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Sie lernen die Glockenkurve kennen und bestimmen in Aufgabe 3 der Erarbeitungsphase erste Wahrscheinlichkeiten für vorgegebene (Zeit-) Intervalle. Diese Aufgabe ist bewusst offen gestellt, so dass dies entweder anhand der gegebenen (diskreten) Wahrscheinlichkeitsverteilung oder anhand der Fläche unter der Glockenkurve erfolgen kann. Darauf sollte im anschließenden Unterrichtsgespräch eingegangen werden. Aufgabe 4 schließlich sensibilisiert für die Problematik, dass bei steigen Zufallsgrößen keine singulären (Einzel-) Wahrscheinlichkeiten bestimmt werden können bzw. diese stets den Wert Null annehmen. In der zweiten Phase werden zunächst die Ergebnisse vorgestellt, diskutiert und gebündelt. Abschließend werden die zentralen Begriffe der Stunde (Normalverteilung, Glockenkurve, stetig und diskret verteilte Zufallsgrößen) eingeführt und die Ergebnisse der Erarbeitungsphase werden gemeinsam im Plenum gesichert, insbesondere auch die Möglichkeit, Wahrscheinlichkeiten als Fläche unter der Glockenkurve zu veranschaulichen bzw. Übungsaufgaben mit Musterlösungen zur Statistik: Standardabweichung. zu bestimmen.
(Der Blog-Beitrag zu dieser Übung findet sich hier. ) Varianz und Standardabweichung Auch bei dieser Übungsaufgabe bleiben wir bei den Beispieldaten aus der vergangenen Übungseinheit – den Altersangaben der 30 schon nach ihrem Körpergewicht befragten Probandinnen und Probanden. a) Bestimmen Sie die Varianz. b) Bestimmen Sie die Standardabweichung. Lösungen der Übungsaufgaben Die Varianz dieser Verteilung liegt bei 368, 00 Jahren². (Für alle Softwarenutzer: Die Stichprobenvarianz liegt bei 380, 69 Jahren². ) Die Standardabweichung berechnet sich als positive Wurzel der Varianz. Erwartungswert Definition? (Schule, Mathematik, Oberstufe). Die Standardabweichung dieser Verteilung liegt bei 19, 18 Jahren. (Für alle Softwarenutzer: Die Wurzel der Stichprobenvarianz beträgt 19, 51 Jahre. ) Die hier vorgestellten Inhalte und Aufgaben sind Teil der Vorlesung "Grundlagen der Statistik" im berufsbegleitenden Bachelor-Studiengang Betriebswirtschaftslehre an der Hochschule Harz. Eine vollständige Übersicht aller Inhalte dieser Vorlesung im Wissenschafts-Thurm findet sich hier: Grundlagen der Statistik.
In der Erarbeitungsphase ergänzen die Schülerinnen und Schüler in Einzel- oder Partnerarbeit einen Lückentext, in dem der Einfluss der Kenngrößen einer Normalverteilung auf die Form der Glockenkurve zusammengefasst wird. Sie entdecken die Zusammenhänge anhand von sechs Paaren, bei denen in der grundlegenden Version Glockenkurven einer Reihe von Kenngrößen zugeordnet sind. Zur Differenzierung kann auch noch eine Version auf erweitertem Niveau angeboten werden. Hier sind den Kenngrößen und Glockenkurven noch zusätzlich die Funktionsgleichungen zugeordnet. In beiden Versionen werden die Schülerinnen und Schüler auch aufgefordert, insbesondere den Bereich [ μ - σ; μ + σ] zu betrachten, so kann ggf. Erwartungswert standardabweichung aufgaben lösungen in holz. auf die 1-Sigma-Regel eingegangen werden. In der Übungsphase bearbeiten die Schülerinnen und Schüler Aufgaben zum Ablesen von Erwartungswert und Standardabweichung aus Glockenkurven Beschreiben von Auswirkungen der Variation jeweils eines Parameters (μ bzw. σ) auf die Lage/Form der Glockenkurve Skizzieren von Glockenkurven bei gegebenen Kenngrößen Hinweis: Der y-Wert des Hochpunkts kann mithilfe des WTR ermittelt werden (CASIO: Normal-Dichte; TI: Normalpdf) Je nach Bedarf und individueller Schwerpunktsetzung kann bereits in dieser Stunde das Berechnen von Wahrscheinlichkeiten mithilfe des WTR erfolgen.
Berechnung des Erwartungswertes: Multipliziere jeden Wert x i von X mit der zugehörigen Wahrscheinlichkeit P(X=x i) Addiere alle so erhaltenen Werte. Als Formel: μ(X)=x 1 · P(X=x 1)+ x 2 · P(X=x 2) +... + x n · P(X=x n) Standardabweichung σ(X) (lies: "sigma von X") Die Standardabweichung einer Zufallsgröße X gibt grob gesagt an, wie stark die Wahrscheinlichkeitsverteilung um den Erwartungswert gestreut ist. Bestimme den Erwartungswert μ. Subtrahiere den Erwartungswert von jedem Wert x i den die Zufallsgröße annehmen kann. Multipliziere die Ergebnisse mit der zugehörigen Wahrscheinlichkeit. Addiere alle so erhaltenen Produkte. Als Formel: σ(x) = √ Σ (x i − μ) 2 · P(X = x i)=√ [(x 1 − μ) 2 · P(X = x 1)+ (x 2 − μ) 2 · P(X = x 2) +... Erwartungswert und Standardabweichung - Abituraufgaben. + (x n − μ) 2 · P(X = x n)] Paul hat sich ein Glücksspiel überlegt: Es wird mit einem Würfel gewürfelt. Beim Würfeln einer Quadratzahl erhält der Spieler 5 Euro, ansonsten muss der Spieler 2 Euro zahlen. Lässt du dich auf das Spiel ein? Berechne Erwartungswert und Standardabweichung und interpretiere.
Solche Aufgaben können aber zur Differenzierung eingesetzt werden. Erwartungswert standardabweichung aufgaben lösungen arbeitsbuch. Im zweiten Teil steht das Betrachten und Interpretieren von Histogrammen sowie der Einfluss von Kettenlänge und Trefferwahrscheinlichkeit (und damit auch des Erwartungswertes) auf Lage und Form eines Histogramms im Vordergrund. Je nach Bedarf schließen sich Übungen zu folgenden Themen an (eingeführtes Schulbuch): Überprüfung, ob eine Binomialverteilung angenommen werden kann Interpretation der Formel von Bernoulli Berechnung von P(X = k); P(X ≤ k); P(X ≥ k); P(k1 ≤ X ≤ k2) Berechnung von Erwartungswert und Standardabweichung Erstellen und Interpretieren von Histogrammen Im dritten Teil soll der Übergang zum Bestimmen von Wahrscheinlichkeiten mittels Flächen angebahnt werden. Hierzu werden bei einer Binomialverteilung die Trefferzahlen zu Intervallen zusammengefasst und dargelegt, dass nun die Fläche der Säule ausschlaggebend ist für die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit über einem Intervall. Stunde 4 – 5: Einführung und erstes Anwenden der Normalverteilung: In der ersten Phase bearbeiten die Schülerinnen und Schüler in Einzel-oder Partnerarbeit den Auftrag "It's Teatime" und erfahren so den Übergang von einer diskreten zu einer stetigen Verteilung.
s. hierzu: Hinweise WTR-Einsatz Stunde 7: Ermitteln der Kenngrößen aus Datensätzen Im letzten Schritt geht es nun darum, die Kenngrößen Erwartungswert und Standardabweichung selbst zu ermitteln. Um hier den WTR nicht vollständig als "Blackbox" zu verwenden, kann dies exemplarisch an einem überschaubaren Datensatz anhand der Definition erfolgen, in der Regel sollte hierfür aber der WTR als Hilfsmittel eingesetzt werden. Als Arbeitsform eignet sich die Planarbeit, da so die individuellen Vorerfahrungen und Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler in Bezug auf Algebra und Umgang mit dem WTR berücksichtigt werden können und ein Arbeiten im eigenen Tempo möglich ist. Stunde 8 – 9: Untersuchung annähernd normalverteilter Zufallsgrößen Die Schülerinnen und Schüler verfügen nun über sämtliche Grundlagen, um anwendungsbezogene Problemstellungen im Kontext normalverteilter Zufallsgrößen zu lösen. Spätestens zu Beginn dieser abschließenden Übungsphase sollte das Berechnen von Wahrscheinlichkeiten auch mithilfe des WTR erfolgen.