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
للحصول على عينة فيها نسب طلاب السنة الأولى والثانية والثالثة نفسها الموجودة في مجتمع الجامعة، يجب على الباحث استخدام:
- Aالمعاينة الطبقية
- Bمعاينة كرة الثلج
- Cمعاينة الفرصة
- Dمعاينة المتطوعين
2.مناهج البحث في علم النفسصعبة
تقلل الرياضة الاكتئاب، ويحدث ذلك لأن الرياضة تحسّن النوم، وهو بدوره يخفض الاكتئاب. يوصف النوم على أفضل نحو بأنه:
- Aمتغير مضبوط
- Bمتغير دخيل
- Cمتغير معدِّل
- Dمتغير وسيط
3.الإحصاء الوصفيمتوسطة
أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 10, 27, 60, 17, 36, 27.
n = 6
s =
4.الإحصاء الوصفيصعبة
درجات امتحان موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 500 وانحراف معياري 25. أوجد الدرجة المعيارية z لدرجة 470.
μ = 500σ = 25x = 470
z =
5.الاحتمالمتوسطة
للتوزيع الموضح، أوجد الانحراف المعياري σ للمتغير X.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,3, 0,2, 0,2, 0,3
σ =
6.الاحتمالصعبة
يُختبر 7 مكونات، ويتعطل كل منها باستقلال باحتمال 0,3. ما احتمال P أن يتعطل واحد على الأكثر؟
n = 7p = 0,3
P =
7.التوزيع الطبيعيمتوسطة
أعمار البطاريات موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 500 h وانحراف معياري 40 h. ما النسبة التي تقع بين 452 و 574 h؟ أعطِ P كعدد عشري.
μ = 500σ = 40x1 = 452x2 = 574
P =
8.التوزيع الطبيعيصعبة
تتوزع درجات معدل الذكاء (IQ) توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 100 درجة وانحراف معياري 15 درجة. اسحب حد القطع بحيث تقع المساحة المظللة للأعلى 15% على يمينه. أوجد حد القطع x.
μ = 100 درجةσ = 15 درجة15%
x = درجة
9.فترات الثقةمتوسطة
فترة ثقة 90% لمتوسط، مبنية على 36 مشاهدة و σ معلومة، لها هامش خطأ 9,9. ما هامش الخطأ E₂ لفترة 95% مبنية على 324 مشاهدة؟
90%n₁ = 36E₁ = 9,995%n₂ = 324
E₂ =
10.فترات الثقةصعبة
لأقطار 30 عمودًا مشغولًا آليًا انحراف معياري للعينة قدره 7,2 µm. بافتراض أن الأقطار موزّعة طبيعيًا، أوجد الحد الأعلى σ لفترة الثقة 95% للانحراف المعياري للمجتمع. مع df = 29، يقع 2,5% من توزيع χ² دون 16,047 و 2,5% فوق 45,722.
n = 30s = 7,2 µmχ² = 16,047, 45,722
σ = µm
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة
عينة من 16 طالبًا متوسط درجاتها 66 وانحرافها المعياري 20. أوجد إحصائية الاختبار t لـ H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 66s = 20n = 16
t =
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة
يُجرى اختبار z أحادي الطرف للفرضية H₀: μ = 80 مقابل H₁: μ < 80 عند α = 0.05 بعينة من 64؛ والانحراف المعياري معلوم ويساوي 4. في الواقع المتوسط 78.5. أوجد قوة الاختبار 1 − β بالنسبة المئوية.
μ₀ = 80μ = 78,5σ = 4n = 64α = 0,05
1 − β = %
13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة
يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = ساعات الدراسة و y = درجة الامتحان. أوجد معامل ارتباط بيرسون r.
n = 5
r =
14.الانحدار الخطي والارتباطصعبة
يعطي الجدول 6 مشاهدات مزدوجة لـ x = درجة الحرارة بالـ °C و y = المثلّجات المبيعة. استخدم خط المربعات الصغرى ŷ = a + b·x. أُجريت مشاهدة جديدة (21, 46). أوجد باقيها e = y − ŷ.
n = 6(21, 46)
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 = 2202 × 2
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 = 1803 × 2α = 0,05
χ² =
3المحاليل
1.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: A · المعاينة الطبقية
لماذا هذه هي الإجابة
تحدد المعاينة الطبقية مجموعات فرعية (طبقات) وتسحب من كل منها عينة عشوائية تتناسب مع حجمها في المجتمع، فتصبح العينة أكثر تمثيلًا.
الإجابة
A · المعاينة الطبقية
2.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: D · متغير وسيط
لماذا هذه هي الإجابة
يقع المتغير الوسيط على المسار السببي بين المتنبئ والنتيجة، فيفسر كيف يحدث الأثر أو لماذا.
الإجابة
D · متغير وسيط
3.الإحصاء الوصفي
الإجابة: s = 17,44
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 = 177/6 = 29,5
مربعات الانحرافات
Σ(x − x̄)² = (−19,5)² + (−2,5)² + 30,5² + (−12,5)² + 6,5² + (−2,5)² = 1522
الانحراف المعياري
s = √(1522/5) = 17,44
الإجابة
s = 17,44
4.الإحصاء الوصفي
الإجابة: z = −1,2
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 = (470 − 500)/25 = −1,2
الإجابة
z = −1,2
5.الاحتمال
الإجابة: σ = 12,04
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 = 10·0,3 + 20·0,2 + 30·0,2 + 40·0,3 = 25
متوسط المربعات
E(X²) = 100·0,3 + 400·0,2 + 900·0,2 + 1600·0,3 = 770
التباين
Var(X) = 770 − 25² = 145
σ = √145 = 12,04
الإجابة
σ = 12,04
6.الاحتمال
الإجابة: P = 0,3294
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.
صفر وعطل واحد
P(X = 0) = 0,77 = 0,08235
P(X = 1) = 7·0,3·0,76 = 0,2471
اجمعها
P = 0,08235 + 0,2471 = 0,3294
الإجابة
P = 0,3294
7.التوزيع الطبيعي
الإجابة: P = 0,8528
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.
الدرجات المعيارية
z₁ = (452 − 500)/40 = −1,2
z₂ = (574 − 500)/40 = 1,85
المساحة بين القيمتين
P = Φ(1,85) − Φ(−1,2) = 0,9678 − 0,1151 = 0,8528
الإجابة
P = 0,8528
8.التوزيع الطبيعي
الإجابة: x = 115,6 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) = 0,85
z من الجدول
z ≈ 1,04
العودة إلى الوحدات الأصلية
x = 100 + 1,04·15 = 115,6 درجة
الإجابة
x = 115,6 درجة
9.فترات الثقة
الإجابة: E₂ = 3,932
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
نسبة الهامشين
E₂/E₁ = (1,96/1,645)·√(36/324) = 0,3972
الهامش الجديد
E₂ = 9,9·0,3972 = 3,932
الإجابة
E₂ = 3,932
10.فترات الثقة
الإجابة: σ = 9,679 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 = 29·7,2² = 1503
حدّا σ²
1503/45,722 = 32,88
1503/16,047 = 93,68
حدّ σ
σ = √93,68 = 9,679 µm
الإجابة
σ = 9,679 µm
فترة 95% لـ σ: [5,734, 9,679] µm.
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: t = −1,8
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 = 20/√16 = 20/4 = 5
إحصائية الاختبار
t = (66 − 75)/5 = −1,8
الإجابة
t = −1,8
t0,025; df = 15 = 2,131
|t| < 2.131، لذا لا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: 1 − β = 91,23 %
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 = 4/√64 = 0,5
x̄c = 80 − 1,645·0,5 = 79,18
z وفق المتوسط الحقيقي
z = (79,18 − 78,5)/0,5 = 1,355
القدرة
القوة = P(Z < 1.355) = 91.23%
1 − β = 91,23%
الإجابة
1 − β = 91,23%
13.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: r = 0,9244
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 = 25/5 = 5
ȳ = 335/5 = 67
مجاميع المربعات والضروب
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 55
Syy = Σ(y − ȳ)² = 354
معامل الارتباط
r = 55/√(10·354) = 0,9244
الإجابة
r = 0,9244
14.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: e = 4,886
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 = 138/6 = 23
ȳ = 294/6 = 49
مجاميع المربعات والضروب
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 276
خط الانحدار
b = 276/70 = 3,943
a = 49 − 3,943·23 = −41,69
ŷ = −41,69 + 3,943·x
القيمة المتنبَّأ بها
ŷ = −41,69 + 3,943·21 = 41,11
البُواقي
e = 46 − 41,11 = 4,886
الإجابة
e = 4,886
تقع النقطة فوق الخط.
15.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ² = 27,58
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
الدواء الجديد: 100·132/220 = 60, 100·88/220 = 40
الدواء الوهمي: 120·132/220 = 72, 120·88/220 = 48
إحصاءة مربع كاي
χ² = (41 − 60)²/60 + (59 − 40)²/40 + (91 − 72)²/72 + (29 − 48)²/48
χ² = 27,58
الإجابة
χ² = 27,58
df = 1. عند α = 0,05 تكون القيمة الحرجة 3,841، لذا فإن H₀ (الاستقلالية) مرفوضة.
16.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ² = 9,26
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
المصنع A: 20, 20
المصنع B: 50, 50
المصنع C: 20, 20
إحصاءة مربع كاي
χ² = (25 − 20)²/20 + (15 − 20)²/20 + (53 − 50)²/50 + (47 − 50)²/50 + (12 − 20)²/20 + (28 − 20)²/20
χ² = 9,26
القرار
df = 2, χ²crit = 5,991
9,26 > 5,991
الإجابة
χ² = 9,26
χ² أكبر من القيمة الحرجة، لذا تُرفض H₀: يبدو أن المتغيّرين مرتبطان.
ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology