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Stellen Sie aus rund 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Median

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4387297
Neun Teams benötigen für den Aufbau eines Lichtkunstwerks folgende Zeiten in Minuten: \(12; 7; 9; 15; 10; 8; 11; 14; 6\). Bestimme den Median.

Denkanstöße

- Ordne die Werte der Größe nach. - Suche die Position, die gleich viele Werte links und rechts hat. - Kontrolliere, ob du alle neun Zeiten übernommen hast.

Lösung

1. Geordnet: \(6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 15\). 2. Bei \(9\) Werten liegt der Median an der fünften Stelle. 3. Der fünfte Wert ist \(10\).

Antwort

Der Median beträgt \(10\,\text{min}\).
4387357
Die geordnete Datenreihe lautet \(2; 4; 7; x; 13; 16; 21\). Ihr Median ist \(11\). Bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Nutze, dass die Reihe bereits geordnet ist. - Welche Position liegt genau in der Mitte? - Beachte, dass der gesuchte Wert die Reihenfolge einhalten muss.

Lösung

1. Bei sieben geordneten Werten ist der vierte Wert der Median. 2. Der vierte Wert ist \(x\). 3. Daher gilt \(x=11\).

Antwort

\(x=11\).
4387497
Der Boxplot zeigt Ergebnisse eines Quiz. Die Medianlinie und das Kreuz für den Mittelwert sind eingezeichnet. a) Lies den Median ab. b) Liegt der Mittelwert über oder unter dem Median?
Abbildung zur Aufgabe 438749

Denkanstöße

- Welche Linie innerhalb der Box kennzeichnet den Median? - Wofür steht das Kreuz im Diagramm? - Vergleiche die beiden Positionen auf derselben Skala.

Lösung

1. Die Medianlinie liegt bei \(30\) Punkten, also ist \(m=30\) Punkte. 2. Das Kreuz für den Mittelwert liegt bei \(25\) Punkten. 3. Damit liegt der Mittelwert unter dem Median.

Antwort

a) Der Median beträgt \(30\) Punkte. b) Der Mittelwert liegt unter dem Median.
4316937
Das Säulendiagramm zeigt die gemessenen Höchsttemperaturen einer Winterwoche von Montag bis Sonntag. a) Bestimme den Median der sieben Höchsttemperaturen. b) Erkläre, warum du die Temperaturen dafür nach ihrer Größe und nicht nach der Reihenfolge der Wochentage betrachten musst.
Abbildung zur Aufgabe 431693

Denkanstöße

- Lies zunächst alle sieben Temperaturwerte aus dem Diagramm ab. - Welche Ordnung braucht eine Datenreihe, bevor du ihre mittlere Position bestimmen kannst? - Bei einer ungeraden Anzahl von Werten gibt es genau eine mittlere Position.

Lösung

1. Die sieben Temperaturen sind der Größe nach \(-4\,^\circ\text{C},-2\,^\circ\text{C},-1\,^\circ\text{C},0\,^\circ\text{C},1\,^\circ\text{C},3\,^\circ\text{C},3\,^\circ\text{C}\). 2. Bei sieben Werten ist der vierte Wert der geordneten Liste der Median. Daher ist \(m=0\,^\circ\text{C}\). 3. Der Median ist über die Position in einer nach Größe geordneten Datenreihe definiert. Die zeitliche Reihenfolge der Messungen bestimmt diese Position nicht.

Antwort

a) \(m=0\,^\circ\text{C}\) b) Für den Median werden die Werte nach ihrer Größe geordnet; die Reihenfolge der Wochentage ist dafür nicht entscheidend.
4317867
Das Säulendiagramm zeigt die nächtlichen Tiefsttemperaturen (in \(\text{°C}\)) während einer Woche im Spätherbst von Tag 1 bis Tag 7. Bestimme den Median (Zentralwert) der gemessenen Tiefsttemperaturen dieser Woche.
Abbildung zur Aufgabe 431786

Denkanstöße

- Was versteht man unter dem Median oder Zentralwert einer Datenreihe? - Bringe zuerst alle Werte in eine geordnete Reihenfolge vom kleinsten zum größten Wert. - Welcher Wert befindet sich bei einer ungeraden Anzahl von Datenpunkten genau in der Mitte dieser Liste?

Lösung

1. Ordne die 7 Temperaturwerte der Größe nach: \(-5\,\text{°C}\), \(-4\,\text{°C}\), \(-3\,\text{°C}\), \(-1\,\text{°C}\), \(1\,\text{°C}\), \(2\,\text{°C}\), \(4\,\text{°C}\). 2. Da die Anzahl der Werte ungerade ist (7 Werte), ist der Median der Wert, der genau in der Mitte steht (an der 4. Stelle). 3. Der Median der Tiefsttemperaturen beträgt somit \(-1\,\text{°C}\).

Antwort

Der Median der Tiefsttemperaturen beträgt \(-1\,\text{°C}\).
4318557
Das Säulendiagramm zeigt die täglich gemessenen Höchsttemperaturen einer Frühlingswoche von Montag bis Sonntag. Bestimme den Median der sieben Temperaturen.
Abbildung zur Aufgabe 431855

Denkanstöße

- Lies zunächst alle sieben Temperaturwerte aus dem Diagramm ab. - Ordne die Werte von klein nach groß. - Welche Position liegt bei sieben Werten genau in der Mitte?

Lösung

1. Aus dem Diagramm liest man \(14\,^\circ\text{C}\), \(16\,^\circ\text{C}\), \(19\,^\circ\text{C}\), \(15\,^\circ\text{C}\), \(12\,^\circ\text{C}\), \(17\,^\circ\text{C}\) und \(21\,^\circ\text{C}\) ab. 2. Geordnet lauten die Werte \(12,14,15,16,17,19,21\). 3. Bei sieben Werten ist der vierte Wert der Median. Somit ist \(m=16\,^\circ\text{C}\).

Antwort

Der Median beträgt \(16\,^\circ\text{C}\).
4350867
Die Boxplots zeigen die tägliche Regenmenge (in mm) in zwei Städten über einen Monat. In welcher Stadt liegt der Zentralwert (Median) der täglichen Regenmenge höher? Wie groß ist der Unterschied der Mediane?
Abbildung zur Aufgabe 435086

Denkanstöße

- Welche Linie innerhalb des „Kastens“ stellt den Median dar? - Lies die Werte auf der Skala sorgfältig ab.

Lösung

1. Ablesen der Mediane aus dem Boxplot: - Stadt X: Der Median liegt bei \(45\,\text{mm}\). - Stadt Y: Der Median liegt bei \(55\,\text{mm}\). 2. Vergleich: Der Median in Stadt Y ist höher. 3. Differenz berechnen: \(55\,\text{mm} - 45\,\text{mm} = 10\,\text{mm}\).

Antwort

Der Median der täglichen Regenmenge liegt in Stadt Y mit \(55\,\text{mm}\) höher als in Stadt X (\(45\,\text{mm}\)). Der Unterschied beträgt \(10\,\text{mm}\).
4387307
Acht kurze Naturpfade haben folgende Längen: \(4{,}2\,\text{km}; 5{,}1\,\text{km}; 3{,}8\,\text{km}; 6\,\text{km}; 4{,}7\,\text{km}; 5{,}5\,\text{km}; 4{,}4\,\text{km}; 5\,\text{km}\). Bestimme den Median der Längen.

Denkanstöße

- Bringe die Längen in aufsteigende Reihenfolge. - Bei einer geraden Anzahl liegen zwei Werte in der Mitte. - Achte auf das Dezimalkomma.

Lösung

1. Geordnet: \(3{,}8\,\text{km}; 4{,}2\,\text{km}; 4{,}4\,\text{km}; 4{,}7\,\text{km}; 5\,\text{km}; 5{,}1\,\text{km}; 5{,}5\,\text{km}; 6\,\text{km}\). 2. Die beiden mittleren Werte sind \(4{,}7\) und \(5\). 3. Median: \((4{,}7+5):2=4{,}85\) Kilometer.

Antwort

Der Median beträgt \(4{,}85\,\text{km}\).
4387337
Das Säulendiagramm zeigt die Zahl der Kontrollpunkte auf sieben Orientierungslauf-Routen. Bestimme den Median der Kontrollpunktzahlen.
Abbildung zur Aufgabe 438733

Denkanstöße

- Lies alle sieben Säulenwerte ab. - Die Reihenfolge der Routen ist für den Median nicht wichtig. - Ordne die Werte, bevor du die Mitte bestimmst.

Lösung

1. Abgelesene Werte: \(5; 8; 6; 9; 7; 10; 6\). 2. Geordnet: \(5; 6; 6; 7; 8; 9; 10\). 3. Der vierte Wert ist \(7\).

Antwort

Der Median beträgt \(7\) Kontrollpunkte.
4387387
In die geordnete Reihe \(4; 7; 9; 12; 16; 20\) wird genau eine der Zahlen \(5\), \(10\), \(14\) oder \(25\) eingefügt. Welche Zahl muss gewählt werden, damit der neue Median \(9\) beträgt?

Denkanstöße

- Nach dem Einfügen gibt es eine ungerade Anzahl von Werten. Welche Position bestimmt dann den Median? - Ordne jede mögliche Ergänzung an der passenden Stelle ein. - Vergleiche nicht die Ergänzungszahl mit dem Zielwert, sondern prüfe den neuen mittleren Wert.

Lösung

1. Nach dem Einfügen gibt es sieben Werte; der vierte Wert ist der Median. 2. Beim Einfügen von \(5\) lautet die geordnete Reihe \(4; 5; 7; 9; 12; 16; 20\). Der vierte Wert ist \(9\). 3. Beim Einfügen von \(10\) ist der vierte Wert \(10\); beim Einfügen von \(14\) oder \(25\) ist der vierte Wert \(12\). 4. Nur die Zahl \(5\) führt daher zum geforderten Median.

Antwort

Es muss die Zahl \(5\) eingefügt werden.
4387397
Noah bestimmt aus \(18; 12; 15; 21; 14; 16; 19\) den Median. Er wählt den vierten notierten Wert \(21\), weil sieben Zahlen gegeben sind. Erkläre den Fehler und bestimme den richtigen Median.

Denkanstöße

- Prüfe, ob die Zahlen bereits der Größe nach stehen. - Die Position in der ursprünglichen Liste ist nicht automatisch die mittlere Größe. - Ordne und kontrolliere die Anzahl der Werte.

Lösung

1. Die Daten sind nicht geordnet; die vierte Stelle der ursprünglichen Schreibweise ist daher nicht maßgeblich. 2. Geordnet: \(12; 14; 15; 16; 18; 19; 21\). 3. Der vierte geordnete Wert ist \(16\).

Antwort

Noah muss zuerst ordnen. Der richtige Median ist \(16\).
4387457
Die geordnete Datenreihe ist \(5; 6; 7; 8; 9; 10; 11\). Danach wird der Wert \(100\) ergänzt. Bestimme den alten und den neuen Median.

Denkanstöße

- Bestimme die Mitte vor und nach der Ergänzung getrennt. - Die Anzahl der Werte ändert sich von ungerade zu gerade. - Der sehr große neue Wert steht am Ende der geordneten Reihe.

Lösung

1. Bei sieben Werten ist der vierte Wert der Median: \(8\). 2. Nach der Ergänzung gibt es acht Werte: \(5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 100\). 3. Die mittleren Werte sind \(8\) und \(9\); der neue Median ist \((8+9):2=8{,}5\).

Antwort

Alter Median: \(8\); neuer Median: \(8{,}5\).
4387467
Zur geordneten Reihe \(2; 5; 7; 9; 12; 14; 18\) wird der Wert \(7\) ein zweites Mal hinzugefügt. Bestimme den neuen Median.

Denkanstöße

- Füge den zusätzlichen Wert an der richtigen Stelle ein. - Achte darauf, dass gleiche Werte mehrfach vorkommen dürfen. - Bei acht Werten gibt es zwei mittlere Positionen.

Lösung

1. Neue geordnete Reihe: \(2; 5; 7; 7; 9; 12; 14; 18\). 2. Bei acht Werten sind der vierte und fünfte Wert \(7\) und \(9\). 3. Neuer Median: \((7+9):2=8\).

Antwort

Der neue Median ist \(8\).
4387477
Welche Datenreihe hat den Median \(9\)? A: \(2; 4; 6; 8; 12; 18\) B: \(1; 5; 7; 11; 12; 14\) C: \(3; 4; 9; 10; 13; 20\)

Denkanstöße

- Alle Reihen sind bereits geordnet. - Betrachte jeweils nur die beiden mittleren Positionen. - Vergleiche die drei Ergebnisse mit dem gesuchten Wert.

Lösung

1. Bei jeder Reihe mit sechs Werten werden der dritte und vierte Wert gemittelt. 2. Reihe A: \((6+8):2=7\). 3. Reihe B: \((7+11):2=9\). 4. Reihe C: \((9+10):2=9{,}5\).

Antwort

Datenreihe B hat den Median \(9\).
4387517
Bei elf regionalen Wettbewerben erreicht ein Team folgende Platzierungen: \(2; 5; 1; 7; 4; 3; 6; 8; 9; 2; 4\). Bestimme den Median der Platzierungen.

Denkanstöße

- Kleinere Platzierungszahlen stehen in der geordneten Reihe zuerst. - Suche die mittlere Position nach dem Ordnen. - Doppelte Platzierungen bleiben doppelt enthalten.

Lösung

1. Geordnet: \(1; 2; 2; 3; 4; 4; 5; 6; 7; 8; 9\). 2. Bei elf Werten ist die sechste Position entscheidend. 3. Dort steht \(4\).

Antwort

Der Median der Platzierungen ist \(4\).
4388067
Die geordnete Reihe lautet \(2; 4; 8; 10\). Ihr Median ist \(6\), obwohl dieser Wert nicht vorkommt. Ist der Median deshalb falsch oder bedeutungslos?

Denkanstöße

- Erinnere dich an die Bedeutung der Mitte bei einer geraden Anzahl. - Prüfe, wie viele Werte auf jeder Seite liegen. - Ein Kennwert muss nicht zwingend im Datensatz vorkommen.

Lösung

1. Bei vier Werten wird der Median aus den beiden mittleren Werten \(4\) und \(8\) gebildet. 2. \((4+8):2=6\). 3. Links und rechts dieses Werts liegen jeweils zwei Datenwerte. 4. Der Median erfüllt seine Teilungseigenschaft auch ohne selbst beobachtet worden zu sein.

Antwort

Der Median \(6\) ist korrekt und sinnvoll; er teilt die geordnete Reihe in zwei gleich große Hälften.
5523907
Die geordneten Bearbeitungszeiten in Minuten sind \(3;5;6;8;11;17;24\). Lea sagt: „Der Median ist ein Durchschnitt, bei dem alle Werte zusammengerechnet werden.“ Jan sagt: „Der Median ist der Wert in der Mitte der geordneten Daten und teilt sie hier in gleich viele Werte darunter und darüber.“ Bestimme den Median und entscheide, welche Erklärung die Bedeutung des Medians richtig beschreibt. Begründe.

Denkanstöße

- Welche Rolle spielt die Reihenfolge der Daten beim Median? - Welche Position ist bei \(7\) Werten genau die mittlere? - Prüfe die beiden Aussagen danach, ob für ihre Methode alle Werte addiert werden müssen oder nur ihre geordnete Lage entscheidend ist.

Lösung

1. Es gibt \(7\) geordnete Werte. Der mittlere Wert steht an der 4. Position und ist \(8\), also gilt \(m=8\,\text{min}\). 2. Unterhalb des Medians liegen die drei Werte \(3,5,6\), oberhalb die drei Werte \(11,17,24\). 3. Damit beschreibt Jans Aussage die Bedeutung des Medians richtig. Leas Aussage verwechselt den Median mit dem arithmetischen Mittel.

Antwort

Der Median ist \(m=8\,\text{min}\). Jans Erklärung ist richtig: In der geordneten Liste liegt der Median in der Mitte und trennt hier drei kleinere von drei größeren Werten. Leas Beschreibung gehört zum arithmetischen Mittel.
4318257
Eine Gruppe von neun Kindern hat im vergangenen Monat gezählt, wie viele Bücher sie jeweils gelesen haben. Das Säulendiagramm zeigt die Ergebnisse für jedes Kind. a) Bestimme den Median der Anzahl der gelesenen Bücher. b) Berechne das arithmetische Mittel der Anzahl der gelesenen Bücher. c) Nur Fionas Wert wird von \(18\) auf \(30\) Bücher geändert; alle anderen Werte bleiben gleich. Entscheide ohne den neuen Mittelwert auszurechnen, welcher der beiden Kennwerte aus a) und b) unverändert bleibt und welcher größer wird. Begründe mit der geordneten Position beziehungsweise mit der Gesamtsumme.
Abbildung zur Aufgabe 431825

Denkanstöße

- Lies zunächst alle neun Werte aus dem Diagramm ab. - Für den Median ist entscheidend, welcher Wert nach dem Ordnen an der mittleren Position steht. - Für das arithmetische Mittel ist die Gesamtsumme aller Werte entscheidend. - Überlege bei c) getrennt, ob sich die mittlere Position und ob sich die Gesamtsumme ändern.

Lösung

1. Aus dem Diagramm liest man die Werte \(3;7;2;6;1;18;5;8;4\) ab. 2. Geordnet lauten sie \(1;2;3;4;5;6;7;8;18\). Bei neun Werten ist der fünfte Wert der Median, also \(m=5\) Bücher. 3. Die Summe aller Werte ist \(54\); das arithmetische Mittel beträgt \(54:9=6\) Bücher. 4. Wird nur Fionas größter Wert von \(18\) auf \(30\) erhöht, bleibt er weiterhin an der letzten Position. Der fünfte geordnete Wert bleibt daher \(5\); der Median ändert sich nicht. 5. Gleichzeitig steigt die Gesamtsumme, während die Anzahl der Werte gleich bleibt. Deshalb wird das arithmetische Mittel größer.

Antwort

a) Der Median beträgt \(5\) Bücher. b) Das arithmetische Mittel beträgt \(6\) Bücher. c) Der Median bleibt \(5\), weil der mittlere geordnete Wert unverändert bleibt. Das arithmetische Mittel wird größer, weil bei gleicher Anzahl von Werten die Gesamtsumme steigt.
4318447
In einer Klasse wurde gefragt: „Wie viele Bücher habt ihr in den Sommerferien gelesen?“ Das Punktdiagramm zeigt die Verteilung der Antworten. a) Wie viele Schülerinnen und Schüler haben insgesamt teilgenommen? b) Bestimme den Median der Anzahl gelesener Bücher.
Abbildung zur Aufgabe 431844

Denkanstöße

- Addiere die Häufigkeiten aller dargestellten Buchzahlen. - Welche Position ist bei \(25\) geordneten Werten die mittlere? - Du musst nicht alle \(25\) Werte ausschreiben: Verfolge, welche Positionen durch die Häufigkeiten der Reihe nach belegt werden.

Lösung

1. Insgesamt sind es \(3+8+5+4+3+2=25\) Schülerinnen und Schüler. 2. Bei \(25\) geordneten Werten ist der \(13.\) Wert der Median. 3. Die Werte \(0\) und \(1\) belegen zusammen die ersten \(11\) Positionen. Der Wert \(2\) belegt die Positionen \(12\) bis \(16\). 4. Daher ist der \(13.\) Wert gleich \(2\), also \(m=2\) Bücher.

Antwort

a) \(25\) Schülerinnen und Schüler b) \(m=2\) Bücher
4318787
Eine Erhebung in einer Schulklasse zeigt die tägliche Smartphone-Nutzungsdauer in Stunden. Das Punktdiagramm stellt die Verteilung dar. a) Wie viele Jugendliche wurden insgesamt befragt? b) Bestimme den Median der täglichen Nutzungsdauer.
Abbildung zur Aufgabe 431878

Denkanstöße

- Addiere alle Häufigkeiten, um die Anzahl der Datenwerte zu erhalten. - Bei einer geraden Anzahl von Werten brauchst du die beiden mittleren Positionen. - Nutze die kumulierten Häufigkeiten, um festzustellen, welche Nutzungsdauer an diesen beiden Positionen steht.

Lösung

1. Insgesamt wurden \(3+5+4+6+4+2=24\) Jugendliche befragt. 2. Bei \(24\) geordneten Werten wird der Median aus dem \(12.\) und \(13.\) Wert gebildet. 3. Die Werte bis einschließlich \(3\) Stunden belegen die ersten \(3+5+4=12\) Positionen. Der \(12.\) Wert ist also \(3\), der \(13.\) Wert ist \(4\). 4. Der Median beträgt \((3+4):2=3{,}5\) Stunden.

Antwort

a) \(24\) Jugendliche b) \(m=3{,}5\,\text{h}\)
4351087
In einer Mathematikarbeit wurden unterschiedliche Punktzahlen erreicht. Das Punktdiagramm zeigt die Verteilung. a) Wie viele Schülerinnen und Schüler haben an der Arbeit teilgenommen? b) Bestimme den Median der Punktzahlen. c) Berechne das arithmetische Mittel der Punktzahlen und vergleiche es mit dem Median. d) Erkläre ohne eine erneute Mittelwertberechnung, warum das arithmetische Mittel unter dem in b) bestimmten Median liegt. Vergleiche dazu die gesamten Abstände der Werte unterhalb und oberhalb dieses Medians.
Abbildung zur Aufgabe 435108

Denkanstöße

- Addiere für a) die Häufigkeiten. - Für den Median brauchst du die mittlere Position der geordneten Werte. - Beim Mittelwert trägt jede Punktzahl so oft zur Summe bei, wie sie vorkommt. - Betrachte bei d) \(7\) als Bezugspunkt und vergleiche die gesamten Abstände auf beiden Seiten.

Lösung

1. Insgesamt sind es \(1+2+4+4+3+1=15\) Schülerinnen und Schüler. 2. Bei \(15\) geordneten Werten ist der \(8.\) Wert der Median. Bis einschließlich \(6\) Punkte liegen \(7\) Werte; die nächsten vier Werte sind \(7\). Daher ist \(m=7\) Punkte. 3. Die Gesamtpunktzahl ist \(4\cdot1+5\cdot2+6\cdot4+7\cdot4+8\cdot3+9\cdot1=99\). Das arithmetische Mittel beträgt \(99:15=6{,}6\) Punkte. 4. Gegenüber \(7\) ergeben die Werte unterhalb des Medians zusammen die Abstände \(3\cdot1+2\cdot2+1\cdot4=11\). Oberhalb des Medians ergeben sich nur \(1\cdot3+2\cdot1=5\). 5. Die Abstände nach unten überwiegen also um \(6\) Punkte. Deshalb liegt der Ausgleichswert \(\bar{x}\) unter \(7\), während der Median durch die mittlere Position bei \(7\) bleibt.

Antwort

a) \(15\) Schülerinnen und Schüler b) \(m=7\) Punkte c) \(\bar{x}=6{,}6\) Punkte; das arithmetische Mittel liegt \(0{,}4\) Punkte unter dem Median. d) Unterhalb von \(7\) beträgt die Summe der Abstände \(11\), oberhalb nur \(5\). Die stärkere Abweichung nach unten zieht das arithmetische Mittel unter den Median.
4387317
Bei einem Robotik-Parcours wurde gezählt, wie viele Fehlversuche bis zum Ziel nötig waren. <table> <tr><th>Fehlversuche</th><th>\(0\)</th><th>\(1\)</th><th>\(2\)</th><th>\(3\)</th><th>\(4\)</th></tr> <tr><td>Anzahl der Roboter</td><td>\(3\)</td><td>\(6\)</td><td>\(3\)</td><td>\(7\)</td><td>\(5\)</td></tr> </table> Bestimme den Median der Fehlversuche.

Denkanstöße

- Addiere zuerst die Häufigkeiten und bestimme die beiden mittleren Positionen. - Verfolge die aufsummierten Häufigkeiten von links nach rechts. - Bei einer geraden Anzahl können die beiden mittleren Werte verschieden sein.

Lösung

1. Insgesamt gibt es \(24\) Beobachtungen. 2. Die mittleren Positionen sind \(12\) und \(13\). 3. Bis einschließlich \(1\) Fehlversuch sind \(9\) Beobachtungen erreicht. Der Wert \(2\) belegt die Positionen \(10\) bis \(12\), der Wert \(3\) die Positionen \(13\) bis \(19\). 4. Die beiden mittleren Werte sind daher \(2\) und \(3\). Somit ist \(m=(2+3):2=2{,}5\).

Antwort

Der Median beträgt \(2{,}5\) Fehlversuche.
4387327
Eine Theatergruppe fasst die Dauer ihrer Proben zusammen. <table> <tr><th>Probendauer in Stunden</th><th>\(1{,}5\)</th><th>\(2\)</th><th>\(2{,}5\)</th><th>\(3\)</th><th>\(3{,}5\)</th></tr> <tr><td>Häufigkeit</td><td>\(2\)</td><td>\(7\)</td><td>\(4\)</td><td>\(6\)</td><td>\(2\)</td></tr> </table> Bestimme den Median der Probendauern.

Denkanstöße

- Bestimme, welche Position bei der ungeraden Anzahl genau in der Mitte liegt. - Summiere die Häufigkeiten von links nach rechts. - Behalte die Einheit im Blick.

Lösung

1. Insgesamt gibt es \(2+7+4+6+2=21\) Proben. 2. Bei \(21\) Werten ist die \(11.\) Position die mittlere. 3. Bis einschließlich \(2\) Stunden sind \(9\) Beobachtungen erreicht. Die Positionen \(10\) bis \(13\) haben den Wert \(2{,}5\) Stunden. 4. Daher ist \(m=2{,}5\,\text{h}\).

Antwort

Der Median beträgt \(2{,}5\,\text{h}\).
4387407
Eine Musikschule fasst \(24\) Fahrten zusammen. <table> <tr><th>Umstiege</th><th>\(0\)</th><th>\(1\)</th><th>\(2\)</th><th>\(3\)</th></tr> <tr><td>Häufigkeit</td><td>\(8\)</td><td>\(5\)</td><td>\(9\)</td><td>\(2\)</td></tr> </table> Bestimme den Median, ohne alle \(24\) Werte einzeln aufzuschreiben. Gib ausdrücklich an, in welchem Häufigkeitsblock die Positionen \(12\) und \(13\) liegen.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, welche beiden Positionen bei einer geraden Anzahl von Werten in der Mitte liegen. - Addiere die Häufigkeiten von links nach rechts, statt alle Einzelwerte auszuschreiben. - Entscheidend ist, welcher Werteblock beide mittleren Positionen enthält.

Lösung

1. Bei \(24\) Werten bestimmen die Positionen \(12\) und \(13\) den Median. 2. Die \(8\) Fahrten mit \(0\) Umstiegen belegen die Positionen \(1\) bis \(8\). 3. Die nächsten \(5\) Fahrten mit \(1\) Umstieg belegen die Positionen \(9\) bis \(13\). Damit liegen sowohl Position \(12\) als auch Position \(13\) im Block mit \(1\) Umstieg. 4. Daher ist der Median \(m=(1+1):2=1\) Umstieg.

Antwort

Die Positionen \(12\) und \(13\) liegen beide im Häufigkeitsblock mit \(1\) Umstieg. Der Median beträgt daher \(1\) Umstieg.
4387417
Das Punktdiagramm zeigt die Bewertungen von zwanzig Ausstellungsbesuchern mit \(1\) bis \(4\) Sternen. Bestimme den Median der Bewertungen.
Abbildung zur Aufgabe 438741

Denkanstöße

- Lies ab, wie oft jede Sternzahl vorkommt. - Welche beiden Positionen bestimmen den Median bei \(20\) Werten? - Nutze die kumulierten Häufigkeiten, um diese beiden Positionen zuzuordnen.

Lösung

1. Die Häufigkeiten sind \(7\) Bewertungen mit \(1\), \(3\) mit \(2\), \(4\) mit \(3\) und \(6\) mit \(4\) Sternen. 2. Bei \(20\) Werten sind der \(10.\) und der \(11.\) Wert entscheidend. 3. Die Positionen \(1\) bis \(7\) haben den Wert \(1\), die Positionen \(8\) bis \(10\) den Wert \(2\) und die Positionen \(11\) bis \(14\) den Wert \(3\). 4. Die beiden mittleren Werte sind daher \(2\) und \(3\). Somit ist \(m=(2+3):2=2{,}5\) Sterne.

Antwort

Der Median beträgt \(2{,}5\) Sterne.
4387427
Die Grafik zeigt neun Messungen der Wassertiefe an einer Furt. Bestimme den Median der Tiefen.
Abbildung zur Aufgabe 438742

Denkanstöße

- Lies alle markierten Punkte ab. - Ordne die Tiefen der Größe nach. - Bestimme anschließend den mittleren Wert der geordneten Liste.

Lösung

1. Die abgelesenen Werte sind \(42\,\text{cm}; 38\,\text{cm}; 46\,\text{cm}; 41\,\text{cm}; 39\,\text{cm}; 44\,\text{cm}; 40\,\text{cm}; 45\,\text{cm}; 35\,\text{cm}\). 2. Geordnet lauten die Werte \(35\,\text{cm}; 38\,\text{cm}; 39\,\text{cm}; 40\,\text{cm}; 41\,\text{cm}; 42\,\text{cm}; 44\,\text{cm}; 45\,\text{cm}; 46\,\text{cm}\). 3. Der fünfte Wert und damit der Median ist \(41\,\text{cm}\).

Antwort

Der Median beträgt \(41\,\text{cm}\).
4387487
Gib eine geordnete Datenreihe aus genau sieben verschiedenen ganzen Zahlen an, deren Median \(20\) ist und deren kleinster Wert \(4\) beträgt.

Denkanstöße

- Lege zuerst den Wert an der mittleren Position fest. - Plane gleich viele Werte auf beiden Seiten. - Prüfe die Forderung nach verschiedenen ganzen Zahlen.

Lösung

1. Bei sieben geordneten Werten muss der vierte Wert \(20\) sein. 2. Drei verschiedene Werte müssen kleiner und drei verschiedene Werte größer als \(20\) sein. 3. Eine mögliche Reihe ist \(4; 11; 17; 20; 23; 28; 35\).

Antwort

Eine mögliche Lösung ist \(4; 11; 17; 20; 23; 28; 35\).
4387547
Für eine geordnete Messreihe wurde der Wert \(6\) versehentlich ausgelassen. Ohne ihn lautet die Reihe \(4; 8; 9; 11; 13; 15\). a) Bestimme den Median der unvollständigen Reihe. b) Ergänze den fehlenden Wert und bestimme den richtigen Median.

Denkanstöße

- Behandle die beiden Datenreihen getrennt. - Achte darauf, dass sich die Anzahl von gerade zu ungerade ändert. - Füge den fehlenden Wert an der richtigen Stelle ein.

Lösung

1. Unvollständig gibt es sechs Werte; die mittleren Werte sind \(9\) und \(11\), also ist der Median \(10\). 2. Vollständig lautet die Reihe \(4; 6; 8; 9; 11; 13; 15\). 3. Bei sieben Werten ist der vierte Wert \(9\).

Antwort

a) Unvollständiger Median: \(10\). b) Richtiger Median: \(9\).
4318187
Ein Fußballverein hat in den ersten sieben Spielen der Saison eine unterschiedliche Anzahl an Toren erzielt. Das Säulendiagramm zeigt die geschossenen Tore für jedes der sieben Spiele. Die Abkürzungen „S1“ bis „S7“ stehen dabei für das 1. bis 7. Spiel. a) Ermittle den Median (Zentralwert) der erzielten Tore für diese sieben Spiele. b) Wie viele Tore müsste die Mannschaft im achten Spiel erzielen, damit der Median der acht Spiele bei genau \(2\) Toren liegt? Gib alle möglichen ganzzahligen Antworten an (beachte, dass eine Mannschaft keine negative Anzahl an Toren erzielen kann).
Abbildung zur Aufgabe 431818

Denkanstöße

- Lies die Anzahl der Tore für jedes der sieben Spiele aus dem Diagramm ab. - Was ist die Definition des Medians (Zentralwerts) und wie bestimmt man ihn bei einer ungeraden Anzahl von Werten? - Denke daran, die Werte zuerst der Größe nach zu ordnen. - Wie verändert sich die Berechnung des Medians, wenn eine gerade Anzahl von Werten vorliegt? - Probiere verschiedene Werte für das achte Spiel aus und prüfe, wie sich der Median jeweils verändert.

Lösung

1. Lies die Anzahl der Tore für die sieben Spiele aus dem Diagramm ab: S1: \(2\), S2: \(1\), S3: \(4\), S4: \(1\), S5: \(3\), S6: \(2\), S7: \(5\). 2. Ordne die Werte der Größe nach: \(1, 1, 2, 2, 3, 4, 5\). 3. Da die Anzahl der Werte (\(n = 7\)) ungerade ist, ist der Median der Wert in der Mitte (an der 4. Stelle): Der Median der ersten 7 Spiele ist \(2\). 4. Für das achte Spiel kommt ein achter Wert \(x\) hinzu. Bei einer geraden Anzahl von Werten (\(n = 8\)) ist der Median der Mittelwert der beiden mittleren Werte (an 4. und 5. Stelle der sortierten Reihe). 5. Untersuche die sortierte Reihe für verschiedene ganzzahlige Werte von \(x \ge 0\): - Wenn \(x = 0\): Geordnete Reihe ist \(0, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5\). Mittlere Werte sind \(2\) und \(2\). Median ist \(\frac{2 + 2}{2} = 2\). - Wenn \(x = 1\): Geordnete Reihe ist \(1, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5\). Mittlere Werte sind \(2\) und \(2\). Median ist \(\frac{2 + 2}{2} = 2\). - Wenn \(x = 2\): Geordnete Reihe ist \(1, 1, 2, 2, 2, 3, 4, 5\). Mittlere Werte sind \(2\) und \(2\). Median ist \(\frac{2 + 2}{2} = 2\). - Wenn \(x \ge 3\): Geordnete Reihe ist \(1, 1, 2, 2, 3, \dots\). Mittlere Werte sind \(2\) und \(3\). Median ist \(\frac{2 + 3}{2} = 2{,}5\). 6. Folglich sind die einzigen möglichen ganzzahligen Werte für das achte Spiel \(0\), \(1\) oder \(2\) Tore.

Antwort

a) Der Median beträgt \(2\) Tore. b) Die Mannschaft müsste \(0\), \(1\) oder \(2\) Tore erzielen.
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Zu den fünf Werten \(3; 6; 8; 12; 15\) wird eine nichtnegative ganze Zahl \(x\) ergänzt. Der Median der sechs Werte soll \(10\) sein. Beschreibe alle möglichen Werte von \(x\).

Denkanstöße

- Untersuche, wo der neue Wert in der geordneten Reihe liegen kann. - Betrachte Wertebereiche statt einzelner Versuche. - Prüfe den Grenzwert, an dem sich die mittleren Positionen ändern.

Lösung

1. Bei sechs Werten sind der dritte und vierte geordnete Wert entscheidend. 2. Für \(x\ge 12\) bleiben \(8\) und \(12\) in der Mitte. 3. Dann gilt \((8+12):2=10\). 4. Für \(x<12\) ist der Median kleiner als \(10\).

Antwort

Alle nichtnegativen ganzen Zahlen \(x\ge 12\) sind möglich.
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Aus der geordneten Datenreihe \(2;4;5;6;7;8;9;10;12\) wird genau ein Wert gestrichen. Danach soll der Median \(7{,}5\) sein. Jona sagt: „Man muss nicht alle neun Streichungen einzeln ausprobieren. Entscheidend ist, welche Werte nach der Streichung die beiden Mittelpositionen besetzen.“ Nutze Jonas Idee, um alle möglichen zu streichenden Werte zu bestimmen. Erkläre dabei, welche Werte nach der Streichung an der \(4.\) und \(5.\) Position stehen müssen.

Denkanstöße

- Nach der Streichung gibt es acht Werte; welche beiden Positionen bestimmen dann den Median? - Welche zwei vorhandenen Werte müssen genau diese Mittelpositionen besetzen, damit ihr Mittel \(7{,}5\) ist? - Überlege, welche Art von Streichung beide Werte gemeinsam um genau eine Position nach links verschiebt.

Lösung

1. Nach dem Streichen bleiben acht Werte. Der Median ist daher das arithmetische Mittel aus dem \(4.\) und \(5.\) Wert. 2. Wird einer der Werte vor \(7\) gestrichen, rücken die ursprünglichen Werte \(7\) und \(8\) von den Positionen \(5\) und \(6\) auf die Positionen \(4\) und \(5\). Dann ist der Median \((7+8):2=7{,}5\). Daher funktionieren \(2\), \(4\), \(5\) und \(6\). 3. Wird \(7\) gestrichen, stehen danach \(6\) und \(8\) in der Mitte; der Median ist \(7\). 4. Wird \(8\) oder ein späterer Wert gestrichen, stehen \(6\) und \(7\) in der Mitte; der Median ist \(6{,}5\). 5. Damit sind genau die vier Werte vor \(7\) möglich.

Antwort

Gestrichen werden kann \(2\), \(4\), \(5\) oder \(6\). Nur dann rücken \(7\) und \(8\) gemeinsam auf die Positionen \(4\) und \(5\), sodass der Median \(7{,}5\) ist.
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Die geordnete Reihe lautet \(3; 5; 8; a; b; 17; 20; 22\). Der Median ist \(12\), außerdem gilt \(b=a+4\). Bestimme \(a\) und \(b\).

Denkanstöße

- Welche beiden Werte bestimmen bei acht Daten den Median? - Übersetze beide Angaben in Beziehungen zwischen den Unbekannten. - Prüfe am Ende die geordnete Reihenfolge.

Lösung

1. Bei acht Werten gilt \((a+b):2=12\), also \(a+b=24\). 2. Mit \(b=a+4\) folgt \(a+(a+4)=24\). 3. Daraus ergibt sich \(2a=20\), also \(a=10\) und \(b=14\). 4. Beide Werte passen in die angegebene Reihenfolge.

Antwort

\(a=10\) und \(b=14\).
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Eine Häufigkeitstabelle enthält \(4\) Werte mit \(1\), \(x\) Werte mit \(2\), \(5\) Werte mit \(3\) und \(3\) Werte mit \(4\). Dabei ist \(x\) eine nichtnegative ganze Zahl. Bestimme alle Werte von \(x\), für die der Median genau \(2\) ist. Eine Begründung durch das einzelne Ausprobieren von \(x=0,1,2,\ldots\) reicht nicht aus. Begründe allgemein über die mittlere Position beziehungsweise die beiden mittleren Positionen für ungerades und gerades \(x\).

Denkanstöße

- Beschreibe zuerst, auf welchen Positionen die Einsen und die Zweien in der geordneten Liste stehen. - Die Gesamtzahl \(x+12\) ist je nach Parität von \(x\) gerade oder ungerade. - Bei ungerader Anzahl muss die eine Mittelposition im Zweierblock liegen; bei gerader Anzahl müssen beide Mittelpositionen dort liegen. - Formuliere diese Positionsbedingungen als Ungleichungen statt einzelne Werte zu testen.

Lösung

1. Insgesamt gibt es \(x+12\) Werte. Die Einsen stehen auf den Positionen \(1\) bis \(4\), die Zweien auf den Positionen \(5\) bis \(x+4\). 2. Ist \(x\) ungerade, dann ist auch \(x+12\) ungerade. Die mittlere Position ist \(\frac{x+13}{2}\). Sie liegt genau dann noch im Zweierblock, wenn \(\frac{x+13}{2}\le x+4\). Daraus folgt \(x\ge5\). 3. Ist \(x\) gerade, gibt es zwei mittlere Positionen: \(\frac{x+12}{2}\) und \(\frac{x+12}{2}+1\). Beide müssen im Zweierblock liegen. Für die zweite Position gilt \(\frac{x+12}{2}+1\le x+4\), also \(x\ge6\). 4. Damit funktionieren alle ungeraden \(x\ge5\) und alle geraden \(x\ge6\). Zusammen sind das genau alle ganzen \(x\ge5\).

Antwort

Genau alle nichtnegativen ganzen Zahlen \(x\ge5\) sind möglich.

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