← Ünite 3
Biyoistatistik

Ünite 3: Merkezi Eğilim (Yer) ve Değişim (Dağılma) Ölçüleri

Aritmetik Ortalamadan Sapmaların Toplamı
Bir veri setindeki tüm gözlem değerlerinin aritmetik ortalamadan çıkarılmasıyla elde edilen sapma değerlerinin toplamı her zaman sıfıra (0) eşittir. Bu durum aritmetik ortalamanın matematiksel bir dengelenme noktası olduğunu gösterir.
Aritmetik Ortalamadan Sapmaların Kareleri Toplamı
Verilerin aritmetik ortalamadan olan sapmalarının kareleri alınarak toplandığında elde edilen değer, başka herhangi bir referans noktasına göre alınacak sapma kareleri toplamından daha küçüktür. Yani bu toplam her zaman minimumdur.
Ortalamalar Arasındaki Büyüklük İlişkisi
Aynı veri grubu için hesaplanan aritmetik ortalama (AO), geometrik ortalama (GO) ve harmonik ortalama (HO) arasında her zaman 'AO >= GO >= HO' sıralaması geçerlidir. Bu değerler yalnızca tüm veri değerleri birbirine eşit olduğunda eşitlenir.
Akaryakıt Fiyatlarındaki Artış Oranı Örneği
Ardışık 3 yılda akaryakıt fiyatlarında gerçekleşen %15, %20 ve %24'lük artışların ortalaması geometrik ortalama ile hesaplanmıştır. Bu hesaplama sonucunda 3. dereceden kök alınarak ortalama yıllık artış oranı %19.309 olarak bulunmuştur.

Anahtar Kavramlar

Aritmetik OrtalamaBir veri grubundaki tüm gözlem değerlerinin toplanıp toplam gözlem sayısına bölünmesiyle elde edilen analitik ölçüdür. Örneğin, 5 öğrencinin not toplamının 5'e bölünmesiyle sınıfın aritmetik ortalaması bulunur.
Ağırlıklı OrtalamaGözlem değerlerinin önem dereceleri veya frekansları farklı olduğunda, her değerin kendi ağırlığıyla çarpılarak toplanması ve toplam ağırlığa bölünmesiyle hesaplanan ortalamadır. Farklı kredilere sahip üniversite derslerinin dönem sonu başarı notu hesaplanırken bu yöntem kullanılır.
Geometrik OrtalamaEşit zaman aralıklarıyla değişen oranların, artış hızlarının veya yüzdelerin ortalamasını bulmak için kullanılan, verilerin çarpımının n'inci dereceden köküne eşit olan ölçüdür. Örneğin, ardışık yıllardaki akaryakıt fiyat artış oranlarının ortalaması bu yöntemle hesaplanır.
Harmonik OrtalamaOran şeklinde ifade edilen ve payı sabit, paydası değişken olan verilerin ortalamasını hesaplamada kullanılan ölçüdür. Örneğin, sabit bir mesafeyi farklı hızlarla giden ve dönen bir aracın ortalama hızı harmonik ortalama ile bulunur.
Kareli OrtalamaVeri grubundaki tüm değerlerin karelerinin aritmetik ortalamasının karekökü alınarak hesaplanan bir merkezi eğilim ölçüsüdür. Tüm veriler hesaba katıldığı için uç değerlerden etkilenen bir yapıya sahiptir.
Medyan (Ortanca)Küçükten büyüğe sıralanmış bir veri grubunu tam ortadan ikiye bölen değerdir. Veri sayısı tek ise ortadaki değer, çift ise ortadaki iki değerin ortalaması alınır; uç değerlerden etkilenmez.
Mod (Tepe Değeri)Bir veri setinde en yüksek frekansa sahip olan, yani en çok tekrarlanan değerdir. Örneğin, bir sınıftaki öğrencilerin ağırlıklarında en çok tekrarlanan değer olan 60 kg, o veri grubunun modudur.
Değişim Genişliği (Range)Bir veri grubundaki en büyük değer ile en küçük değer arasındaki farktır. Hesaplaması son derece kolay olmasına rağmen sadece iki uç değere bağlı olduğu için hassas bir dağılım ölçüsü değildir.
VaryansVerilerin aritmetik ortalamadan olan sapmalarının karelerinin ortalamasıdır. Dağılımın yayvanlığını ve değişkenliğini gösteren, değişim genişliğine göre çok daha hassas olan bir ölçüdür.
Standart SapmaVaryansın karekökü alınarak hesaplanan ve verilerle aynı ölçü birimine sahip olan değişkenlik ölçüsüdür. Değerlerin ortalamadan ne kadar uzaklaştığını standart bir birimle açıklar.
Değişim KatsayısıStandart sapmanın aritmetik ortalamaya bölünüp 100 ile çarpılmasıyla elde edilen, birimsiz ve yüzde cinsinden ifade edilen değişim ölçüsüdür. Ortalamaları farklı grupların değişkenliğini karşılaştırmada kullanılır.
Serbestlik DerecesiÖrnek varyansı ve standart sapması hesaplanırken paydada yer alan 'n-1' ifadesidir. İstatistiksel tahminlerde serbestçe değer alabilen gözlem sayısını ifade eder.
Sağa Çarpık DağılımDağılım eğrisinin sağ tarafa doğru uzun bir kuyruk oluşturduğu, yani pozitif çarpıklık gösterdiği durumdur. Bu dağılımda Mod < Medyan < Ortalama ilişkisi geçerlidir.
Sola Çarpık DağılımDağılım eğrisinin sol tarafa doğru uzun bir kuyruk oluşturduğu, yani negatif çarpıklık gösterdiği durumdur. Bu dağılımda Mod > Medyan > Ortalama ilişkisi geçerlidir.

Diğer Önemli Bilgiler

Sürücünün Ortalama Hızı Örneği

200 km'lik yolu 2 saatte giden (100 km/s) ve 4 saatte dönen (50 km/s) bir sürücünün ortalama hızı, yol sabit zaman değişken olduğu için harmonik ortalama ile hesaplanmış ve 66.67 km/s olarak bulunmuştur.

Üretim Hattı Ağırlık Ölçümleri Varyansı

Üretim hattından alınan 10 adet ağırlık ölçümünün (35, 40, 45, 30, 40, 50, 35, 38, 42, 44 kg) aritmetik ortalaması 39.9 kg olarak hesaplanmış, bu değerler üzerinden hesaplanan örnek varyansı ise 33.21 kg^2 bulunmuştur.

Üretim Hattı Ölçümleri Standart Sapması

Aynı üretim hattından alınan 10 adet ağırlık ölçümünün varyansı olan 33.21 değerinin karekökü alınarak standart sapma değeri 5.76 kg olarak hesaplanmıştır. Bu değer verilerin ortalamadan ortalama sapma miktarını kendi biriminde gösterir.

Üretim Hattı Ölçümleri Değişim Katsayısı

Standart sapması 5.76 kg ve aritmetik ortalaması 39.9 kg olan üretim hattı verilerinin değişim katsayısı (5.76 / 39.9) * 100 formülüyle %14.44 olarak hesaplanmıştır. Bu oran verilerin kendi ortalamasına göre ne kadar değişken olduğunu gösterir.

Normal Dağılımda Değişkenlerin Gösterimi

Sayısal bir değişkenin normal dağılım göstermesi durumunda, bu değişkeni en doğru şekilde tanımlamak için aritmetik ortalama ve standart sapma değerleri (Ortalama ± S) birlikte rapor edilmelidir.

Normal Dağılıma Uymayan Verilerin Gösterimi

Normal dağılıma uymayan veya aşırı uç değerleri bulunan veri gruplarında aritmetik ortalama yanıltıcı olabileceğinden, medyan ile birlikte en küçük ve en büyük değerlerin (Medyan; En Küçük - En Büyük) verilmesi genel bir kuraldır.

Sınavda Dikkat Et

  • Sınavda 'ortalama' kelimesi tek başına geçiyorsa bunun 'aritmetik ortalama' anlamına geldiğini unutmayın.
  • Hız ve fiyat gibi payı sabit paydası değişken oranların ortalaması sorulduğunda doğrudan Harmonik Ortalama formülünü uygulayın.
  • Nüfus artış hızı veya faiz artış oranları gibi zamana bağlı yüzdesel değişim sorularında Geometrik Ortalama hesaplaması yapılması gerektiğini aklınızda bulundurun.
  • Veri setinde aşırı büyük veya küçük uç değerler varsa, aritmetik ortalamanın bu değerlerden etkileneceğini, medyanın ise etkilenmeyeceğini hatırlayarak yorum sorularını çözün.
  • Ortalamaları farklı olan iki veya daha fazla grubun değişkenliğini karşılaştırmanız istendiğinde standart sapmaya değil, birimsiz olan Değişim Katsayısına bakın.
  • Sağa veya sola çarpıklık sorularında Mod, Medyan ve Ortalama sıralamasını Şekil 3.1'deki grafik mantığıyla (küçükten büyüğe sıralayarak) kontrol edin.