📚 الارتباط ومقاييس الاختلاف
المفاهيم الأساسية
الربيع الأدنى (Lower Quartile): وسيط النصف الأدنى من العينة.
الربيع الأعلى (Upper Quartile): وسيط النصف الأعلى من العينة.
المدى الربيعي (Interquartile Range - IQR): مقياس لدرجة الاختلاف في البيانات لا يتأثر بوجود قيم طرفية. يُحسب كالآتي: `الانحراف الربيعي = الربيع الأعلى – الربيع الأدنى`.
الارتباط (Correlation): العلاقة بين متغيرين أو أكثر. يمكن أن يكون:
* إيجابياً (Positive): عندما تتحرك النقاط في مجموعة البيانات بالاتجاه نفسه.
* سلبياً (Negative): عندما تكون العلاقة بين نقاط البيانات باتجاه عكسي.
خريطة المفاهيم
```markmap
الفصل 9: استخدام البيانات لدعم عملية اتخاذ القرار
توصيف البيانات عن طريق الإحصاء (الجزء الثاني)
الاختلاف (التشتت) / Variability
#### التعريف
- مدى اختلاف عناصر البيانات في المجموعة عن بعضها البعض.
#### الفكرة الرئيسية
- قياس النزعة المركزية (مثل المتوسط والوسيط) لا يعطي صورة كاملة عن البيانات.
- من المهم فهم مدى الاختلاف بين عناصر مجموعة البيانات.
#### مثال توضيحي (الشكل 9-5)
- ثلاث عينات لها نفس المتوسط والوسيط (45) ولكن بدرجات اختلاف مختلفة.
##### العينة أ
- بيانات: 20، 40، 50، 30، 60، 70
- اختلاف كبير بين القيم.
##### العينة ب
- بيانات: 47، 43، 44، 46، 20، 70
- اختلاف أقل من (أ) بسبب تجمع معظم القيم حول الوسط، لكن وجود قيمتين طرفيتين (20، 70) يزيد الاختلاف.
##### العينة ج
- بيانات: 44، 43، 40، 50، 47، 46
- أقل اختلاف، حيث تتجمع القيم بشكل كبير حول النقطة الوسطى (45).
#### مقاييس الاختلاف
##### النطاق (المدى) / Range
- أبسط مقياس للاختلاف.
- الصيغة: المدى = القيمة الأكبر - القيمة الأصغر.
- محدوديته: لا يعتبر أفضل مقياس لأنه لا يعكس إسهام كل عنصر في الاختلاف.
##### الانحراف عن المتوسط / Deviations from the mean
- الفرق بين قيمة العنصر والمتوسط الحسابي (xᵢ - x̄).
- يكون موجبًا إذا كانت القيمة أعلى من المتوسط، وسالبًا إذا كانت أقل.
##### الانحرافات المربعة / Squared Deviations
- تربيع الانحرافات (xᵢ - x̄)² لمنع الانحرافات الموجبة والسالبة من تعديل بعضها.
- المجموع الكلي: Σ(xᵢ - x̄)²
##### التباين في العينة / Sample Variance
- الصيغة:
s² = \frac{Σ(x−\bar{x})²}{n-1}
- مجموع الانحرافات التربيعية مقسومًا على (n-1).
- قيمته قد تكون كبيرة جداً في بعض مجموعات البيانات.
##### الانحراف المعياري للعينة / Sample Standard Deviation
- الصيغة:
s = \sqrt{s²}
- الجذر التربيعي الإيجابي للتباين.
- يبين الانحراف "النموذجي" عن المتوسط الحسابي.
- تفسير بصري (الشكل 9-6): في التوزيع الطبيعي، كلما كان الانحراف المعياري أصغر، كان المنحنى أضيق وأطول (تشتت أقل). وكلما كان أكبر، كان المنحنى أعرض وأقصر (تشتت أكبر).
##### المدى الربيعي / Interquartile Range (IQR)
- مقياس لدرجة الاختلاف لا يتأثر بالقيم الطرفية.
- يحسب بالاستناد إلى الأرباع.
###### الأرباع / Quartiles
- الربيع الأدنى (Q1): يفصل أدنى 25% من البيانات عن الـ 75% الأعلى.
- الربيع الأوسط (Q2): هو الوسيط، يفصل الـ 50% الدنيا عن الـ 50% العليا.
- الربيع الأعلى (Q3): يفصل أعلى 25% من البيانات عن الـ 75% الأدنى.
- تفسير بصري (الشكل 9-7): مواقع الأرباع في مخطط المنحنى التكراري.
الارتباط / Correlation
#### التعريف
- العلاقة بين متغيرين أو أكثر.
#### أنواع الارتباط
##### ارتباط إيجابي
- عندما تتحرك النقاط في مجموعة البيانات بالاتجاه نفسه.
##### ارتباط سلبي
- عندما تكون العلاقة بين نقاط البيانات باتجاه عكسي.
#### مثال توضيحي (الجدول 2-9)
- يوضح العلاقة بين نسبة حضور الطلبة ودرجاتهم في الاختبارات.
- يشير إلى وجود ارتباط إيجابي محتمل بين زيادة الحضور وزيادة النجاح.
```
نقاط مهمة
- يقسم المنحنى التكراري الطبيعي إلى أربعة أرباع متساوية، كل منها يحتوي على 25% من البيانات.
- المدى الربيعي (IQR) هو الفرق بين الربيع الأعلى والربيع الأدنى، وهو مقاوم لتأثير القيم المتطرفة.
- الارتباط يصف اتجاه العلاقة بين متغيرين (إيجابي أو سلبي)، وليس بالضرورة علاقة سببية.