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Gymnasium 10 · Mathematik
Statistik · Statistik

Vierfeldertafeln

Hängt es vom Geschlecht ab, ob jemand eine Brille trägt? Haben Rauchen und Sport etwas miteinander zu tun? Um das zu klären, betrachtest du zwei Merkmale gleichzeitig. Dafür gibt es ein Werkzeug: die Vierfeldertafel.

Häufigkeiten und Randhäufigkeiten

Beispiel: Eine Klassenumfrage in Köln zum Thema Brille.

Brillenträger Keine Brille Gesamt
Jungen $12$ $18$ $30$
Mädchen $10$ $15$ $25$
Gesamt $22$ $33$ $55$
Schema einer Vierfeldertafel: In der Mitte stehen die gemeinsamen Häufigkeiten, am Rand die Randhäufigkeiten von Zeile und Spalte. gemeinsame H. Randh. Zeile Randh. Spalte Zeile →↓ Spalte
Üben★☆☆Nicht begonnen
Übertrage die folgende Vierfeldertafel in dein Heft und vervollständige sie. Sie zeigt die Verteilung einer Gruppe von Schülern nach Geschlecht und danach, ob sie eine…

Übertrage die folgende Vierfeldertafel in dein Heft und vervollständige sie. Sie zeigt die Verteilung einer Gruppe von Schülern nach Geschlecht und danach, ob sie eine Brille tragen oder nicht.

Brillenträger Keine Brille Gesamt
Jungen $12$ $18$
Mädchen $15$ $25$
Gesamt
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Üben★☆☆Nicht begonnen
Bei einer Umfrage unter $80$ Personen zu ihrem hauptsächlichen Verkehrsmittel auf dem Weg zur Arbeit ergaben sich die folgenden absoluten Häufigkeiten: | | Auto |…

Bei einer Umfrage unter $80$ Personen zu ihrem hauptsächlichen Verkehrsmittel auf dem Weg zur Arbeit ergaben sich die folgenden absoluten Häufigkeiten:

Auto Öffentliche Verkehrsmittel Zu Fuß Gesamt
Unter 30 Jahre $10$ $22$ $8$ $40$
Über 30 Jahre $25$ $10$ $5$ $40$
Gesamt $35$ $32$ $13$ $80$

Gib die absolute Häufigkeit der Personen an, die „unter 30 Jahre“ alt sind und „zu Fuß“ gehen, und berechne die absolute Randhäufigkeit derjenigen, die das „Auto“ benutzen.

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Üben★☆☆Nicht begonnen
In einem Sportverein gibt es $120$ Mitglieder. Wir wissen, dass $70$ Tennis spielen und $50$ Padel spielen, und dass von den Tennisspielern $20$ Frauen sind. Wenn es im…

In einem Sportverein gibt es $120$ Mitglieder. Wir wissen, dass $70$ Tennis spielen und $50$ Padel spielen, und dass von den Tennisspielern $20$ Frauen sind. Wenn es im Verein insgesamt $45$ Frauen gibt, erstelle die Vierfeldertafel mit absoluten Häufigkeiten, die das Geschlecht (Mann / Frau) mit der ausgeübten Sportart (Tennis / Padel) verknüpft.

Du kannst die Aufgabe auf Papier bearbeiten und ein Foto deiner Lösung einsenden.

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Modalwert in einer Vierfeldertafel

Üben★☆☆Nicht begonnen
Gegeben ist die folgende Tafel, die die Handymarke und die Altersgruppe der Besitzer verknüpft. Bestimme den Modalwert der gemeinsamen Verteilung und den Modalwert der…

Gegeben ist die folgende Tafel, die die Handymarke und die Altersgruppe der Besitzer verknüpft. Bestimme den Modalwert der gemeinsamen Verteilung und den Modalwert der Randverteilung des Merkmals „Marke“.

Marke A Marke B Marke C Gesamt
Jugendliche $45$ $15$ $10$ $70$
Erwachsene $20$ $35$ $25$ $80$
Gesamt $65$ $50$ $35$ $150$
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Relative Häufigkeiten bezogen auf die Gesamtzahl

Üben★☆☆Nicht begonnen
Erstelle aus der folgenden Vierfeldertafel mit absoluten Häufigkeiten die zugehörige Tafel der relativen Häufigkeiten bezogen auf die Gesamtzahl (gib die Ergebnisse als…

Erstelle aus der folgenden Vierfeldertafel mit absoluten Häufigkeiten die zugehörige Tafel der relativen Häufigkeiten bezogen auf die Gesamtzahl (gib die Ergebnisse als vollständig gekürzte Brüche an).

Naturwissenschaften Sprachen Gesamt
Bestanden $30$ $20$ $50$
Nicht bestanden $10$ $40$ $50$
Gesamt $40$ $60$ $100$
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Üben★★☆Nicht begonnen
Vervollständige die folgende Vierfeldertafel (hier mit mehreren Spalten). Die relativen Häufigkeiten einiger Zellen sind als Brüche bezogen auf die Gesamtzahl $N = 150$…

Vervollständige die folgende Vierfeldertafel (hier mit mehreren Spalten). Die relativen Häufigkeiten einiger Zellen sind als Brüche bezogen auf die Gesamtzahl $N = 150$ gegeben.

Kino Serien Dokumentationen Gesamt
Tablet $\frac{1}{5}$ der Gesamtzahl $40$ $85$
Fernseher $\frac{2}{15}$ der Gesamtzahl $10$
Gesamt $25$ $150$
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Bedingte relative Häufigkeiten

Oft fragt man genauer: Von denen, die eine Bedingung erfüllen, welcher Anteil erfüllt auch die andere? Das ist die bedingte relative Häufigkeit.

Bedingte Häufigkeit: Von den 100 Europäern wollen 60 Englisch, also 60 Prozent. Europäer: 100 Englisch: 60 60 von 100 → 60 %
Üben★☆☆Nicht begonnen
Betrachte die folgende Tafel, die die Teilnehmer eines Kongresses nach Nationalität und nach der Sprache einteilt, in der sie die Unterlagen erhalten wollten: | |…

Betrachte die folgende Tafel, die die Teilnehmer eines Kongresses nach Nationalität und nach der Sprache einteilt, in der sie die Unterlagen erhalten wollten:

Spanisch Englisch Gesamt
Europäer $40$ $60$ $100$
Amerikaner $30$ $20$ $50$
Gesamt $70$ $80$ $150$

Berechne die bedingte relative Häufigkeit dafür, dass ein Teilnehmer die Unterlagen auf Englisch bevorzugt, wenn er Europäer ist.

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Üben★★☆Nicht begonnen
In einem Unternehmen mit $500$ Beschäftigten wird der Zusammenhang zwischen der Abteilung, zu der sie gehören, und ihrer Arbeitszufriedenheit untersucht. | | Zufrieden |…

In einem Unternehmen mit $500$ Beschäftigten wird der Zusammenhang zwischen der Abteilung, zu der sie gehören, und ihrer Arbeitszufriedenheit untersucht.

Zufrieden Neutral Unzufrieden Gesamt
Vertrieb $120$ $60$ $20$ $200$
Produktion $90$ $110$ $100$ $300$
Gesamt $210$ $170$ $120$ $500$

Berechne die Randverteilung des Merkmals „Zufriedenheit“ in Prozent und die bedingte Verteilung der Zufriedenheit innerhalb der Abteilung „Produktion“.

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Stochastische Unabhängigkeit

Unabhängigkeit: Der Anteil der Sportler insgesamt (60 Prozent) ist gleich dem Anteil der Sportler unter den Rauchern (60 Prozent). Randverteilung Sport60 % = bedingt unter den Rauchern60 %
Üben★★★Nicht begonnen
In einer Bevölkerung von $400$ Einwohnern werden zwei Merkmale untersucht: „Treibt Sport“ (Ja/Nein) und „Raucht“ (Ja/Nein). Die Randverteilungen sind bekannt: $240$…

In einer Bevölkerung von $400$ Einwohnern werden zwei Merkmale untersucht: „Treibt Sport“ (Ja/Nein) und „Raucht“ (Ja/Nein). Die Randverteilungen sind bekannt: $240$ Personen treiben Sport und $160$ nicht; außerdem rauchen $100$ Personen und $300$ rauchen nicht.

Erstelle die Vierfeldertafel der absoluten Häufigkeiten unter der Annahme, dass in dieser Bevölkerung zwischen dem Rauchverhalten und dem Sporttreiben perfekte stochastische Unabhängigkeit besteht.

Du kannst die Aufgabe auf Papier lösen und ein Foto deiner Lösung senden.

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Üben★★★Nicht begonnen
Zwei statistische Merkmale heißen unabhängig, wenn die bedingten relativen Häufigkeiten gleich den entsprechenden relativen Randhäufigkeiten sind; das heißt, der Anteil…

Zwei statistische Merkmale heißen unabhängig, wenn die bedingten relativen Häufigkeiten gleich den entsprechenden relativen Randhäufigkeiten sind; das heißt, der Anteil bleibt in allen Zeilen und Spalten konstant.

Gegeben ist die folgende unvollständige Tafel:

Typ I Typ II Gesamt
Kategorie Alpha $12$ $18$ $30$
Kategorie Beta $8$ $y$ $8+y$
Gesamt $20$ $18+y$ $38+y$

Berechne den exakten Wert von $y$, damit die beiden Merkmale („Kategorie“ und „Typ“) vollständig unabhängig sind.

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Unvollständige Tafeln ergänzen

Unvollständige Tafel ergänzen: Die Unbekannte ergibt sich, indem man den bekannten Wert von der Randhäufigkeit der Zeile oder Spalte abzieht. jede Zeile ergibt ihre Summe,jede Spalte ergibt ihre Summe Wert Unbekanntex Summebekannt

Häufig ist nur ein Teil der Tafel gegeben. Du ergänzt den Rest, weil jede Zeile und jede Spalte ihre Randhäufigkeit ergeben muss. Manchmal stellst du dafür eine Gleichung mit einer Unbekannten auf. Prozentangaben rechnest du erst in absolute Häufigkeiten um.

Aus Venn-Diagramm und Baumdiagramm zur Tafel

Üben★★☆Nicht begonnen
Das folgende Venn-Diagramm zeigt die Verteilung von $110$ Schülern einer Sprachschule danach, ob sie Englisch ($A$) oder Französisch ($B$) lernen. Übertrage die…

Das folgende Venn-Diagramm zeigt die Verteilung von $110$ Schülern einer Sprachschule danach, ob sie Englisch ($A$) oder Französisch ($B$) lernen.

Englisch (A) Französisch (B) 45 20 35 10 E

Übertrage die Information des Diagramms in eine Vierfeldertafel, in der die Merkmale „Lernt Englisch“ (Ja/Nein) und „Lernt Französisch“ (Ja/Nein) sind. Berechne anschließend den Anteil der Schüler, die Französisch lernen, unter denen, die kein Englisch lernen.

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Üben★★★Nicht begonnen
Das folgende Baumdiagramm stellt die Anteile einer Population von $500$ Individuen dar, die nach zwei dichotomen Merkmalen $A$ und $C$ eingeteilt sind. Übertrage die…

Das folgende Baumdiagramm stellt die Anteile einer Population von $500$ Individuen dar, die nach zwei dichotomen Merkmalen $A$ und $C$ eingeteilt sind.

A B C D C D 0,4 0,6 0,2 0,8 0,7 0,3

Übertrage die Information dieses Diagramms in eine Vierfeldertafel mit absoluten Häufigkeiten, in der die Zeilen $A$ und $B$ und die Spalten $C$ und $D$ sind. Berechne die relative Randhäufigkeit von $C$.

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Üben★★☆Nicht begonnen
Bei einer Qualitätskontrolle überprüft ein Metalldetektor $1000$ Gepäckstücke. Man weiß, dass $40$ Gepäckstücke verbotene Gegenstände enthalten. Der Detektor schlägt bei…

Bei einer Qualitätskontrolle überprüft ein Metalldetektor $1000$ Gepäckstücke. Man weiß, dass $40$ Gepäckstücke verbotene Gegenstände enthalten. Der Detektor schlägt bei $35$ der Gepäckstücke mit verbotenen Gegenständen Alarm und löst außerdem bei $24$ Gepäckstücken, die nichts Verbotenes enthalten, einen Fehlalarm aus. Erstelle die Vierfeldertafel und berechne den Prozentsatz der Gepäckstücke, die tatsächlich verbotene Gegenstände enthalten, unter allen, bei denen der Alarm ausgelöst wurde.

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Üben★★★Nicht begonnen
Betrachte die folgende Vierfeldertafel, in der einige absolute Häufigkeiten von einem Parameter $x$ abhängen: | | Ereignis A | Ereignis B | Gesamt | | :--- | :---: |…

Betrachte die folgende Vierfeldertafel, in der einige absolute Häufigkeiten von einem Parameter $x$ abhängen:

Ereignis A Ereignis B Gesamt
Bedingung 1 $x$ $2x$
Bedingung 2 $10$ $x+5$
Gesamt

Die relative Randhäufigkeit der „Bedingung 1“ ist gleich $0,6$. Stelle eine Gleichung auf, bestimme den Wert von $x$ und rekonstruiere die vollständige Tafel mit Zahlenwerten.

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Üben★★★Nicht begonnen
Eine Fabrik für elektronische Bauteile hat zwei Montagemaschinen. Maschine I stellt $60\%$ aller Bauteile her und Maschine II die restlichen $40\%$. Die…

Eine Fabrik für elektronische Bauteile hat zwei Montagemaschinen. Maschine I stellt $60\%$ aller Bauteile her und Maschine II die restlichen $40\%$. Die Qualitätskontrolle zeigt, dass $2\%$ der Bauteile von Maschine I defekt sind, während die Fehlerquote bei Maschine II $5\%$ beträgt.

Erstelle für eine Charge von $2000$ Bauteilen die Vierfeldertafel, die die „Maschine“ (I / II) mit dem „Zustand“ (defekt / in Ordnung) verknüpft. Wenn man aus dieser Charge ein defektes Bauteil auswählt, welcher Anteil der defekten stammt dann von Maschine II?

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Zurück zum Anfang: In der Tafel vom Anfang tragen $12 : 30 = 40\,\%$ der Jungen und $10 : 25 = 40\,\%$ der Mädchen eine Brille. Das stimmt mit der Randverteilung überein ($22 : 55 = 40\,\%$). Brille und Geschlecht sind in dieser Gruppe also unabhängig.

Auf einen Blick

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