علوم وفضاء

معامل الاختلاف: لماذا يفسد تغيير الصفر مقارنة التشتت النسبي؟

مقارنة ثلاث نسب لنفس الأطوال
الأرقام مؤلفة؛ الإزاحة ترميز مصطنع وليست وحدة طول.

معامل الاختلاف قد يقل عند رفع متوسط موجب بإزاحة ثابتة، مع بقاء الانحراف. هل يثبت ذلك تشتتًا نسبيًا أقل؟ [2]

الخلاصة السريعة

افحص معنى الصفر قبل تفسير النسبة. [1]

  • معامل الاختلاف للعينة CV=s/x̄. يستعمل عادة لبيانات مستمرة على مقياس نسبي بصفر ذي معنى. وحدة مشتركة بين البسط والمقام تلغى، لكن غياب الوحدة لا يضمن صلاحية التفسير. [1]
  • نثبت n>1 وs=√[Σ(xᵢ−x̄)²/(n−1)]. لعينة أطوال مؤلفة 3، 6، 9cm، المتوسط 6cm ومجموع المربعات 18cm²، فيكون s=3cm. المعامل 0.5، أو 50% عند التعبير كنسبة مئوية. [2]
  • تحويل الأطوال إلى المليمتر يضربها في 10: القيم 30، 60، 90mm، ومتوسطها 60mm وانحرافها 30mm. تبقى النسبة 50%؛ تغيرت الوحدة بمعامل موجب، وبقي الصفر نفسه ذا معنى. [1]
  • إذا كان yᵢ=axᵢ+b وa>0، فإن ȳ=ax̄+b وsᵧ=as. الفروق عن المتوسط تضرب في a؛ لذلك CVᵧ=as/(ax̄+b) عندما المقام غير صفر. عند b=0 وx̄≠0 تختزل النسبة إلى CV. [2]
  • ترميز الأطوال بإضافة 94 إلى أرقام السنتيمتر يعطي 97، 100، 103؛ المتوسط 100 والانحراف 3، والنسبة 3%. هذا صفر مصطنع، لا وحدة طول جديدة بصفر حقيقي. النسبة الأصغر لا تثبت أن الأطوال تغيرت. [1]
  • عند متوسط صفر لا تعرف القسمة؛ القيم −1، 0، 1 مثال حسابي. وقرب الصفر تكون النسبة حساسة. الانحراف النسبي RSD=100s/|x̄| يساوي النسبة المئوية للمعامل حين المتوسط موجب؛ لا يحل أخذ المطلق مشكلة صفر مصطنع. [1]

حدد معنى معامل الاختلاف

معامل الاختلاف للعينة CV=s/x̄. يستعمل عادة لبيانات مستمرة على مقياس نسبي بصفر ذي معنى. وحدة مشتركة بين البسط والمقام تلغى، لكن غياب الوحدة لا يضمن صلاحية التفسير. [1]

ثبت تعريف انحراف العينة

نثبت n>1 وs=√[Σ(xᵢ−x̄)²/(n−1)]. لعينة أطوال مؤلفة 3، 6، 9cm، المتوسط 6cm ومجموع المربعات 18cm²، فيكون s=3cm. المعامل 0.5، أو 50% عند التعبير كنسبة مئوية. [2]

غير الوحدة مع حفظ الصفر

تحويل الأطوال إلى المليمتر يضربها في 10: القيم 30، 60، 90mm، ومتوسطها 60mm وانحرافها 30mm. تبقى النسبة 50%؛ تغيرت الوحدة بمعامل موجب، وبقي الصفر نفسه ذا معنى. [1]

اشتق أثر الضرب والإضافة

إذا كان yᵢ=axᵢ+b وa>0، فإن ȳ=ax̄+b وsᵧ=as. الفروق عن المتوسط تضرب في a؛ لذلك CVᵧ=as/(ax̄+b) عندما المقام غير صفر. عند b=0 وx̄≠0 تختزل النسبة إلى CV. [2]

لا تفسر الإزاحة كتشتت أقل

ترميز الأطوال بإضافة 94 إلى أرقام السنتيمتر يعطي 97، 100، 103؛ المتوسط 100 والانحراف 3، والنسبة 3%. هذا صفر مصطنع، لا وحدة طول جديدة بصفر حقيقي. النسبة الأصغر لا تثبت أن الأطوال تغيرت. [1]

فروق القيم عن متوسطها قبل الإزاحة وبعدها
نقل القيم ومتوسطها بالمقدار نفسه يحفظ الفروق.

راجع الصفر وتعريف النسبة

عند متوسط صفر لا تعرف القسمة؛ القيم −1، 0، 1 مثال حسابي. وقرب الصفر تكون النسبة حساسة. الانحراف النسبي RSD=100s/|x̄| يساوي النسبة المئوية للمعامل حين المتوسط موجب؛ لا يحل أخذ المطلق مشكلة صفر مصطنع. [1]

المراجع

  1. NIST: معامل الاختلاف
  2. NIST: تباين العينة وانحرافها

التباين والانحراف والخطأ المعياري

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.