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 جديدةالعودة 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)·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

  1. حوّل القيمة إلى درجة معيارية: z = (x − μ)/σ.
  2. ابحث عن Φ(z)، وهي المساحة على يسار z.
  3. للمساحة على اليمين استخدم 1 − Φ(z)؛ ولفترة اطرح المساحتين اليساريتين.
  4. 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

  1. اختر بين z (σ للمجتمع معلومة) و t (الانحراف العيّني s فقط، مع n − 1 درجة حرية).
  2. أوجد القيمة الحرجة لمستوى الثقة.
  3. هامش الخطأ: E = القيمة الحرجة × الانحراف المعياري/√n.
  4. 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

  1. اذكر H₀ و H₁ وحدّد ما إذا كان الاختبار أحادي الطرف أم ثنائي الطرف.
  2. احسب إحصاءة الاختبار: (x̄ − μ₀)/(σ/√n)، أو باستخدام s و t.
  3. قارن بالقيمة الحرجة، أو أوجد القيمة الاحتمالية (p-value).
  4. 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 تصميم القياسات المتكررة يمكن ضبط تأثيرات الترتيب عن طريق:

  1. Aالموازنة (counterbalancing)
  2. Bإجراءات التعمية الأحادية
  3. Cعيّنة أكبر فقط
  4. Dالمعاينة العشوائية
2.مناهج البحث في علم النفسصعبة

وجدت دراسة أن الطلاب الذين ينامون أكثر يحصلون على درجات أعلى. أي تعديل في التصميم يسمح على أفضل وجه باستنتاج سببي؟

  1. Aقياس الدرجات بدقة أكبر
  2. Bاستطلاع عدد أكبر من الطلاب
  3. Cتوزيع الطلاب عشوائيًا على جداول نوم مختلفة
  4. Dالطلب من الطلاب الإبلاغ عن نومهم مرتين وأخذ متوسط التقريرين
3.الإحصاء الوصفيمتوسطة
10152025303540

أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 33, 35, 42, 38, 10.

n = 5
s =
4.الإحصاء الوصفيصعبة
z −2−1012

درجات امتحان موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 50 وانحراف معياري 20. أوجد الدرجة المعيارية z لدرجة 40.

μ = 50σ = 20x = 40
z =
5.الاحتمالمتوسطة
P(ستة واحدة على الأقل) = ??1?2P(ستة) = 1/6 في كل رمية

يُرمى حجر نرد منتظم 2 مرات. ما احتمال P الحصول على ستة واحدة على الأقل؟

n = 2
P =
6.الاحتمالصعبة
n = 12, p = 0,7: P(X ≤ 1) = ?k0123456789101112

يُختبر 12 مكونات، ويتعطل كل منها باستقلال باحتمال 0,7. ما احتمال P أن يتعطل واحد على الأكثر؟

n = 12p = 0,7
P =
7.التوزيع الطبيعيمتوسطة
−3−2−10123zالمساحة المظللة على يمين z = 0,8907

اسحب z بحيث تكون المساحة المظللة تحت المنحنى الطبيعي القياسي، على يمين z، مساوية 0,8907. أوجد z بمنزلتين عشريتين.

A = 0,8907
z =
8.التوزيع الطبيعيصعبة
0,03 mm0D − d?

أقطار الثقوب D طبيعية بمتوسط 25,03 mm وانحراف معياري 0,015 mm. وأقطار الأعمدة d مستقلة وطبيعية بمتوسط 25 mm وانحراف معياري 0,015 mm. يناسب العمود المختار عشوائيًا حين D − d > 0. أوجد الاحتمال P بأن يناسب. قرّب z إلى منزلتين عشريتين.

الثقب: μ = 25,03 mm, σ = 0,015 mmالعمود: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.فترات الثقةمتوسطة
n = 8, s = 19,5LU = ?x̄ = 108E99%

عينة من 8 مفردة متوسطها 108 وانحرافها المعياري s = 19,5. المجتمع طبيعي تقريبًا. أوجد الحد الأعلى لفترة الثقة 99% للمتوسط.

n = 8x̄ = 108s = 19,599%t(7) = 3,499
الحد الأعلى =
10.فترات الثقةصعبة
σ = 22, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 199%

الانحراف المعياري للمجتمع 22. ما حجم العينة n اللازم ليكون هامش الخطأ لفترة ثقة 99% للمتوسط 1 على الأكثر؟

σ = 22E = 199%
n =
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةمتوسطة
t −1,98401,984

عينة من 100 طالبًا متوسط درجاتها 101,5 وانحرافها المعياري 5. أوجد إحصائية الاختبار t لـ H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 101,5s = 5n = 100
t =
12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقةصعبة
z −1,9601,96

عينة من 81 قياسًا متوسطها 122,7. الانحراف المعياري للمجتمع 8. أوجد الحد الأدنى L لفترة الثقة 95% للمتوسط.

x̄ = 122,7σ = 8n = 8195%
L =
13.الانحدار الخطي والارتباطمتوسطة
xy2344366438461055xy5104050

يعطي الجدول 5 مشاهدات مزدوجة لـ x = الإنفاق على الإعلان بالـ k€ و y = المبيعات بالـ k€. مجاميعها معطاة. أوجد معامل ارتباط بيرسون r من هذه المجاميع.

n = 5Σx = 30Σy = 214Σx² = 220Σy² = 9442Σxy = 1388
r =
14.الانحدار الخطي والارتباطصعبة
xy129231331434542636xy246303540ŷ = 35

يعطي الجدول 6 مشاهدات مزدوجة لـ x = الإنفاق على الإعلان بالـ k€ و y = المبيعات بالـ k€. استخدم خط المربعات الصغرى ŷ = a + b·x. عند أي قيمة x يتنبّأ الخط بـ ŷ = 35؟

n = 6ŷ = 35
x =
15.اختبارات مربع كايمتوسطة
منخفضمتوسطمرتفعالمجموعحضري15244180ريفي124840100المجموع277281180

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

N = 1802 × 3
χ² =
16.اختبارات مربع كايصعبة
نجاحرسوبالمجموعالمصنع A461460المصنع B5842100المصنع C5248100المجموع156104260dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

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 = 2603 × 2α = 0,05
χ² =

3المحاليل

1.مناهج البحث في علم النفس

الإجابة: A · الموازنة (counterbalancing)

لماذا هذه هي الإجابة

توزّع الموازنة تأثيرات التمرّن والتعب بالتساوي على الشروط.

الإجابة

A · الموازنة (counterbalancing)
2.مناهج البحث في علم النفس

الإجابة: C · توزيع الطلاب عشوائيًا على جداول نوم مختلفة

لماذا هذه هي الإجابة

وحده التلاعب بالنوم مع التوزيع العشوائي يضبط المتغيرات الثالثة ويسمح بالاستدلال السببي ضمن الحدود الأخلاقية.

الإجابة

C · توزيع الطلاب عشوائيًا على جداول نوم مختلفة
3.الإحصاء الوصفي

الإجابة: s = 12,54

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 = 158/5 = 31,6

مربعات الانحرافات

Σ(x − x̄)² = 1,4² + 3,4² + 10,4² + 6,4² + (−21,6)² = 629,2

الانحراف المعياري

s = √(629,2/4) = 12,54

الإجابة

s = 12,54
4.الإحصاء الوصفي

الإجابة: z = −0,5

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 = (40 − 50)/20 = −0,5

الإجابة

z = −0,5
5.الاحتمال

الإجابة: P = 0,3056

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)2 = 0,6944
P = 1 − 0,6944 = 0,3056

الإجابة

P = 0,3056
6.الاحتمال

الإجابة: P = 1,541 × 10⁻⁵

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) = 0,312 = 5,314 × 10⁻⁷
P(X = 1) = 12·0,7·0,311 = 1,488 × 10⁻⁵

اجمعها

P = 5,314 × 10⁻⁷ + 1,488 × 10⁻⁵ = 1,541 × 10⁻⁵

الإجابة

P = 1,541 × 10⁻⁵
7.التوزيع الطبيعي

الإجابة: z = −1,23

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 − 0,8907 = 0,1093

اقرأ جدول z بالعكس

ابحث عن 0,1093 داخل الجدول واقرأ z.

z = −1,23

الإجابة

z = −1,23
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) = 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 = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02121 mm

حوّل إلى الصيغة المعيارية

z = (0 − 0,03)/0,02121 = −1,41

الاحتمال

P = 1 − Φ(−1,41) = 0,9207

الإجابة

P = 0,9207
9.فترات الثقة

الإجابة: الحد الأعلى = 132,1

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 = 7, t = 3,499

هامش الخطأ

E = 3,499·19,5/√8 = 24,12

الفترة

108 ± 24,12 → [83,88, 132,1]

الإجابة

الحد الأعلى = 132,1
10.فترات الثقة

الإجابة: n = 3212

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 = (2,576·22/1)² = 3212

قرّب إلى الأعلى

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

n = 3212

الإجابة

n = 3212
11.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة

الإجابة: t = 3

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 = 5/√100 = 5/10 = 0,5

إحصائية الاختبار

t = (101,5 − 100)/0,5 = 3

الإجابة

t = 3
t0,025; df = 99 = 1,984

|t| > 1,984، لذا تُرفض H₀ عند مستوى 5% (ثنائي الطرف).

12.اختبارات الفرضيات وفترات الثقة

الإجابة: L = 121

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 = 1,96·8/√81 = 1,742

حد الفترة

L = 122,7 − 1,742 = 121

الإجابة

L = 121
13.الانحدار الخطي والارتباط

الإجابة: r = 0,9778

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 = 1388 − 30·214/5 = 104
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 9442 − 214²/5 = 282,8

معامل الارتباط

r = 104/√(40·282,8) = 0,9778

الإجابة

r = 0,9778
14.الانحدار الخطي والارتباط

الإجابة: x = 4,075

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 = 203/6 = 33,83

مجاميع المربعات والضروب

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 35,5

خط الانحدار

b = 35,5/17,5 = 2,029
a = 33,83 − 2,029·3,5 = 26,73
ŷ = 26,73 + 2,029·x

حلّ لإيجاد x

x = (35 − 26,73)/2,029 = 4,075

الإجابة

x = 4,075
15.اختبارات مربع كاي

الإجابة: χ² = 6,2

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: 80·27/180 = 12, 80·72/180 = 32, 80·81/180 = 36
ريفي: 100·27/180 = 15, 100·72/180 = 40, 100·81/180 = 45

إحصاءة مربع كاي

χ² = (15 − 12)²/12 + (24 − 32)²/32 + (41 − 36)²/36 + (12 − 15)²/15 + (48 − 40)²/40 + (40 − 45)²/45
χ² = 6,2

الإجابة

χ² = 6,2

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

16.اختبارات مربع كاي

الإجابة: χ² = 9,778

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: 36, 24
المصنع B: 60, 40
المصنع C: 60, 40

إحصاءة مربع كاي

χ² = (46 − 36)²/36 + (14 − 24)²/24 + (58 − 60)²/60 + (42 − 40)²/40 + (52 − 60)²/60 + (48 − 40)²/40
χ² = 9,778

القرار

df = 2, χ²crit = 5,991
9,778 > 5,991

الإجابة

χ² = 9,778

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

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