Mathématiques

الإحصاء الاحصاء

الوسط الحسابي لسلسلة احصائية

🔊 La maîtresse lit pour toi
سجّل أستاذ التربية البدنية عدد النقاط التي أحرزها كل تلميذ من فوجك، ثم أراد أن يلخّص هذه الأعداد كلّها في عدد واحد يمثّل الفوج. فما هو هذا العدد الوحيد الذي يمثّل السلسلة كلّها ؟ وكيف نحسبه عندما تتكرّر القيم أو عندما تُجمع في فئات ؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • حساب الوسط الحسابي لسلسلة إحصائية معطاة بقيمها
  • حساب الوسط الحسابي المتوازن انطلاقا من جدول التكرارات
  • تعيين مركز فئة وحساب الوسط الحسابي لمراكز الفئات
  • حساب الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات وترجمة النتيجة
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • جمع عدّة أعداد ناطقة وقسمة مجموعها على عدد طبيعي
  • قراءة جدول ذي سطرين: سطر القيم وسطر التكرارات
  • حساب منتصف قطعة على مستقيم مدرّج
قبل أن تقرأ، خذ العددين 4 و 6 واحسب نصف مجموعهما. ثم خذ 4 و 4 و 6 واحسب ثلث مجموعها. ستلاحظ أن النتيجة تغيّرت مع أنّ القيم هي نفسها: التكرار يغيّر الوسط الحسابي، وهذا هو مفتاح الدرس كلّه.

معارف — السلسلة الإحصائية والوسط الحسابي

السلسلة الإحصائية هي جملة الأعداد التي نجمعها عن ميزة واحدة لدى مجموعة من الأفراد: أعمار تلاميذ، أطوالهم، عدد كتب قرأوها. وهذه الأعداد تُسمّى قيم السلسلة، وعددها هو ما نسمّيه عدد القيم.

والوسط الحسابي لسلسلة إحصائية هو مجموع قيم هذه السلسلة مقسوما على عدد قيمها. هو إذن العدد الذي لو أخذته كل قيمة من قيم السلسلة لبقي المجموع على حاله: نصيب كل فرد لو اقتُسم المجموع بالتساوي.

تعريف الوسط الحسابي

البسط هو مجموع كل القيم، والمقام هو عددها. فإن نسيت أن تقسم لم تحصل على وسط حسابي، بل على مجموع فقط.

M=x₁ + x₂ + … + xₚp
Mالوسط الحسابي للسلسلةxقيم السلسلة الإحصائية، مرقّمة من الأولى إلى الأخيرةpعدد قيم السلسلة
الوسط الحسابي هو الارتفاع الذي يستوي عنده الجميع: ما يزيد عند البعض يسدّ ما ينقص عند الآخرين، تماما بقدره.
تحقّق سريع يوفّر عليك أخطاء كثيرة: الوسط الحسابي يقع دائما بين أصغر قيمة وأكبر قيمة في السلسلة. فإن وجدته خارج هذا المجال فالخطأ في حسابك، لا في السلسلة.

معارف — الوسط الحسابي المتوازن بالتكرارات

عندما تتكرّر القيمة نفسها عدّة مرّات، لا نعيد كتابتها في كل مرّة: نكتبها مرّة واحدة ونكتب أمامها عدد مرّات ظهورها، وهو ما نسمّيه تكرارها. وهكذا يولد جدول التكرارات.

📌المعطى: شكل جدول التكرارات
القيمةالتكرار
x₁n₁
x₂n₂
……
xₚnₚ

والوسط الحسابي المتوازن لسلسلة إحصائية هو مجموع جداءات قيمها بتكراراتها مقسوما على مجموع التكرارات. فكل قيمة تُحسب بقدر ما تكرّرت، لا مرّة واحدة.

مجموع التكرارات
N=n₁ + n₂ + … + nₚ
Nمجموع التكرارات، أي عدد الأفراد كلّهمnتكرار كل قيمة، أي عدد مرّات ظهورها
تعريف الوسط الحسابي المتوازن

نضرب كل قيمة في تكرارها لأنها تظهر هذا العدد من المرّات، ثم نقسم على عدد الأفراد كلّهم.

M=n₁ × x₁ + n₂ × x₂ + … + nₚ × xₚN
لا تقسم على عدد أسطر الجدول. المقام هو مجموع التكرارات، وليس عدد القيم المختلفة: أربع علامات موزّعة على عشرين تلميذا تُقسم على عشرين، لا على أربعة.

معارف — السلسلة المجمّعة في فئات ومركز الفئة

إذا كانت القيم كثيرة ومتباعدة، لا نكتبها واحدة واحدة: نجمعها في مجالات متتالية نسمّيها فئات، مثل الفئة التي تضمّ كل قيمة أكبر من 10 أو تساويها وأصغر تماما من 20، ونكتبها ⁦[10 ; 20[⁩. ونستبدل كل فئة بعدد واحد يمثّلها هو مركزها.

ومركز فئة هو منتصف مجالها: نصف مجموع حدّها الأدنى وحدّها الأعلى. وهو يُحسب تماما كما يُحسب منتصف قطعة على مستقيم مدرّج.

مركز فئة
c = a + b2
cمركز الفئةaالحدّ الأدنى للفئةbالحدّ الأعلى للفئة
مركز الفئة ليس مفهوما جديدا: هو منتصف مجالها، ويقع على البعد نفسه من حدّيها.

والوسط الحسابي لمراكز الفئات هو مجموع مراكز الفئات مقسوما على عدد الفئات. في هذه الحالة تُعامَل كل فئة معاملة واحدة، مهما كان عدد الأفراد الذين تضمّهم؛ فهو لا يساوي الوسط الحسابي للسلسلة عموما، ويتساويان مثلا إذا تساوت تكرارات الفئات.

الوسط الحسابي لمراكز الفئات

المقام هنا هو عدد الفئات، لأننا نحسب وسط المراكز نفسها، لا وسط الأفراد.

M=c₁ + c₂ + … + cₖk
kعدد الفئات

معارف — الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات

ولمّا كانت الفئات لا تضمّ العدد نفسه من الأفراد، فإن معاملتها معاملة واحدة قد تبعدنا عن الواقع. لذلك نحسب الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات: هو مجموع جداءات مركز كل فئة بتكرارها مقسوما على مجموع التكرارات.

الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات

هي نفس صيغة التوازن السابقة، وقد حلّ فيها مركز الفئة محلّ القيمة: كل فئة تُحسب بقدر عدد أفرادها.

M=n₁ × c₁ + n₂ × c₂ + … + nₖ × cₖN
احفظ الترتيب بين الصيغتين الأخيرتين: إن أعطاك التمرين التكرارات فاستعمل الصيغة المتوازنة، وإن لم يعطك سوى الفئات فليس أمامك إلا وسط المراكز.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نحسب الوسط الحسابي لسلسلة معطاة بقيمها ؟

خطوتان لا ثالثة لهما: عدّ القيم أوّلا، ثم اجمعها، ثم اقسم المجموع على عددها. وابدأ دائما بالعدّ، لأنه المقام، وهو أكثر ما يُنسى.

مثال 1: الوسط الحسابي لسلسلة معطاة بقيمها

أحصينا عدد الكتب التي قرأها كل تلميذ من تسعة تلاميذ خلال السنة، فتحصّلنا على السلسلة الإحصائية: 1 ؛ 5 ؛ 4 ؛ 3 ؛ 2 ؛ 7 ؛ 15 ؛ 19 ؛ 16.

🎯المطلوب: احسب الوسط الحسابي لهذه السلسلة، ثم تحقّق من أنّ النتيجة معقولة.

قيم السلسلة موضوعة على مستقيم مدرّج: ستّ منها متقاربة قرب البداية، وثلاث بعيدة نحو النهاية.
🔹الخطوة 1: عدد القيم

نعدّ حدود السلسلة واحدا واحدا قبل أي جمع، لأن هذا العدد سيكون المقام.

p = 9
🔹الخطوة 2: مجموع القيم

نجمع القيم التسع كلّها بالترتيب الذي وردت به؛ الجمع لا يتأثّر بترتيب حدوده.

1 + 5 + 4 + 3 + 2 + 7 + 15 + 19 + 16=72
✅النتيجة: الوسط الحسابي

نقسم المجموع على عدد القيم، وهذا هو تعريف الوسط الحسابي بعينه.

M=729=8
طبّق التحقّق: أصغر قيمة هي 1 وأكبر قيمة هي 19، والوسط الحسابي 8 يقع بينهما، فالنتيجة معقولة. ولاحظ أنّ 8 ليس من قيم السلسلة، وهذا عادي تماما.

طريقة 2: كيف نحسب الوسط الحسابي انطلاقا من جدول التكرارات ؟

ثلاث خطوات: اجمع التكرارات لتحصل على المقام، ثم اضرب كل قيمة في تكرارها واجمع الجداءات لتحصل على البسط، ثم اقسم. ولا تنتقل إلى خطوة قبل أن تُتمّ التي قبلها.

مثال 2: الوسط الحسابي المتوازن لعلامات فوج

في اختبار من 20 نقطة، توزّعت علامات فوج من 20 تلميذا حسب جدول التكرارات الآتي.

🎯المطلوب: احسب الوسط الحسابي لعلامات هذا الفوج، ثم عبّر عن معناه بجملة واحدة.

📌المعطى: جدول تكرارات العلامات
العلامةعدد التلاميذ
105
128
144
163
🔹الخطوة 1: مجموع التكرارات

نجمع التكرارات لنعرف عدد التلاميذ كلّهم: هو المقام، لا عدد العلامات المختلفة.

N=5 + 8 + 4 + 3=20
🔹الخطوة 2: مجموع الجداءات

نضرب كل علامة في عدد التلاميذ الذين نالوها، ثم نجمع الجداءات الأربعة.

10 × 5 + 12 × 8 + 14 × 4 + 16 × 3=250
✅النتيجة: الوسط الحسابي

نقسم مجموع الجداءات على مجموع التكرارات.

M=25020=12,5
ترجمة النتيجة: لو اقتُسم مجموع نقاط الفوج بالتساوي بين تلاميذه العشرين لنال كل واحد منهم 12,5. وهذه هي الجملة التي يُنتظر منك أن تكتبها في الاختبار.

طريقة 3: كيف نعيّن مركز فئة ونحسب الوسط الحسابي لمراكزها ؟

ابدأ بحساب مركز كل فئة على حدة بنصف مجموع حدّيها، واكتبها كلّها قبل أن تجمع. ثم اجمع المراكز واقسم على عدد الفئات.

مثال 3: الوسط الحسابي لمراكز أربع فئات

قِيست مدّة إنجاز تمرين، بالدقائق، وجُمعت النتائج في الفئات الأربع المتتالية: ⁦[0 ; 10[⁩ و ⁦[10 ; 20[⁩ و ⁦[20 ; 30[⁩ و ⁦[30 ; 40[⁩.

🎯المطلوب: عيّن مركز كل فئة، ثم احسب الوسط الحسابي لمراكز هذه الفئات الأربع.

🔹الخطوة 1: مركز الفئة الأولى

نطبّق تعريف المركز على الفئة الأولى: نصف مجموع حدّيها.

c₁=0 + 102=5
🔹الخطوة 2: مراكز الفئات الثلاث الباقية

ونعيد الحساب نفسه على الفئات الثلاث الباقية؛ لاحظ أنّ المراكز تتباعد بنفس المقدار.

c₂ = 15 , c₃ = 25 , c₄ = 35
🔹الخطوة 3: مجموع المراكز وعدد الفئات

نجمع المراكز الأربعة ونعدّ الفئات: العدد الأخير هو المقام.

5 + 15 + 25 + 35 = 80 , k = 4
✅النتيجة: الوسط الحسابي لمراكز الفئات

نقسم مجموع المراكز على عدد الفئات.

M=804=20
مركز فئة يقع دائما بين حدّيها، وعلى البعد نفسه منهما. فإن وجدت مركزا خارج فئته فقد أخطأت في نصف المجموع، لا في الفئة.

طريقة 4: كيف نحسب الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات ؟

هي طريقة جدول التكرارات نفسها، وقد حلّ فيها مركز الفئة محلّ القيمة. احسب المراكز أوّلا، ثم اجمع التكرارات، ثم اجمع الجداءات، ثم اقسم.

مثال 4: الوسط الحسابي المتوازن لسلسلة مجمّعة في فئات

نعود إلى مدّة إنجاز التمرين نفسها، بالدقائق، وقد أُضيف إلى كل فئة عدد التلاميذ الذين تضمّهم، فصار عدد التلاميذ كلّهم 25.

🎯المطلوب: احسب الوسط الحسابي المتوازن لهذه السلسلة المجمّعة في فئات.

📌المعطى: جدول تكرارات الفئات
الفئةعدد التلاميذ
⁦[0 ; 10[⁩4
⁦[10 ; 20[⁩10
⁦[20 ; 30[⁩6
⁦[30 ; 40[⁩5
🔹الخطوة 1: مراكز الفئات الأربع

نحسب مركز كل فئة كما في المثال السابق: المراكز لا تتغيّر بتغيّر التكرارات.

c₁ = 5 , c₂ = 15 , c₃ = 25 , c₄ = 35
🔹الخطوة 2: مجموع التكرارات

نجمع التكرارات لنحصل على عدد التلاميذ كلّهم، وهو المقام.

N=4 + 10 + 6 + 5=25
🔹الخطوة 3: مجموع الجداءات

نضرب مركز كل فئة في تكرارها ثم نجمع الجداءات الأربعة.

5 × 4 + 15 × 10 + 25 × 6 + 35 × 5=495
✅النتيجة: الوسط الحسابي المتوازن

نقسم مجموع الجداءات على مجموع التكرارات.

M=49525=19,8
قارن بالمثال السابق: نفس الفئات أعطت 20 بلا تكرارات و 19,8 مع التكرارات. الفرق صغير هنا، لكنه يكبر كلّما اختلفت التكرارات كثيرا؛ ولهذا نفضّل الصيغة المتوازنة كلّما توفّرت.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في تمرين الإحصاء: «احسب الوسط الحسابي لهذه السلسلة»، من قيمها أو من جدول تكرارات أو من فئات. ثلاثة عناصر جاهزة: ① من القيم: M = مجموع القيم على عددها ② من جدول التكرارات: ⁦M = (n₁ × x₁ + n₂ × x₂ + … + nₚ × xₚ)/N⁩، حيث N مجموع التكرارات ③ من الفئات: استبدل كلّ فئة بمركزها ⁦c = (a + b)/2⁩، ثمّ احسب الوسط المتوازن بالمراكز ؛ والوسط يقع دائما بين أصغر قيمة وأكبر قيمة، وهي مراقبة سريعة. ⛔ والخطأ الشائع: القسمة على عدد أسطر الجدول ؛ المقام مجموع التكرارات: أربع علامات موزّعة على عشرين تلميذا تُقسم على عشرين لا على أربعة. وخطأ ثانٍ: الضرب في أحد حدّي الفئة بدل مركزها.
خلاصة: الوسط الحسابي لسلسلة إحصائية هو مجموع قيمها على عدد قيمها، وهو نصيب كل فرد لو اقتُسم المجموع بالتساوي. وإذا كانت السلسلة معطاة بجدول تكرارات صار الوسط متوازنا: مجموع جداءات القيم بتكراراتها على مجموع التكرارات. وإذا جُمعت السلسلة في فئات استبدلنا كل فئة بمركزها، وهو نصف مجموع حدّيها، فنحصل على وسط المراكز إذا لم تتوفّر التكرارات، وعلى الوسط المتوازن إذا توفّرت. وفي كل الحالات يقع الوسط الحسابي بين أصغر قيمة وأكبر قيمة.

Page 1/9

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net