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Beispiele und Aufgaben im Modul Rechnerische Streuungsmaße
1. Ein Beispiel für klassierte Daten
Als Beispiel legen wir der Berechnung der Streuungsmaße die klassierte Tabelle der Wartezeiten in einer Arztpraxis zugrunde.
a) Die Ausgangstabelle
Für die Berechnung der mittleren quadratischer
Abweichung und der Varianz benötigen wir weitere Spalten in
unserer Arbeitstabelle.
Tab.4-3:
Wartezeiten in einer Arztpraxis
Wartezeit in Minuten von... bis unter...
|
absolute Anzahl fi
|
|
fi*mi
|
|
|
1-5
|
1
|
3
|
3
|
7,5
|
9
|
5-10
|
2
|
7,5
|
15
|
6
|
112,5
|
10-12
|
4
|
11
|
44
|
2
|
484
|
12-14
|
2
|
13
|
26
|
5
|
338
|
14-20
|
1
|
17
|
17
|
6,5
|
289
|
Summe:
|
10
|
-
|
105
|
27
|
1232,5
|
Anmerkung:
= 10,5 Minuten
b) Die Berechnungen
Für die mittlere absolute Abweichung
erhalten wie aus der fünften Spalte dieser Tabelle :
Für die Varianz ergibt sich aus der
o.a. Tabelle (Spalte 6):
Für die Standardabweichung resultiert
daraus:
und schließlich beträgt der
Variationskoeffizient:
c) Die Interpretation der Ergebnisse
Zur mittleren absoluten Abweichung :
Empirisch am besten lässt sich die mittlere absolute Abweichung interpretieren.
Im Durchschnitt warten danach die Patienten 2,7 Minuten weniger oder länger als 10,5 Minuten.
Zur Varianz und zur Standardabweichung:
Varianz und Standardabweichung basieren auf Durchschnitten von quadrierten Abweichungen.
Das lässt sich so auch formulieren. Allerdings haben Quadrate von zeitlichen Differenzen keine reale Bedeutung.
Die Relevanz dieser Streuungsmaße in der Statistik resultiert vor allem aus der induktiven Statistik (vgl. dazu ViLeS 2, Kap. II-2). Wenn die Wartezeiten normalverteilt wären, würden im Bereich ± s um das arithmetische Mittel etwa 66% der Beobachtungen liegen.
- Zum Variationskoeffizient:
Auch der Variationskoeffizient unterliegt der obigen Einschränkung. Allerdings erlaubt er den Vergleich von Streuungen unterschiedlicher Verteilungen. So gibt der berechnete Wert von 0,34 einen Hinweis darauf, ob die Streuung der Wartezeiten, relativ gesehen, größer oder kleiner ist, als etwa die der Urlaubsausgaben der nachfolgenden Rechenaufgabe.
2. Eine Rechenaufgabe für klassierte Daten
Als Beispiel legen wir der Berechnung der Streuungsmaße die klassierte Tabelle der Wartezeiten in einer Arztpraxis zugrunde.
a) Die Aufgabenstellung
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Berechnen Sie für die nachfolgende Tabelle
der studentischen Urlaubsausgaben:
- die mittlere absolute Abweichung M.A.,
- die Varianz,
- die Standardabweichung und
- den Variationskoeffizienten!
Runden Sie Ihre Ergebnisse auf 4
Nachkommastellen!
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b) Die Ausgangstabelle
Tab. 4-4: Urlaubsausgaben von Studierenden
Nr.
|
von ... EUR
|
bis unter ... EUR
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Anzahl
|
Klassenmitte
|
|
|
1
|
0
|
250
|
17
|
125
|
2125
|
265.625
|
2
|
250
|
450
|
14
|
350
|
4900
|
1.715.000
|
3
|
450
|
550
|
9
|
500
|
4500
|
2.250.000
|
4
|
550
|
650
|
15
|
600
|
9000
|
5.400.000
|
5
|
650
|
750
|
13
|
700
|
9100
|
6.370.000
|
6
|
750
|
850
|
9
|
800
|
7200
|
5.760.000
|
7
|
850
|
1150
|
14
|
1000
|
14.000
|
14.000.000
|
8
|
1150
|
2150
|
5
|
1650
|
8250
|
13.612.500
|
9
|
2150
|
3350
|
4
|
2750
|
11.000
|
30.250.000
|
Summe:
|
100
|
|
70.075
|
79.623.125
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c) Das interaktive Prüfprogramm
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