Mathematik · Klasse 8 · 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.

●39
Punkte im Test: 2, 10, 13, 7, 15. Berechne Mittelwert.
Lösung zeigen
Ergebnis:
x̄ = 9,4
●40
Körpergrößen-Abweichungen in cm: 2, 13, 4, 14, 9. Bestimme Median und Spannweite.
Lösung zeigen
1. Sortieren: 2, 4, 9, 13, 14
2. Median = mittlerer Wert = 9
3. Spannweite = 14 − 2 = 12
Ergebnis:
Median 9; Spannweite 12

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.

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

Emre will die Frage „Wie viele Stunden schlafen Achtklässler vor einem Schultag?“ beantworten und erhebt das Merkmal „Uhrzeit des Weckers“. Passt das? Schlage ein besseres Merkmal vor.

Schritt für Schritt

Nein: ohne die Einschlafzeit ist die Dauer unbekannt
Besser: Schlafdauer in Stunden

Nein: ohne die Einschlafzeit ist die Dauer unbekannt
Besser: Schlafdauer in Stunden

Ergebnis:

nein, besser: Schlafdauer in Stunden

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
Für die Frage „Welches Essen wünschen sich die Kinder in der Mensa?“ wird das Merkmal „Wunschgericht“ 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
Die Schülervertretung fragt: „Welche Musikrichtung hören Jugendliche am liebsten?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
Lösung zeigen
1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Lieblingsmusikrichtung
2. Die Antworten sind Kategorien, man kann nur zählen
Ergebnis:
Lieblingsmusikrichtung, Kategorien
★3
Lea will die Frage „Wie viel Zeit verbringen Jugendliche am Tag mit dem Handy?“ beantworten und erhebt das Merkmal „Marke des Handys“. Passt das? Schlage ein besseres Merkmal vor.
Lösung zeigen
1. Nein: die Marke sagt nichts über die Zeit
2. Besser: Handyzeit in Minuten pro Tag
Ergebnis:
nein, besser: Handyzeit in Minuten pro Tag

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

Handyzeit am Tag von 15 Befragten der Jahrgangsstufe in min: 106, 83, 105, 99, 86, 107, 110, 64, 66, 47, 96, 119, 55, 125, 95. Teile in Klassen der Breite 30 min ein, beginnend bei 30. Lege eine Häufigkeitstabelle an.

Schritt für Schritt

30 bis unter 60 min: 2
60 bis unter 90 min: 4
90 bis unter 120 min: 8
120 bis unter 150 min: 1
Probe: 2 + 4 + 8 + 1 = 15

30 bis unter 60 min: 2
60 bis unter 90 min: 4
90 bis unter 120 min: 8
120 bis unter 150 min: 1
Probe: 2 + 4 + 8 + 1 = 15

Ergebnis:

30 bis unter 60: 2; 60 bis unter 90: 4; 90 bis unter 120: 8; 120 bis unter 150: 1

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

○4
15 Werte (Schulweg in min): 22, 34, 28, 26, 19, 19, 32, 39, 29, 32, 33, 12, 22, 30, 38. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
So fängst du an:
10 bis unter 20 min: 3
Lösung zeigen
1. 10 bis unter 20 min: 3
2. 20 bis unter 30 min: 5
3. 30 bis unter 40 min: 7
4. Probe: 3 + 5 + 7 = 15
Ergebnis:
3, 5, 7
●5
15 Werte (Sprungweite in cm): 345, 329, 358, 355, 325, 351, 412, 313, 370, 339, 357, 278, 342, 315, 365. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
Lösung zeigen
1. 250 bis unter 300 cm: 1
2. 300 bis unter 350 cm: 7
3. 350 bis unter 400 cm: 6
4. 400 bis unter 450 cm: 1
5. Probe: 1 + 7 + 6 + 1 = 15
Ergebnis:
1, 7, 6, 1
★6
20 Werte (Schulweg in min): 20, 34, 22, 10, 28, 9, 22, 38, 13, 9, 17, 20, 20, 23, 24, 38, 26, 28, 14, 12. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
Lösung zeigen
1. 0 bis unter 10 min: 2
2. 10 bis unter 20 min: 5
3. 20 bis unter 30 min: 10
4. 30 bis unter 40 min: 3
5. Probe: 2 + 5 + 10 + 3 = 20
Ergebnis:
2, 5, 10, 3

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

Das Histogramm zeigt Körpergröße von Jugendlichen im Sportverein. Wie viele sind es insgesamt?

Schritt für Schritt

Säulenhöhen ablesen: 5, 5, 8, 2
Summe: 5 + 5 + 8 + 2 = 20

Säulenhöhen ablesen: 5, 5, 8, 2
Summe: 5 + 5 + 8 + 2 = 20

Ergebnis:

20 Personen

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

○7
Das Histogramm zeigt Körpergröße in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 180 cm?
So fängst du an:
Säulen links von 180: 6, 11, 2
Lösung zeigen
1. Säulen links von 180: 6, 11, 2
2. 6 + 11 + 2 = 19
Ergebnis:
19 Werte
●8
Das Histogramm zeigt Handyzeit am Tag in min. Wie viele Werte sind kleiner als 60 min?
Lösung zeigen
1. Säulen links von 60: 1, 4
2. 1 + 4 = 5
Ergebnis:
5 Werte
★9
Lies aus dem Histogramm ab: In welcher Klasse liegen die meisten Werte, und wie viele sind es?
Lösung zeigen
1. Höchste Säule: über 60 bis 90
2. Höhe 9
Ergebnis:
60 bis unter 90 min: 9

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

Sara schreibt für die Tabelle (Note in der Mathearbeit) alle 25 Werte einzeln auf, um den Median zu finden. Wie geht es schneller? Bestimme den Median.

Schritt für Schritt

25 Werte: Median ist der 13. Wert
Aufsummiert: bis 1: 6, bis 2: 12, bis 3: 13
Median: 3

25 Werte: Median ist der 13. Wert
Aufsummiert: bis 1: 6, bis 2: 12, bis 3: 13
Median: 3

Ergebnis:

Median 3

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

○10
Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Bücher im letzten Monat, 20 Antworten.
So fängst du an:
Häufigster Wert: 0 (8-mal)
Lösung zeigen
1. Häufigster Wert: 0 (8-mal)
2. 20 Werte, Median ist das Mittel aus dem 10. und 11. Wert
3. Aufsummiert: bis 0: 8, bis 1: 14
4. Median: 1
Ergebnis:
Modalwert 0, Median 1
●11
Die Tabelle zeigt „Tore pro Spiel“ bei 26 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
Lösung zeigen
1. Häufigster Wert: 5 (8-mal)
2. 26 Werte, Median ist das Mittel aus dem 13. und 14. Wert
3. Aufsummiert: bis 1: 4, bis 2: 6, bis 3: 11, bis 4: 18
4. Median: 4
Ergebnis:
Modalwert 5, Median 4
★12
Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Bücher im letzten Monat, 27 Antworten.
Lösung zeigen
1. Häufigster Wert: 4 (10-mal)
2. 27 Werte, Median ist der 14. Wert
3. Aufsummiert: bis 0: 4, bis 1: 10, bis 2: 13, bis 3: 17
4. Median: 3
Ergebnis:
Modalwert 4, Median 3

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

Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Anzahl der Geschwister, 19 Antworten).

Schritt für Schritt

0 · 1 + 1 · 4 + 2 · 4 + 3 · 4 + 4 · 6 = 48
Anzahl aller Werte: 19
48 : 19 ≈ 2,53

0 · 1 + 1 · 4 + 2 · 4 + 3 · 4 + 4 · 6 = 48
Anzahl aller Werte: 19
48 : 19 ≈ 2,53

Ergebnis:

2,53

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

○13
Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Bücher im letzten Monat, 26 Antworten).
So fängst du an:
0 · 4 + 1 · 6 + 2 · 8 + 3 · 4 + 4 · 4 = 50
Lösung zeigen
1. 0 · 4 + 1 · 6 + 2 · 8 + 3 · 4 + 4 · 4 = 50
2. Anzahl aller Werte: 26
3. 50 : 26 ≈ 1,92
Ergebnis:
1,92
●14
Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Note in der Mathearbeit, 20 Antworten).
Lösung zeigen
1. 1 · 2 + 2 · 5 + 3 · 4 + 4 · 3 + 5 · 2 + 6 · 4 = 70
2. Anzahl aller Werte: 20
3. 70 : 20 = 3,5
Ergebnis:
3,5
★15
Wie groß ist der Durchschnitt für „Anzahl der Geschwister“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
Lösung zeigen
1. 0 · 4 + 1 · 1 + 2 · 11 + 3 · 5 + 4 · 6 = 62
2. Anzahl aller Werte: 27
3. 62 : 27 ≈ 2,3
Ergebnis:
2,3

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: 19, 17, 15, 18, 13, 18. Staffel B: 16, 15, 13, 13, 13, 17. Vergleiche die Gruppen mit Mittelwert und Spannweite.

Schritt für Schritt

Mittelwert Staffel A: 100 : 6 ≈ 16,67
Mittelwert Staffel B: 87 : 6 = 14,5
Spannweite: 6 gegen 4

Mittelwert Staffel A: 100 : 6 ≈ 16,67
Mittelwert Staffel B: 87 : 6 = 14,5
Spannweite: 6 gegen 4

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

○16
Punkte im Test. 8a: 19, 13, 24, 18, 21, 8. 8b: 17, 19, 6, 9, 18, 7. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
So fängst du an:
Mittelwert 8a: 103 : 6 ≈ 17,17
Lösung zeigen
1. Mittelwert 8a: 103 : 6 ≈ 17,17
2. Mittelwert 8b: 76 : 6 ≈ 12,67
3. Spannweite: 16 gegen 13
Ergebnis:
im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
●17
Sprungweiten in cm. Gruppe Nord: 395, 286, 331, 337, 337, 332. Gruppe Süd: 288, 379, 371, 290, 280, 377. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
Lösung zeigen
1. Mittelwert Gruppe Nord: 2018 : 6 ≈ 336,33
2. Mittelwert Gruppe Süd: 1985 : 6 ≈ 330,83
3. Spannweite: 109 gegen 99
Ergebnis:
im Mittel höher: Gruppe Nord; weniger Streuung: Gruppe Süd
★18
Laufzeiten über 100 m in Sekunden. Staffel A: 13, 19, 15, 14, 18, 13, 16, 16. Staffel B: 16, 15, 19, 18, 14, 15, 19, 17. Vergleiche die Gruppen mit Mittelwert und Spannweite.
Lösung zeigen
1. Mittelwert Staffel A: 124 : 8 = 15,5
2. Mittelwert Staffel B: 133 : 8 ≈ 16,63
3. Spannweite: 6 gegen 5
Ergebnis:
im Mittel höher: Staffel B; weniger Streuung: Staffel B

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: 76, 84, 86, 129, 540. Wie stark verändert der Wert 540 den Mittelwert, wie stark den Median?

Schritt für Schritt

Mit 540: Mittelwert 915 : 5 = 183, Median 86
Ohne: Mittelwert 375 : 4 = 93,75, Median 85
Der Mittelwert springt, der Median kaum

Mit 540: Mittelwert 915 : 5 = 183, Median 86
Ohne: Mittelwert 375 : 4 = 93,75, Median 85
Der Mittelwert springt, der Median kaum

Ergebnis:

Mittelwert 183 statt 93,75; Median 86 statt 85

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

○19
Handyzeit am Tag in Minuten: 134, 92, 122, 63, 600. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 600.
So fängst du an:
Mit 600: Mittelwert 1011 : 5 = 202,2, Median 122
Lösung zeigen
1. Mit 600: Mittelwert 1011 : 5 = 202,2, Median 122
2. Ohne: Mittelwert 411 : 4 = 102,75, Median 107
3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 202,2 statt 102,75; Median 122 statt 107
●20
Handyzeit am Tag in Minuten: 93, 125, 95, 91, 540. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 540.
Lösung zeigen
1. Mit 540: Mittelwert 944 : 5 = 188,8, Median 95
2. Ohne: Mittelwert 404 : 4 = 101, Median 94
3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 188,8 statt 101; Median 95 statt 94
★21
Wartezeit an der Haltestelle in Minuten: 7, 6, 8, 5, 7, 3, 40. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 40.
Lösung zeigen
1. Mit 40: Mittelwert 76 : 7 ≈ 10,86, Median 7
2. Ohne: Mittelwert 36 : 6 = 6, Median 6,5
3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 10,86 statt 6; Median 7 statt 6,5

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

Schlagzeile der Schülerzeitung: „67 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 15 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?

Schritt für Schritt

10 von 15 sind 66,67 %
Aber: 15 Kinder aus einer Klasse stehen nicht für ganz Berlin

10 von 15 sind 66,67 %
Aber: 15 Kinder aus einer Klasse stehen nicht für ganz Berlin

Ergebnis:

nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut

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

○22
Schlagzeile der Schülerzeitung: „90 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 10 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?
So fängst du an:
9 von 10 sind 90 %
Lösung zeigen
1. 9 von 10 sind 90 %
2. Aber: 10 Kinder aus einer Klasse stehen nicht für ganz Berlin
Ergebnis:
nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut
●23
Der Anteil der Kinder, die mit dem Rad kommen, stieg von 15 % auf 25 %. Die Zeitung schreibt: „Ein Plus von 10 Prozent.“ Stimmt das?
Lösung zeigen
1. Unterschied: 25 − 15 = 10 Prozentpunkte
2. Im Verhältnis: 10 : 15 · 100 ≈ 66,67 %
Ergebnis:
ungenau: 10 Prozentpunkte, das sind 66,67 % mehr
★24
Schlagzeile der Schülerzeitung: „70 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 10 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?
Lösung zeigen
1. 7 von 10 sind 70 %
2. Aber: 10 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

●25
Zwei Vorschläge für die Frage „Welcher Sport ist an unserer Schule beliebt?“: A befragt 30 Personen, nämlich die Mitglieder der Fußball-AG. B lost 30 Kinder aus der ganzen Schule aus. Welcher Vorschlag ist besser?
Lösung zeigen
1. A: wer in der Fußball-AG ist, mag Fußball – das verzerrt
2. B: Beim Auslosen hat jedes Kind dieselbe Chance
Ergebnis:
B
●26
Körpergröße von 15 Jugendlichen im Sportverein in cm: 169, 161, 176, 167, 154, 169, 170, 152, 166, 157, 159, 179, 157, 167, 170. Teile in Klassen der Breite 10 cm ein, beginnend bei 150. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
Lösung zeigen
1. 150 bis unter 160 cm: 5
2. 160 bis unter 170 cm: 6
3. 170 bis unter 180 cm: 4
4. Probe: 5 + 6 + 4 = 15
Ergebnis:
150 bis unter 160: 5; 160 bis unter 170: 6; 170 bis unter 180: 4
●27
In der Tabelle (Schulweg) fehlt die Gesamtzahl. Wie viele Personen wurden erfasst, und welche Klasse ist am stärksten besetzt?
Lösung zeigen
1. Gesamt: 5 + 11 + 7 + 2 = 25
2. Größte Anzahl: 11
Ergebnis:
25; 20 bis unter 30 min
●28
Im Histogramm ist eine Säule falsch gezeichnet. Vergleiche mit der Tabelle: Anzahlen 4, 7, 7, 2 für die Klassen ab 250 cm. Welche Säule ist falsch, und wie hoch muss sie sein?
Lösung zeigen
1. Säulen von links ablesen und mit 4, 7, 7, 2 vergleichen
2. Die Säule 400 bis unter 450 ist 5 hoch
3. Richtig ist 2
Ergebnis:
400 bis unter 450 cm: 2 statt 5
●29
Die Tabelle zeigt „Note in der Mathearbeit“ bei 28 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
Lösung zeigen
1. Häufigster Wert: 6 (8-mal)
2. 28 Werte, Median ist das Mittel aus dem 14. und 15. Wert
3. Aufsummiert: bis 2: 8, bis 3: 12, bis 4: 14, bis 5: 20
4. Median: 4,5
Ergebnis:
Modalwert 6, Median 4,5
●30
Die Tabelle zeigt Sprungweite von 21 Kindern beim Sportfest. Gib die Modalklasse an und die Klasse, in der der Median liegt.
Lösung zeigen
1. Modalklasse: die meisten Werte, 9
2. 21 Werte: Median ist der 11. Wert
3. Aufsummiert bis 300 bis unter 350: 13 ≥ 11
Ergebnis:
Modalklasse 300 bis unter 350 cm; Median in 300 bis unter 350 cm

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

Ich plane eine Erhebung mit passender Frage, passendem Merkmal und passender Stichprobe.
31
Die Schülervertretung fragt: „Wie lange brauchen die Kinder unserer Schule für den Schulweg?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Dauer des Schulwegs in Minuten, Zahlen
Ich teile Daten in Klassen ein und lege eine Häufigkeitstabelle an.
32
Die Werte (Handyzeit am Tag in min): 67, 128, 108, 104, 93, 137, 132, 143, 84, 137, 138, 50, 24, 14, 104. Wie viele Werte liegen in der Klasse 90 bis unter 120 min? Achte auf die Grenzen.
Lösung zeigen
Ergebnis:
4 Werte
Ich zeichne und lese Histogramme.
33
Das Histogramm zeigt Schulweg von Kindern der 8b. Wie viele sind es insgesamt?
Lösung zeigen
Ergebnis:
20 Personen
Ich bestimme Modalwert und Median aus einer Häufigkeitstabelle.
34
Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Tore pro Spiel, 24 Antworten.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Modalwert 0, Median 2
Ich berechne den Mittelwert aus einer Häufigkeitstabelle.
35
Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Tore pro Spiel, 19 Antworten).
Lösung zeigen
Ergebnis:
2,11
Ich vergleiche zwei Gruppen mit Kennwerten.
36
Punkte im Test. 8a: 18, 24, 11, 14, 16, 17. 8b: 6, 5, 18, 10, 4, 7. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
Lösung zeigen
Ergebnis:
im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
Ich untersuche, wie ein Ausreißer Mittelwert und Median verändert.
37
Taschengeld im Monat in Euro: 19, 17, 37, 20, 250. Wie stark verändert der Wert 250 den Mittelwert, wie stark den Median?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Mittelwert 68,6 statt 23,25; Median 20 statt 19,5
Ich beurteile Aussagen über Statistiken aus dem Alltag.
38
In einem Bericht steht: „Im Durchschnitt hat ein Kind 1,8 Geschwister. Die meisten Kinder haben also 1,8 Geschwister.“ Was ist an dem zweiten Satz falsch?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt

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

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

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

nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
Lieblingsmusikrichtung, Kategorien
nein, besser: Handyzeit in Minuten pro Tag
3, 5, 7
1, 7, 6, 1
2, 5, 10, 3
19 Werte
5 Werte
60 bis unter 90 min: 9
Modalwert 0, Median 1
Modalwert 5, Median 4
Modalwert 4, Median 3
1,92
3,5
2,3
im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
im Mittel höher: Gruppe Nord; weniger Streuung: Gruppe Süd
im Mittel höher: Staffel B; weniger Streuung: Staffel B
Mittelwert 202,2 statt 102,75; Median 122 statt 107
Mittelwert 188,8 statt 101; Median 95 statt 94
Mittelwert 10,86 statt 6; Median 7 statt 6,5
nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut
ungenau: 10 Prozentpunkte, das sind 66,67 % mehr
nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut
B
150 bis unter 160: 5; 160 bis unter 170: 6; 170 bis unter 180: 4
25; 20 bis unter 30 min
400 bis unter 450 cm: 2 statt 5
Modalwert 6, Median 4,5
Modalklasse 300 bis unter 350 cm; Median in 300 bis unter 350 cm
Dauer des Schulwegs in Minuten, Zahlen
4 Werte
20 Personen
Modalwert 0, Median 2
2,11
im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
Mittelwert 68,6 statt 23,25; Median 20 statt 19,5
Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt
x̄ = 9,4
Median 9; Spannweite 12