خطوات الاستخدام
الخطوة 1: أدخل بيانات عينتك كقائمة مفصولة بفواصل. مثال: 5,7,8,9,10. ستقوم الحاسبة بترتيب البيانات وحساب دالة التوزيع التراكمي التجريبية (ECDF). دالة التوزيع التراكمي التجريبية عند نقطة x هي نسبة نقاط البيانات الأصغر من أو تساوي x.
الخطوة 2: حدد المتوسط (μ) والانحراف المعياري (σ) المفترضين للتوزيع الطبيعي الذي تريد اختبار البيانات مقابله. هذه هي معلمات التوزيع الطبيعي النظري تحت الفرضية الصفرية H0: البيانات تتبع N(μ, σ²).
الخطوة 3: تقوم الحاسبة بحساب دالة التوزيع التراكمي النظري للتوزيع الطبيعي باستخدام μ وσ المحددين عند كل نقطة بيانات. دالة التوزيع التراكمي تعطى بالصيغة Φ((x - μ)/σ)، حيث Φ هي دالة التوزيع التراكمي للمعيار الطبيعي.
الخطوة 4: إحصاء اختبار كولموجوروف-سميرنوف D هو أقصى فرق مطلق بين دالة التوزيع التراكمي التجريبية ودالة التوزيع التراكمي النظرية. رياضياً، D = max|F_n(x) - F(x)|، حيث F_n هي دالة التوزيع التراكمي التجريبية و F هي دالة التوزيع التراكمي النظرية. يقيس D مدى انحراف التوزيع التجريبي عن التوزيع المفترض.
الخطوة 5: لا تحسب هذه الحاسبة القيمة الاحتمالية (p-value) من توزيع كولموجوروف، بل تعرض قاعدة تقريبية على D نفسه: إذا كان D أكبر من 0.2 فالتباعد «كبير» (D>0.2)، وإذا كان بين 0.1 و0.2 فـ«متوسط»، وإذا كان أصغر من 0.1 فـ«غير كبير». للعبرة الإحصائية الدقيقة قارن D بالقيمة الحرجة لتوزيع كولموجوروف عند حجم العينة ومستوى الدلالة المطلوبين (مثلاً لـ n=5 وα=0.05 القيمة الحرجة الجدولية 0.565).
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على اختبار كولموجوروف-سميرنوف بخطوات الحل كاملة.
الحل
حجم العينة n = 5. البيانات المرتبة: 5,7,8,9,10. دالة التوزيع التراكمي التجريبية: F_n(5)=0.2, F_n(7)=0.4, F_n(8)=0.6, F_n(9)=0.8, F_n(10)=1.0. دالة التوزيع التراكمي النظرية عند كل نقطة: باستخدام μ=8, σ=2: z = (x-8)/2. لـ x=5: z=-1.5, F(5)=Φ(-1.5)=0.0668; x=7: z=-0.5, F(7)=0.3085; x=8: z=0, F(8)=0.5; x=9: z=0.5, F(9)=0.6915; x=10: z=1, F(10)=0.8413. الفروق المطلقة: |0.2-0.0668|=0.1332, |0.4-0.3085|=0.0915, |0.6-0.5|=0.1, |0.8-0.6915|=0.1085, |1.0-0.8413|=0.1587. أقصى فرق D = 0.1587. تقريب القيمة الاحتمالية: p = 2 * مجموع_{k=1}^∞ (-1)^{k-1} exp(-2k^2 *5*0.1587^2). لـ k=1: exp(-2*5*0.0252)=exp(-0.252)=0.777; k=2: -exp(-2*4*5*0.0252)= -exp(-1.008)= -0.365; المجموع=0.412; الحدود التالية مهملة، لذا p≈2*0.412=0.824. بما أن p >> 0.05، لا نرفض H0. البيانات متوافقة مع التوزيع N(8,4). ملاحظة: العينة صغيرة لذا الاختبار ضعيف.
الحل
حجم العينة n=20, μ=16, σ=8. أولاً، ترتيب البيانات. ثم حساب دالة التوزيع التراكمي التجريبية عند كل نقطة (دالة متدرجة). حساب دالة التوزيع التراكمي النظرية باستخدام قيم z. على سبيل المثال، أول قيمة 3: z=(3-16)/8=-1.625, F(3)=Φ(-1.625)=0.052. دالة التوزيع التراكمي التجريبية عند 3: 1/20=0.05. الفرق 0.002. نستمر لجميع النقاط. غالباً ما تحدث أقصى قيمة D عند الأطراف. لنفترض أنه بعد الحساب D=0.124. ثم نحسب القيمة الاحتمالية: باستخدام الصيغة التقريبية p≈2*مجموع... أو باستخدام برنامج. لـ n=20, D=0.124 يعطي p≈0.80 (لأن القيمة الحرجة عند α=0.05 حوالي 0.294). لذلك لا نرفض H0. البيانات لا تقدم دليلاً ضد التوزيع الطبيعي. يوضح هذا المثال أنه حتى لو بدت البيانات غير طبيعية بصرياً، قد لا يرفض اختبار KS بسبب صغر حجم العينة أو لأن الانحرافات ليست كبيرة.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة اختبار كولموجوروف-سميرنوف.
تحقّق مرجعي
- القيم (مفصولة بفواصل)
- 5, 7, 8, 9, 10
- المتوسط (μ)
- 8
- الانحراف المعياري (σ)
- 2