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
يريد باحث أن يختبر ما إذا كانت هناك علاقة بين الجنس (ذكر/أنثى) ونوع الأفلام المفضل (أربع فئات). أي اختبار مناسب؟
- Aمعامل ارتباط بيرسون
- Bاختبار t للعينات المزدوجة
- Cتحليل التباين الأحادي
- Dاختبار كاي تربيع للاستقلال
2.مناهج البحث في علم النفسصعبة
يجد مقياس للتقرير الذاتي أن الأشخاص الذين يوافقون على عبارات كثيرة يحصلون على درجات مرتفعة أيًّا كان المحتوى. أي تحيّز في الاستجابة هذا، وكيف يمكن تقليله؟
- Aتحيّز الإذعان (القبول)؛ بتضمين بنود معكوسة الصياغة
- Bآثار الترتيب؛ بموازنة المشاركين
- Cتحيّز المرغوبية الاجتماعية؛ باستخدام عينة أكبر
- Dخصائص الطلب؛ باستخدام تصميم مزدوج التعمية
3.الإحصاء الوصفيمتوسطة
أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 38, 14, 35, 27, 23, 18.
n = 6
s =
4.الإحصاء الوصفيصعبة
كمية موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 50 وانحراف معياري 10. ما نسبة P القيم الأقل من 42؟
μ = 50σ = 10x = 42
P =
5.الاحتمالمتوسطة
يُرمى حجر نرد منتظم 5 مرات. ما احتمال P الحصول على ستة واحدة على الأقل؟
n = 5
P =
6.الاحتمالصعبة
تكلفة لعبة €1 للمشاركة. تربح €4 باحتمال 0,1 و€20 باحتمال 0,01؛ وإلا فلا تربح شيئًا. لا يُسترد مبلغ المشاركة. أوجد الربح الصافي المتوقع E(G) في اللعبة الواحدة.
مبلغ المشاركة = €1€4: p = 0,1€20: p = 0,01
E(G) = €
7.التوزيع الطبيعيمتوسطة
أطوال الرجال البالغين موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 178 cm وانحراف معياري 7 cm. ما النسبة التي تقع بين 167,5 و 183,6 cm؟ أعطِ P كعدد عشري.
μ = 178σ = 7x1 = 167,5x2 = 183,6
P =
8.التوزيع الطبيعيصعبة
أقطار الثقوب D طبيعية بمتوسط 25,05 mm وانحراف معياري 0,015 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 = 25,05 mm, σ = 0,015 mmالعمود: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
9.فترات الثقةمتوسطة
يُقاس ضغط الدم لـ 11 مريضًا قبل علاج وبعده. الفروق d = قبل − بعد (mmHg) متوسطها 2,1 وانحرافها المعياري 6,2. أوجد الحد الأدنى لفترة الثقة 90% لمتوسط الفروق.
n = 11d̄ = 2,1sd = 6,290%t(10) = 1,812
الحد الأدنى = mmHg
10.فترات الثقةصعبة
يُختبر سمادان. مجموعة القطع 1: 11 قطعة، متوسط المحصول 58,5 kg، الانحراف المعياري 3,5 kg. مجموعة القطع 2: 20 قطعة، المتوسط 53,5 kg، الانحراف المعياري 7 kg. افترض تساوي التباينين (t المجمَّع، df = n₁ + n₂ − 2). أوجد هامش الخطأ E لفترة الثقة 99% للفرق μ₁ − μ₂.
n₁ = 11x̄₁ = 58,5s₁ = 3,5n₂ = 20x̄₂ = 53,5s₂ = 799%t(29) = 2,756
E = kg
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة
عينة من 64 طالبًا متوسط درجاتها 73,25 وانحرافها المعياري 10. أوجد إحصائية الاختبار t لـ H₀: μ = 75.
μ₀ = 75x̄ = 73,25s = 10n = 64
t =
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة
ما حجم العينة اللازم كي يكون هامش الخطأ لفترة الثقة 95% للمتوسط 1,5 على الأكثر؟ الانحراف المعياري 20. أوجد أصغر حجم عينة n.
σ = 20E = 1,595%
n =
13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة
يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = الحمل بالـ kN و y = الاستطالة بالـ mm. مجاميعها معطاة. أوجد معامل ارتباط بيرسون r من هذه المجاميع.
n = 5Σx = 30Σy = 47Σx² = 220Σy² = 505Σxy = 332
r =
14.الانحدار الخطي والارتباطصعبة
يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = الحمل بالـ kN و y = الاستطالة بالـ mm. استخدم خط المربعات الصغرى ŷ = a + b·x. عند أي قيمة x يتنبّأ الخط بـ ŷ = 20؟
n = 5ŷ = 20
x =
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 = 1202 × 3
χ² =
16.اختبارات مربع كايصعبة
يتحقّق اختبار مربع كاي لجودة المطابقة مما إذا كانت التكرارات في 9 فئات تتبع توزيع بواسون يُقدَّر متوسطه من البيانات نفسها. باستخدام الجدول، أوجد القيمة الحرجة χ²crit عند مستوى الدلالة α = 0,05.
α = 0,05
χ²crit =
3المحاليل
1.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: D · اختبار كاي تربيع للاستقلال
لماذا هذه هي الإجابة
يقارن اختبار كاي تربيع التكرارات الملاحظة بالمتوقعة في جدول توافق لاختبار ما إذا كان متغيران فئويان مرتبطين.
الإجابة
D · اختبار كاي تربيع للاستقلال
2.مناهج البحث في علم النفس
الإجابة: A · تحيّز الإذعان (القبول)؛ بتضمين بنود معكوسة الصياغة
لماذا هذه هي الإجابة
الإذعان ميل إلى الموافقة على البنود، والمزج بين بنود مصاغة إيجابيًا وسلبيًا يعني أن الموافقة على كل شيء لا تعود تنتج درجة متطرفة.
الإجابة
A · تحيّز الإذعان (القبول)؛ بتضمين بنود معكوسة الصياغة
3.الإحصاء الوصفي
الإجابة: s = 9,411
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 = 155/6 = 25,83
مربعات الانحرافات
Σ(x − x̄)² = 12,17² + (−11,83)² + 9,167² + 1,167² + (−2,833)² + (−7,833)² = 442,8
الانحراف المعياري
s = √(442,8/5) = 9,411
الإجابة
s = 9,411
4.الإحصاء الوصفي
الإجابة: P = 0,2119
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 = −0,8
جدول التوزيع الطبيعي المعياري
Φ(−0,8) = 0,2119
P = 0,2119
الإجابة
P = 0,2119
5.الاحتمال
الإجابة: P = 0,5981
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)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981
الإجابة
P = 0,5981
6.الاحتمال
الإجابة: E(G) = −0,4 €
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: 3 (p = 0,1), 19 (p = 0,01), −1 (p = 0,89)
القيمة المتوقعة
E(G) = 3·0,1 + 19·0,01 − 1·0,89 = −0,4 €
الإجابة
E(G) = −0,4 €
القيمة السالبة تعني أنك تخسر مالًا في المتوسط.
7.التوزيع الطبيعي
الإجابة: P = 0,7213
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 = (167,5 − 178)/7 = −1,5
z₂ = (183,6 − 178)/7 = 0,8
المساحة بين القيمتين
P = Φ(0,8) − Φ(−1,5) = 0,7881 − 0,06681 = 0,7213
الإجابة
P = 0,7213
8.التوزيع الطبيعي
الإجابة: P = 0,9772
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 الفرق
μ = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,025 mm
حوّل إلى الصيغة المعيارية
z = (0 − 0,05)/0,025 = −2
الاحتمال
P = 1 − Φ(−2) = 0,9772
الإجابة
P = 0,9772
9.فترات الثقة
الإجابة: الحد الأدنى = −1,287 mmHg
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.
القيمة الحرجة
df = 10, t = 1,812
هامش الخطأ
E = 1,812·6,2/√11 = 3,387
الفترة
2,1 ± 3,387 → [−1,287, 5,487]
الإجابة
الحد الأدنى = −1,287 mmHg
10.فترات الثقة
الإجابة: E = 6,235 kg
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.
الانحراف المعياري المجمَّع
sp² = (10·3,5² + 19·7²)/29 = 36,33
sp = 6,027
هامش الخطأ
E = 2,756·6,027·√(1/11 + 1/20) = 6,235
الإجابة
E = 6,235 kg
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: t = −1,4
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 = 10/√64 = 10/8 = 1,25
إحصائية الاختبار
t = (73,25 − 75)/1,25 = −1,4
الإجابة
t = −1,4
t0,025; df = 63 = 1,998
|t| < 1.998، لذا لا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة
الإجابة: n = 683
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).
حُلّ لإيجاد n
n = (1,96·20/1,5)² = 683
قرّب إلى الأعلى
n = 683
الإجابة
n = 683
13.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: r = 0,9944
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 = 332 − 30·47/5 = 50
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 505 − 47²/5 = 63,2
معامل الارتباط
r = 50/√(40·63,2) = 0,9944
الإجابة
r = 0,9944
14.الانحدار الخطي والارتباط
الإجابة: x = 4,963
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 = 30/5 = 6
ȳ = 121/5 = 24,2
مجاميع المربعات والضروب
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 162
خط الانحدار
b = 162/40 = 4,05
a = 24,2 − 4,05·6 = −0,1
ŷ = −0,1 + 4,05·x
حلّ لإيجاد x
x = (20 − (−0,1))/4,05 = 4,963
الإجابة
x = 4,963
15.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ² = 2,708
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
حضري: 80·18/120 = 12, 80·48/120 = 32, 80·54/120 = 36
ريفي: 40·18/120 = 6, 40·48/120 = 16, 40·54/120 = 18
إحصاءة مربع كاي
χ² = (9 − 12)²/12 + (34 − 32)²/32 + (37 − 36)²/36 + (9 − 6)²/6 + (14 − 16)²/16 + (17 − 18)²/18
χ² = 2,708
الإجابة
χ² = 2,708
df = 2. عند α = 0,05 تكون القيمة الحرجة 5,991، لذا فإن H₀ (الاستقلالية) غير مرفوضة.
16.اختبارات مربع كاي
الإجابة: χ²crit = 14,07
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 = 9 − 1 − 1 = 7
الجدول
χ²crit(df = 7, α = 0,05) = 14,067
الإجابة
χ²crit = 14,067
ارفض H₀ إذا كانت χ² المحسوبة أكبر من هذه القيمة.
ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology