Mathe begreifbar · Grundlagenfach · 4.1 Grundlagen Datenanalyse
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15 Grundlagenaufgaben mit Lösungen. Erst rechnen, dann nachschauen.
Aufgaben
- Erkläre den Unterschied zwischen Grundgesamtheit und Stichprobe in eigenen Worten.
- Eine Lehrperson erhebt die Schuhgrössen aller 22 Lernenden ihrer Klasse. Welcher Stichprobenumfang? Was ist die Grundgesamtheit, wenn eine Aussage über die ganze Schule (n = 800) gemacht werden soll?
- Wandle die Urliste 14, 9, 12, 14, 17, 9, 11 in eine sortierte Liste um. Welchen Rang hat der Wert 14? (Es gibt zwei Vorkommen — nenne beide Ränge.)
- Klassiere als kategorial / diskret / stetig: a) Anzahl Geschwister, b) Lieblingssportart, c) Schuhgrösse, d) Körpergrösse in cm, e) Postleitzahl.
- Welcher Diagrammtyp passt zu Lieblingssportart in einer Klasse? Begründe.
- Welcher Diagrammtyp passt zu Körpergrösse in einer Klasse? Begründe.
- Schreibe die Excel-/Calc-Formel, die in Spalte A die Anzahl Vorkommen des Wertes „blau" zählt.
- Schreibe die Formel für den drittkleinsten Wert in A1 bis A50.
- Eine Online-Umfrage zur Lebenszufriedenheit von Senioren wird per Mail-Newsletter verschickt. Welches Qualitätsproblem entsteht?
- Beim Erheben der Wartezeit am Bahnschalter werden alle Kunden zwischen 11:00 und 12:00 erfasst. Welches Problem hat das?
- Eine Lehrperson misst die Körpergrösse der Klasse mit einem 1-cm-Massstab. Eine andere mit Lasermessung auf 0.1 mm. Welches Qualitätsmerkmal wird hier verglichen?
- Die Frage „Bist du auch dafür, dass die Pause länger sein sollte?" — was ist daran problematisch?
- Eine Stichprobe von n = 4 soll für eine Schule mit 800 Lernenden eine Aussage liefern. Beurteile.
- Postleitzahl: ist das Merkmal kategorial oder diskret? Begründe.
- Plausibilität: in einer Stichprobe vom Umfang n = 100 hat ein Wert den Rang 0. Kann das stimmen?
Lösungen
- Grundgesamtheit = alle Objekte (z.B. alle Lernenden einer Schule). Stichprobe = die tatsächlich untersuchte Teilmenge (z.B. eine Klasse von 22).
- Stichprobenumfang n = 22. Grundgesamtheit = 800 Lernende der Schule. Die Stichprobe ist eine Klasse — möglicherweise nicht repräsentativ für die ganze Schule.
- Sortiert: 9, 9, 11, 12, 14, 14, 17. Die beiden 14er haben Rang 5 und Rang 6.
- a) diskret b) kategorial c) diskret (Schuhgrössen sind in halben Schritten abzählbar) d) stetig e) kategorial (PLZ ist ein Code, kein Zahlenwert für Rechnungen)
- Kuchen- oder Balkendiagramm — kategoriale Daten ohne natürliche Reihenfolge.
- Histogramm — stetige Daten in Klassen einteilen und als zusammenhängende Säulen darstellen.
=ZÄHLENWENN(A:A;"blau") bzw. englisch =COUNTIF(A:A;"blau").
=KKLEINSTE(A1:A50;3) bzw. englisch =SMALL(A1:A50;3).
- Repräsentativität — Senioren ohne Internet werden nicht erreicht; die Stichprobe bildet die Grundgesamtheit nicht treu ab (Selbstselektions-Bias).
- Falsche Erhebungszeit. Die Wartezeit zur Mittagsspitze ist nicht repräsentativ für den ganzen Tag.
- Genauigkeit (bzw. Messpräzision). Für Körpergrössen genügt 1 cm; 0.1 mm ist unverhältnismässig genau.
- Suggestive Frageformulierung — das Wort „auch" und die positive Folge („länger") drängen zur Zustimmung. Neutral wäre: „Wie sollte die Pause angelegt sein?"
- Zu kleine Stichprobe — n = 4 von 800 ist 0.5 % der Grundgesamtheit, viel zu wenig für belastbare Aussagen.
- Kategorial. Die Zahl 8000 (Zürich) ist nicht „grösser" oder „besser" als 1200 (Genf) — sie steht für ein Gebiet, nicht für eine Anzahl.
- Nein. Ränge in der sortierten Liste beginnen bei 1 und gehen bis n. Rang 0 ist nicht definiert.