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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: 3, 7, 5, 7, 4. Berechne Mittelwert.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    x̄ = 5,2
  2. ●40
    Körpergrößen-Abweichungen in cm: 2, 17, 2, 2, 7. Bestimme Median und Spannweite.
    Lösung zeigen
    1. Sortieren: 2, 2, 2, 7, 17
    2. Median = mittlerer Wert = 2
    3. Spannweite = 17 − 2 = 15
    Ergebnis:
    Median 2; Spannweite 15

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

Die Schülervertretung fragt: „Wie viel Zeit verbringen Jugendliche am Tag mit dem Handy?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
Schritt für Schritt
  1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Handyzeit in Minuten pro Tag
  2. Die Antworten sind Zahlen, man kann rechnen
  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

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
    Die Schülervertretung fragt: „Welcher Sport ist in der 8b am beliebtesten?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
    So fängst du an:
    Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Lieblingssportart
    Lösung zeigen
    1. Gesucht ist, was die Frage beantwortet: Lieblingssportart
    2. Die Antworten sind Kategorien, man kann nur zählen
    Ergebnis:
    Lieblingssportart, Kategorien
  2. ●2
    Für die Frage „Wie viele Stunden schlafen Achtklässler vor einem Schultag?“ wird das Merkmal „Schlafdauer in Stunden“ erhoben. Kann man dazu einen Mittelwert berechnen? Begründe.
    Lösung zeigen
    1. Die Antworten sind Zahlen
    2. Zahlen kann man addieren und teilen: Mittelwert möglich
    Ergebnis:
    ja, die Antworten sind Zahlen
  3. ★3
    Für die Frage „Welcher Sport ist in der 8b am beliebtesten?“ wird das Merkmal „Lieblingssportart“ erhoben. Welche Kennwerte kannst du angeben: Mittelwert, Median, Spannweite oder nur den häufigsten Wert? Begründe.
    Lösung zeigen
    1. Die Antworten sind Kategorien.
    2. Kategorien kann man weder addieren noch der Größe nach ordnen.
    3. Es bleibt nur der häufigste Wert.
    Ergebnis:
    nur den häufigsten Wert

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

15 Werte (Körpergröße in cm): 173, 149, 158, 161, 163, 172, 160, 157, 178, 165, 166, 167, 172, 165, 168. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
KlasseAnzahl140 bis unter 150?150 bis unter 160?160 bis unter 170?170 bis unter 180?
Schritt für Schritt
  1. 140 bis unter 150 cm: 1
  2. 150 bis unter 160 cm: 2
  3. 160 bis unter 170 cm: 8
  4. 170 bis unter 180 cm: 4
  5. Probe: 1 + 2 + 8 + 4 = 15
  1. 140 bis unter 150 cm: 1
  2. 150 bis unter 160 cm: 2
  3. 160 bis unter 170 cm: 8
  4. 170 bis unter 180 cm: 4
  5. Probe: 1 + 2 + 8 + 4 = 15
Ergebnis:
1, 2, 8, 4

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 (Körpergröße in cm): 176, 180, 167, 169, 173, 160, 164, 165, 155, 160, 168, 171, 171, 165, 171. Fülle die Häufigkeitstabelle mit den Klassen aus.
    KlasseAnzahl150 bis unter 160?160 bis unter 170?170 bis unter 180?180 bis unter 190?
    So fängst du an:
    150 bis unter 160 cm: 1
    Lösung zeigen
    1. 150 bis unter 160 cm: 1
    2. 160 bis unter 170 cm: 8
    3. 170 bis unter 180 cm: 5
    4. 180 bis unter 190 cm: 1
    5. Probe: 1 + 8 + 5 + 1 = 15
    Ergebnis:
    1, 8, 5, 1
  2. ●5
    Die Werte (Sprungweite in cm): 272, 336, 321, 400, 411, 337, 330, 376, 273, 331, 374, 400, 356, 352, 402. Wie viele Werte liegen in der Klasse 250 bis unter 300 cm? Achte auf die Grenzen.
    Lösung zeigen
    1. Die Klasse umfasst 250 und alles bis kurz vor 300
    2. Gezählt: 272, 273
    3. Das sind 2
    Ergebnis:
    2 Werte
  3. ★6
    20 Werte (Sprungweite in cm): 372, 346, 342, 295, 402, 289, 376, 406, 366, 331, 317, 346, 370, 366, 398, 349, 370, 400, 394, 296. 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: 3
    2. 300 bis unter 350 cm: 6
    3. 350 bis unter 400 cm: 8
    4. 400 bis unter 450 cm: 3
    5. Probe: 3 + 6 + 8 + 3 = 20
    Ergebnis:
    3, 6, 8, 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 Sprungweite in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 300 cm?
0123456789250300350400450Sprungweite in cmAnzahl
Schritt für Schritt
  1. Säulen links von 300: 2
  2. Nur eine Säule: 2
  1. Säulen links von 300: 2
  2. Nur eine Säule: 2
Ergebnis:
2 Werte

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 Handyzeit am Tag in min. Wie viele Werte sind kleiner als 150 min?
    01234567306090120150180Handyzeit am Tag in minAnzahl
    So fängst du an:
    Säulen links von 150: 4, 6, 5, 3
    Lösung zeigen
    1. Säulen links von 150: 4, 6, 5, 3
    2. 4 + 6 + 5 + 3 = 18
    Ergebnis:
    18 Werte
  2. ●8
    Das Histogramm zeigt Schulweg in min. Wie viele Werte sind kleiner als 30 min?
    012345678910203040Schulweg in minAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Säulen links von 30: 8, 8
    2. 8 + 8 = 16
    Ergebnis:
    16 Werte
  3. ★9
    Wie viel Prozent der Werte im Histogramm liegen bei 160 cm oder darüber?
    024681012141618150160170180Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Ab 160: 17 + 7 = 24
    2. Gesamt: 30
    3. 24 : 30 · 100 = 80
    Ergebnis:
    80 %

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

Welcher Wert kommt am häufigsten vor, und welcher steht in der Mitte der geordneten Liste? Merkmal: Tore pro Spiel, 22 Antworten.
Tore012345Anzahl827500
Schritt für Schritt
  1. Häufigster Wert: 0 (8-mal)
  2. 22 Werte, Median ist das Mittel aus dem 11. und 12. Wert
  3. Aufsummiert: bis 0: 8, bis 1: 10, bis 2: 17
  4. Median: 2
  1. Häufigster Wert: 0 (8-mal)
  2. 22 Werte, Median ist das Mittel aus dem 11. und 12. Wert
  3. Aufsummiert: bis 0: 8, bis 1: 10, bis 2: 17
  4. Median: 2
Ergebnis:
Modalwert 0, 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
    Die Tabelle zeigt „Anzahl der Geschwister“ bei 16 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
    Anzahl01234Anzahl28411
    So fängst du an:
    Häufigster Wert: 1 (8-mal)
    Lösung zeigen
    1. Häufigster Wert: 1 (8-mal)
    2. 16 Werte, Median ist das Mittel aus dem 8. und 9. Wert
    3. Aufsummiert: bis 0: 2, bis 1: 10
    4. Median: 1
    Ergebnis:
    Modalwert 1, Median 1
  2. ●11
    Mira schreibt für die Tabelle (Anzahl der Geschwister) alle 24 Werte einzeln auf, um den Median zu finden. Wie geht es schneller? Bestimme den Median.
    Anzahl01234Anzahl15765
    Lösung zeigen
    1. 24 Werte: Median ist das Mittel aus dem 12. und 13. Wert
    2. Aufsummiert: bis 0: 1, bis 1: 6, bis 2: 13
    3. Median: 2
    Ergebnis:
    Median 2
  3. ★12
    Ben 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.
    Note123456Anzahl816361
    Lösung zeigen
    1. 25 Werte: Median ist der 13. Wert
    2. Aufsummiert: bis 1: 8, bis 2: 9, bis 3: 15
    3. Median: 3
    Ergebnis:
    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

Wie groß ist der Durchschnitt für „Bücher im letzten Monat“? Die Tabelle zeigt, wie oft jeder Wert vorkam.
Bücher01234Anzahl60551
Schritt für Schritt
  1. 0 · 6 + 1 · 0 + 2 · 5 + 3 · 5 + 4 · 1 = 29
  2. Anzahl aller Werte: 17
  3. 29 : 17 ≈ 1,71
  1. 0 · 6 + 1 · 0 + 2 · 5 + 3 · 5 + 4 · 1 = 29
  2. Anzahl aller Werte: 17
  3. 29 : 17 ≈ 1,71
Ergebnis:
1,71

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.
    Anzahl01234Anzahl67432
    So fängst du an:
    0 · 6 + 1 · 7 + 2 · 4 + 3 · 3 + 4 · 2 = 32
    Lösung zeigen
    1. 0 · 6 + 1 · 7 + 2 · 4 + 3 · 3 + 4 · 2 = 32
    2. Anzahl aller Werte: 22
    3. 32 : 22 ≈ 1,45
    Ergebnis:
    1,45
  2. ●14
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Tore pro Spiel, 25 Antworten).
    Tore012345Anzahl186235
    Lösung zeigen
    1. 0 · 1 + 1 · 8 + 2 · 6 + 3 · 2 + 4 · 3 + 5 · 5 = 63
    2. Anzahl aller Werte: 25
    3. 63 : 25 = 2,52
    Ergebnis:
    2,52
  3. ★15
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Bücher im letzten Monat, 22 Antworten).
    Bücher01234Anzahl92326
    Lösung zeigen
    1. 0 · 9 + 1 · 2 + 2 · 3 + 3 · 2 + 4 · 6 = 38
    2. Anzahl aller Werte: 22
    3. 38 : 22 ≈ 1,73
    Ergebnis:
    1,73

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, 15, 14, 14, 13, 15. Staffel B: 18, 18, 17, 19, 14, 13. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
Schritt für Schritt
  1. Mittelwert Staffel A: 85 : 6 ≈ 14,17
  2. Mittelwert Staffel B: 99 : 6 = 16,5
  3. Spannweite: 2 gegen 6
  1. Mittelwert Staffel A: 85 : 6 ≈ 14,17
  2. Mittelwert Staffel B: 99 : 6 = 16,5
  3. Spannweite: 2 gegen 6
Ergebnis:
im Mittel höher: Staffel B; weniger Streuung: Staffel A

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
    Laufzeiten über 100 m in Sekunden. Staffel A: 13, 18, 19, 16, 13, 18. Staffel B: 14, 18, 15, 18, 13, 15. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    So fängst du an:
    Mittelwert Staffel A: 97 : 6 ≈ 16,17
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert Staffel A: 97 : 6 ≈ 16,17
    2. Mittelwert Staffel B: 93 : 6 = 15,5
    3. Spannweite: 6 gegen 5
    Ergebnis:
    im Mittel höher: Staffel A; weniger Streuung: Staffel B
  2. ●17
    Punkte im Test. 8a: 24, 20, 24, 24, 14, 18. 8b: 7, 8, 12, 21, 15, 18. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert 8a: 124 : 6 ≈ 20,67
    2. Mittelwert 8b: 81 : 6 = 13,5
    3. Spannweite: 10 gegen 14
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
  3. ★18
    Sprungweiten in cm. Gruppe Nord: 316, 298, 331, 291, 359, 337, 283, 407. Gruppe Süd: 397, 419, 309, 299, 390, 386, 416, 316. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    1. Mittelwert Gruppe Nord: 2622 : 8 = 327,75
    2. Mittelwert Gruppe Süd: 2932 : 8 = 366,5
    3. Spannweite: 124 gegen 120
    Ergebnis:
    im Mittel höher: Gruppe Süd; weniger Streuung: Gruppe Süd

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

Wartezeit an der Haltestelle in Minuten: 9, 3, 7, 7, 35. Berechne Mittelwert und Median mit und ohne den Wert 35.
Schritt für Schritt
  1. Mit 35: Mittelwert 61 : 5 = 12,2, Median 7
  2. Ohne: Mittelwert 26 : 4 = 6,5, Median 7
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
  1. Mit 35: Mittelwert 61 : 5 = 12,2, Median 7
  2. Ohne: Mittelwert 26 : 4 = 6,5, Median 7
  3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
Ergebnis:
Mittelwert 12,2 statt 6,5; Median 7 statt 7

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
    Wartezeit an der Haltestelle in Minuten: 9, 5, 8, 7, 45. Wie stark verändert der Wert 45 den Mittelwert, wie stark den Median?
    So fängst du an:
    Mit 45: Mittelwert 74 : 5 = 14,8, Median 8
    Lösung zeigen
    1. Mit 45: Mittelwert 74 : 5 = 14,8, Median 8
    2. Ohne: Mittelwert 29 : 4 = 7,25, Median 7,5
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 14,8 statt 7,25; Median 8 statt 7,5
  2. ●20
    Handyzeit am Tag in Minuten: 125, 112, 113, 80, 600. Wie stark verändert der Wert 600 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    1. Mit 600: Mittelwert 1030 : 5 = 206, Median 113
    2. Ohne: Mittelwert 430 : 4 = 107,5, Median 112,5
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 206 statt 107,5; Median 113 statt 112,5
  3. ★21
    Wartezeit an der Haltestelle in Minuten: 4, 3, 9, 7, 5, 3, 45. Wie stark verändert der Wert 45 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    1. Mit 45: Mittelwert 76 : 7 ≈ 10,86, Median 5
    2. Ohne: Mittelwert 31 : 6 ≈ 5,17, Median 4,5
    3. Der Mittelwert springt, der Median kaum
    Ergebnis:
    Mittelwert 10,86 statt 5,17; Median 5 statt 4,5

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: „83 Prozent aller Berliner Jugendlichen wollen längere Pausen!“ Befragt wurden 12 Kinder aus einer Klasse. Ist die Aussage haltbar?
gegebengesucht83 Prozent12 Kinder?
Schritt für Schritt
  1. 10 von 12 sind 83,33 %
  2. Aber: 12 Kinder aus einer Klasse stehen nicht für ganz Berlin
  1. 10 von 12 sind 83,33 %
  2. Aber: 12 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

  1. ○22
    Der Anteil der Kinder, die mit dem Rad kommen, stieg von 15 % auf 25 %. Die Zeitung schreibt: „Ein Plus von 10 Prozent.“ Stimmt das?
    gegebengesucht15 %25 %?
    So fängst du an:
    Unterschied: 25 − 15 = 10 Prozentpunkte
    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
  2. ●23
    Der Anteil der Kinder, die mit dem Rad kommen, stieg von 19 % auf 25 %. Die Zeitung schreibt: „Ein Plus von 6 Prozent.“ Stimmt das?
    gegebengesucht19 %25 %?
    Lösung zeigen
    1. Unterschied: 25 − 19 = 6 Prozentpunkte
    2. Im Verhältnis: 6 : 19 · 100 ≈ 31,58 %
    Ergebnis:
    ungenau: 6 Prozentpunkte, das sind 31,58 % mehr
  3. ★24
    In einem Bericht steht: „Im Durchschnitt hat ein Kind 1,4 Geschwister. Die meisten Kinder haben also 1,4 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

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Für die Frage „Welche Musikrichtung hören Jugendliche am liebsten?“ wird das Merkmal „Lieblingsmusikrichtung“ 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
  2. ●26
    Lea befragt für die Frage „Was wünschen sich die Kinder in der Mensa?“ die Kinder, die heute in der Mensa essen – insgesamt 20 Personen. Welches Problem siehst du? Wie wählt man besser aus?
    Lösung zeigen
    1. Problem: wer die Mensa meidet, wird gar nicht gefragt
    2. Besser: Personen aus der ganzen Schule auslosen
    Ergebnis:
    verzerrte Auswahl; besser auslosen
  3. ●27
    Die Werte (Handyzeit am Tag in min): 74, 67, 47, 161, 133, 120, 86, 110, 109, 83, 30, 112, 114, 140, 90. Wie viele Werte liegen in der Klasse 90 bis unter 120 min? Achte auf die Grenzen.
    Lösung zeigen
    1. Die Klasse umfasst 90 und alles bis kurz vor 120
    2. Gezählt: 110, 109, 112, 114, 90
    3. Das sind 5
    Ergebnis:
    5 Werte
  4. ●28
    Die Tabelle zeigt Sprungweite von 25 Kindern beim Sportfest. Wie viele haben mindestens 400 cm?
    KlasseAnzahl250 bis unter 300 cm2300 bis unter 350 cm10350 bis unter 400 cm10400 bis unter 450 cm3
    Lösung zeigen
    1. Klassen ab 400: 3
    2. Nur eine Klasse: 3
    Ergebnis:
    3 Personen
  5. ●29
    Das Histogramm zeigt Sprungweite in cm. Wie viele Werte sind kleiner als 400 cm?
    012345678910300350400450Sprungweite in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    1. Säulen links von 400: 9, 6
    2. 9 + 6 = 15
    Ergebnis:
    15 Werte
  6. ●30
    Die Tabelle zeigt Handyzeit am Tag von Befragten der Jahrgangsstufe. Du zeichnest ein Histogramm, ein Kästchen steht für 2 Werte. Wie hoch wird jede Säule?
    KlasseAnzahl0 bis unter 30 min130 bis unter 60 min660 bis unter 90 min990 bis unter 120 min4120 bis unter 150 min7150 bis unter 180 min3
    Lösung zeigen
    1. Höhe = Anzahl : 2
    2. 0,5, 3, 4,5, 2, 3,5, 1,5 Kästchen
    3. Säulen ohne Lücke nebeneinander, Breite überall gleich
    Ergebnis:
    0,5, 3, 4,5, 2, 3,5, 1,5 Kästchen

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
    Die Schülervertretung fragt: „Womit kommen die Kinder zur Schule?“ Welches Merkmal muss sie erheben? Sind die Antworten Zahlen oder Kategorien?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Verkehrsmittel, Kategorien

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

    32
    Handyzeit am Tag von 15 Befragten der Jahrgangsstufe in min: 21, 54, 67, 59, 121, 64, 71, 66, 31, 128, 89, 135, 89, 56, 74. Teile in Klassen der Breite 30 min ein, beginnend bei 0. Lege eine Häufigkeitstabelle an.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    0 bis unter 30: 1; 30 bis unter 60: 4; 60 bis unter 90: 7; 90 bis unter 120: 0; 120 bis unter 150: 3

  3. Ich zeichne und lese Histogramme.

    33
    Das Histogramm zeigt Körpergröße von Jugendlichen im Sportverein. Wie viele sind es insgesamt?
    0123456789150160170180190Körpergröße in cmAnzahl
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    20 Personen

  4. Ich bestimme Modalwert und Median aus einer Häufigkeitstabelle.

    34
    Die Tabelle zeigt „Bücher im letzten Monat“ bei 18 Kindern. Bestimme Modalwert und Median.
    Bücher01234Anzahl52713
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Modalwert 2, Median 2

  5. Ich berechne den Mittelwert aus einer Häufigkeitstabelle.

    35
    Berechne den Mittelwert aus der Häufigkeitstabelle (Bücher im letzten Monat, 19 Antworten).
    Bücher01234Anzahl10558
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    3

  6. Ich vergleiche zwei Gruppen mit Kennwerten.

    36
    Punkte im Test. 8a: 19, 11, 17, 24, 20, 23. 8b: 15, 16, 17, 20, 18, 8. Welche Gruppe liegt im Mittel höher, welche streut weniger?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b

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

    37
    Taschengeld im Monat in Euro: 23, 24, 20, 24, 150. Wie stark verändert der Wert 150 den Mittelwert, wie stark den Median?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Mittelwert 48,2 statt 22,75; Median 24 statt 23,5

  8. Ich beurteile Aussagen über Statistiken aus dem Alltag.

    38
    Der Anteil der Kinder, die mit dem Rad kommen, stieg von 16 % auf 18 %. Die Zeitung schreibt: „Ein Plus von 2 Prozent.“ Stimmt das?
    gegebengesucht16 %18 %?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    ungenau: 2 Prozentpunkte, das sind 12,5 % 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. Lieblingssportart, Kategorien
  2. ja, die Antworten sind Zahlen
  3. nur den häufigsten Wert
  4. 1, 8, 5, 1
  5. 2 Werte
  6. 3, 6, 8, 3
  7. 18 Werte
  8. 16 Werte
  9. 80 %
  10. Modalwert 1, Median 1
  11. Median 2
  12. Median 3
  13. 1,45
  14. 2,52
  15. 1,73
  16. im Mittel höher: Staffel A; weniger Streuung: Staffel B
  17. im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8a
  18. im Mittel höher: Gruppe Süd; weniger Streuung: Gruppe Süd
  19. Mittelwert 14,8 statt 7,25; Median 8 statt 7,5
  20. Mittelwert 206 statt 107,5; Median 113 statt 112,5
  21. Mittelwert 10,86 statt 5,17; Median 5 statt 4,5
  22. ungenau: 10 Prozentpunkte, das sind 66,67 % mehr
  23. ungenau: 6 Prozentpunkte, das sind 31,58 % mehr
  24. Mittelwert mit dem häufigsten Wert verwechselt
  25. nein, nur Kategorien – man gibt das Häufigste an
  26. verzerrte Auswahl; besser auslosen
  27. 5 Werte
  28. 3 Personen
  29. 15 Werte
  30. 0,5, 3, 4,5, 2, 3,5, 1,5 Kästchen
  31. Verkehrsmittel, Kategorien
  32. 0 bis unter 30: 1; 30 bis unter 60: 4; 60 bis unter 90: 7; 90 bis unter 120: 0; 120 bis unter 150: 3
  33. 20 Personen
  34. Modalwert 2, Median 2
  35. 3
  36. im Mittel höher: 8a; weniger Streuung: 8b
  37. Mittelwert 48,2 statt 22,75; Median 24 statt 23,5
  38. ungenau: 2 Prozentpunkte, das sind 12,5 % mehr
  39. x̄ = 5,2
  40. Median 2; Spannweite 15