Loading AI tools
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
التباين (بالإنجليزية: Variance) (في مجال الإحصاء ونظرية الاحتمالات) لمتغير عشوائي أو توزيع احتمالي أو عينة، هو مقياس للتشتت الإحصائي للقيم الممكنة حول القيمة المتوقّعة، وهو مساوٍ للقيمة المتوقّعة (أو لمتوسّط الحسابي) لتربيع انحرافات القيم المقاسة عن القيمة المتوقّعة (أو المتوسّط).[1][2][3] أي أنّ في حين تصف القيمة المتوقّعة الموقع المتوسّط لتوزيع معيّن، يصف التباين مدى انتشار القيم الممكنة لهذا التوزيع حول القيمة المتوقّعة. يطلق على الجذر التربيعي الموجب للتباين اسم الانحراف المعياري، وله نفس وحدات المعطيات الأصلية، ولذا يسهل فهمه أو تفسيره أحيانًا بالمقارنة مع التباين.
إنّ تباين متغيّر عشوائي حقيقي مساوٍ لعزمه المركزي من الرتبة الثانية. وكما لا توجد لبعض التوزيعات قيمة متوقّعة، فللبعض لا يوجد تباينًا. إذا كان للتوزيع تباين، فله أيضًا قيمة متوقّعة، أمّا العكس فليس بالضرورة صحيحًا.
يرمز للتباين لمتغير عشوائي بواسطة ،
أو الرمز أو الرمز .
وبالنسبة لمتغير عشوائي ذي قيمة متوقعة ، وهذا هو متوسط القيم، فإنّ التباين للمتغير هو:
وإنّ هذا التعريف صحيح بالنسبة لمتغيرات عشوائية مستمرة أو متقطعة أو لا هذه ولا تلك. وبالإمكان تفكيك المعادلة السابقة لتصبح:
كما ويتحقّق:
أي أنّ القيمة المتوقّعة تعطي أقل قيمة لمعدّل تربيع الانحرافات عن نقطة معيّنة، وتكون هذه القيمة القصوى هي التباين.
إذا كان المتغير العشوائي مستمرًا ذا دالة كثافة احتمال ، يمكن حسابه بالتكامل:
حيث أنّ التكاملين هما تكاملان محدودان وفق مجال القيم التي ممكن أن يحصل عليها المتغير .
إذا كان المتغير العشوائي متقطعًا ذا دالة كتلة احتمال كالتالي ، بحساب المجموع:
بشرط أن يتحقّق:
إذا أردنا ترجمة هذه المعادلة للغة بسيطة، فيمكن وصف التباين على أنّه معدّل تربيع انحرافات عن قيمته المتوقّعة .
التوزيع الاحتمالي الطبيعي ذو المتوسط و التباين هو توزيع مستمر (يعرف أيضا باسم توزيع غاوسي)، دالة كثافته الاحتمالية تعرف كما يلي:
في هذا التوزيع، القيمة المتوقعة تساوي أما التباين فيحسب كما يلي:
إذا كان هو متغير عشوائي بواسوني ذا قيمة وسيطة مقدارها ، أي ، فإنّ قيمته المتوقعة تساوي وتباينه يساوي:
أي أن تباين المتغير العشوائي وقيمته المتوقعة متساويان.
في الواقع العملي (التطبيقي) تباين المجتمع يكون في أغلب الأحيان غير معروف (مجهول) لذلك يجب الاستعاضة عن التباين (تباين المجتمع) بقيمة تقديرية هي تباين العينة:
حيث أن هو الوسط الحسابي للعينة:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.