خطوات الاستخدام
الخطوة 1: جمع إحصائيات العينة. تحتاج إلى متوسط العينة (x̄)، الانحراف المعياري للعينة (s)، وحجم العينة (n). يتم حساب هذه القيم من بياناتك. يمثل المتوسط الاتجاه المركزي، ويقيس الانحراف المعياري التشتت، ويؤثر حجم العينة على دقة التقدير.
الخطوة 2: تحديد مستوى الثقة المطلوب (مثل 90%، 95%، 99%). يعكس مستوى الثقة مدى تأكدك من أن الفترة تحتوي على متوسط المجتمع الحقيقي. حول مستوى الثقة إلى مستوى دلالة α = 1 - مستوى الثقة. لفترة ثنائية الذيل، ستستخدم α/2 في كل ذيل لإيجاد القيمة الحرجة t.
الخطوة 3: إيجاد القيمة الحرجة t (t*) من جدول توزيع t أو باستخدام آلة حاسبة. يعتمد توزيع t على درجات الحرية (df = n - 1). لمستوى ثقة معين و df، فإن t* هي القيمة التي تساوي المساحة بين -t* و +t* مستوى الثقة. على سبيل المثال، مع ثقة 95% و df=10، t* ≈ 2.228.
الخطوة 4: حساب هامش الخطأ (ME) باستخدام الصيغة: ME = t* × (s / √n). الخطأ المعياري للمتوسط هو s/√n. ضربه في t* يوسع الخطأ لتحقيق مستوى الثقة المطلوب. قيمة t* أكبر أو انحراف معياري أكبر يزيد هامش الخطأ، بينما حجم عينة أكبر يقلله.
الخطوة 5: بناء فترة الثقة. الفترة هي (x̄ - ME, x̄ + ME). تفسير النتيجة: نحن واثقون بنسبة (مستوى الثقة)% من أن متوسط المجتمع الحقيقي يقع ضمن هذه الفترة. تذكر أن الثقة تتعلق بالطريقة - إذا كررنا أخذ العينات عدة مرات، فإن (مستوى الثقة)% من هذه الفترات ستحتوي على المتوسط الحقيقي.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على فترة ثقة للمتوسط (t) بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، حدد إحصائيات العينة: n = 15، x̄ = 22.4 سم، s = 3.2 سم. مستوى الثقة 95%، إذن α = 0.05. درجات الحرية df = n - 1 = 14. لفترة ثقة ثنائية الذيل بنسبة 95%، نحتاج إلى t* بحيث تكون المساحة في كل ذيل α/2 = 0.025. باستخدام جدول توزيع t أو آلة حاسبة، للدرجات df = 14 و α/2 = 0.025، t* ≈ 2.145. بعد ذلك، احسب الخطأ المعياري: SE = s / √n = 3.2 / √15 ≈ 3.2 / 3.873 = 0.826. ثم هامش الخطأ: ME = t* × SE = 2.145 × 0.826 ≈ 1.772. أخيرًا، فترة الثقة هي (x̄ - ME, x̄ + ME) = (22.4 - 1.772, 22.4 + 1.772) = (20.628, 24.172). التفسير: نحن واثقون بنسبة 95% أن متوسط الارتفاع الحقيقي لهذا النوع من النباتات يقع بين 20.63 سم و 24.17 سم تقريبًا. هذه الفترة واسعة نسبيًا بسبب حجم العينة الصغير والتباين المعتدل. إذا أراد الباحث فترة أضيق، يمكنه زيادة حجم العينة.
الحل
المعطيات: n = 25، x̄ = 102.3، s = 15.7، مستوى الثقة = 99% → α = 0.01. df = 24. القيمة الحرجة t* لـ α/2 = 0.005 و df=24 هي t* ≈ 2.797 (من جدول t). الخطأ المعياري: SE = 15.7 / √25 = 15.7 / 5 = 3.14. هامش الخطأ: ME = 2.797 × 3.14 ≈ 8.783. فترة الثقة: (102.3 - 8.783, 102.3 + 8.783) = (93.517, 111.083). التفسير: نحن واثقون بنسبة 99% أن متوسط الذكاء الحقيقي في المجتمع يقع بين 93.5 و 111.1. لاحظ أن فترة الثقة 99% أوسع من فترة الثقة 95% (التي سيكون لها t*≈2.064، ME≈6.48، الفترة (95.82,108.78)) لأن الثقة الأعلى تتطلب هامش خطأ أكبر.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة فترة ثقة للمتوسط (t).
قيم مُدخَلة قياسية
- متوسط العينة (x̄)
- 50
- الانحراف المعياري للعينة (s)
- 10
- حجم العينة (n)
- 25
- مستوى الثقة
- 90
قيم مُدخَلة مرتفعة
- متوسط العينة (x̄)
- 100
- الانحراف المعياري للعينة (s)
- 17
- حجم العينة (n)
- 43
- مستوى الثقة
- 99
قيم مُدخَلة منخفضة
- متوسط العينة (x̄)
- 25
- الانحراف المعياري للعينة (s)
- 2
- حجم العينة (n)
- 7
- مستوى الثقة
- 95