التشتت والبيانات المبوبة
| English | العربية |
|---|---|
| grouped data/ɡruːpt ˈdeɪtə/ | البيانات المبوبة |
| modal class/ˈməʊdl klæs/ | الفئة المنوطة |
| quartiles/ˈkwɔːtaɪlz/ | الربيعيات |
عندما تأتي البيانات في فئات
- استبيان يسجل أطوال 200 طالب. بدلاً من سرد جميع قيم الـ 200، يتم تجميع البيانات: $140$–$150$ سم ($15$ طالب)، $150$–$160$ سم ($45$ طالب)، وهكذا.
- البيانات المجمعة تفقد القيم الفردية — لذا لا يمكنك إلا تقدير المتوسط الحسابي.
مختار مقياس التشتت
صنّف ملخصات البيانات حسب ما تخبرنا به عن التشتت.
تقدير المتوسط الحسابي للبيانات المجمعة
- استخدم المنتصف لكل فئة كقيمة ممثلة:
الفئة $10$ إلى $20$ لها منتصف $\dfrac{10 + 20}{2} = 15$.
- الفئة المنوالية هي المجموعة ذات أعلى تكرار.

رسم بياني عمودي يوضح تكرار كل مجموعة
فئة مبوبة تمتد من 10 إلى 20. ما نقطة المنتصف التي تستخدمها كقيمة لها؟
(10 + 20)/2 = 15.
الفئة المنوالية في البيانات المبوبة هي:
الفئة المنوالية هي ببساطة المجموعة التي تحتوي على أكبر عدد من نقاط البيانات.
فئة تمتد من 30 إلى 50. ما نقطة المنتصف التي تستخدمها؟
(30 + 50)/2 = 40.
الربيعيات والمدى الربيعي
- رتب البيانات. الربيعيات تقسمها إلى أربعة أجزاء متساوية:
- الربيع السفلي (LQ) عند الموضع $\dfrac{1}{4}$.
- الربيع العلوي (UQ) عند الموضع $\dfrac{3}{4}$.
المدى الربيعي، وليس المدى. يقيس المدى الربيعي تشتت النصف الأوسط من البيانات، متجاهلاً القيم المتطرفة. إنه أكثر موثوقية من المدى عند وجود قيم متطرفة.
الرسم البياني للصندوق والساق
بني رسم صندوق من ملخص الخمس قيم: الصندوق يمثل الـ 50% الوسطى (مدى الربيع) وموضع الوسيط يشير إلى الانحراف.
مجموعة بيانات لها ربيع علوي 15 وربع سفلي 7. أوجد مدى الربيع.
مدى الربيع = الربيع العلوي − الربيع السفلي = 15 − 7 = 8.
مدى الربيع يتجاهل القيم المتطرفة، عكس المدى.
مدى الربيع يستخدم النصف الوسطي فقط، لذا فالقيم الشاذة لا تؤثر عليه.
مدى الربيع يقيس تشتت الـ ______ الوسطى من البيانات.
مدى الربيع هو مدى الـ 50% الوسطى من القيم (بين الربيع السفلي والعلوي).
مثال محلول
- UQ $= 15$، LQ $= 7$: $\text{IQR} = 15 - 7 = 8$.
- هذا يعني أن النصف $50\%$ الأوسط من البيانات يغطي مدى قدره $8$ وحدة.
مقارنة الانتشار بعدلاً
- قارن بين المدى الربيعي عندما تريد انتشار النصف الأوسط؛ فإن المدى الربيعي الأصغر يعني أن المجموعة الوسطى أكثر اتساقًا.
- قارن بين الوسيط أيضًا: تساوي المدى الربيعي لا يعني تساوي القيم النموذجية.
حساب تقدير للمجموعات
- الفئات $0\le x<10,10\le x<20,20\le x<40$ لها تكرارات 4,6,5. النقاط المنتصة هي 5,15,30؛ والمجموع الموزون هو $T=4(5)+6(15)+5(30)=260$.
- المتوسط المقدر $\bar x\approx260/15=17.3$ إلى منزلة عشرية واحدة. الفئة المنمقة هي $10\le x<20$، ذات أعلى تكرار 6. المتوسط تقدير لأن القيم الفردية غير معروفة.
نقاط المنتصف للفئات 5,15,30 لها تكرارات 4,6,5. أوجد المتوسط المقدّر إلى 1 منازل عشرية.
المجموع الموزون = 260 ومجموع التكرارات = 15، لذا المتوسط ≈ 17.3.
الربيعيات للبيانات الفردية
- للقيم المرتبة $2,4,5,7,8,10,12,14$، الوسيط هو $(7+8)/2=7.5$. وسط نصفي البيانات السفلى والعليا يعطي $Q_1=(4+5)/2=4.5$ و $Q_3=(10+12)/2=11$.
- $\text{IQR}=Q_3-Q_1=11-4.5=6.5$. حدد约定 المستخدم عند العمل على قائمة؛ أسئلة الرسم البياني تستخدم مواقع الربع والثلاثة أرباع التراكمية.
الربيعيات هي 4.5 و11. أوجد المدى الربيعي IQR.
المدى الربيعي = 11 − 4.5 = 6.5.
لقد فهمت الأمر
- تقدير متوسط البيانات المجمعة باستخدام منتصف كل فئة؛ الفئة المنوالية $=$ الأعلى تكرارًا
- المدى الربيعي $=$ UQ $-$ LQ (تشتت النصف الأوسط)
- يتجاهل المدى الربيعي القيم المتطرفة، على عكس المدى