الدرس الثاني: معامل الارتباط الخطي لبيرسون (القانون الرياضي، جدول الحسابات، ودلالة القيمة)
يُعد معامل الارتباط الخطي للعالم كارل بيرسون المقياس الإحصائي الأكثر دقة وشهرة لقياس الارتباط الخطي بين متغيرين كميين في منهج الإحصاء للثانوية العامة. يعتمد قانون بيرسون على حساب الانحرافات اللحظية والتغاير المشترك بين المتغيرين س و ص، ويُشترط لتطبيقه أن تكون البيانات المقاسة كمية عددية وليست وصفية رتبية. يتطلب حساب المعامل يدوياً إنشاء جدول خماسي الأعمدة يتضمن قيم س، ص، س²، ص²، وحاصل ضرب س ص، تمهيداً لحساب مجاميعها والتعويض في الصيغة الجذرية القياسية. كما يتدرب الطلاب على التعامل المباشر مع المجاميع الإجمالية المعطاة جاهزة في أسئلة التقييمات الوزارية الرسمية، مع تفسير النتيجة عدداً وإشارة لتحديد نوع وقوة الارتباط بدقة متناهية.
1. القانون الرياضي المعتمد لمعامل ارتباط بيرسون
يُحسب معامل الارتباط الخطي لبيرسون (ر) بين متغيرين كميين س و ص بالصيغة الجذرية المعتمدة:
شروط تطبيق معامل بيرسون
- بيانات كمية عددية: لا يصلح بيرسون إطلاقاً للبيانات الوصفية (كالتقديرات).
- علاقة خطية: يقيس درجة اقتراب النقاط من خط مستقيم فقط.
أعمدة الجدول الخماسي للحسابات
- العمود 1: قيم س | العمود 2: قيم ص
- العمود 3: س² (مربعات س) | العمود 4: ص² (مربعات ص)
- العمود 5: س ص (حاصل ضرب كل قيمة س في ص المناظرة)
2. مثال تطبيقي محلول بالخطوات الإحصائية
المعطيات النموذجية: في دراسة إحصائية على عينة من ن = 10 أزواج من البيانات، وُجد أن:
خطوات التعويض والحساب:
- حساب البسط:
10(450) - (60)(70) = 4500 - 4200 = 300 - حساب ما تحت الجذر الأول (الخاص بـ س):
10(400) - (60)² = 4000 - 3600 = 400 ⇐ √400 = 20 - حساب ما تحت الجذر الثاني (الخاص بـ ص):
10(530) - (70)² = 5300 - 4900 = 400 ⇐ √400 = 20 - حساب المقام:
20 × 20 = 400 - قيمة معامل الارتباط:
ر = 300 / 400 = +0.75⇐ ارتباط طردي قوي.
مسائل وزارية تدريبية محلولة
مسألة 1: حالة الارتباط العكسي التام
المعطيات: ن = 5 ، Σ س = 15 ، Σ ص = 25 ، Σ س² = 55 ، Σ ص² = 135 ، Σ س ص = 65.
البسط: 5(65) - (15)(25) = 325 - 375 = -50.
المقام: √[5(55) - 225] × √[5(135) - 625] = √50 × √50 = 50.
الناتج: ر = -50 / 50 = -1 ⇐ ارتباط عكسي تام.
مسألة 2: انعدام بسط معامل بيرسون
إذا كان ن = 8 ، وكان ن Σ س ص = (Σ س)(Σ ص)، فما قيمة ونوع معامل الارتباط؟
الحل: البسط = ن Σ س ص - (Σ س)(Σ ص) = صفر. وبما أن البسط صفر (مع مقام غير صفري)، فإن ر = 0 (ارتباط منعدم).
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً: