خطوات الاستخدام
أدخل مجموعة البيانات الخاصة بك: قم بإدراج الأرقام التي تريد حساب التباين لها. على سبيل المثال، 5، 10، 15، 20. تتوقع الآلة الحاسبة قيمًا مفصولة بفواصل أو قائمة مفصولة بمسافات. يجب أن تكون البيانات رقمية ويمكن أن تمثل أي كمية قابلة للقياس، مثل درجات الاختبار أو عوائد الأسهم أو أوزان المنتجات. تأكد من وجود نقطتي بيانات على الأقل لحساب التباين بنتيجة ذات معنى.
احسب المتوسط الحسابي: يعتمد التباين بشكل أساسي على المتوسط الحسابي (المعدل) لبياناتك. يتم حساب المتوسط كمجموع جميع نقاط البيانات مقسومًا على عدد النقاط (ن). على سبيل المثال، للبيانات 5، 10، 15، 20، المجموع هو 50، و ن=4، لذا المتوسط هو 12.5. يعمل المتوسط كنقطة مرجعية مركزية تُقاس منها الانحرافات.
احسب الانحرافات المربعة عن المتوسط: لكل نقطة بيانات، اطرح المتوسط وقم بتربيع النتيجة. يضمن التربيع أن الانحرافات السالبة والموجبة لا تلغي بعضها البعض وأن الانحرافات الأكبر توزن بشكل أكبر. على سبيل المثال، الانحرافات: (5-12.5)=-7.5 → 56.25، (10-12.5)=-2.5 → 6.25، (15-12.5)=2.5 → 6.25، (20-12.5)=7.5 → 56.25. الانحرافات المربعة هي 56.25، 6.25، 6.25، 56.25.
اجمع الانحرافات المربعة: أضف جميع الانحرافات المربعة معًا. على سبيل المثال، 56.25+6.25+6.25+56.25=125. يمثل هذا المجموع إجمالي التباين التربيعي عن المتوسط.
اقسم على المقام المناسب: تعتمد الخطوة الأخيرة على ما إذا كنت تحسب التباين لمجتمع إحصائي أم لعينة. بالنسبة لتباين المجتمع (σ²)، اقسم مجموع الانحرافات المربعة على ن (عدد نقاط البيانات). بالنسبة لتباين العينة (s²)، اقسم على ن-1 (درجات الحرية) لتصحيح الانحياز. باستخدام مثالنا، تباين المجتمع = 125/4 = 31.25، تباين العينة = 125/3 ≈ 41.67. توفر الآلة الحاسبة كلتا النتيجتين، مما يسمح لك بالاختيار بناءً على سياقك.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على حاسبة التباين بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، احسب المتوسط. المجموع = 78+85+93+88+76 = 420، ن=5، إذن المتوسط = 420/5 = 84. بعد ذلك، احسب الانحرافات المربعة عن المتوسط: (78-84)² = (-6)² = 36؛ (85-84)² = 1² = 1؛ (93-84)² = 9² = 81؛ (88-84)² = 4² = 16؛ (76-84)² = (-8)² = 64. مجموع الانحرافات المربعة = 36+1+81+16+64 = 198. لتباين المجتمع (σ²): اقسم على ن = 198/5 = 39.6. لتباين العينة (s²): اقسم على ن-1 = 198/4 = 49.5. التفسير: تباين العينة (49.5) أكبر لأنه يصحح حقيقة أننا نقدر تباين المجتمع من عينة، ويوفر استخدام ن-1 تقديرًا غير متحيز. تمثل هذه القيم متوسط الانحراف التربيعي عن المتوسط؛ للحصول على مقياس أكثر سهولة، نأخذ الجذر التربيعي لإيجاد الانحراف المعياري (σ ≈ 6.29 للمجتمع، s ≈ 7.04 للعينة). السياق: في الاختبارات التعليمية، يشير التباين إلى مدى انتشار درجات الطلاب. تباين 49.5 (عينة) يعني أن الدرجات تنحرف عادةً عن المتوسط بحوالي 7 نقاط (انحراف معياري)، مما يشير إلى تباين معتدل.
الحل
أولاً، لاحظ أن العوائد السالبة مسموح بها. المتوسط = (-1.2+0.5+2.1-0.8+1.4) / 5 = 2.0 / 5 = 0.4%. الانحرافات المربعة: (-1.2-0.4)² = (-1.6)² = 2.56؛ (0.5-0.4)² = (0.1)² = 0.01؛ (2.1-0.4)² = (1.7)² = 2.89؛ (-0.8-0.4)² = (-1.2)² = 1.44؛ (1.4-0.4)² = (1.0)² = 1.00. المجموع = 2.56+0.01+2.89+1.44+1.00 = 7.90. نظرًا لأن هذه عينة من العوائد (ونفترض أننا نقدر تباين مجتمع العوائد)، استخدم ن-1 = 4. تباين العينة = 7.90 / 4 = 1.975%². التفسير: التباين في المالية هو مقياس للتقلب أو المخاطرة. تباين 1.975%² يعني أنه في المتوسط، الانحراف التربيعي عن متوسط العائد هو 1.975. لتفسيره كنسبة مئوية، الانحراف المعياري (الجذر التربيعي للتباين) هو حوالي 1.405%. هذا يعني أن عوائد السهم اليومية تختلف عادةً بحوالي 1.4% عن متوسط العائد (0.4%)، لذا قد تشهد يومًا نموذجيًا عائدًا بين -1.0% و1.8%. يستخدم المستثمرون التباين لقياس المخاطر؛ يشير التباين الأعلى إلى عدم يقين أكبر. لاحظ أن تربيع العوائد يؤدي إلى وحدات هي نسبة مئوية مربعة، وهو أقل سهولة؛ لذلك غالبًا ما يتم الإبلاغ عن الانحراف المعياري.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة حاسبة التباين.
قيم مُدخَلة قياسية
- البيانات
- 10, 20, 30, 40, 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- البيانات
- 100, 200, 300, 400, 500
قيم مُدخَلة منخفضة
- البيانات
- 1, 2, 3, 4, 5