Es gibt interessanterweise nur zwei Größen, die man braucht um eine recht gute Prognose für fast alle zufälligen Verteilungen des Universums anzugeben. Zum einen den Durchschnittswert ( = Erwartungswert ), zum anderen die Standardabweichung ( = Streuung ). Die Varianz ist eigentlich nur das Quadrat der Standardabweichung und braucht man im Prinzip eigentlich nie. (Beim Berechnen erhält man zuerst die Varianz, hzieht daraus die Wurzel und hat dann die wichtigere Standardabweichung).

Quartile sind Werte, die beim ersten, zweiten und dritten Viertel der Verteilung liegen. Die Wahrscheinlichkeit für die Werte von Null bis zum ersten Quartil überschreitet grad die Wahrscheinlichkeit von 25%. Die Wahrscheinlichkeit für die Werte von Null bis zum zweiten Quartil (dem Median) überschreitet grad die Wahrscheinlichkeit von 50%. Die Wahrscheinlichkeit für die Werte von Null bis zum dritten Quartil überschreitet grad die 75% Wahrscheinlichkeit. Je nachdem ob man Datenreihen oder die Daten in Klassen gegeben hat gibt es zwei Vorgehensweisen zur Bestimmung der Quartile. Quantile sind ebenfalls x-Werte jedoch nicht bei Wahrscheinlichkeiten von 25%, 50% oder 75%, sondern bei (fast) beliebigen anderen Prozentwerten.

Wenn man Wahrscheinlichkeiten (=W.S.) als Funktion angibt, ist das eine Wahrscheinlichkeitsfunktion oder auch Dichtefunktion. Bedingung: natürlich darf die Funktion keine negativen y-Werte haben (es gibt ja keine negativen W.S.) und die GESAMTE W.S. von minus Unendlich bis plus Unendlich muss genau 1 sein. (Das Integral der Funktion von minus Unendlich bis plus Unendlich muss 1 sein).

Als Intervall betrachten wir einen Autobahnabschnitt von 100km und schauen mit welcher Häufigkeit kein, ein oder zwei Stau auftreten. Die durchschnittliche Stauhäufigkeit ist natürlich gegeben. Da die W.S. dafür recht klein ist, verwendet man die Poisson-Verteilung. Interessant wird’s natürlich auch, wenn wir die Länge des Streckenabschnittes ändern (also nicht immer 100km betrachtet).

Man verwendet die Poisson-Verteilung häufig, wenn man eine ZEIT-Abschnitt betrachtet. Ein Standardbeispiel davon ist, das Wartezeitproblem. Man weiß, wie häufig ein Bis im Durchschnitt auftaucht und möchte wissen, wie lange die Wartezeit bis zum nächsten Auftauchen des Busses ist. Eine unglaublich tolle Aufgabe, ohne die das Leben kaum lebenswert ist.

Die „Poisson-Verteilung“ wendet man vor allem bei Ereignissen an, die eine recht kleine Wahrscheinlichkeit haben. Man nennt die Poisson-Verteilung daher auch „Verteilung der seltenen Ereignisse“. Mit ihrer Hilfe berechnet man, mit welcher W.S. ein Ereignis in EINEM bestimmten Intervall „k“ mal eintrifft. Es gibt nur zwei Größen, die in die Formel einfließen: „k“ (das ist die Häufigkeit mit der das Ereignis eintreffen soll) und „lambda“ (das ist die Häufigkeit mit der man das Ereignis in diesem Intervall durchschnittlich erwartet).

Bei einem einseitigen Konfidenzintervall hat man die W.S. von einem Intervall gegeben und sucht eine Grenze derart, dass der gesamte Bereich der Verteilung links von der Grenze oder der gesamte Bereich rechts von der Grenze genau der gegebenen W.S. entspricht. Bemerkung: Das Konfidenzintervall enthält immer den Erwartungswert und umfasst meist mehr als 80%, 90% der Gesamtwahrscheinlichkeit. Das andere Intervall heißt Ablehungsbereich und ist (prozentual gesehen) meist recht klein.

Bei einem beidseitigen Hypothesentest (bzw. Signifikanztest) tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein beidseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an. Diese Annahme heißt Nullhypothese). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einem einseitigen Hypothesentest tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein einseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich oder Signifikanzniveau), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung (Binomial- oder Normalverteilung) hat man oft zwei Grenzen gegeben und fragt dann mit welcher W.S. ein folgendes Ereignis zwischen zwischen diesen Grenzen liegen wird. Bei einem Konfidenzintervall ist die Fragestellung umgekehrt. Man hat eine W.S. gegeben und fragt, wie man zwei Grenzen wählen muss, damit die W.S. zwischen diesen Grenzen genau dem gegebenen Wert entspricht. Der Bereich zwischen den beiden errechneten Grenzen heißt „Konfidenzintervall“ oder „Vertrauensintervall“. Die beiden Randbereiche (außerhalb des Konfidenzintervalls) heißen Fehlerbereiche, ihre Wahrscheinlichkeit heißt „Irrtumswahrscheinlichkeit“.

Bei einem einseitigen Konfidenzintervall hat man die W.S. von einem Intervall gegeben und sucht eine Grenze derart, dass der gesamte Bereich der Verteilung links von der Grenze oder der gesamte Bereich rechts von der Grenze genau der gegebenen W.S. entspricht. Bemerkung: Das Konfidenzintervall enthält immer den Erwartungswert und umfasst meist mehr als 80%, 90% der Gesamtwahrscheinlichkeit. Das andere Intervall heißt Ablehungsbereich und ist (prozentual gesehen) meist recht klein.

Bei einem beidseitigen Hypothesentest (bzw. Signifikanztest) tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein beidseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an. Diese Annahme heißt Nullhypothese). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einem einseitigen Hypothesentest tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein einseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich oder Signifikanzniveau), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung (Binomial- oder Normalverteilung) hat man oft zwei Grenzen gegeben und fragt dann mit welcher W.S. ein folgendes Ereignis zwischen zwischen diesen Grenzen liegen wird. Bei einem Konfidenzintervall ist die Fragestellung umgekehrt. Man hat eine W.S. gegeben und fragt, wie man zwei Grenzen wählen muss, damit die W.S. zwischen diesen Grenzen genau dem gegebenen Wert entspricht. Der Bereich zwischen den beiden errechneten Grenzen heißt „Konfidenzintervall“ oder „Vertrauensintervall“. Die beiden Randbereiche (außerhalb des Konfidenzintervalls) heißen Fehlerbereiche, ihre Wahrscheinlichkeit heißt „Irrtumswahrscheinlichkeit“.

Bei einem einseitigen Konfidenzintervall hat man die W.S. von einem Intervall gegeben und sucht eine Grenze derart, dass der gesamte Bereich der Verteilung links von der Grenze oder der gesamte Bereich rechts von der Grenze genau der gegebenen W.S. entspricht. Bemerkung: Das Konfidenzintervall enthält immer den Erwartungswert und umfasst meist mehr als 80%, 90% der Gesamtwahrscheinlichkeit. Das andere Intervall heißt Ablehungsbereich und ist (prozentual gesehen) meist recht klein.

Bei einem beidseitigen Hypothesentest (bzw. Signifikanztest) tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein beidseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an. Diese Annahme heißt Nullhypothese). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einem einseitigen Hypothesentest tritt ein Ereignis ein, das eher selten passieren sollte (z.B. würfelt man mit einem Würfel 100 Mal und es erscheint nur fünf Mal eine Sechs). Nun ist die große Frage: War das nur Zufall oder stimmt etwas nicht? (z.B. könnte der Würfel getürkt sein und nicht jedes sechte Mal eine Sechs werfen). Um die Frage zu beantworten erstellt man ein einseitiges Konfidenzintervall und schaut, ob das Ereignis noch innerhalb dieses Intervalls liegt oder außerhalb. Liegt das Ereignis noch innerhalb des Konfidenzintervalls, so war´s wohl nur ein unglücklicher Zufall (Man nimmt die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei, an). Liegt das Ereignis außerhalb des Konfidenzintervalls (also im sogenannten Ablehungsbereich oder Signifikanzniveau), so stimmt etwas nicht (man verwirft die Hypothese, dass der Würfel in Ordnung sei und behauptet, er wäre getürkt).

Bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung (Binomial- oder Normalverteilung) hat man oft zwei Grenzen gegeben und fragt dann mit welcher W.S. ein folgendes Ereignis zwischen zwischen diesen Grenzen liegen wird. Bei einem Konfidenzintervall ist die Fragestellung umgekehrt. Man hat eine W.S. gegeben und fragt, wie man zwei Grenzen wählen muss, damit die W.S. zwischen diesen Grenzen genau dem gegebenen Wert entspricht. Der Bereich zwischen den beiden errechneten Grenzen heißt „Konfidenzintervall“ oder „Vertrauensintervall“. Die beiden Randbereiche (außerhalb des Konfidenzintervalls) heißen Fehlerbereiche, ihre Wahrscheinlichkeit heißt „Irrtumswahrscheinlichkeit“.

Eines der wichtigen Themen in der Schule ist derzeit der Hypothesentest bzw. die Irrtumswahrscheinlichkeit. Dabei geht es um die Frage, ob es Zufall ist oder nicht, wenn man bei einem Experiment einen Wert erhält, der sehr weit vom Erwartungswert entfernt ist. Die folgenden Kapitel über Konfidenzintervalle dienen der Vorbereitung auf die Kapitel: „Hypothesentest/Irrtumswahrscheinlichkeit“. Bei allen untergeordneten Kapiteln ist es sehr hilfreich sich jedes Mal eine Skizze von der Glockenkurve mit den angegebenen Bereichen zu machen. (Da es keiner macht, kapierts auch keiner, daher brummt das Nachhilfegeschäft ;-)

In diesem Hauptkapitel kämpfen wir uns durch ein paar trockene Begriffe und Definitionen durch. Also: Was für Begriffe gibt es in der Stochstik, was ist ein Mittelwert, eine Standardabweichung, wie zeichnet man die wichtigsten Diagrammtypen ein (z.B. ein Venn-Diagramm), …