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1M. Kresken Grundbegriffe. 2M. Kresken Grundgesamtheit / Stichprobe Die Grundgesamtheit ist die Menge aller statistischen Einheiten (auch Merkmalsträger,

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1 1M. Kresken Grundbegriffe

2 2M. Kresken Grundgesamtheit / Stichprobe Die Grundgesamtheit ist die Menge aller statistischen Einheiten (auch Merkmalsträger, Erhebungseinheit, Beobachtungseinheit) mit übereinstimmenden Identifikationskriterien (sachlich, zeitlich und örtlich). Die statistische Einheit ist Träger der Informationen für die statistische Untersuchung. Statistische Einheiten können natürliche Einheiten (Personen, Tiere, Pflanzen, Werkstücke), aber auch künstliche Einheiten, zum Beispiel sozio-ökonomische Einheiten (Familien, Haushalte, Unternehmen), sein.

3 3M. Kresken Beispiel Kundenumfrage Grundgesamtheit Umfragen werden mit dem Ziel durchgeführt, neue Erkenntnisse über bestimmte Personen (z.B. Kunden, Mitarbeiter) zu erhalten bzw. gültige Aussagen über diese Personen treffen zu können. Die Grundgesamtheit ist dabei die Menge der Personen, für die die Aussagen einer Untersuchung gelten sollen, z.B alle Mitarbeiter des Unternehmens X oder alle Kunden im Alter von 18 bis 49 Jahren.

4 4M. Kresken Grundgesamtheit / Stichprobe Als Stichprobe bezeichnet man eine Teilmenge einer Grundgesamtheit, die unter bestimmten Gesichtspunkten ausgewählt wurde. Mit Stichproben wird in Anwendungen der Statistik (etwa in der Marktforschung, aber auch in der Qualitätskontrolle und in der naturwissenschaftlichen, medizinischen und psychologischen Forschung) häufig gearbeitet, da es oft nicht möglich ist, die Grundgesamtheit, etwa die Gesamtbevölkerung oder alle hergestellten Exemplare eines Produkts, zu untersuchen. Grundgedanke der Zuhilfenahme von Stichproben ist das Induktionsprinzip, bei dem von besonderen auf allgemeine Fälle geschlossen wird.

5 5M. Kresken Beispiel Kundenumfrage Stichprobe Es wird nur ein Teil der Mitarbeiter des Unternehmens X oder der Kunden im Alter von 18 bis 49 Jahren befragt.

6 6M. Kresken Grundgesamtheit / Stichprobe Die Auswahl bzw. Zusammensetzung der Stichprobe kann auf verschiedene Arten erfolgen. Am gängigsten ist die so genannte Zufallsauswahl. Es ist wichtig, die Grundgesamtheit genau fest zu legen, um die Stichprobe nachvollziehbar auszuwählen und exakt angeben zu können, für wen die Untersuchungsergebnisse Gültigkeit beanspruchen. Auf der Basis der Daten der Stichprobe kann man dann Rückschlüsse auf die Grundgesamtheit ziehen.

7 7M. Kresken Grundgesamtheit / Stichprobe Damit der Schluss von einer Stickprobe auf die Grundgesamtheit zulässig ist, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: 1.Die Stichprobe muss groß genug sein. Die Untergrenze liegt bei 30 Personen, besser sind 100 Personen. 2.Die Stichprobe muss repräsentativ sein. Die Stichprobe soll die Zusammensetzung der Grundgesamtheit widerspiegeln, also z.B. ebenso viele Frauen oder Personen mit Hochschulbildung usw. enthalten wie die Grundgesamtheit, der sie entstammt. Dies ist per Definition bei einer Zufallsauswahl der Fall.

8 8M. Kresken Arten von Merkmalen 1. Qualitativ versus quantitativ: qualitativ heißen diejenigen Merkmale, deren Ausprägungen unterschiedliche Arten darstellen (z.B. Farbe mit den Ausprägungen: blau, rot, grün, gelb; Familienstand) quantitativ heißen diejenigen Merkmale, die von vorneherein Zahlen als Ausprägungen haben (z.B. Alter, Kinderzahl, Entfernungen in KM, Umsatz in, Blutdruck in mmHg)

9 9M. Kresken Arten von Merkmalen 2. Diskret versus stetig: diskrete Merkmale können nur abzählbar viele Werte annehmen (z.B. Anzahl, Geschlecht) stetige Merkmale können jeden Wert eines Kontinuums annehmen (z.B. Gewicht: 63,786… kg, Länge: 4.387,35… cm) In der Praxis werden die Werte eines stetigen Merkmals oft in Klassen zusammengefasst und damit diskreditiert.

10 10M. Kresken Skalenniveau Jeder Merkmalsausprägung kann eine Zahl als Code zugeordnet werden. Das Skalenniveau hängt davon ab, wie die Zuordnung der Zahl zur Merkmalsausprägung erfolgt. Man unterscheidet: -Nominalskala -Ordinalskala -Intervallskala -Verhältnisskala -Absolutskala metrische Skalen

11 11M. Kresken Nominalskala Ein Merkmal heißt nominal, wenn seine möglichen Ausprägungen zwar unterschieden, aber nicht in einer Rangfolge gebracht werden können. Verschiedenen Merkmalsausprägungen werden verschiedene Zahlenwerte zugeordnet, z.B. 1 = blau, 2 = rot. Die einzig zulässige Schlussfolgerung aus einer Nominalskala lautet: -Gleiche Zahlen bedeuten gleiche Merkmalsausprägungen -Unterschiedliche Zahlen bedeuten unterschiedliche Merkmalsausprägungen

12 12M. Kresken Ordinalskala Ein Merkmal heißt ordinal, wenn jede Merkmalsausprägung der Untersuchungseinheit genau einer Kategorie zugeordnet wird. Die Kategorien lassen sich in eine Rangfolge bringen und mit Namen oder Zahlen bezeichnen. Die verschiedenen Merkmalsausprägungen stehen zueinander in einer größer bzw. kleiner – Beziehung, d.h. die Zahlen drücken nicht nur die Verschiedenheit, sondern auch die zugrunde liegende Ordnung aus, z.B. 1 = sehr schwach, 2 = schwach, 3 = mittel, 4 = stark, 5 = sehr stark.

13 13M. Kresken Ordinalskala Eine zulässige Aussage ist, dass die Rangfolge der Zahlen gleich der Rangfolge der Stärke der Merkmalsausprägungen ist: -Jemand mit einem höheren Rang hat auch eine höhere Merkmalsausprägung als jemand mit einem niedrigeren Rang. -Über die absolute Stärke der Merkmalsausprägung oder die Größe des Merkmalunterschiedes zwischen Objekten lässt sich aber keine Aussage machen.

14 14M. Kresken Beispiele Ordinalskala MerkmalKategorien Dekubitusrisikogeringes bis hohes Risiko nach der Norton-Skala Zufriedenheit mit einem Produkt sehr zufrieden > eher zufrieden > eher unzufrieden > sehr unzufrieden Selbsteinstufung des Einkommens 1 hoch > mittel > niedrig Schulische Leistungsehr gut > gut > befriedigend > ausreichend > mangelhaft > ungenügend 1 wenn das Einkommen in Klassen eingeteilt wird (z. B. 0 – 999, – 2.000, > )

15 15M. Kresken Intervallskala Ein intervallskaliertes Merkmal ist ein Merkmal, dessen Ausprägung sich quantitativ mittels Zahlen darstellen lässt. Rangunterschiede und Abstände zwischen Werten können gemessen werden, d.h. quantitative Merkmale gehen in ihren Anforderungen über ordinale und nominale Eigenschaften hinaus. Bei den intervallskalierten Merkmalen lassen sich zu den Eigenschaften der Ordinalskala die Abstände zwischen den verschiedenen Merkmalsausprägungen exakt bestimmen.

16 16M. Kresken Intervallskala Die Intervalle (=Abstände) zwischen benachbarten Merkmalsausprägungen sind gleich groß, allerdings existiert kein natürlicher Nullpunkt für die Skala. Willkürlich definierte Nullpunkte - wie bei der Celsius- Temperaturskala - zählen hier nicht als natürlicher Nullpunkt, während der Nullpunkt der Kelvin- Temperaturskala (absoluter Nullpunkt) ein natürlicher Nullpunkt ist. Jede Intervallskala ist so geartet, dass die Rangfolge der Differenz zwischen Zahlen gleich der Rangfolge der Merkmalsunterschiede zwischen den entsprechenden Objekten ist.

17 17M. Kresken Beispiele Intervallskala Temperatur auf der Celsius-Skala Jahreszahlen Zeitpunkte IQ-Skala

18 18M. Kresken IQ Skala Beispiel für eine IQ-Skala (es existiert bisher keine Norm)Prozentanteil in der Bevölkerung IQ unter 20schwerste Intelligenzminderung IQ unter 62extrem niedrige Intelligenz2,2 % IQ 63 bis 78sehr niedrige Intelligenz6,7 % IQ 79 bis 90niedrige (schwache) Intelligenz16,1 % IQ 91 bis 109durchschnittliche Intelligenz, normal begabt50,0 % IQ 110 bis 117hohe Intelligenz (Voraussetzung für einen Gymnasialbesuch) 16,1 % IQ 118 bis 126sehr hohe Intelligenz (Voraussetzung für ein Studium) 6,7 % IQ ab 127extrem hohe Intelligenz2,2 % IQ 130Genieschwelle IQ um 140Weniger als 0,5 % der Bevölkerung haben einen höheren IQ als 140 IQ ab 155genial (Bevölkerungsanteil unter 0,1 %)

19 19M. Kresken Verhältnisskala Auf einer Verhältnisskala / Rationalskala werden Merkmalsausprägungen eingetragen, für die folgendes gilt: -Merkmalsausprägungen werden als Zahl dargestellt -für die Zahlenwerte existiert ein natürlicher Nullpunkt und -die Maßeinheit ist willkürlich definiert

20 20M. Kresken Beispiele Verhältnisskala MerkmalNullpunkt Temperatur in KelvinAbsoluter Nullpunkt Zeitdauer in Sekundenkeine Zeit* Gewicht in Kilogrammkein Gewicht Preis in Kostenlos Geschwindigkeit in Kilometer pro Stunde keine Geschwindigkeit, Stillstand Prozentzahlen 0 bis 1000 Prozent Entfernungkeine Entfernung *Der absolute Nullpunkt ist der Urknall.

21 21M. Kresken Univariate Statistik

22 22M. Kresken Univariate Statistik Unter dem Begriff versteht man die isolierte Betrachtung einzelner Merkmale bzw. Variablen von Untersuchungseinheiten (z.B. Personen).

23 23M. Kresken Beispiel Verteilung - Urliste

24 24M. Kresken Häufigkeiten / Verteilungen Liegen n Beobachtungen für ein Merkmal vor, so nennt man die Anzahl k der Beobachtungen, die die gleiche Ausprägung x aufweisen, die absolute Häufigkeit dieser Merkmalsausprägung.

25 25M. Kresken Beispiel Verteilung – sortierte Liste

26 26M. Kresken Beispiel Verteilung – sortierte Liste AlterAnzahl

27 27M. Kresken Häufigkeiten / Verteilungen Der Quotient heißt relative Häufigkeit für die Merkmalsausprägung x. Die relative Häufigkeit liegt immer zwischen 0 und 1. Gebräuchlich ist die Angabe der relativen Häufigkeit in Prozent. = k n Zahl der Beobachtungen mit der Ausprägung x Gesamtzahl der Beobachtungen

28 28M. Kresken Häufigkeiten / Verteilungen In praktischen Situationen ergibt sich bei der Erhebung der Gesamtzahl der Beobachtungen dann ein Problem, wenn die Angaben zur Merkmalsausprägung für eine oder mehrere Beobachtungseinheiten fehlen oder ungültig sind. In solchen Fällen ist der Bezug auf die validen Beobachtungen zu empfehlen. Dabei sollte jedoch auf eine explizite Auszählung bzw. Erwähnung der ungültigen oder fehlenden Messergebnisse nicht verzichtet werden, da diese ggf. als informativ anzusehen sind.

29 29M. Kresken Univariate Statistik Urliste anlegen


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