Mathématiques

الإحصاء الاحصاء

المدى

🔊 La maîtresse lit pour toi
مدينتان لهما نفس معدّل درجات الحرارة في الشهر، ومع ذلك يعيش سكّان الأولى طقسا معتدلا بينما يعيش سكّان الثانية بردا قارسا وحرّا شديدا في الشهر نفسه. فما هو العدد الذي يقيس اتّساع السلسلة بين أصغر قيمة فيها وأكبر قيمة ؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تعريف مدى سلسلة إحصائية وحسابه انطلاقا من قيمها
  • ترتيب سلسلة تصاعديا لقراءة الطرفين مباشرة
  • ترجمة المدى: ما الذي يقوله عن تشتّت السلسلة، وما الذي لا يقوله
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • طرح عددين ناطقين موجبين
  • ترتيب عدّة أعداد ترتيبا تصاعديا
  • حساب الوسط الحسابي لسلسلة إحصائية
قبل أن تقرأ، خذ السلسلتين 9 و 10 و 11 من جهة، و 2 و 9 و 19 من جهة أخرى. احسب فرق الطرفين في كل منهما. الفرقان مختلفان جدّا، وهذا الفرق هو موضوع الدرس.

معارف — تعريف المدى

مدى سلسلة إحصائية هو الفرق بين أكبر قيمة فيها وأصغر قيمة. فهو إذن عدد واحد يلخّص المسافة التي تشغلها السلسلة كلّها، من طرفها الأدنى إلى طرفها الأعلى.

تعريف المدى

نطرح الأصغر من الأكبر، لا العكس؛ ولهذا لا يكون المدى سالبا أبدا.

e = xmax − xmin
eمدى السلسلة الإحصائيةxmaxأكبر قيمة في السلسلةxminأصغر قيمة في السلسلة
لا تحسب المدى على القيم كما وردت دون ترتيب، ولا تأخذ أول قيمة وآخر قيمة مكتوبتين: خذ أصغر قيمة وأكبر قيمة، أينما كانتا في السلسلة.

معارف — الترتيب التصاعدي: الطريق العملي إلى الطرفين

البحث عن الطرفين في سلسلة مبعثرة يُتعب النظر ويجرّ إلى الخطأ. أمّا إذا رتّبنا السلسلة ترتيبا تصاعديا فإنّ أصغر قيمة تصير القيمة الأولى وأكبر قيمة تصير القيمة الأخيرة، ويصير المدى فرق الطرفين مباشرة.

السلسلة بعد الترتيب التصاعدي
x₁ ≤ x₂ ≤ … ≤ xₚ
xقيم السلسلة بعد ترتيبها من الأصغر إلى الأكبرpعدد قيم السلسلة
المدى بعد الترتيب

بعد الترتيب لم يعد للبحث محلّ: الطرفان هما الحدّ الأول والحدّ الأخير.

e = xₚ − x₁
انتبه إلى فرق دقيق: الترتيب وسيلة في درس المدى، وهو شرط في درس الوسيط. فلو عيّنتَ أكبر قيمة وأصغرها مباشرة دون ترتيب لحصلتَ على المدى نفسه؛ أمّا الوسيط فلا معنى له قبل الترتيب. ومع ذلك يبقى الترتيب أضمن طريق يجنّبك أخذ قيمة ليست طرفا.

معارف — ماذا يقيس المدى، وما الذي لا يقيسه

المدى يقيس تشتّت السلسلة، أي مدى تباعد قيمها بعضها عن بعض. فسلسلتان لهما نفس الوسط الحسابي قد يكون مداهما مختلفا جدّا: الأولى متجمّعة حول وسطها، والثانية مبعثرة بعيدا عنه. والوسط الحسابي وحده لا يكشف هذا الفرق.

المدى عدد موجب أو معدوم

لأنّ أكبر قيمة لا تقلّ عن أصغر قيمة أبدا. ولا ينعدم المدى إلا في حالة واحدة: أن تكون قيم السلسلة كلّها متساوية.

e ≥ 0
لكنّ المدى لا يستعمل إلا قيمتين اثنتين من السلسلة كلّها: الطرفين. فقيمة شاذّة واحدة بعيدة جدّا ترفعه وحدها، وإن كانت بقيّة القيم متجمّعة. لذلك يُقرأ المدى دائما مع الوسط الحسابي أو الوسيط، لا وحده.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نحسب مدى سلسلة مرتّبة ؟

اقرأ الحدّ الأول والحدّ الأخير، ثم اطرح الأول من الأخير. خطوتان، والانتباه كلّه في جهة الطرح.

مثال 1: مدى سلسلة مرتّبة

إليك الترتيب التصاعدي لسلسلة إحصائية تمثّل أعمار أشجار في حديقة، بالسنوات: 3 ؛ 7 ؛ 9 ؛ 11 ؛ 14 ؛ 16 ؛ 19.

🎯المطلوب: احسب مدى هذه السلسلة.

🔹الخطوة 1: الطرفان

السلسلة مرتّبة، فالطرفان هما الحدّ الأول والحدّ الأخير، ونقرأهما مباشرة.

xmin = 3 , xmax = 19
✅النتيجة: مدى السلسلة

نطرح أصغر قيمة من أكبر قيمة، في هذا الاتجاه لا غير.

e=19 − 3=16
ترجمة النتيجة: بين أصغر شجرة وأكبرها ستّ عشرة سنة. هذا العدد وحده لا يقول أين تتجمّع الأعمار، بل يقول فقط أيّ مسافة تشغلها السلسلة.

طريقة 2: كيف نحسب المدى عندما لا تكون السلسلة مرتّبة ؟

رتّب أوّلا، ثم اقرأ الطرفين، ثم اطرح. ولا تختصر الترتيب بالنظر السريع: هو ما يمنعك من أخذ قيمة ليست طرفا.

مثال 2: مدى سلسلة غير مرتّبة

سُجّلت أعداد الزبائن في محلّ خلال ستّة أيام، كما وردت دون ترتيب: 24 ؛ 8 ؛ 15 ؛ 31 ؛ 8 ؛ 19.

🎯المطلوب: رتّب السلسلة ترتيبا تصاعديا ثم احسب مداها.

🔹الخطوة 1: الترتيب التصاعدي

نعيد كتابة القيم من الأصغر إلى الأكبر، مع الاحتفاظ بالقيمة المكرّرة مرّتين.

8 ≤ 8 < 15 < 19 < 24 < 31
🔹الخطوة 2: الطرفان

بعد الترتيب صار الطرفان في مكانيهما: الأول والأخير.

xmin = 8 , xmax = 31
✅النتيجة: مدى السلسلة

نطرح الأصغر من الأكبر.

e=31 − 8=23
لاحظ أنّ تكرار القيمة 8 مرّتين لم يغيّر شيئا في المدى: المدى لا يهتمّ بالتكرارات، بل بالطرفين وحدهما. وهذا بالضبط ما يجعله غير كاف وحده.

طريقة 3: كيف نقارن تشتّت سلسلتين لهما نفس الوسط الحسابي ؟

احسب الوسط الحسابي لكل سلسلة لتتأكّد من تساويهما، ثم احسب مدى كل واحدة، ثم قارن المديين: الأكبر مدى هو الأكثر تشتّتا.

مثال 3: نفس الوسط الحسابي، ومدى مختلف

سجّلت مدينتان درجات الحرارة القصوى في أربعة أيام من الشهر نفسه. الأولى: 9 ؛ 10 ؛ 10 ؛ 11. والثانية: 2 ؛ 8 ؛ 12 ؛ 18.

🎯المطلوب: احسب الوسط الحسابي والمدى لكل من السلسلتين، ثم قارن بينهما.

السلسلتان على نفس التدريج: نقاط الأولى متجمّعة، ونقاط الثانية منتشرة على المستقيم كلّه.
🔹الخطوة 1: الوسط الحسابي للسلسلة الأولى

نجمع قيم السلسلة الأولى ونقسم على عددها.

M₁=9 + 10 + 10 + 114=10
Mالوسط الحسابي للسلسلة، وقد رُقّم بالمؤشّر ليُميَّز بين السلسلتين
🔹الخطوة 2: الوسط الحسابي للسلسلة الثانية

ونفعل الشيء نفسه مع السلسلة الثانية: الوسطان متساويان.

M₂=2 + 8 + 12 + 184=10
🔹الخطوة 3: مدى السلسلة الأولى

ننتقل إلى الطرفين: أكبر قيمة ناقص أصغر قيمة في السلسلة الأولى.

e₁=11 − 9=2
🔹الخطوة 4: مدى السلسلة الثانية

ثم في السلسلة الثانية.

e₂=18 − 2=16
✅النتيجة: مقارنة السلسلتين

نضع النتيجتين جنبا إلى جنب: نفس الوسط الحسابي، ومدى ثمانية أضعاف.

M₁ = M₂ , e₂ = 8 × e₁
هذا هو الدرس كلّه في سطر: الوسط الحسابي يقول أين تتجمّع السلسلة، والمدى يقول كم تتّسع. عددان مختلفان يجيبان عن سؤالين مختلفين، ولا يغني أحدهما عن الآخر.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «احسب مدى السلسلة»، وقد يُطلب مقارنة تشتّت سلسلتين لهما الوسط الحسابي نفسه. ثلاثة عناصر جاهزة: ① التعريف: ⁦e = xmax − xmin⁩، الفرق بين أكبر قيمة وأصغر قيمة، فهو لا يكون سالبا أبدا ② الطريق العملي: رتّب السلسلة تصاعديّا، فيصير المدى الحدّ الأخير ناقص الحدّ الأوّل ③ الترجمة: المدى يقيس اتّساع السلسلة، والوسط يقول أين تتجمّع ؛ فسلسلتان لهما الوسط نفسه قد يختلف مداهما كثيرا. ⛔ والخطأ الشائع: أخذ أوّل قيمة وآخر قيمة مكتوبتين دون ترتيب ؛ خذ أصغر قيمة وأكبرها أينما كانتا. وخطأ ثانٍ: قراءة المدى وحده ؛ قيمة شاذّة واحدة ترفعه وإن تجمّعت بقيّة القيم، فاقرأه مع الوسط الحسابي أو الوسيط.
خلاصة: مدى سلسلة إحصائية هو الفرق بين أكبر قيمة فيها وأصغر قيمة، ولذلك لا يكون سالبا أبدا، ولا ينعدم إلا إذا تساوت قيم السلسلة كلّها. وأيسر طريق إليه هو الترتيب التصاعدي: بعده يصير المدى فرق الحدّ الأخير والحدّ الأول. والمدى يقيس تشتّت السلسلة، أي كم تتّسع، بينما يقول الوسط الحسابي أين تتجمّع؛ فسلسلتان لهما نفس الوسط قد يختلف مداهما كثيرا. لكنه لا يستعمل سوى الطرفين، فترفعه قيمة شاذّة وحدها: لذلك يُقرأ دائما مع مؤشّر آخر.

Page 1/7

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net