דלג לתוכן

ההתפלגות הנורמלית: עקומת הפעמון

ההתפלגות הנורמלית: עקומת הפעמון

הגבהים של אלף נערות

בבדיקה של משרד הבריאות מדדו את הגובה של 1,000 נערות בנות 17.
ההיסטוגרמה מראה כמה נערות יש בכל מחלקה של 3 ס"מ:

050100150200146149152155158161164167170173176179182גובה (ס"מ)נערות
  • רוב הנערות קרובות לאמצע, בין 158 ל-170 ס"מ.
  • ככל שמתרחקים מהאמצע – למעלה או למטה – יש פחות נערות, ומעט מאוד מתחת ל-149 או מעל 179.
  • שני הצדדים כמעט תמונת ראי זה של זה.
עקומת הפעמון

אם מודדים עוד ועוד נערות ומקטינים את המחלקות, ראשי העמודות נראים כמו עקומה חלקה בצורת פעמון. היא נקראת עקומה נורמלית, ונתונים שהעקומה הזאת מתארת מתפלגים נורמלית.

לגבהים של הנערות הממוצע μ=164\displaystyle {\mu}={164} ס"מ וסטיית התקן σ=6\displaystyle {\sigma}={6} ס"מ:

146152158164170176182גובה (ס"מ)
  • העקומה סימטרית סביב הממוצע: הממוצע, החציון והשכיח שווים – 164.
  • הגבוהה ביותר באמצע: שם יש הכי הרבה נתונים.
  • על הציר מסומנים הממוצע, ועוד ופחות סטיית תקן אחת, שתיים ושלוש: 158\displaystyle 158 ו-170\displaystyle 170, 152\displaystyle 152 ו-176\displaystyle 176, 146\displaystyle 146 ו-182\displaystyle 182.
  • האותיות היווניות μ\displaystyle \mu (מְיוּ) ו-σ\displaystyle \sigma (סיגמה) הן השמות המקובלים לממוצע ולסטיית התקן של התפלגות נורמלית.
סטיית התקן: הרוחב של הפעמון

בכיתה י"א למדתם שסטיית התקן מודדת פיזור: בערך כמה הנתונים רחוקים מהממוצע. בהתפלגות נורמלית היא קובעת את הרוחב של הפעמון.

שתי מכונות במפעל ממלאות בקבוקי מים של 500 מ"ל. בשתיהן הממוצע 500 מ"ל, אבל במכונה א’ סטיית התקן 2 מ"ל, ובמכונה ב’ – 5 מ"ל:

485490495500505510515מכונה א׳מכונה ב׳נפח (מ"ל)
  • הפעמון של מכונה א’ צר וגבוה: כמעט כל הבקבוקים קרובים ל-500 מ"ל. היא מדויקת יותר.
  • הפעמון של מכונה ב’ רחב ונמוך: יש בקבוקים עם 490 מ"ל, ואחרים עם 510.
  • השטח מתחת לכל עקומה זהה – הוא מייצג את כל הבקבוקים, 100%. לכן פעמון רחב יותר הוא גם נמוך יותר.
איזה נתונים מתפלגים נורמלית

התפלגות נורמלית מתאימה לתכונה שמושפעת מהרבה גורמים קטנים, שכל אחד מוסיף מעט או מוריד מעט:

  • גובה ומשקל של אנשים באותו גיל;
  • משקל של תינוקות בלידה;
  • ציונים במבחן ארצי, ומבחני מנת משכל (IQ);
  • הכמות שמכונה ממלאת בבקבוק, המשקל של כיכר לחם.

יש נתונים שאינם מתפלגים נורמלית. השכר החודשי, למשל, אינו סימטרי: לרוב האנשים שכר בינוני, ולמעטים שכר גבוה מאוד, ש"מושך" זנב ארוך ימינה:

0510152025300510152025303540שכר חודשי (אלפי ₪)אחוז מהעובדים

בנתונים כאלה הממוצע גדול מהחציון, ואין להשתמש בכללים של העקומה הנורמלית.

תרגיל 1

המשקל של תינוקות בלידה מתפלג נורמלית:

1800230028003300380043004800משקל לידה (גרם)
א

מה הממוצע ומה סטיית התקן של משקלי הלידה?

הממוצע

    / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

    / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

    סטיית התקן

      / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

      / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

      ב

      חשבו את המשקל שגדול מהממוצע בשתי סטיות תקן.

        / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

        / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

        ג

        חשבו את המשקל שקטן מהממוצע בסטיית תקן אחת.

          / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

          / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

          תרגיל 2

          הזמנים של שתי קבוצות במרוץ של 5 ק"מ, בדקות, מתפלגים נורמלית:
          קבוצה א’ – חברי מועדון ריצה, וקבוצה ב’ – תלמידים במרוץ של בית הספר.

          איזו קבוצה רצה מהר יותר בממוצע? באיזו קבוצה הזמנים מפוזרים יותר? איך רואים את זה בעקומות?

          15202530354045קבוצה א׳קבוצה ב׳זמן (דקות)
          תרגיל 3

          אילו מהנתונים האלה מתפלגים, כנראה, נורמלית? הסבירו.

          1. האורך של עלים מאותו עץ.
          2. מספר הילדים במשפחה.
          3. מחירי הדירות בעיר.
          4. המשקל של שקיות קמח של 1 ק"ג שיוצאות ממכונה.
          5. הציונים של כל התלמידים בארץ בבחינת הבגרות באנגלית.