Mathe begreifbar · Grundlagenfach · 4.2 Diagramme
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15 Grundlagenaufgaben mit Lösungen. Erst rechnen, dann nachschauen.
Aufgaben
- Welches Diagramm passt am besten zu einem Datensatz von n = 12 Lieblingsfächern? Begründe.
- Welches Diagramm passt zu n = 200 Körpergrössen?
- Welches Diagramm passt, wenn du gleichzeitig Lernzeit (Stunden) und Prüfungsnote (Punkte) für n = 30 Lernende vergleichen willst?
- Bei einem Histogramm berühren sich die Säulen. Warum?
- Eine Stichprobe hat n = 64 Werte. Wie viele Klassen empfiehlt die Faustregel?
- Werte zwischen 12.0 und 27.0; Anzahl Klassen 5. Wie gross ist die Klassenbreite?
- Ein Histogramm hat einen langen Schwanz nach rechts. Welche Form? Was bedeutet das für Mittelwert vs. Median?
- Ein Boxplot zeigt: Median näher am Q3 als am Q1. Welche Form?
- Im Boxplot ist die Box deutlich kleiner als die Whisker. Was bedeutet das?
- Ein Streudiagramm zeigt Punkte, die wie eine fallende Gerade liegen. Welcher Zusammenhang?
- „Eisverkauf und Sonnenbrandfälle korrelieren stark — also verursacht Eis essen Sonnenbrand." Was ist der Denkfehler?
- Klassiere als Diagrammtyp: a) Anzahl Geschwister bei n = 25 Schülerinnen, b) Geburtsmonat bei n = 25 Schülerinnen, c) Wartezeit am Bankschalter bei n = 200 Kunden.
- Bei einer kategorialen Erhebung mit 12 Kategorien — Kuchendiagramm gut oder schlecht? Begründe.
- Was ist der Unterschied zwischen univariat und bivariat?
- Ein Histogramm hat zwei deutliche Gipfel. Wie heisst das? Was kann das bedeuten?
Lösungen
- Kuchen- oder Balkendiagramm — kategoriales Merkmal, kleine Anzahl Werte.
- Histogramm — stetiges Merkmal, viele Werte → klassieren und als Säulen darstellen.
- Streudiagramm — bivariate Daten (zwei Werte pro Objekt). Lernzeit auf x-Achse, Note auf y-Achse.
- Weil die Daten stetig sind und der Wertebereich lückenlos ist. Lücken zwischen den Säulen würden suggerieren, dass es Werte „dazwischen" nicht gibt — falsch.
- \(\sqrt{64} = 8\) Klassen.
- Klassenbreite = (27.0 − 12.0) / 5 = 15.0 / 5 = 3.0.
- Rechtsschief. Der Mittelwert wird vom langen Schwanz nach rechts gezogen → Mittelwert > Median.
- Linksschief. Wenn der Median näher am Q3 (oberes Quartil) liegt, ist der untere Bereich der Verteilung weiter gestreut — Schwanz nach links.
- Die mittleren 50 % der Werte (= Boxbreite, Quartilsdifferenz) liegen eng beieinander, aber Minimum und Maximum sind weit entfernt — die Verteilung hat einige Ausreisser oder lange Ränder.
- Negativer Zusammenhang: x↑ → y↓.
- Korrelation beweist keine Kausalität. Beide Grössen werden durch eine dritte Variable gesteuert: hohe Sonneneinstrahlung führt sowohl zu mehr Eisverkauf als auch zu mehr Sonnenbränden. Die Sonne ist der gemeinsame Verursacher.
- a) Balkendiagramm (diskret, mit Lücken) b) Balken- oder Kuchendiagramm (kategorial, 12 Kategorien — Balken besser) c) Histogramm (stetig, n gross genug zum Klassieren).
- Schlecht. 12 Kategorien sind zu viele für ein Kuchendiagramm — die Sektoren werden zu klein und die Beschriftung unleserlich. Ein Balkendiagramm ist besser.
- univariat: ein Wert pro Objekt (z.B. nur Körpergrösse). bivariat: zwei Werte pro Objekt (z.B. Körpergrösse und Schuhgrösse).
- Bimodal. Häufig ein Hinweis auf zwei Untergruppen in den Daten — z.B. Körpergrössen einer Mischung aus Männern und Frauen, oder Reaktionszeiten von Geübten und Anfängerinnen.