Zum Inhalt springen
Anmelden

Mathematik · Klasse 8 · Kapitel

Andere ZahlenBasiswissenAlle Kapitel

Daten in Klassen: Histogramm und Kennwerte

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Die Schülerzeitung will wissen, wie die Kinder unserer Schule zur Schule kommen. Drei Vorschläge: die Radfahrer am Fahrradständer fragen, die eigene Klasse fragen oder die Leute im Bus fragen. Welcher Vorschlag liefert ein ehrliches Ergebnis?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Jeder Vorschlag klingt zuerst vernünftig. Beim Durchdenken merkt die Klasse, dass jeder ein anderes Ergebnis liefern würde – und dass keiner für die ganze Schule spricht. Ein ehrliches Ergebnis braucht zwei Dinge: ein Merkmal, das genau die Frage beantwortet, und eine Stichprobe, deren Auswahl nichts mit der Antwort zu tun hat. Am sichersten ist, aus der ganzen Schule auszulosen.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

Fit für das Kapitel?

Das brauchst du aus früheren Themen. Klappt es nicht, frag nach, bevor es losgeht.

ÜbenWeißt du das noch?

Mittelwert und Median zeigen die Mitte, die Spannweite die Streuung.

  1. ●39
    Punkte im Test: 10, 10, 6, 4, 1. Berechne Mittelwert.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    x̄ = 6,2
  2. ●40
    Körpergrößen-Abweichungen in cm: 6, 11, 5, 3, 9. Bestimme Median und Spannweite.
    Lösung zeigen
    1. Sortieren: 3, 5, 6, 9, 11
    2. Median = mittlerer Wert = 6
    3. Spannweite = 11 − 3 = 8
    Ergebnis:
    Median 6; Spannweite 8

So kannst du es dir vorstellen

EntdeckenDie Verteilung erzählt mehr als eine Zahl

Daten haben eine Form: wo sie sich häufen, wie weit sie streuen, ob einzelne Werte weit draußen liegen. Das Histogramm zeigt diese Form. Jeder Kennwert fasst sie in einer Zahl zusammen und lässt dabei etwas weg.

Histogramm der Körpergrößen in Klassen von 10 Zentimetern: Die meisten liegen zwischen 160 und 170140150160170180190Körpergröße in cm, Klassen zu 10 cm

WeiterdenkenDenk nach

Zwei Klassen haben im Test denselben Mittelwert. Können die Ergebnisse der beiden Klassen trotzdem ganz verschieden aussehen?

1Ich plane eine Erhebung mit passender Frage, passendem Merkmal und passender Stichprobe.

EntdeckenFrage

Kann eine Umfrage mit über zwei Millionen Antworten völlig danebenliegen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Ja. 1936 sagte die Zeitschrift Literary Digest nach rund 2,4 Millionen Antworten den falschen Sieger der US-Präsidentenwahl voraus. Befragt waren vor allem Menschen mit Telefon und Auto, damals eher Wohlhabende. George Gallup lag mit einer viel kleineren, gut ausgewählten Stichprobe richtig.

MerkenFrage, Merkmal, Stichprobe

Erst die Frage, dann das passende Merkmal.

Die Stichprobe darf nicht verzerren: Die Fußball-AG passt nicht für den Lieblingssport. Am sichersten ist Auslosen.

BeispielPassendes Merkmal zur Frage wählen

Für die Frage „Welche Musikrichtung hören Jugendliche am liebsten?“ wird das Merkmal „Lieblingsmusikrichtung“ erhoben. Kann man dazu einen Mittelwert berechnen? Begründe.
Schritt für Schritt
  1. Die Antworten sind Kategorien
  2. Kategorien kann man nicht addieren: kein Mittelwert, nur das Häufigste
  1. Die Antworten sind Kategorien
  2. Kategorien kann man nicht addieren: kein Mittelwert, nur das Häufigste
Ergebnis:
nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an

AchtungStichprobe oder Merkmal passt nicht zur Frage

So nicht
Frage: Welcher Sport ist an der Schule beliebt? Befragt: die Fußball-AG → Fußball ist am beliebtesten
So richtig
Befragt: aus jeder Klasse ausgeloste Kinder → Ergebnis gilt für die Schule

Hängt die Auswahl der Befragten mit der Antwort zusammen? Dann ist die Stichprobe verzerrt.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Für die Frage „Womit kommen die Kinder zur Schule?“ wird das Merkmal „Verkehrsmittel“ erhoben. Kann man dazu einen Mittelwert berechnen? Begründe.
    So fängst du an:
    Die Antworten sind Kategorien
    Lösung zeigen
    1. Die Antworten sind Kategorien
    2. Kategorien kann man nicht addieren: kein Mittelwert, nur das Häufigste
    Ergebnis:
    nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
  2. ●2
    Für die Frage „Welches Essen wünschen sich die Kinder in der Mensa?“ wird das Merkmal „Wunschgericht“ erhoben. Kann man dazu einen Mittelwert berechnen? Begründe.
    Lösung zeigen
    1. Die Antworten sind Kategorien
    2. Kategorien kann man nicht addieren: kein Mittelwert, nur das Häufigste
    Ergebnis:
    nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
  3. ★3
    Mira will die Frage „Welche Musikrichtung hören Jugendliche am liebsten?“ beantworten und erhebt das Merkmal „Minuten Musik pro Tag“. Passt das? Schlage ein besseres Merkmal vor.
    Lösung zeigen
    1. Nein: viel Musik heißt nicht, welche Richtung
    2. Besser: Lieblingsmusikrichtung
    Ergebnis:
    nein, besser: Lieblingsmusikrichtung

2Ich teile Daten in Klassen ein und lege eine Häufigkeitstabelle an.

EntdeckenFrage

Warum haben fast alle Menschen mehr Beine als der Durchschnitt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die meisten Menschen haben zwei Beine, einige wenige haben weniger. Deshalb liegt der Mittelwert knapp unter 2. Der Median und der häufigste Wert sind aber genau 2. Der Mittelwert beschreibt hier gerade nicht das Typische.

MerkenKlassen bilden

Klassen fassen viele Werte zusammen, zum Beispiel 10 bis unter 20 Minuten.

Die 20 gehört zur nächsten Klasse. Alle Anzahlen zusammen ergeben die Zahl der Werte.

BeispielDaten in Klassen einteilen

Die Werte (Handyzeit am Tag in min): 124, 80, 53, 59, 73, 93, 90, 150, 126, 103, 81, 89, 108, 130, 118. Wie viele Werte liegen in der Klasse 90 bis unter 120 min? Achte auf die Grenzen.
Schritt für Schritt
  1. Die Klasse umfasst 90 und alles bis kurz vor 120
  2. Gezählt: 93, 90, 103, 108, 118
  3. Das sind 5
  1. Die Klasse umfasst 90 und alles bis kurz vor 120
  2. Gezählt: 93, 90, 103, 108, 118
  3. Das sind 5
Ergebnis:
5 Werte

AchtungKlassengrenze falsch zugeordnet

So nicht
Werte 12, 20, 25 in Klassen 10 bis unter 20 und 20 bis unter 30: 2 und 1
So richtig
20 gehört zu 20 bis unter 30: 12 → 1 Wert; 20 und 25 → 2 Werte

„Bis unter 20“ heißt: Die 20 gehört schon zur nächsten Klasse. Zur Probe alle Anzahlen addieren.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    15 Werte (Handyzeit am Tag in min): 112, 89, 81, 112, 88, 86, 76, 92, 79, 26, 78, 79, 140, 113, 117. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
    KlasseAnzahl0 bis unter 30?30 bis unter 60?60 bis unter 90?90 bis unter 120?120 bis unter 150?
    So fängst du an:
    0 bis unter 30 min: 1
    Lösung zeigen
    1. 0 bis unter 30 min: 1
    2. 30 bis unter 60 min: 0
    3. 60 bis unter 90 min: 8
    4. 90 bis unter 120 min: 5
    5. 120 bis unter 150 min: 1
    6. Probe: 1 + 0 + 8 + 5 + 1 = 15
    Ergebnis:
    1, 0, 8, 5, 1
  2. ●5
    Körpergröße von 15 Jugendlichen im Sportverein in cm: 160, 166, 181, 160, 173, 162, 175, 176, 165, 166, 167, 155, 153, 158, 168. Teile in Klassen der Breite 10 cm ein, beginnend bei 150. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    gegebengesucht15 Jugendlichen10 cm?
    Lösung zeigen
    1. 150 bis unter 160 cm: 3
    2. 160 bis unter 170 cm: 8
    3. 170 bis unter 180 cm: 3
    4. 180 bis unter 190 cm: 1
    5. Probe: 3 + 8 + 3 + 1 = 15
    Ergebnis:
    150 bis unter 160: 3; 160 bis unter 170: 8; 170 bis unter 180: 3; 180 bis unter 190: 1
  3. ★6
    Körpergröße von 20 Jugendlichen im Sportverein in cm: 170, 160, 166, 158, 157, 175, 156, 168, 165, 159, 156, 156, 163, 167, 159, 153, 170, 162, 177, 159. Teile in Klassen der Breite 10 cm ein, beginnend bei 150. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    gegebengesucht20 Jugendlichen10 cm?
    Lösung zeigen
    1. 150 bis unter 160 cm: 9
    2. 160 bis unter 170 cm: 7
    3. 170 bis unter 180 cm: 4
    4. Probe: 9 + 7 + 4 = 20
    Ergebnis:
    150 bis unter 160: 9; 160 bis unter 170: 7; 170 bis unter 180: 4

3Ich zeichne und lese Histogramme.

EntdeckenFrage

Warum nennt die Statistik beim Lohn den Median?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Wenige sehr hohe Gehälter ziehen den Durchschnitt nach oben. Der Median teilt die Beschäftigten in zwei gleich große Hälften und bleibt von den Spitzenverdiensten fast unberührt. Er beschreibt deshalb das typische Gehalt besser.

MerkenHistogramm

Im Histogramm steht für jede Klasse eine Säule, deren Höhe die Anzahl zeigt.

Die Säulen stehen ohne Lücke nebeneinander, weil die Klassen lückenlos aneinanderstoßen.

BeispielHistogramm lesen

Lies aus dem Histogramm ab: In welcher Klasse liegen die meisten Werte, und wie viele sind es?
02468101214150160170180Körpergröße in cmAnzahl
Schritt für Schritt
  1. Höchste Säule: über 160 bis 170
  2. Höhe 13
  1. Höchste Säule: über 160 bis 170
  2. Höhe 13
Ergebnis:
160 bis unter 170 cm: 13

AchtungNoch einmal: Klassengrenze falsch zugeordnet

So nicht
Werte 12, 20, 25 in Klassen 10 bis unter 20 und 20 bis unter 30: 2 und 1
So richtig
20 gehört zu 20 bis unter 30: 12 → 1 Wert; 20 und 25 → 2 Werte

„Bis unter 20“ heißt: Die 20 gehört schon zur nächsten Klasse. Zur Probe alle Anzahlen addieren.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Das Histogramm zeigt Körpergröße in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 180 cm?
    01234567891011150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
    So fängst du an:
    Säulen links von 180: 3, 6, 10
    Lösung zeigen
    1. Säulen links von 180: 3, 6, 10
    2. 3 + 6 + 10 = 19
    Ergebnis:
    19 Werte
  2. ●8
    Das Histogramm zeigt Sprungweite von Kindern beim Sportfest. Wie viele sind es insgesamt?
    0123456789250300350400450Sprungweite in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Säulenhöhen ablesen: 1, 8, 7, 4
    2. Summe: 1 + 8 + 7 + 4 = 20
    Ergebnis:
    20 Personen
  3. ★9
    Wie viel Prozent der Werte im Histogramm liegen bei 120 min oder darüber?
    0123456789306090120150180Handyzeit am Tag in minAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Ab 120: 8 + 4 = 12
    2. Gesamt: 30
    3. 12 : 30 · 100 = 40
    Ergebnis:
    40 %

4Ich bestimme Modalwert und Median aus einer Häufigkeitstabelle.

EntdeckenFrage

Kann man ein Rind wiegen, indem man 800 Menschen raten lässt?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Fast. Francis Galton sammelte 1906 auf einer Viehmesse rund 800 Schätzungen zum Gewicht eines Ochsen. Der Median lag bei 1207 Pfund, das echte Gewicht bei 1198 Pfund. Der mittlere Wert vieler Schätzungen traf besser als fast jede einzelne.

MerkenModalwert und Median

Der Modalwert ist der häufigste Wert.

Der Median steht in der Mitte der geordneten Werte. In der Tabelle zählt man die Anzahlen auf, bis die Mitte erreicht ist.

BeispielModalwert und Median aus der Häufigkeitstabelle

Die Tabelle zeigt „Anzahl der Geschwister“ bei 21 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
Anzahl01234Anzahl08652
Schritt für Schritt
  1. Häufigster Wert: 1 (8-mal)
  2. 21 Werte, Median ist der 11. Wert
  3. Aufsummiert: bis 0: 0, bis 1: 8, bis 2: 14
  4. Median: 2
  1. Häufigster Wert: 1 (8-mal)
  2. 21 Werte, Median ist der 11. Wert
  3. Aufsummiert: bis 0: 0, bis 1: 8, bis 2: 14
  4. Median: 2
Ergebnis:
Modalwert 1, Median 2

AchtungMedian ohne Ordnen oder aus der Tabellenmitte

So nicht
Tabelle Geschwister 0 bis 4 mit Anzahlen 3, 8, 5, 2, 1: Median = 2, der mittlere Tabellenwert
So richtig
19 Werte, der 10. zählt: 3, dann 3 + 8 = 11 ≥ 10 → Median = 1

Der Median ist der mittlere der GEORDNETEN Werte. In der Tabelle die Anzahlen aufsummieren, bis die Mitte erreicht ist.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Mira schreibt für die Tabelle (Tore pro Spiel) alle 31 Werte einzeln auf, um den Median zu finden. Wie geht es schneller? Bestimme den Median.
    Tore012345Anzahl581764
    So fängst du an:
    31 Werte: Median ist der 16. Wert
    Lösung zeigen
    1. 31 Werte: Median ist der 16. Wert
    2. Aufsummiert: bis 0: 5, bis 1: 13, bis 2: 14, bis 3: 21
    3. Median: 3
    Ergebnis:
    Median 3
  2. ●11
    Aylin schreibt für die Tabelle (Bücher im letzten Monat) alle 24 Werte einzeln auf, um den Median zu finden. Wie geht es schneller? Bestimme den Median.
    Bücher01234Anzahl55716
    Lösung zeigen
    1. 24 Werte: Median ist das Mittel aus dem 12. und 13. Wert
    2. Aufsummiert: bis 0: 5, bis 1: 10, bis 2: 17
    3. Median: 2
    Ergebnis:
    Median 2
  3. ★12
    Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Bücher im letzten Monat, 25 Antworten.
    Bücher01234Anzahl59614
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 1 (9-mal)
    2. 25 Werte, Median ist der 13. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 5, bis 1: 14
    4. Median: 1
    Ergebnis:
    Modalwert 1, Median 1

5Ich berechne den Mittelwert aus einer Häufigkeitstabelle.

EntdeckenFrage

Warum stehen die Säulen in einem Histogramm ohne Lücke nebeneinander?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Weil die Klassen lückenlos aneinanderstoßen: Wo die Klasse 150 bis unter 160 cm aufhört, beginnt die nächste. Eine Lücke würde behaupten, dass es Werte dazwischen nicht gibt. Beim Säulendiagramm für Lieblingsfarben gibt es dagegen nichts zwischen Rot und Blau.

MerkenGewichteter Mittelwert

Jeder Wert zählt so oft, wie er vorkommt.

Man rechnet Wert mal Anzahl, addiert und teilt durch die Zahl aller Werte. Bei Klassen nimmt man die Klassenmitten.

BeispielMittelwert aus der Häufigkeitstabelle

Wie groß ist der Durchschnitt für „Tore pro Spiel“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
Tore012345Anzahl722585
Schritt für Schritt
  1. 0 · 7 + 1 · 2 + 2 · 2 + 3 · 5 + 4 · 8 + 5 · 5 = 78
  2. Anzahl aller Werte: 29
  3. 78 : 29 ≈ 2,69
  1. 0 · 7 + 1 · 2 + 2 · 2 + 3 · 5 + 4 · 8 + 5 · 5 = 78
  2. Anzahl aller Werte: 29
  3. 78 : 29 ≈ 2,69
Ergebnis:
2,69

AchtungMittelwert ohne die Häufigkeiten

So nicht
Geschwister 0, 1, 2 mit Anzahlen 2, 3, 15: (0 + 1 + 2) : 3 = 1
So richtig
Geschwister 0, 1, 2 mit Anzahlen 2, 3, 15: (0 · 2 + 1 · 3 + 2 · 15) : 20 = 33 : 20 = 1,65

Jeder Wert zählt so oft, wie er vorkommt: Wert mal Anzahl, dann durch die Zahl ALLER Werte teilen.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Wie groß ist der Durchschnitt für „Anzahl der Geschwister“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
    Anzahl01234Anzahl40437
    So fängst du an:
    0 · 4 + 1 · 0 + 2 · 4 + 3 · 3 + 4 · 7 = 45
    Lösung zeigen
    1. 0 · 4 + 1 · 0 + 2 · 4 + 3 · 3 + 4 · 7 = 45
    2. Anzahl aller Werte: 18
    3. 45 : 18 = 2,5
    Ergebnis:
    2,5
  2. ●14
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Anzahl der Geschwister, 17 Antworten).
    Anzahl01234Anzahl50156
    Lösung zeigen
    1. 0 · 5 + 1 · 0 + 2 · 1 + 3 · 5 + 4 · 6 = 41
    2. Anzahl aller Werte: 17
    3. 41 : 17 ≈ 2,41
    Ergebnis:
    2,41
  3. ★15
    Von Handyzeit am Tag kennst du nur die Klassen (siehe Tabelle). Schätze den Mittelwert mit den Klassenmitten.
    KlasseAnzahl0 bis unter 30 min130 bis unter 60 min460 bis unter 90 min590 bis unter 120 min8120 bis unter 150 min3150 bis unter 180 min4
    Lösung zeigen
    1. Klassenmitten: 15, 45, 75, 105, 135, 165
    2. Mitte mal Anzahl, addiert: 2475
    3. 2475 : 25 = 99
    Ergebnis:
    etwa 99 min

6Ich vergleiche zwei Gruppen mit Kennwerten.

EntdeckenFrage

Zwei Klassen haben im Test denselben Durchschnitt – sind sie dann gleich gut?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Nicht unbedingt. In der einen Klasse können alle im Mittelfeld liegen, in der anderen gibt es viele sehr gute und viele schwache Ergebnisse. Der Mittelwert ist gleich, die Streuung ganz verschieden. Erst Histogramm und Spannweite zeigen den Unterschied.

MerkenGruppen vergleichen

Zwei Gruppen vergleicht man in Mitte und Streuung.

Die Mitte zeigen Mittelwert oder Median, die Streuung die Spannweite. Ein Kennwert allein reicht nicht.

BeispielZwei Gruppen mit Kennwerten vergleichen

Laufzeiten über 100 m in Sekunden. Staffel A: 14, 14, 15, 16, 18, 18. Staffel B: 14, 13, 13, 16, 15, 13. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
Schritt für Schritt
  1. Mittelwert Staffel A: 95 : 6 ≈ 15,83
  2. Mittelwert Staffel B: 84 : 6 = 14
  3. Spannweite: 4 gegen 3
  1. Mittelwert Staffel A: 95 : 6 ≈ 15,83
  2. Mittelwert Staffel B: 84 : 6 = 14
  3. Spannweite: 4 gegen 3
Ergebnis:
im Mittel höher: Staffel A; weniger Streuung: Staffel B

AchtungKennwert falsch gedeutet

So nicht
Taschengeld 20, 25, 25, 30, 200 Euro: Mittelwert 60 → typisch sind 60 Euro
So richtig
Median = 25 → typisch sind 25 Euro; die 200 zieht nur den Mittelwert hoch

Der Mittelwert ist nicht der häufigste Wert und springt bei Ausreißern. Erst fragen, was der Kennwert misst.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Punkte im Test. 8a: 18, 19, 11, 6, 22, 16. 8b: 8, 16, 21, 17, 14, 9. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    So fängst du an:
    Mittelwert 8a: 92 : 6 ≈ 15,33
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert 8a: 92 : 6 ≈ 15,33
    2. Mittelwert 8b: 85 : 6 ≈ 14,17
    3. Spannweite: 16 gegen 13
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
  2. ●17
    Punkte im Test. 8a: 13, 12, 14, 10, 19, 14. 8b: 9, 9, 10, 19, 19, 11. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert 8a: 82 : 6 ≈ 13,67
    2. Mittelwert 8b: 77 : 6 ≈ 12,83
    3. Spannweite: 9 gegen 10
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
  3. ★18
    Punkte im Test. 8a: 21, 5, 23, 8, 18, 8, 20, 23. 8b: 13, 5, 7, 19, 7, 6, 13, 7. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert 8a: 126 : 8 = 15,75
    2. Mittelwert 8b: 77 : 8 ≈ 9,63
    3. Spannweite: 18 gegen 14
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b

7Ich untersuche, wie ein Ausreißer Mittelwert und Median verändert.

EntdeckenFrage

Bei einer Umfrage zum Schulweg tippt ein Kind 300 statt 30 Minuten ein. Was passiert mit dem Durchschnitt der Klasse?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Bei 25 Kindern steigt der Mittelwert um 270 : 25 = 10,8 Minuten. Der Median bleibt gleich, weil der falsche Wert nur ans obere Ende rückt. Ein einziger Ausreißer verschiebt also den Mittelwert, den Median kaum.

MerkenAusreißer

Ein Ausreißer liegt weit weg von den übrigen Werten.

Er zieht den Mittelwert stark mit, den Median kaum. Dann beschreibt der Median das Typische besser.

BeispielAusreißer: Mittelwert und Median im Vergleich

Handyzeit am Tag in Minuten: 128, 60, 128, 106, 540. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 540.
Schritt für Schritt
  1. Mit 540: Mittelwert 962 : 5 = 192,4, Median 128
  2. Ohne: Mittelwert 422 : 4 = 105,5, Median 117
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
  1. Mit 540: Mittelwert 962 : 5 = 192,4, Median 128
  2. Ohne: Mittelwert 422 : 4 = 105,5, Median 117
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 192,4 statt 105,5; Median 128 statt 117

AchtungNoch einmal: Kennwert falsch gedeutet

So nicht
Taschengeld 20, 25, 25, 30, 200 Euro: Mittelwert 60 → typisch sind 60 Euro
So richtig
Median = 25 → typisch sind 25 Euro; die 200 zieht nur den Mittelwert hoch

Der Mittelwert ist nicht der häufigste Wert und springt bei Ausreißern. Erst fragen, was der Kennwert misst.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Taschengeld im Monat in Euro: 31, 39, 27, 35, 250. Wie stark verändert der Wert 250 den Mittelwert, wie stark den Median?
    So fängst du an:
    Mit 250: Mittelwert 382 : 5 = 76,4, Median 35
    Lösung zeigen
    1. Mit 250: Mittelwert 382 : 5 = 76,4, Median 35
    2. Ohne: Mittelwert 132 : 4 = 33, Median 33
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 76,4 statt 33; Median 35 statt 33
  2. ●20
    Taschengeld im Monat in Euro: 25, 16, 15, 24, 150. Wie stark verändert der Wert 150 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    1. Mit 150: Mittelwert 230 : 5 = 46, Median 24
    2. Ohne: Mittelwert 80 : 4 = 20, Median 20
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 46 statt 20; Median 24 statt 20
  3. ★21
    Handyzeit am Tag in Minuten: 93, 61, 114, 94, 117, 66, 480. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 480.
    Lösung zeigen
    1. Mit 480: Mittelwert 1025 : 7 ≈ 146,43, Median 94
    2. Ohne: Mittelwert 545 : 6 ≈ 90,83, Median 93,5
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 146,43 statt 90,83; Median 94 statt 93,5

8Ich beurteile Aussagen über Statistiken aus dem Alltag.

EntdeckenFrage

In Ländern mit mehr Störchen werden mehr Babys geboren. Bringt also der Storch die Kinder?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Nein. Große Länder haben mehr Platz für Störche und mehr Einwohner, also auch mehr Geburten. Beide Zahlen hängen von der Größe des Landes ab, nicht voneinander. Ein Zusammenhang in den Daten ist noch keine Ursache.

MerkenStatistiken beurteilen

Erst prüfen, wer befragt wurde und welcher Kennwert dasteht.

Der Durchschnitt meint nicht „die meisten“. Prozentpunkte sind keine Prozent.

BeispielAussagen über Statistiken prüfen

Umfrage „Welche Apps nutzt du?“: Video-App 56 %, Chat-App 38 %, Spiele 28 %. Zusammen sind das mehr als 100 %. Ist die Umfrage deshalb falsch?
gegebengesucht56 %38 %28 %100 %?
Schritt für Schritt
  1. 56 + 38 + 28 = 122
  2. Jeder durfte mehrere Apps nennen: Mehrfachnennung
  3. Dann ist eine Summe über 100 % möglich
  1. 56 + 38 + 28 = 122
  2. Jeder durfte mehrere Apps nennen: Mehrfachnennung
  3. Dann ist eine Summe über 100 % möglich
Ergebnis:
nicht falsch: Mehrfachnennungen

AchtungNoch einmal: Stichprobe oder Merkmal passt nicht zur Frage

So nicht
Frage: Welcher Sport ist an der Schule beliebt? Befragt: die Fußball-AG → Fußball ist am beliebtesten
So richtig
Befragt: aus jeder Klasse ausgeloste Kinder → Ergebnis gilt für die Schule

Hängt die Auswahl der Befragten mit der Antwort zusammen? Dann ist die Stichprobe verzerrt.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Umfrage „Welche Apps nutzt du?“: Video-App 49 %, Chat-App 46 %, Spiele 24 %. Zusammen sind das mehr als 100 %. Ist die Umfrage deshalb falsch?
    gegebengesucht49 %46 %24 %100 %?
    So fängst du an:
    49 + 46 + 24 = 119
    Lösung zeigen
    1. 49 + 46 + 24 = 119
    2. Jeder durfte mehrere Apps nennen: Mehrfachnennung
    3. Dann ist eine Summe über 100 % möglich
    Ergebnis:
    nicht falsch: Mehrfachnennungen
  2. ●23
    In einem Bericht steht: „Im Durchschnitt hat ein Kind 1,6 Geschwister. Die meisten Kinder haben also 1,6 Geschwister.“ Was ist an dem zweiten Satz falsch?
    Lösung zeigen
    1. Geschwister gibt es nur ganzzahlig: 0, 1, 2 …
    2. „Die meisten“ beschreibt den häufigsten Wert, nicht den Mittelwert
    Ergebnis:
    Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt
  3. ★24
    Schlagzeile der Schülerzeitung: „67 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 15 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?
    gegebengesucht67 Prozent15 Kinder?
    Lösung zeigen
    1. 10 von 15 sind 66,67 %
    2. Aber: 15 Kinder aus einer Klasse stehen nicht für ganz Berlin
    Ergebnis:
    nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Die Schülervertretung fragt: „Womit kommen die Kinder zur Schule?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
    Lösung zeigen
    1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Verkehrsmittel
    2. Die Antworten sind Kategorien, man kann nur zählen
    Ergebnis:
    Verkehrsmittel, Kategorien
  2. ●26
    Noah befragt für die Frage „Wie zufrieden sind die Kinder mit dem Schulhof?“ die Kinder, die sich bei der Schülervertretung beschwert haben – insgesamt 25 Personen. Welches Problem siehst du? Wie wählt man besser aus?
    Lösung zeigen
    1. Problem: wer sich beschwert, ist eher unzufrieden – das verzerrt
    2. Besser: Personen aus der ganzen Schule auslosen
    Ergebnis:
    verzerrte Auswahl; besser auslosen
  3. ●27
    Sprungweite von 15 Kindern beim Sportfest in cm: 344, 318, 348, 342, 388, 317, 326, 387, 349, 378, 353, 370, 432, 347, 393. Teile in Klassen der Breite 50 cm ein, beginnend bei 300. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    gegebengesucht15 Kindern50 cm?
    Lösung zeigen
    1. 300 bis unter 350 cm: 8
    2. 350 bis unter 400 cm: 6
    3. 400 bis unter 450 cm: 1
    4. Probe: 8 + 6 + 1 = 15
    Ergebnis:
    300 bis unter 350: 8; 350 bis unter 400: 6; 400 bis unter 450: 1
  4. ●28
    In der Tabelle (Körpergröße) fehlt die Gesamtzahl. Wie viele Personen wurden erfasst, und welche Klasse ist am stärksten besetzt?
    KlasseAnzahl150 bis unter 160 cm6160 bis unter 170 cm9170 bis unter 180 cm8180 bis unter 190 cm2
    Lösung zeigen
    1. Gesamt: 6 + 9 + 8 + 2 = 25
    2. Größte Anzahl: 9
    Ergebnis:
    25; 160 bis unter 170 cm
  5. ●29
    Das Histogramm zeigt Sprungweite in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 400 cm?
    01234567891011250300350400450Sprungweite in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Säulen links von 400: 2, 7, 10
    2. 2 + 7 + 10 = 19
    Ergebnis:
    19 Werte
  6. ●30
    Im Histogramm ist eine Säule falsch gezeichnet. Vergleiche mit der Tabelle: Anzahlen 4, 11, 13, 2 für die Klassen ab 150 cm. Welche Säule ist falsch, und wie hoch muss sie sein?
    02468101214150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Säulen von links ablesen und mit 4, 11, 13, 2 vergleichen
    2. Die Säule 170 bis unter 180 ist 14 hoch
    3. Richtig ist 13
    Ergebnis:
    170 bis unter 180 cm: 13 statt 14

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Frage, Merkmal, Stichprobe
Erst die Frage, dann das passende Merkmal.
Klassen bilden
Klassen fassen viele Werte zusammen, zum Beispiel 10 bis unter 20 Minuten.
Histogramm
Im Histogramm steht für jede Klasse eine Säule, deren Höhe die Anzahl zeigt.
Modalwert und Median
Der Modalwert ist der häufigste Wert.
Gewichteter Mittelwert
Jeder Wert zählt so oft, wie er vorkommt.
Gruppen vergleichen
Zwei Gruppen vergleicht man in Mitte und Streuung.
Ausreißer
Ein Ausreißer liegt weit weg von den übrigen Werten.
Statistiken beurteilen
Erst prüfen, wer befragt wurde und welcher Kennwert dasteht.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich plane eine Erhebung mit passender Frage, passendem Merkmal und passender Stichprobe.

    31
    Lukas will die Frage „Wie lange brauchen die Kinder unserer Schule für den Schulweg?“ beantworten und erhebt das Merkmal „Verkehrsmittel“. Passt das? Schlage ein besseres Merkmal vor.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    nein, besser: Dauer des Schulwegs in Minuten

  2. Ich teile Daten in Klassen ein und lege eine Häufigkeitstabelle an.

    32
    Handyzeit am Tag von 15 Befragten der Jahrgangsstufe in min: 52, 68, 118, 84, 89, 76, 84, 102, 44, 46, 155, 161, 67, 75, 125. Teile in Klassen der Breite 30 min ein, beginnend bei 30. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    30 bis unter 60: 3; 60 bis unter 90: 7; 90 bis unter 120: 2; 120 bis unter 150: 1; 150 bis unter 180: 2

  3. Ich zeichne und lese Histogramme.

    33
    Das Histogramm zeigt Körpergröße in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 160 cm?
    012345678910140150160170180Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    3 Werte

  4. Ich bestimme Modalwert und Median aus einer Häufigkeitstabelle.

    34
    Die Tabelle zeigt „Tore pro Spiel“ bei 24 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
    Tore012345Anzahl473460
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Modalwert 1, Median 2

  5. Ich berechne den Mittelwert aus einer Häufigkeitstabelle.

    35
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Tore pro Spiel, 32 Antworten).
    Tore012345Anzahl418676
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    2,91

  6. Ich vergleiche zwei Gruppen mit Kennwerten.

    36
    Sprungweiten in cm. Gruppe Nord: 396, 366, 293, 377, 314, 359. Gruppe Süd: 334, 326, 295, 396, 303, 307. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    im Mittel höher: Gruppe Nord; weniger Streuung: Gruppe Süd

  7. Ich untersuche, wie ein Ausreißer Mittelwert und Median verändert.

    37
    Taschengeld im Monat in Euro: 28, 26, 37, 24, 150. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 150.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Mittelwert 53 statt 28,75; Median 28 statt 27

  8. Ich beurteile Aussagen über Statistiken aus dem Alltag.

    38
    Der Anteil der Kinder, die mit dem Rad kommen, stieg von 37 % auf 39 %. Die Zeitung schreibt: „Ein Plus von 2 Prozent.“ Stimmt das?
    gegebengesucht37 %39 %?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    ungenau: 2 Prozentpunkte, das sind 5,41 % mehr

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Die Schülerzeitung will wissen, wie die Kinder unserer Schule zur Schule kommen. Drei Vorschläge: die Radfahrer am Fahrradständer fragen, die eigene Klasse fragen oder die Leute im Bus fragen. Welcher Vorschlag liefert ein ehrliches Ergebnis?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Mit dem Werkzeug aus diesem Kapitel: Die Frage vor der Erhebung: passendes Merkmal und passende Stichprobe.

Wo brauchst du das?

Entdecken

Umfragen, Handyzeit, Sportergebnisse und Zahlen in den Nachrichten. Beruf: Qualitätskontrolle in der Produktion, Marktforschung, Auswertungen in Pflege und Medizin.

Wörter

Häufigkeit
wie oft etwas vorkommt
Median
der Wert genau in der Mitte, wenn man sortiert
Mittelwert
alles zusammen, geteilt durch die Anzahl
Prozentsatz
wie viel Prozent es sind
Prozentwert
der Teil, um den es geht
Spannweite
vom kleinsten bis zum größten Wert
Teiler
eine Zahl, durch die es ohne Rest aufgeht

Wie es zusammenhängt

Das brauchst du vorher: Daten und Zufall, Prozentrechnung

Lösungen

  1. nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
  2. nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
  3. nein, besser: Lieblingsmusikrichtung
  4. 1, 0, 8, 5, 1
  5. 150 bis unter 160: 3; 160 bis unter 170: 8; 170 bis unter 180: 3; 180 bis unter 190: 1
  6. 150 bis unter 160: 9; 160 bis unter 170: 7; 170 bis unter 180: 4
  7. 19 Werte
  8. 20 Personen
  9. 40 %
  10. Median 3
  11. Median 2
  12. Modalwert 1, Median 1
  13. 2,5
  14. 2,41
  15. etwa 99 min
  16. im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
  17. im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
  18. im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
  19. Mittelwert 76,4 statt 33; Median 35 statt 33
  20. Mittelwert 46 statt 20; Median 24 statt 20
  21. Mittelwert 146,43 statt 90,83; Median 94 statt 93,5
  22. nicht falsch: Mehrfachnennungen
  23. Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt
  24. nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut
  25. Verkehrsmittel, Kategorien
  26. verzerrte Auswahl; besser auslosen
  27. 300 bis unter 350: 8; 350 bis unter 400: 6; 400 bis unter 450: 1
  28. 25; 160 bis unter 170 cm
  29. 19 Werte
  30. 170 bis unter 180 cm: 13 statt 14
  31. nein, besser: Dauer des Schulwegs in Minuten
  32. 30 bis unter 60: 3; 60 bis unter 90: 7; 90 bis unter 120: 2; 120 bis unter 150: 1; 150 bis unter 180: 2
  33. 3 Werte
  34. Modalwert 1, Median 2
  35. 2,91
  36. im Mittel höher: Gruppe Nord; weniger Streuung: Gruppe Süd
  37. Mittelwert 53 statt 28,75; Median 28 statt 27
  38. ungenau: 2 Prozentpunkte, das sind 5,41 % mehr
  39. x̄ = 6,2
  40. Median 6; Spannweite 8