خطوات الاستخدام
أدخل تباين العينة (s²). هذا هو التباين المحسوب من بيانات عينتك باستخدام الصيغة s² = Σ(x_i - x̄)² / (n-1). يعمل كأفضل تقدير نقطي للتباين السكاني غير المعروف (σ²). سيتم بناء فترة الثقة حول هذه القيمة باستخدام توزيع كاي تربيع.
أدخل حجم العينة (n). يحدد عدد المشاهدات المستقلة في عينتك درجات الحرية (df = n-1) لتوزيع كاي تربيع. توفر العينة الأكبر معلومات أكثر وتؤدي إلى فترة ثقة أضيق، مما يعكس دقة أعلى.
أدخل مستوى الثقة المطلوب (مثل 95%). يمثل هذا احتمال احتواء الفترة المحسوبة على التباين السكاني الحقيقي. المستويات الشائعة هي 90% و95% و99%. تستخدم الآلة الحاسبة مستوى الأهمية α = 1 - مستوى الثقة لتحديد القيم الحرجة لتوزيع كاي تربيع.
تحسب الآلة الحاسبة القيم الحرجة الدنيا والعليا من توزيع كاي تربيع: χ²_{α/2, n-1} (القيمة التي بها مساحة α/2 إلى اليمين) وχ²_{1-α/2, n-1} (القيمة التي بها مساحة α/2 إلى اليسار). هذه هي الكميات التي تحدد ذيول التوزيع. فترة الثقة للتباين السكاني تُعطى بالصيغة: ((n-1)s² / χ²_{α/2}, (n-1)s² / χ²_{1-α/2}). لاحظ أن الطرف الأيسر يستخدم القيمة الحرجة العليا لأنها تظهر في المقام، والعكس صحيح.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على فترة ثقة للتباين بخطوات الحل كاملة.
الحل
المعطيات: تباين العينة s² = 4.5، حجم العينة n = 20، مستوى الثقة = 95%. أولاً، درجات الحرية: df = n - 1 = 19. مستوى الأهمية α = 1 - 0.95 = 0.05، إذن α/2 = 0.025. نحتاج القيم الحرجة لكاي تربيع: χ²_{0.025, 19} (الذيل العلوي) و χ²_{0.975, 19} (الذيل السفلي). باستخدام جدول كاي تربيع أو آلة حاسبة نجد: χ²_{0.025, 19} ≈ 32.852 و χ²_{0.975, 19} ≈ 8.907. الآن نحسب الفترة: الحد الأدنى = (n-1)s² / χ²_{0.025, 19} = (19 × 4.5) / 32.852 = 85.5 / 32.852 ≈ 2.604. الحد الأعلى = (n-1)s² / χ²_{0.975, 19} = 85.5 / 8.907 ≈ 9.600. إذن، فترة الثقة 95% للتباين السكاني هي (2.604, 9.600) جرام². التفسير: نحن واثقون بنسبة 95% أن التباين الحقيقي لوزن الأكياس يقع بين 2.60 و 9.60 جرام². إذا أردنا فترة الثقة للانحراف المعياري، نأخذ الجذور التربيعية: (1.614, 3.098) جرام.
الحل
المعطيات: s² = 0.028, n = 15, الثقة = 99%. df = 14. α = 0.01, α/2 = 0.005. القيم الحرجة: χ²_{0.005, 14} ≈ 31.319 (علوي), χ²_{0.995, 14} ≈ 4.075 (سفلي). نحسب: (n-1)s² = 14 × 0.028 = 0.392. الحد الأدنى = 0.392 / 31.319 ≈ 0.0125. الحد الأعلى = 0.392 / 4.075 ≈ 0.0962. إذن، فترة الثقة 99% هي (0.0125, 0.0962). التفسير: نحن واثقون بنسبة 99% أن التباين السكاني الحقيقي لنقاء الدواء يقع بين 0.0125 و 0.0962. يؤدي مستوى الثقة العالي إلى فترة أوسع مقارنة بفترة 95%. لتحويلها إلى انحراف معياري، نأخذ الجذور التربيعية: (0.1118, 0.3102).
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة فترة ثقة للتباين.
قيم مُدخَلة قياسية
- تباين العينة (s²)
- 25
- حجم العينة (n)
- 20
- مستوى الثقة
- 90
قيم مُدخَلة مرتفعة
- تباين العينة (s²)
- 42.5
- حجم العينة (n)
- 34
- مستوى الثقة
- 99
قيم مُدخَلة منخفضة
- تباين العينة (s²)
- 5
- حجم العينة (n)
- 7
- مستوى الثقة
- 95