חומר לימוד · ד״ר איגור קליינר

מקדם המתאם של פירסון:
חישוב ידני

שני תרגילים מלאים עם טבלאות, נוסחה, הצבה, פרשנות ומחשבון קטן לבדיקה עצמית.

1 מה מודד מקדם המתאם?

מקדם המתאם של פירסון מודד את עוצמת הקשר הליניארי בין שני משתנים כמותיים. הוא מסומן בדרך כלל באות r.

r > 0 — קשר חיובי כאשר X עולה, גם Y נוטה לעלות.
r < 0 — קשר שלילי כאשר X עולה, Y נוטה לרדת.
r ≈ 0 — קשר חלש אין קשר ליניארי ברור בין שני המשתנים.
חשוב: מתאם אינו מוכיח סיבתיות. אם שני דברים עולים יחד, זה לא בהכרח אומר שאחד מהם גרם לשני.

Σ הנוסחה

כדי שהנוסחה תיראה נקייה וברורה, היא מוצגת כאן כתמונה מסודרת עם שורש, קו שבר ואינדקסים ברורים של הסכימה. מתחתיה תמצאו הסבר קצר על כל סימן.

נוסחת מקדם המתאם של פירסון
דוגמה 1 · קשר חיובי חזק, אבל לא מלאכותי

📈 שעות הכנה וציון במבחן

כאן הנתונים אינם הסדרה הפשוטה 1,2,3,4,5. זה נראה יותר כמו נתונים אמיתיים: סטודנטים למדו מספר שונה של שעות, והציונים עולים בדרך כלל — אבל לא בצורה מושלמת לגמרי.

סטודנטשעות הכנה Xציון Y
1260
2464
3570
4771
51084
  1. מחשבים ממוצעים: x̄ = (2+4+5+7+10)/5 = 28/5 = 5.6, וגם ȳ = (60+64+70+71+84)/5 = 349/5 = 69.8.
  2. בכל שורה מחשבים סטייה מהממוצע: xᵢ - x̄ ו־yᵢ - ȳ.
  3. מחשבים מכפלה של הסטיות ושני ריבועים.
xᵢ yᵢ xᵢ - x̄ yᵢ - ȳ (xᵢ - x̄)(yᵢ - ȳ) (xᵢ - x̄)² (yᵢ - ȳ)²
260-3.6-9.835.2812.9696.04
464-1.6-5.89.282.5633.64
570-0.60.2-0.120.360.04
7711.41.21.681.961.44
10844.414.262.4819.36201.64
סכומים108.6037.20332.80
r = 108.6 / √(37.2 · 332.8) = 108.6 / √12380.16 ≈ 108.6 / 111.266 ≈ 0.976
תוצאה: r ≈ 0.976
זהו קשר ליניארי חיובי חזק מאוד, אך לא מושלם: בדרך כלל יותר שעות הכנה קשורות לציון גבוה יותר, אבל הנתונים אינם יושבים בדיוק על קו ישר.
דוגמה 2 · קשר שלילי חזק, עם שעות לא שלמות

📉 זמן בטלפון ואיכות שינה

גם כאן לא נשתמש ב־1,2,3,4,5. זמן בטלפון יכול להיות חצי שעה, שעה וחצי, שלוש וחצי שעות וכן הלאה.

יוםזמן בטלפון Xציון שינה Y
10.59
21.58
327
43.56
554
  1. מחשבים ממוצעים: x̄ = (0.5+1.5+2+3.5+5)/5 = 12.5/5 = 2.5, וגם ȳ = (9+8+7+6+4)/5 = 34/5 = 6.8.
  2. שוב מחשבים סטיות מהממוצע, מכפלות וריבועים.
  3. שמים לב במיוחד לסימנים: כאשר X מעל הממוצע ו־Y מתחת לממוצע, המכפלה שלילית.
xᵢ yᵢ xᵢ - x̄ yᵢ - ȳ (xᵢ - x̄)(yᵢ - ȳ) (xᵢ - x̄)² (yᵢ - ȳ)²
0.59-22.2-4.404.004.84
1.58-11.2-1.201.001.44
27-0.50.2-0.100.250.04
3.561-0.8-0.801.000.64
542.5-2.8-7.006.257.84
סכומים-13.5012.5014.80
r = -13.5 / √(12.5 · 14.8) = -13.5 / √185 ≈ -13.5 / 13.601 ≈ -0.993
תוצאה: r ≈ -0.993
זהו קשר ליניארי שלילי חזק מאוד: ככל שזמן הטלפון עולה, ציון השינה נוטה לרדת. גם כאן זה לא מוכיח סיבתיות — זו רק מדידה של קשר ליניארי.

! איפה הכי קל לטעות?

⌁ מחשבון קטן לבדיקה

הכניסו זוגות ערכים: בכל שורה ערך של X, פסיק, ואז ערך של Y.