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Mathematik · Klasse 8 · Kapitel

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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: 15, 10, 5, 12, 7. Berechne Mittelwert.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    x̄ = 9,8
  2. ●40
    Körpergrößen-Abweichungen in cm: 12, 2, 13, 18, 5. Bestimme Median und Spannweite.
    Lösung zeigen
    1. Sortieren: 2, 5, 12, 13, 18
    2. Median = mittlerer Wert = 12
    3. Spannweite = 18 − 2 = 16
    Ergebnis:
    Median 12; Spannweite 16

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

Aylin will die Frage „Welcher Sport ist in der 8b am beliebtesten?“ beantworten und erhebt das Merkmal „Stunden Sport pro Woche“. Passt das? Schlage ein besseres Merkmal vor.
Schritt für Schritt
  1. Nein: viel Sport heißt nicht, welcher Sport beliebt ist
  2. Besser: Lieblingssportart
  1. Nein: viel Sport heißt nicht, welcher Sport beliebt ist
  2. Besser: Lieblingssportart
Ergebnis:
nein, besser: Lieblingssportart

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
    Mila 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.
    So fängst du an:
    Nein: die Marke sagt nichts über die Zeit
    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
  2. ●2
    Die Schülervertretung fragt: „Wie viel Zeit verbringen Jugendliche am Tag mit dem Handy?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
    Lösung zeigen
    1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Handyzeit in Minuten pro Tag
    2. Die Antworten sind Zahlen, man kann rechnen
    Ergebnis:
    Handyzeit in Minuten pro Tag, Zahlen
  3. ★3
    Ben 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 (Körpergröße in cm): 165, 176, 183, 162, 170, 176, 165, 179, 162, 157, 175, 159, 179, 169, 156. Wie viele Werte liegen in der Klasse 170 bis unter 180 cm? Achte auf die Grenzen.
Schritt für Schritt
  1. Die Klasse umfasst 170 und alles bis kurz vor 180
  2. Gezählt: 176, 170, 176, 179, 175, 179
  3. Das sind 6
  1. Die Klasse umfasst 170 und alles bis kurz vor 180
  2. Gezählt: 176, 170, 176, 179, 175, 179
  3. Das sind 6
Ergebnis:
6 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 (Schulweg in min): 38, 12, 16, 8, 17, 27, 29, 25, 18, 23, 41, 14, 37, 23, 19. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
    KlasseAnzahl0 bis unter 10?10 bis unter 20?20 bis unter 30?30 bis unter 40?40 bis unter 50?
    So fängst du an:
    0 bis unter 10 min: 1
    Lösung zeigen
    1. 0 bis unter 10 min: 1
    2. 10 bis unter 20 min: 6
    3. 20 bis unter 30 min: 5
    4. 30 bis unter 40 min: 2
    5. 40 bis unter 50 min: 1
    6. Probe: 1 + 6 + 5 + 2 + 1 = 15
    Ergebnis:
    1, 6, 5, 2, 1
  2. ●5
    15 Werte (Sprungweite in cm): 338, 364, 375, 373, 403, 334, 345, 274, 289, 345, 383, 315, 362, 338, 329. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
    KlasseAnzahl250 bis unter 300?300 bis unter 350?350 bis unter 400?400 bis unter 450?
    Lösung zeigen
    1. 250 bis unter 300 cm: 2
    2. 300 bis unter 350 cm: 7
    3. 350 bis unter 400 cm: 5
    4. 400 bis unter 450 cm: 1
    5. Probe: 2 + 7 + 5 + 1 = 15
    Ergebnis:
    2, 7, 5, 1
  3. ★6
    Handyzeit am Tag von 20 Befragten der Jahrgangsstufe in min: 102, 69, 100, 78, 85, 96, 89, 108, 106, 58, 98, 100, 103, 55, 51, 147, 150, 17, 62, 141. Teile in Klassen der Breite 30 min ein, beginnend bei 0. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    Lösung zeigen
    1. 0 bis unter 30 min: 1
    2. 30 bis unter 60 min: 3
    3. 60 bis unter 90 min: 5
    4. 90 bis unter 120 min: 8
    5. 120 bis unter 150 min: 2
    6. 150 bis unter 180 min: 1
    7. Probe: 1 + 3 + 5 + 8 + 2 + 1 = 20
    Ergebnis:
    0 bis unter 30: 1; 30 bis unter 60: 3; 60 bis unter 90: 5; 90 bis unter 120: 8; 120 bis unter 150: 2; 150 bis unter 180: 1

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?
012345678910150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
Schritt für Schritt
  1. Säulenhöhen ablesen: 2, 9, 7, 2
  2. Summe: 2 + 9 + 7 + 2 = 20
  1. Säulenhöhen ablesen: 2, 9, 7, 2
  2. Summe: 2 + 9 + 7 + 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

  1. ○7
    Das Histogramm zeigt Sprungweite von Kindern beim Sportfest. Wie viele sind es insgesamt?
    01234567891011250300350400450Sprungweite in cmAnzahl
    So fängst du an:
    Säulenhöhen ablesen: 3, 10, 5, 2
    Lösung zeigen
    1. Säulenhöhen ablesen: 3, 10, 5, 2
    2. Summe: 3 + 10 + 5 + 2 = 20
    Ergebnis:
    20 Personen
  2. ●8
    Lies aus dem Histogramm ab: In welcher Klasse liegen die meisten Werte, und wie viele sind es?
    012345678910150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Höchste Säule: über 160 bis 170
    2. Höhe 9
    Ergebnis:
    160 bis unter 170 cm: 9
  3. ★9
    Wie viel Prozent der Werte im Histogramm liegen bei 180 cm oder darüber?
    024681012150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Ab 180: 2
    2. Gesamt: 30
    3. 2 : 30 · 100 ≈ 6,67
    Ergebnis:
    6,67 %

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 „Note in der Mathearbeit“ bei 31 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
Note123456Anzahl717538
Schritt für Schritt
  1. Häufigster Wert: 6 (8-mal)
  2. 31 Werte, Median ist der 16. Wert
  3. Aufsummiert: bis 1: 7, bis 2: 8, bis 3: 15, bis 4: 20
  4. Median: 4
  1. Häufigster Wert: 6 (8-mal)
  2. 31 Werte, Median ist der 16. Wert
  3. Aufsummiert: bis 1: 7, bis 2: 8, bis 3: 15, bis 4: 20
  4. Median: 4
Ergebnis:
Modalwert 6, Median 4

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
    Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Bücher im letzten Monat, 23 Antworten.
    Bücher01234Anzahl58046
    So fängst du an:
    Häufigster Wert: 1 (8-mal)
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 1 (8-mal)
    2. 23 Werte, Median ist der 12. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 5, bis 1: 13
    4. Median: 1
    Ergebnis:
    Modalwert 1, Median 1
  2. ●11
    Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Tore pro Spiel, 29 Antworten.
    Tore012345Anzahl642386
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 4 (8-mal)
    2. 29 Werte, Median ist der 15. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 6, bis 1: 10, bis 2: 12, bis 3: 15
    4. Median: 3
    Ergebnis:
    Modalwert 4, Median 3
  3. ★12
    Die Tabelle zeigt „Bücher im letzten Monat“ bei 33 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
    Bücher01234Anzahl931911
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 4 (11-mal)
    2. 33 Werte, Median ist der 17. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 9, bis 1: 12, bis 2: 13, bis 3: 22
    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 (Note in der Mathearbeit, 22 Antworten).
Note123456Anzahl167260
Schritt für Schritt
  1. 1 · 1 + 2 · 6 + 3 · 7 + 4 · 2 + 5 · 6 + 6 · 0 = 72
  2. Anzahl aller Werte: 22
  3. 72 : 22 ≈ 3,27
  1. 1 · 1 + 2 · 6 + 3 · 7 + 4 · 2 + 5 · 6 + 6 · 0 = 72
  2. Anzahl aller Werte: 22
  3. 72 : 22 ≈ 3,27
Ergebnis:
3,27

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
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Anzahl der Geschwister, 27 Antworten).
    Anzahl01234Anzahl76554
    So fängst du an:
    0 · 7 + 1 · 6 + 2 · 5 + 3 · 5 + 4 · 4 = 47
    Lösung zeigen
    1. 0 · 7 + 1 · 6 + 2 · 5 + 3 · 5 + 4 · 4 = 47
    2. Anzahl aller Werte: 27
    3. 47 : 27 ≈ 1,74
    Ergebnis:
    1,74
  2. ●14
    Wie groß ist der Durchschnitt für „Bücher im letzten Monat“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
    Bücher01234Anzahl02534
    Lösung zeigen
    1. 0 · 0 + 1 · 2 + 2 · 5 + 3 · 3 + 4 · 4 = 37
    2. Anzahl aller Werte: 14
    3. 37 : 14 ≈ 2,64
    Ergebnis:
    2,64
  3. ★15
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Tore pro Spiel, 41 Antworten).
    Tore012345Anzahl3810839
    Lösung zeigen
    1. 0 · 3 + 1 · 8 + 2 · 10 + 3 · 8 + 4 · 3 + 5 · 9 = 109
    2. Anzahl aller Werte: 41
    3. 109 : 41 ≈ 2,66
    Ergebnis:
    2,66

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

Sprungweiten in cm. Gruppe Nord: 297, 355, 327, 330, 310, 351. Gruppe Süd: 363, 373, 378, 332, 384, 406. Vergleiche die Gruppen mit Mittelwert und Spannweite.
Schritt für Schritt
  1. Mittelwert Gruppe Nord: 1970 : 6 ≈ 328,33
  2. Mittelwert Gruppe Süd: 2236 : 6 ≈ 372,67
  3. Spannweite: 58 gegen 74
  1. Mittelwert Gruppe Nord: 1970 : 6 ≈ 328,33
  2. Mittelwert Gruppe Süd: 2236 : 6 ≈ 372,67
  3. Spannweite: 58 gegen 74
Ergebnis:
im Mittel höher: Gruppe Süd; weniger Streuung: Gruppe Nord

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
    Sprungweiten in cm. Gruppe Nord: 379, 363, 309, 405, 360, 312. Gruppe Süd: 418, 360, 305, 373, 327, 416. Vergleiche die Gruppen mit Mittelwert und Spannweite.
    So fängst du an:
    Mittelwert Gruppe Nord: 2128 : 6 ≈ 354,67
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert Gruppe Nord: 2128 : 6 ≈ 354,67
    2. Mittelwert Gruppe Süd: 2199 : 6 = 366,5
    3. Spannweite: 96 gegen 113
    Ergebnis:
    im Mittel höher: Gruppe Süd; weniger Streuung: Gruppe Nord
  2. ●17
    Laufzeiten über 100 m in Sekunden. Staffel A: 16, 14, 13, 17, 13, 19. Staffel B: 17, 14, 18, 19, 19, 17. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert Staffel A: 92 : 6 ≈ 15,33
    2. Mittelwert Staffel B: 104 : 6 ≈ 17,33
    3. Spannweite: 6 gegen 5
    Ergebnis:
    im Mittel höher: Staffel B; weniger Streuung: Staffel B
  3. ★18
    Punkte im Test. 8a: 5, 24, 5, 8, 23, 18, 20, 6. 8b: 20, 18, 17, 9, 21, 12, 10, 5. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert 8a: 109 : 8 ≈ 13,63
    2. Mittelwert 8b: 112 : 8 = 14
    3. Spannweite: 19 gegen 16
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8b; 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: 94, 125, 126, 84, 600. Wie stark verändert der Wert 600 den Mittelwert, wie stark den Median?
Schritt für Schritt
  1. Mit 600: Mittelwert 1029 : 5 = 205,8, Median 125
  2. Ohne: Mittelwert 429 : 4 = 107,25, Median 109,5
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
  1. Mit 600: Mittelwert 1029 : 5 = 205,8, Median 125
  2. Ohne: Mittelwert 429 : 4 = 107,25, Median 109,5
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 205,8 statt 107,25; Median 125 statt 109,5

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
    Handyzeit am Tag in Minuten: 81, 103, 81, 81, 480. Wie stark verändert der Wert 480 den Mittelwert, wie stark den Median?
    So fängst du an:
    Mit 480: Mittelwert 826 : 5 = 165,2, Median 81
    Lösung zeigen
    1. Mit 480: Mittelwert 826 : 5 = 165,2, Median 81
    2. Ohne: Mittelwert 346 : 4 = 86,5, Median 81
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 165,2 statt 86,5; Median 81 statt 81
  2. ●20
    Handyzeit am Tag in Minuten: 72, 133, 133, 66, 480. Wie stark verändert der Wert 480 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    1. Mit 480: Mittelwert 884 : 5 = 176,8, Median 133
    2. Ohne: Mittelwert 404 : 4 = 101, Median 102,5
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 176,8 statt 101; Median 133 statt 102,5
  3. ★21
    Taschengeld im Monat in Euro: 40, 25, 35, 23, 29, 35, 150. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 150.
    Lösung zeigen
    1. Mit 150: Mittelwert 337 : 7 ≈ 48,14, Median 35
    2. Ohne: Mittelwert 187 : 6 ≈ 31,17, Median 32
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 48,14 statt 31,17; Median 35 statt 32

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

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?
Schritt für Schritt
  1. Geschwister gibt es nur ganzzahlig: 0, 1, 2 …
  2. „Die meisten“ beschreibt den häufigsten Wert, nicht den Mittelwert
  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

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    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?
    So fängst du an:
    Geschwister gibt es nur ganzzahlig: 0, 1, 2 …
    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
  2. ●23
    Umfrage „Welche Apps nutzt du?“: Video-App 53 %, Chat-App 37 %, Spiele 35 %. Zusammen sind das mehr als 100 %. Ist die Umfrage deshalb falsch?
    gegebengesucht53 %37 %35 %100 %?
    Lösung zeigen
    1. 53 + 37 + 35 = 125
    2. Jeder durfte mehrere Apps nennen: Mehrfachnennung
    3. Dann ist eine Summe über 100 % möglich
    Ergebnis:
    nicht falsch: Mehrfachnennungen
  3. ★24
    Der Mittelwert der Klasse im Test stieg von 52 auf 55 Punkte. Aylin sagt: „Dann haben sich alle verbessert.“ Ist das haltbar?
    Lösung zeigen
    1. Ein höherer Mittelwert heißt: die Summe ist gestiegen
    2. Einzelne können sich trotzdem verschlechtert haben
    Ergebnis:
    nicht haltbar: der Mittelwert sagt nichts über jedes einzelne Kind

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    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
    1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Dauer des Schulwegs in Minuten
    2. Die Antworten sind Zahlen, man kann rechnen
    Ergebnis:
    Dauer des Schulwegs in Minuten, Zahlen
  2. ●26
    Zwei Vorschläge für die Frage „Wie lange schlafen die Achtklässler unserer Schule?“: A befragt 30 Personen, nämlich aus jeder achten Klasse jedes dritte Kind der Namensliste. B lost 30 Kinder aus der ganzen Schule aus. Welcher Vorschlag ist besser?
    gegebengesucht30 Personen30 Kinder?
    Lösung zeigen
    1. A: jede achte Klasse ist vertreten, und die Auswahl hängt nicht vom Schlaf ab
    2. B: Beim Auslosen hat jedes Kind dieselbe Chance
    Ergebnis:
    beide brauchbar, B am sichersten
  3. ●27
    15 Werte (Körpergröße in cm): 169, 179, 153, 162, 172, 162, 172, 162, 158, 152, 171, 161, 172, 167, 153. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
    KlasseAnzahl150 bis unter 160?160 bis unter 170?170 bis unter 180?
    Lösung zeigen
    1. 150 bis unter 160 cm: 4
    2. 160 bis unter 170 cm: 6
    3. 170 bis unter 180 cm: 5
    4. Probe: 4 + 6 + 5 = 15
    Ergebnis:
    4, 6, 5
  4. ●28
    Die Tabelle zeigt Schulweg von 25 Kindern der 8b. Welcher Anteil liegt unter 10 min? Gib ihn in Prozent an.
    KlasseAnzahl0 bis unter 10 min310 bis unter 20 min520 bis unter 30 min1130 bis unter 40 min440 bis unter 50 min2
    Lösung zeigen
    1. Unter 10: nur die erste Klasse, 3
    2. Anteil: 3 : 25 · 100 = 12
    Ergebnis:
    12 %
  5. ●29
    Die Tabelle zeigt Schulweg von Kindern der 8b. Du zeichnest ein Histogramm, ein Kästchen steht für einen Wert. Wie hoch wird jede Säule?
    KlasseAnzahl0 bis unter 10 min210 bis unter 20 min1320 bis unter 30 min1530 bis unter 40 min940 bis unter 50 min1
    Lösung zeigen
    1. Höhe = Anzahl : 1
    2. 2, 13, 15, 9, 1 Kästchen
    3. Säulen ohne Lücke nebeneinander, Breite überall gleich
    Ergebnis:
    2, 13, 15, 9, 1 Kästchen
  6. ●30
    Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Anzahl der Geschwister, 25 Antworten.
    Anzahl01234Anzahl17656
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 1 (7-mal)
    2. 25 Werte, Median ist der 13. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 1, bis 1: 8, bis 2: 14
    4. Median: 2
    Ergebnis:
    Modalwert 1, Median 2

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
    Für die Frage „Wie lange brauchen die Kinder unserer Schule für den Schulweg?“ wird das Merkmal „Dauer des Schulwegs in Minuten“ erhoben. Kann man dazu einen Mittelwert berechnen? Begründe.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    ja, die Antworten sind Zahlen

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

    32
    Die Werte (Handyzeit am Tag in min): 89, 62, 133, 73, 87, 99, 54, 103, 142, 144, 77, 104, 98, 34, 163. Wie viele Werte liegen in der Klasse 60 bis unter 90 min? Achte auf die Grenzen.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    5 Werte

  3. Ich zeichne und lese Histogramme.

    33
    Das Histogramm zeigt Schulweg in min. Wie viele Werte sind kleiner als 20 min?
    01234567891010203040Schulweg in minAnzahl
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    6 Werte

  4. Ich bestimme Modalwert und Median aus einer Häufigkeitstabelle.

    34
    Die Tabelle zeigt „Bücher im letzten Monat“ bei 25 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
    Bücher01234Anzahl45736
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Modalwert 2, Median 2

  5. Ich berechne den Mittelwert aus einer Häufigkeitstabelle.

    35
    Wie groß ist der Durchschnitt für „Anzahl der Geschwister“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
    Anzahl01234Anzahl75877
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    2,06

  6. Ich vergleiche zwei Gruppen mit Kennwerten.

    36
    Punkte im Test. 8a: 12, 4, 11, 4, 10, 4. 8b: 5, 20, 13, 4, 23, 17. Vergleiche die Gruppen mit Mittelwert und Spannweite.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8b; weniger Streuung: 8a

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

    37
    Handyzeit am Tag in Minuten: 68, 112, 128, 86, 480. Wie stark verändert der Wert 480 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Mittelwert 174,8 statt 98,5; Median 112 statt 99

  8. Ich beurteile Aussagen über Statistiken aus dem Alltag.

    38
    Schlagzeile der Schülerzeitung: „88 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 8 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?
    gegebengesucht88 Prozent8 Kinder?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut

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, besser: Handyzeit in Minuten pro Tag
  2. Handyzeit in Minuten pro Tag, Zahlen
  3. nein, besser: Lieblingsmusikrichtung
  4. 1, 6, 5, 2, 1
  5. 2, 7, 5, 1
  6. 0 bis unter 30: 1; 30 bis unter 60: 3; 60 bis unter 90: 5; 90 bis unter 120: 8; 120 bis unter 150: 2; 150 bis unter 180: 1
  7. 20 Personen
  8. 160 bis unter 170 cm: 9
  9. 6,67 %
  10. Modalwert 1, Median 1
  11. Modalwert 4, Median 3
  12. Modalwert 4, Median 3
  13. 1,74
  14. 2,64
  15. 2,66
  16. im Mittel höher: Gruppe Süd; weniger Streuung: Gruppe Nord
  17. im Mittel höher: Staffel B; weniger Streuung: Staffel B
  18. im Mittel höher: 8b; weniger Streuung: 8b
  19. Mittelwert 165,2 statt 86,5; Median 81 statt 81
  20. Mittelwert 176,8 statt 101; Median 133 statt 102,5
  21. Mittelwert 48,14 statt 31,17; Median 35 statt 32
  22. Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt
  23. nicht falsch: Mehrfachnennungen
  24. nicht haltbar: der Mittelwert sagt nichts über jedes einzelne Kind
  25. Dauer des Schulwegs in Minuten, Zahlen
  26. beide brauchbar, B am sichersten
  27. 4, 6, 5
  28. 12 %
  29. 2, 13, 15, 9, 1 Kästchen
  30. Modalwert 1, Median 2
  31. ja, die Antworten sind Zahlen
  32. 5 Werte
  33. 6 Werte
  34. Modalwert 2, Median 2
  35. 2,06
  36. im Mittel höher: 8b; weniger Streuung: 8a
  37. Mittelwert 174,8 statt 98,5; Median 112 statt 99
  38. nicht haltbar: Stichprobe zu klein und nicht gestreut
  39. x̄ = 9,8
  40. Median 12; Spannweite 16