בבסיס צבאי מדדו את הגובה של אלפי חיילים. כשמציירים היסטוגרמה של הגבהים, העמודות יוצרות צורה של פעמון.
איפה נמצאים רוב החיילים: קרוב לגובה ס״מ או רחוק ממנו?
להציג את התשובה והפתרון
רוב החיילים קרובים ל-. ככל שמתרחקים מהאמצע, יש פחות ופחות חיילים. חיילים בגובה או ס״מ נדירים מאוד.
העקומה הנורמלית
נתונים שהגרף שלהם נראה כמו פעמון מתפלגים נורמלית. העקומה נקראת העקומה הנורמלית.
דוגמאות: גובה ומשקל של אנשים, ציונים במבחן גדול, משקל של חבילות במפעל, זמן תגובה.
העקומה סימטרית סביב הממוצע: חצי מהנתונים מתחתיו וחצי מעליו.
רוב הנתונים מרוכזים קרוב לממוצע, והשיא של העקומה נמצא בממוצע.
העקומה יורדת מהר בשני הצדדים: ערכים רחוקים מהממוצע נדירים.
בעקומה נורמלית של גבהים עם ממוצע ס״מ, כמה אחוזים מהחיילים גבוהים מ- ס״מ?
להציג את התשובה והפתרון
. העקומה סימטרית סביב הממוצע: חצי מהשטח משמאלו וחצי מימינו.
הממוצע וסטיית התקן קובעים את הצורה
הממוצע קובע איפה נמצא השיא של הפעמון. סטיית התקן קובעת כמה הפעמון רחב.
- עקומה א
- עקומה ב
לשתי העקומות אותו ממוצע, . לעקומה ב יש סטיית תקן גדולה יותר, ולכן היא רחבה ונמוכה. השטח מתחת לכל עקומה הוא , ולכן עקומה רחבה חייבת להיות נמוכה.
לאיזו עקומה בגרף יש סטיית תקן קטנה יותר? מה זה אומר על הנתונים?
להציג את התשובה והפתרון
לעקומה א: היא צרה וגבוהה. הנתונים שלה הומוגניים יותר, כלומר קרובים יותר לממוצע.
לא כל התפלגות היא נורמלית
התפלגות של הכנסות במשפחות אינה סימטרית: לרוב המשפחות הכנסה בינונית, ולמעט משפחות הכנסה גבוהה מאוד. לגרף יש זנב ארוך בצד ימין.
גם תוצאות של הטלת קובייה אינן נורמליות: לכל תוצאה אותו סיכוי, והגרף שטוח. זו התפלגות אחידה.
שתי טעויות נפוצות.
רוחב הפעמון נקבע על ידי סטיית התקן, לא על ידי הממוצע. הממוצע רק מזיז את הפעמון ימינה או שמאלה.
לכל עקומה נורמלית אותו שטח, . עקומה גבוהה היא פשוט צרה יותר.
תרגילים
תרגיל 1
איזו מהתכונות הבאות אינה תכונה של העקומה הנורמלית?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב לכל הערכים יש אותה שכיחות
הפתרון:
שלוש התכונות של העקומה הנורמלית
«לכל הערכים אותה שכיחות» מתאר התפלגות אחידה, כמו בהטלת קובייה. בעקומה נורמלית ערכים קרובים לממוצע שכיחים הרבה יותר מערכים רחוקים.
תרגיל 2
המשקל של שקיות קמח במפעל מתפלג נורמלית עם ממוצע גרם. כמה אחוזים מהשקיות שוקלות פחות מ- גרם?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 50
הפתרון:
העקומה סימטרית סביב הממוצע
חצי מהשטח נמצא משמאל לממוצע: . לא צריך את סטיית התקן כדי לענות על השאלה הזאת.
תרגיל 3
- עקומה א
- עקומה ב
בגרף שתי עקומות נורמליות. לאיזו עקומה סטיית תקן גדולה יותר?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג לעקומה ב
הפתרון:
עקומה רחבה: הנתונים מפוזרים יותר
לעקומה ב סטיית תקן גדולה יותר: היא רחבה ונמוכה. מי שבחר «אותה סטיית תקן» הסתכל על המרכז, שבאמת משותף לשתיהן.
תרגיל 4
נכון או לא נכון: השטח מתחת לעקומה נורמלית צרה קטן מהשטח מתחת לעקומה נורמלית רחבה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
בכל עקומה נורמלית
לא נכון. השטח מתחת לכל עקומה נורמלית הוא , כל הנתונים. עקומה צרה פשוט גבוהה יותר.
תרגיל 5
מיינו: אילו נתונים מתפלגים בערך נורמלית, ואילו לא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: הגובה של בנות בישראל — בערך נורמלית · הציונים בבחינה ארצית גדולה — בערך נורמלית · המשקל של תפוחים בארגז גדול — בערך נורמלית · התוצאה בהטלת קובייה — לא נורמלית · ההכנסה החודשית של משפחות — לא נורמלית
הפתרון:
לכל תוצאה אותו סיכוי
מעט משפחות עם הכנסה גבוהה מאוד
גובה, משקל וציונים בקבוצה גדולה מתפלגים בערך נורמלית. הטלת קובייה היא התפלגות אחידה, והכנסות הן התפלגות לא סימטרית.
תרגיל 6
הגרף מתאר את זמני הריצה (בשניות) של תלמידים במרוץ מטר. הזמנים מתפלגים נורמלית. מהו הממוצע?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 15
הפתרון:
השיא של עקומה נורמלית נמצא בממוצע
קוראים מהגרף
הממוצע הוא שניות: שם נמצא השיא, וסביבו העקומה סימטרית.
תרגיל 7
התאימו כל מושג למה שהוא קובע בעקומה הנורמלית.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: הממוצע — המקום של השיא על הציר · סטיית התקן — כמה הפעמון רחב · השטח מתחת לעקומה — מהנתונים
הפתרון:
שני מספרים קובעים את כל העקומה
הממוצע מזיז את הפעמון, סטיית התקן מרחיבה אותו, והשטח תמיד .
תרגיל 8
הציונים בשתי כיתות מתפלגים נורמלית עם אותו ממוצע, . בכיתה א סטיית התקן היא , ובכיתה ב היא . מה נכון?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד בכיתה א הציונים הומוגניים יותר
הפתרון:
סטיית תקן קטנה: הציונים קרובים לממוצע
בכיתה א הציונים הומוגניים יותר. העקומה שלה צרה וגבוהה. מי שבחר «העקומה של ב גבוהה יותר» התבלבל: עקומה רחבה היא נמוכה.
תרגיל 9
הגובה של עצי אורן ביער מתפלג נורמלית עם ממוצע מטר. השלימו את האחוזים.
אחוז העצים הגבוהים מ- מטר: ____% ; אחוז העצים הנמוכים מ- מטר: ____%
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: אחוז העצים הגבוהים מ- מטר: 50% ; אחוז העצים הנמוכים מ- מטר: 50%
הפתרון:
הממוצע מחלק את העקומה לשני חצאים שווים
בכל התפלגות נורמלית, מעל הממוצע ו- מתחתיו.
תרגיל 10
נכון או לא נכון: אם מגדילים את כל הנתונים ב-, העקומה הנורמלית זזה ימינה, והרוחב שלה לא משתנה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
הממוצע גדל ב-
המרחקים בין הנתונים לא השתנו
נכון. הוספה של מספר קבוע מזיזה את כל הנתונים יחד: הממוצע זז, סטיית התקן נשארת.