الرياضيات

الإحصاء الاحصاء

الوسيط

🔊 المعلّمة تقرأ لك
أعلن الأستاذ أنّ الوسط الحسابي لعلامات الفوج هو 12، ومع ذلك اكتشفتَ أنّ عددا كبيرا من زملائك تحصّلوا على أقلّ من 9؛ فقد رفعت علامتان عاليتان جدّا الوسط وحدهما. فما هي القيمة التي تقسم الفوج إلى نصفين متساويين في العدد ؟ وكيف نعيّنها ؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • ترتيب سلسلة إحصائية ترتيبا تصاعديا قبل البحث عن وسيطها
  • تعيين وسيط سلسلة عدد قيمها فردي
  • تعيين وسيط سلسلة عدد قيمها زوجي
  • تعيين الفئة الوسيطية لسلسلة مجمّعة في فئات
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • ترتيب عدّة أعداد ناطقة ترتيبا تصاعديا
  • التمييز بين عدد طبيعي زوجي وعدد طبيعي فردي
  • حساب نصف مجموع عددين
قبل أن تقرأ، اكتب على ورقتك الأعداد 4 و 15 و 7 و 9 و 12 مرتّبة من الأصغر إلى الأكبر، ثم ضع إصبعك على العدد الذي يتوسّطها. هذا العدد هو ما سنسمّيه الوسيط.

معارف — ما هو الوسيط، ولماذا يسبقه الترتيب

وسيط سلسلة إحصائية مرتّبة هو القيمة التي تجعل عدد القيم الأصغر منها أو التي تساويها مساويا لعدد القيم الأكبر منها أو التي تساويها. فهو إذن الحدّ الذي يقسم السلسلة إلى نصفين متساويين في العدد: نصف تحته ونصف فوقه.

ولهذا لا يمكن البحث عن الوسيط قبل الترتيب: ما دامت القيم مبعثرة فلا معنى للقول إنّ قيمة تتوسّطها. الخطوة الأولى دائما هي الترتيب التصاعدي، من أصغر قيمة إلى أكبرها، مع كتابة كل قيمة بقدر ما تكرّرت.

السلسلة بعد الترتيب التصاعدي
x₁ ≤ x₂ ≤ … ≤ xₚ
xقيم السلسلة بعد ترتيبها من الأصغر إلى الأكبرpعدد قيم السلسلة، وكل قيمة مكرّرة تُعدّ بقدر تكرارها
الوسيط يفصل السلسلة إلى نصفين متساويين في العدد: قيمتان قبله وقيمتان بعده.
لا تخلط بين الوسيط والوسط الحسابي. الوسط الحسابي يستعمل كل القيم بمقاديرها، فترفعه قيمة كبيرة وحدها؛ أمّا الوسيط فلا يهمّه مقدار القيم بل ترتيبها، فلا تحرّكه قيمة شاذّة واحدة.

معارف — الوسيط عندما يكون عدد القيم فرديا

إذا كان عدد القيم فرديا فإن الوسيط هو القيمة المركزية لهذه القيم: توجد قيمة واحدة بالضبط يتساوى ما قبلها وما بعدها في العدد، وهي الوسيط.

رتبة القيمة الوسيطية عندما يكون عدد القيم فرديا

نضيف واحدا إلى عدد القيم ثم نأخذ النصف؛ ولمّا كان العدد فرديا كان المجموع زوجيا والقسمة تامّة.

r = p + 12
rرتبة القيمة الوسيطية في السلسلة المرتّبة
الوسيط هو القيمة ذات هذه الرتبة
Me = xr
Meوسيط السلسلة

معارف — الوسيط عندما يكون عدد القيم زوجيا

أمّا إذا كان عدد القيم زوجيا فلا توجد قيمة مركزية واحدة: هناك قيمتان تتقاسمان الوسط، الأولى في الرتبة نصف عدد القيم والثانية في الرتبة التي تليها. والوسيط هو نصف مجموع هاتين القيمتين.

الرتبتان المركزيتان عندما يكون عدد القيم زوجيا
r₁ = p2 , r₂ = p2 + 1
الوسيط هو نصف مجموع القيمتين المركزيتين

نأخذ منتصف القيمتين، تماما كما نأخذ منتصف قطعة؛ ولذلك قد لا يكون الوسيط من قيم السلسلة.

Me = a + b2
aالقيمة ذات الرتبة الأولى من الرتبتين المركزيتينbالقيمة ذات الرتبة الثانية منهما
لاحظ أنّ الوسيط في الحالة الزوجية قد لا يكون من قيم السلسلة، بينما هو دائما إحدى قيمها في الحالة الفردية. هذا فرق يُسأل عنه كثيرا.

معارف — الفئة الوسيطية لسلسلة مجمّعة في فئات

في حالة سلسلة مجمّعة في فئات لا نبحث عن قيمة، لأنّ القيم لم تعد مكتوبة واحدة واحدة: نبحث عن الفئة التي تنتمي إليها القيمة الوسيطية، ونسمّيها الفئة الوسيطية.

ولبلوغها نجمع التكرارات فئة بعد فئة، من الأولى إلى الأخيرة، فنحصل على ما نسمّيه التكرارات المتراكمة. ثم نتقدّم فيها حتى نبلغ رتبة القيمة الوسيطية: الفئة التي نقف عندها هي الفئة الوسيطية.

التكرارات المتراكمة
T₁ = n₁ , T₂ = n₁ + n₂ , … , Tₖ = n₁ + n₂ + … + nₖ
Tالتكرار المتراكم عند نهاية كل فئةnتكرار كل فئة، أي عدد أفرادهاkعدد الفئات
اقرأ التكرار المتراكم على أنّه جواب عن سؤال واحد: كم فردا بلغنا إلى غاية نهاية هذه الفئة ؟ فإن بلغ التكرار المتراكم الرتبة التي تبحث عنها، فأنت في الفئة المطلوبة.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نرتّب سلسلة ثم نعيّن وسيطها ؟

رتّب أوّلا، ثم عدّ القيم، ثم احسب رتبة الوسيط، ثم اقرأ القيمة التي تحمل هذه الرتبة. ولا تحسب الرتبة على السلسلة غير المرتّبة: النتيجة تكون خاطئة وإن كان الحساب صحيحا.

مثال 1: ترتيب سلسلة ثم تعيين وسيطها

سُجّلت أعداد الكتب التي استعارها خمسة تلاميذ من المكتبة، كما وردت دون ترتيب: 12 ؛ 7 ؛ 15 ؛ 9 ؛ 4.

🎯المطلوب: رتّب السلسلة ترتيبا تصاعديا ثم عيّن وسيطها.

🔹الخطوة 1: الترتيب التصاعدي

نعيد كتابة القيم من الأصغر إلى الأكبر؛ هذه الخطوة ليست تزيينا، بل جزء من التعريف.

4 < 7 < 9 < 12 < 15
🔹الخطوة 2: عدد القيم

نعدّ القيم بعد الترتيب: العدد فردي، فالحالة هي حالة القيمة المركزية.

p = 5
🔹الخطوة 3: رتبة القيمة الوسيطية

نطبّق صيغة الرتبة على عدد القيم.

r=5 + 12=3
✅النتيجة: وسيط السلسلة

نقرأ القيمة التي تحمل هذه الرتبة في السلسلة المرتّبة.

Me = 9
تحقّق بالعدّ: قبل 9 توجد القيمتان 4 و 7، وبعده القيمتان 12 و 15. العددان متساويان، فالوسيط صحيح.

طريقة 2: كيف نعيّن الوسيط عندما يكون عدد القيم فرديا ؟

تأكّد أوّلا من أنّ السلسلة مرتّبة، ثم عدّ قيمها، ثم احسب رتبة القيمة المركزية، ثم اقرأها. وانتبه: الرتبة ليست هي الوسيط، بل مكانه.

مثال 2: وسيط سلسلة عدد قيمها فردي

إليك سلسلة إحصائية مرتّبة ترتيبا تصاعديا: 1 ؛ 2 ؛ 5 ؛ 7 ؛ 9 ؛ 13 ؛ 17.

🎯المطلوب: عيّن وسيط هذه السلسلة، ثم تحقّق من الخاصية التي تعرّفه.

🔹الخطوة 1: عدد القيم

نعدّ القيم: العدد فردي، فتوجد قيمة مركزية واحدة.

p = 7
🔹الخطوة 2: رتبة القيمة الوسيطية

نحسب رتبة القيمة المركزية.

r=7 + 12=4
✅النتيجة: وسيط السلسلة

نقرأ القيمة الرابعة في السلسلة المرتّبة.

Me = 7
تحقّق من التعريف نفسه: القيم الأصغر من 7 هي 1 و 2 و 5، وعددها ثلاث؛ والقيم الأكبر منه هي 9 و 13 و 17، وعددها ثلاث كذلك. العددان متساويان.

طريقة 3: كيف نعيّن الوسيط عندما يكون عدد القيم زوجيا ؟

عدّ القيم أوّلا: إن كان العدد زوجيا فابحث عن الرتبتين المركزيتين، ثم اقرأ القيمتين الموافقتين لهما، ثم خذ نصف مجموعهما.

مثال 3: وسيط سلسلة عدد قيمها زوجي

إليك سلسلة إحصائية مرتّبة تكرّرت فيها بعض القيم: 3 ؛ 3 ؛ 3 ؛ 5 ؛ 5 ؛ 7 ؛ 7 ؛ 7 ؛ 7 ؛ 9.

🎯المطلوب: احسب وسيط هذه السلسلة.

القيم مرتّبة وكل قيمة تحمل رتبتها: هكذا يصير البحث عن الرتبة المركزية قراءة، لا حسابا.
🔹الخطوة 1: عدد القيم

نعدّ القيم كلّها، والقيمة المكرّرة تُعدّ بقدر تكرارها.

p = 10
🔹الخطوة 2: الرتبتان المركزيتان

العدد زوجي، فنبحث عن رتبتين لا عن رتبة واحدة.

r₁ = 102 = 5 , r₂ = 6
🔹الخطوة 3: القيمتان المركزيتان

نقرأ القيمتين اللتين تحملان هاتين الرتبتين.

a = 5 , b = 7
✅النتيجة: وسيط السلسلة

نأخذ نصف مجموع القيمتين.

Me=5 + 72=6
لاحظ أنّ 6 ليس من قيم السلسلة، ومع ذلك هو وسيطها: خمس قيم تقلّ عنه أو تساويه وخمس قيم تفوقه أو تساويه. ولا تنخدع بالعدد 7: هو أكثر القيم ظهورا وقد يبدو لك في الوسط، لكنّ الوسيط هو 6، لا 7.

طريقة 4: كيف نعيّن الفئة الوسيطية ؟

اجمع التكرارات لتعرف عدد الأفراد، ثم احسب رتبتي القيمة الوسيطية، ثم اصعد في التكرارات المتراكمة حتى تبلغهما: الفئة التي تقف عندها هي الفئة الوسيطية.

مثال 4: الفئة الوسيطية لسلسلة مجمّعة في فئات

قِيست، بالساعات، مدّة استعمال الحاسوب أسبوعيّا عند تلاميذ فوجين، وجُمعت النتائج في أربع فئات مع تكرار كل فئة.

🎯المطلوب: عيّن الفئة الوسيطية لهذه السلسلة.

📌المعطى: توزيع التلاميذ على الفئات
الفئةالتكرار
⁦[0 ; 5[⁩6
⁦[5 ; 10[⁩8
⁦[10 ; 15[⁩11
⁦[15 ; 20[⁩5
🔹الخطوة 1: عدد القيم

نجمع التكرارات لنعرف عدد التلاميذ كلّهم.

p=6 + 8 + 11 + 5=30
🔹الخطوة 2: الرتبتان المركزيتان

العدد زوجي، فللقيمة الوسيطية رتبتان.

r₁ = 302 = 15 , r₂ = 16
🔹الخطوة 3: التكرارات المتراكمة

نجمع التكرارات فئة بعد فئة، فنرى إلى أيّ رتبة بلغنا عند نهاية كل فئة.

T₁ = 6 , T₂ = 14 , T₃ = 25 , T₄ = 30
✅النتيجة: الفئة الوسيطية

عند نهاية الفئة الثانية بلغنا الرتبة 14 فقط، وعند نهاية الفئة الثالثة بلغنا 25: فالرتبتان 15 و 16 تقعان معا في الفئة الثالثة.

[10 ; 15[
عندما تقع الرتبتان في فئتين مختلفتين، لا تجزع: اذكر الفئتين وقل إنّ القيمة الوسيطية تقع عند حدّهما المشترك. المهمّ أن تُظهر التكرارات المتراكمة التي قادتك.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «عيّن وسيط السلسلة» أو «عيّن الفئة الوسيطية»، وقد يُطلب مقارنته بالوسط الحسابي. ثلاثة عناصر جاهزة: ① الترتيب أوّلا: رتّب القيم تصاعديّا، وهو شرط لا يُتجاوز ② الرتبة: إذا كان عدد القيم p فرديّا فالوسيط القيمة ذات الرتبة ⁦(p + 1)/2⁩ ؛ وإذا كان زوجيّا فهو نصف مجموع القيمتين ذواتي الرتبتين ⁦p/2⁩ و ⁦p/2 + 1⁩، وقد لا يكون من قيم السلسلة ③ الفئة الوسيطية: تبلغها بالتكرارات المتراكمة، فهي الفئة التي تنتمي إليها القيمة الوسيطية. ⛔ والخطأ الشائع: البحث عن الوسيط في سلسلة غير مرتّبة، فتأخذ القيمة التي في الوسط كما كُتبت. وخطأ ثانٍ: الخلط بين الوسيط والوسط الحسابي ؛ الوسط ترفعه قيمة كبيرة وحدها، والوسيط لا تحرّكه قيمة شاذّة لأنّه يتعلّق بالترتيب.
خلاصة: وسيط سلسلة مرتّبة هو القيمة التي يتساوى عندها عدد القيم الأصغر منها أو التي تساويها مع عدد القيم الأكبر منها أو التي تساويها. والترتيب التصاعدي شرط لا يُتجاوز. فإذا كان عدد القيم فرديا كان الوسيط القيمة المركزية ذات الرتبة نصف مجموع عدد القيم وواحد؛ وإذا كان زوجيا كان نصف مجموع القيمتين المركزيتين، وقد لا يكون حينئذ من قيم السلسلة. وفي سلسلة مجمّعة في فئات نبحث عن الفئة التي تنتمي إليها القيمة الوسيطية، ونبلغها بالتكرارات المتراكمة. والوسيط لا تحرّكه قيمة شاذّة، بخلاف الوسط الحسابي.

الصفحة 1/9

© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net