = 28
إحصاءة مربع كاي
χ² = (16 − 12)²/12 + (24 − 28)²/28 + (8 − 12)²/12 + (32 − 28)²/28
χ² = 3,81
الإجابة
χ² = 3,81
df = 1. عند α = 0,05 تكون القيمة الحرجة 3,841، لذا فإن H₀ (الاستقلالية) غير مرفوضة.
16.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ²crit = 15,09
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 = 7 − 1 − 1 = 5
الجدول
χ²crit(df = 5, α = 0,01) = 15,086
الإجابة
χ²crit = 15,086
ارفض H₀ إذا كانت χ² المحسوبة أكبر من هذه القيمة.
ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology