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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 22.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Quartile, Spannweite und Boxplots

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4387567
Acht schwimmende Messbojen melden folgende Wellenhöhen: \(1{,}8\,\text{m}; 2{,}4\,\text{m}; 2{,}1\,\text{m}; 3\,\text{m}; 2{,}7\,\text{m}; 1{,}9\,\text{m}; 2{,}6\,\text{m}; 2{,}3\,\text{m}\). Bestimme die Spannweite.

Denkanstöße

- Suche zuerst nur den kleinsten und den größten Wert. - Die Reihenfolge der übrigen Werte ist für diese Frage nicht wichtig. - Achte auf die Einheit.

Lösung

1. Kleinster Wert: \(1{,}8\) Meter. 2. Größter Wert: \(3\) Meter. 3. Spannweite: \(3-1{,}8=1{,}2\) Meter.

Antwort

Die Spannweite beträgt \(1{,}2\,\text{m}\).
4387717
Nenne alle dargestellten Werte, die außerhalb der Whisker liegen, und gib die beiden Whisker-Endpunkte an.
Abbildung zur Aufgabe 438771

Denkanstöße

- Offene Kreise und Endstriche der Whisker sind verschiedene Symbole. - Lies jede Position an der Achse ab. - Das Kreuz gehört nicht zu den gesuchten Werten.

Lösung

1. Offene Kreise außerhalb der Whisker liegen bei \(10\) Dezibel und \(55\) Dezibel. 2. Der linke Whisker endet bei \(20\) Dezibel. 3. Der rechte Whisker endet bei \(50\) Dezibel.

Antwort

Außerhalb der Whisker liegen \(10\,\text{dB}\) und \(55\,\text{dB}\). Die Whisker-Endpunkte sind \(20\,\text{dB}\) und \(50\,\text{dB}\).
4387747
Eine Datenreihe hat den kleinsten Wert \(7{,}5\) und die Spannweite \(12{,}8\). Bestimme den größten Wert.

Denkanstöße

- Überlege, wie Minimum, Maximum und Spannweite zusammenhängen. - Arbeite von der gegebenen Differenz rückwärts. - Kontrolliere das Ergebnis durch Subtraktion.

Lösung

1. Die Spannweite ist die Differenz aus größtem und kleinstem Wert. 2. Größter Wert: \(7{,}5+12{,}8=20{,}3\).

Antwort

Der größte Wert ist \(20{,}3\).
4126997
Ein Meteorologe hat an 14 aufeinanderfolgenden Tagen im Mai die folgenden Höchsttemperaturen in \(\text{°C}\) gemessen: \(18\); \(19\); \(21\); \(18\); \(20\); \(22\); \(19\); \(25\); \(20\); \(18\); \(19\); \(21\); \(22\); \(23\) a) Bestimme das arithmetische Mittel (gerundet auf zwei Nachkommastellen) und den Zentralwert. b) Berechne die Spannweite dieser Messreihe. c) Wie würde sich die Spannweite verändern, wenn am \(15.\) Tag ein neuer Rekordwert von \(30\,\text{°C}\) gemessen würde?

Denkanstöße

- Sortiere die Temperaturen zuerst der Größe nach. Das hilft bei fast allen Teilaufgaben. - Wie berechnet man den Median, wenn es eine gerade Anzahl an Messwerten gibt? - Was gibt die Spannweite über die Streuung der Daten an? - Ändert ein neuer Höchstwert auch den niedrigsten Wert der Liste?

Lösung

1. Berechnung des arithmetischen Mittels: Summe: \(18+19+21+18+20+22+19+25+20+18+19+21+22+23 = 285\). Mittelwert: \(\frac{285}{14} \approx 20{,}36\,\text{°C}\). 2. Bestimmung des Zentralwerts (Medians): Geordnete Liste: \(18; 18; 18; 19; 19; 19; 20; 20; 21; 21; 22; 22; 23; 25\). Bei \(14\) Werten liegt der Median zwischen dem \(7.\) und \(8.\) Wert. Beide Werte sind \(20\). Zentralwert: \(20\,\text{°C}\). 3. Berechnung der Spannweite: Maximum (\(25\)) \(-\) Minimum (\(18\)) \(= 7\,\text{°C}\). 4. Änderung der Spannweite: Neues Maximum ist \(30\), Minimum bleibt \(18\). Neue Spannweite: \(30 - 18 = 12\,\text{°C}\). Die Spannweite vergrößert sich um \(5\,\text{°C}\).

Antwort

a) Arithmetisches Mittel: ca. \(20{,}36\,\text{°C}\); Zentralwert: \(20\,\text{°C}\). b) Spannweite: \(7\,\text{°C}\). c) Die Spannweite würde auf \(12\,\text{°C}\) ansteigen (Zunahme um \(5\,\text{°C}\)).
4316927
Eine Schülerfirma dokumentiert ihre monatlichen Gewinne und Verluste in einem Säulendiagramm. Positive Werte stellen einen Gewinn dar, negative Werte einen Verlust. a) In welchen Monaten hat die Schülerfirma einen Gewinn erzielt, in welchen einen Verlust? b) Wie groß ist die Spannweite der monatlichen Ergebnisse (Gewinne und Verluste)? c) Berechne das Gesamtergebnis der Schülerfirma über das gesamte erste Halbjahr (Januar bis Juni).
Abbildung zur Aufgabe 431692

Denkanstöße

- Lies die Werte für jeden Monat sorgfältig aus dem Diagramm ab. Achte dabei auf die Vorzeichen (Gewinn oder Verlust). - Erinnere dich daran, wie man den Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Wert eines Datensatzes nennt. - Um das Gesamtergebnis zu berechnen, addiere alle positiven und negativen Monatswerte.

Lösung

1. Gewinnmonate sind die Monate mit positiven Werten: Januar (\(400\,\text{€}\)), April (\(100\,\text{€}\)) und Mai (\(500\,\text{€}\)). Verlustmonate sind die Monate mit negativen Werten: Februar (\(-200\,\text{€}\)), März (\(-300\,\text{€}\)) und Juni (\(-100\,\text{€}\)). 2. Die Spannweite ist die Differenz zwischen dem größten Gewinn und dem größten Verlust: \(\text{Spannweite} = 500\,\text{€} - (-300\,\text{€}) = 800\,\text{€}\). 3. Das Gesamtergebnis ist die Summe aller Werte: \(400\,\text{€} + (-200\,\text{€}) + (-300\,\text{€}) + 100\,\text{€} + 500\,\text{€} + (-100\,\text{€}) = 400\,\text{€}\). Die Schülerfirma hat im ersten Halbjahr insgesamt einen Gewinn von \(400\,\text{€}\) erzielt.

Antwort

a) Gewinn im Januar, April und Mai; Verlust im Februar, März und Juni. b) Die Spannweite beträgt \(800\,\text{€}\). c) Das Gesamtergebnis ist ein Gewinn von \(400\,\text{€}\).
4350637
Der Boxplot zeigt die täglichen Lieferzeiten (in Minuten) eines Pizzaservices über einen Monat hinweg. Lies die folgenden Kennwerte aus dem Boxplot ab: a) Die kürzeste Lieferzeit. b) Den Median der Lieferzeit. c) Den Wert, den mindestens \(75\,\%\) der Lieferzeiten nicht überschreiten. d) Den Interquartilsabstand (IQA).
Abbildung zur Aufgabe 435063

Denkanstöße

- Ein Boxplot besteht aus fünf markanten Punkten. Weißt du, welche Kennwerte sie darstellen? - Wo startet die „Box“ und wo endet sie? - Wenn \(75\,\%\) der Werte kleiner oder gleich einem bestimmten Wert sind, welches Quartil suchen wir dann? - Erinnere dich, dass der Interquartilsabstand die Breite der Box beschreibt.

Lösung

1. Ablesen des Minimums: Das linke Ende der Antenne markiert die kürzeste Lieferzeit bei \(15\,\text{min}\). 2. Ablesen des Medians: Der senkrechte Strich innerhalb der Box zeigt den Median bei \(30\,\text{min}\). 3. Bestimmen des oberen Quartils (\(Q_3\)): Das rechte Ende der Box liegt bei \(40\,\text{min}\). Mindestens \(75\,\%\) der Lieferzeiten sind höchstens so lang. 4. Berechnung des IQA: Der IQA ist die Differenz zwischen dem oberen Quartil (\(40\,\text{min}\)) und dem unteren Quartil (\(Q_1 = 20\,\text{min}\)): \(40 - 20 = 20\,\text{min}\).

Antwort

a) Die kürzeste Lieferzeit beträgt \(15\,\text{min}\). b) Der Median liegt bei \(30\,\text{min}\). c) Mindestens \(75\,\%\) der Lieferzeiten betragen höchstens \(40\,\text{min}\). d) Der Interquartilsabstand beträgt \(20\,\text{min}\) (\(40 - 20 = 20\)).
4350777
In zwei achten Klassen wurde erhoben, wie viele Bücher die Schülerinnen und Schüler im letzten Jahr gelesen haben. Die Ergebnisse werden in vertikalen Boxplots verglichen. a) Gib für die Klasse 8A das untere Quartil (\(Q_1\)) und das obere Quartil (\(Q_3\)) an. b) Wie viele Bücher haben die „mittleren \(50\,\%\)“ der Jugendlichen in Klasse 8B mindestens bzw. höchstens gelesen? c) In welcher Klasse ist die Spannweite der gelesenen Bücher größer? Berechne die Differenz der beiden Spannweiten.
Abbildung zur Aufgabe 435077

Denkanstöße

- Welche Linien begrenzen die Box eines Boxplots nach oben und unten? - Welche Datenmenge wird durch die Box in der Mitte repräsentiert? - Wie berechnet man die Spannweite aus dem Minimum und dem Maximum? - Achte darauf, die Werte auf der vertikalen Achse genau abzulesen.

Lösung

a) Ablesen der Quartile für 8A: Die Box wird unten durch \(Q_1 = 2\) und oben durch \(Q_3 = 8\) begrenzt. b) Bestimmung der mittleren \(50\,\%\) für 8B: Die mittleren \(50\,\%\) liegen innerhalb der Box. In Klasse 8B reicht die Box von \(Q_1 = 4\) bis \(Q_3 = 7\). Somit haben diese Jugendlichen mindestens \(4\) und höchstens \(7\) Bücher gelesen. c) Berechnung der Spannweiten: Spannweite 8A = \(20 - 0 = 20\). Spannweite 8B = \(12 - 1 = 11\). Die Spannweite in Klasse 8A ist größer. Die Differenz beträgt \(20 - 11 = 9\).

Antwort

a) Für Klasse 8A gilt: \(Q_1 = 2\) und \(Q_3 = 8\). b) Die mittleren \(50\,\%\) in Klasse 8B haben mindestens \(4\) und höchstens \(7\) Bücher gelesen. c) Die Spannweite in Klasse 8A ist größer. Die Differenz der Spannweiten beträgt \(9\) Bücher.
4350827
Ein Hersteller von Batterien hat die Laufzeit einer neuen Serie unter Dauerbelastung getestet. Das Ergebnis der Stichprobe ist im folgenden Boxplot zusammengefasst. a) Wie lang war die Laufzeit der mittleren \(50\,\%\) der Batterien mindestens und höchstens? b) Bestimme den Quartilsabstand. c) Welcher Mindestanteil der Batterien hielt mindestens \(6\) Stunden durch?
Abbildung zur Aufgabe 435082

Denkanstöße

- Welche Kennwerte begrenzen die „Box“ in der Mitte des Diagramms? - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Quartil? - Überlege dir, wie viel Prozent der Daten jeweils unterhalb von \(Q_1\), unterhalb des Medians und unterhalb von \(Q_3\) liegen.

Lösung

a) Grenzen der Box ablesen: Das untere Quartil \(Q_1\) liegt bei \(6\,\text{h}\), das obere Quartil \(Q_3\) bei \(11\,\text{h}\). Die mittleren \(50\,\%\) der Batterien hatten also eine Laufzeit zwischen \(6\) und \(11\) Stunden. b) Quartilsabstand berechnen: \(Q_3 - Q_1 = 11\,\text{h} - 6\,\text{h} = 5\,\text{h}\). c) Mindestanteil bestimmen: Da \(6\) Stunden dem unteren Quartil \(Q_1\) entsprechen, liegen mindestens \(75\,\%\) der Werte bei \(6\) Stunden oder darüber.

Antwort

a) Die mittleren \(50\,\%\) der Batterien liefen mindestens \(6\) Stunden und höchstens \(11\) Stunden. b) Der Quartilsabstand beträgt \(5\) Stunden. c) Mindestens \(75\,\%\) der Batterien hielten mindestens \(6\) Stunden durch.
4350877
Zwei Pizza-Lieferdienste werden verglichen. Die Boxplots zeigen die Lieferzeiten in Minuten. Berechne für beide Dienste die Spannweite. Welcher Dienst liefert insgesamt innerhalb eines kleineren Zeitfensters aus?
Abbildung zur Aufgabe 435087

Denkanstöße

- Die Spannweite ist der Abstand zwischen dem kleinsten und dem größten Wert. - Wo befinden sich Minimum und Maximum an den „Antennen“ des Boxplots?

Lösung

1. Ablesen von Minimum und Maximum aus den Boxplots: - Dienst A: Minimum \(15\), Maximum \(60\). - Dienst B: Minimum \(20\), Maximum \(45\). 2. Berechnung der Spannweite (Maximum minus Minimum): - Dienst A: \(60 - 15 = 45\,\text{Minuten}\). - Dienst B: \(45 - 20 = 25\,\text{Minuten}\). 3. Vergleich: Dienst B hat mit \(25\,\text{Minuten}\) eine deutlich kleinere Spannweite als Dienst A (\(45\,\text{Minuten}\)).

Antwort

Die Spannweite beträgt für Dienst A \(45\,\text{Minuten}\) und für Dienst B \(25\,\text{Minuten}\). Dienst B liefert innerhalb eines kleineren Zeitfensters aus.
4387577
Der Boxplot zeigt Zeiten eines Geschicklichkeitsparcours. Offene Kreise sind Ausreißer, das Kreuz markiert den Mittelwert. a) Lies den linken Whisker-Endpunkt, \(Q_1\), Median, \(Q_3\) und den rechten Whisker-Endpunkt ab. b) Nenne die Ausreißer und den Mittelwert.
Abbildung zur Aufgabe 438757

Denkanstöße

- Ordne jedem Symbol im Boxplot seine Bedeutung zu. - Lies die Werte nur an den beschrifteten Achsenmarken ab. - Trenne Whisker-Endpunkte und offene Kreise.

Lösung

1. Whisker-Endpunkte: \(15\) Sekunden und \(55\) Sekunden. 2. Quartile und Median: \(Q_1=25\), Median \(35\), \(Q_3=45\) Sekunden. 3. Ausreißer: \(5\) Sekunden und \(100\) Sekunden. 4. Mittelwert: \(40\) Sekunden.

Antwort

a) \(15; 25; 35; 45; 55\) Sekunden. b) Ausreißer: \(5\) und \(100\) Sekunden; Mittelwert: \(40\) Sekunden.
4387617
Der Boxplot zeigt Punktzahlen eines Werkstattquiz. Bestimme die Länge der Box und erkläre, welche Hälfte der Ergebnisse sie umfasst.
Abbildung zur Aufgabe 438761

Denkanstöße

- Lies die beiden Kanten der Box ab. - Die Whisker gehören nicht zur Boxlänge. - Überlege, welcher Anteil zwischen den Quartilen liegt.

Lösung

1. Linke Boxkante: \(Q_1=15\) Punkte. 2. Rechte Boxkante: \(Q_3=40\) Punkte. 3. Boxlänge: \(40-15=25\) Punkte. 4. Zwischen \(Q_1\) und \(Q_3\) liegen die mittleren \(50\,\%\) der Ergebnisse.

Antwort

Die Box ist \(25\) Punkte lang und umfasst die mittleren \(50\,\%\) der Ergebnisse.
4387627
Ein Boxplot beschreibt genau \(40\) Messwerte ohne gleiche Werte an den Quartilsgrenzen. Wie viele Messwerte liegen ungefähr a) höchstens bei \(Q_1\), b) zwischen \(Q_1\) und dem Median, c) zwischen Median und \(Q_3\), d) mindestens bei \(Q_3\)?

Denkanstöße

- Ein Boxplot teilt die geordneten Daten in vier gleich große Bereiche. - Übertrage einen Viertelanteil auf die Gesamtzahl. - Die Zusatzangabe verhindert Mehrdeutigkeiten an den Grenzen.

Lösung

1. Jede der vier durch Quartile getrennten Gruppen enthält ungefähr ein Viertel der Daten. 2. \(40:4=10\). 3. In jedem der vier genannten Bereiche liegen ungefähr \(10\) Messwerte.

Antwort

In jedem der vier Bereiche liegen ungefähr \(10\) Messwerte.
4387657
Die geordnete Messreihe lautet \(11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 42\). Der Wert \(42\) wird als Ausreißer erkannt und für eine zweite Betrachtung weggelassen. Berechne die Spannweite mit und ohne den Ausreißer.

Denkanstöße

- Bestimme in jeder Datenreihe neu den größten Wert. - Der kleinste Wert ändert sich hier nicht. - Vergleiche die beiden Ergebnisse.

Lösung

1. Mit Ausreißer: \(42-11=31\). 2. Ohne Ausreißer ist \(18\) der größte Wert. 3. Ohne Ausreißer: \(18-11=7\).

Antwort

Mit Ausreißer beträgt die Spannweite \(31\), ohne Ausreißer \(7\).
4387727
Lies aus dem vertikalen Boxplot die fünf Kennwerte ab und berechne die Spannweite.
Abbildung zur Aufgabe 438772

Denkanstöße

- Lies von unten nach oben. - Die Kanten der Box sind die Quartile. - Für die Spannweite verwendest du die beiden Whisker-Endpunkte.

Lösung

1. Minimum \(4\), \(Q_1=10\), Median \(14\), \(Q_3=20\), Maximum \(26\) Zentimeter. 2. Spannweite: \(26-4=22\) Zentimeter.

Antwort

Minimum \(4\), \(Q_1=10\), Median \(14\), \(Q_3=20\), Maximum \(26\) Zentimeter; Spannweite \(22\) Zentimeter.
4100557
Mit welcher Zahl muss der Datensatz \(0{,}5;0{,}7;3{,}3;3{,}6;4{,}8;5{,}2;6{,}0\) ergänzt werden, damit er dem abgebildeten Boxplot entspricht? a) \(4{,}0\) b) \(4{,}4\) c) \(4{,}6\) d) \(5{,}0\)
Abbildung zur Aufgabe 410055

Denkanstöße

- Schau dir den Boxplot genau an: Welche Kennzahlen für die Mitte und die Streuung kannst du dort sehen? - Was bedeutet der Strich in der Mitte der Box für deine Zahlenreihe? - Wenn du eine neue Zahl einfügst, wie berechnest du dann den neuen Wert, der genau in der Mitte liegt?

Lösung

1. Aus dem Boxplot liest man \(\min=0{,}5\), \(Q_1=2{,}0\), \(\operatorname{Median}=4{,}0\), \(Q_3=5{,}0\) und \(\max=6{,}0\) ab. 2. Ergänzt man \(4{,}4\), sind die mittleren Werte der acht sortierten Daten \(3{,}6\) und \(4{,}4\). Daher ist der Median \(\frac{3{,}6+4{,}4}{2}=4{,}0\). 3. Die unteren vier Werte sind \(0{,}5;0{,}7;3{,}3;3{,}6\), also \(Q_1=\frac{0{,}7+3{,}3}{2}=2{,}0\). 4. Die oberen vier Werte sind \(4{,}4;4{,}8;5{,}2;6{,}0\), also \(Q_3=\frac{4{,}8+5{,}2}{2}=5{,}0\).

Antwort

b) \(4{,}4\)
4316547
In einer Klasse mit 24 Schülerinnen und Schülern wurde eine Umfrage zum monatlichen Taschengeld durchgeführt. Das Ergebnis der Umfrage ist im folgenden Boxplot dargestellt. Beantworte die folgenden Fragen: a) Bestimme die folgenden Kennwerte aus dem Boxplot: Minimum, unteres Quartil, Median, oberes Quartil und Maximum. b) Berechne die Spannweite und den Interquartilsabstand (IQA). c) Welcher Mindestanteil der befragten Schülerinnen und Schüler erhält mindestens \(25\,\text{€}\) Taschengeld im Monat? Wie viele Schülerinnen und Schüler sind das mindestens?
Abbildung zur Aufgabe 431654

Denkanstöße

- Erinnere dich daran, welche Punkte im Boxplot für das Minimum, das Maximum und die drei Quartile stehen. - Wie berechnet man die Spannweite und was unterscheidet sie vom Interquartilsabstand? - Welche Anteile des Datensatzes liegen jeweils unterhalb und oberhalb des unteren Quartils (\(Q_1\))? - Wenn du den Prozentsatz kennst, wie berechnest du daraus die absolute Anzahl bei insgesamt 24 Personen?

Lösung

1. Aus dem Boxplot werden die fünf Kennwerte abgelesen: Das Minimum liegt bei \(15\,\text{€}\), das untere Quartil (\(Q_1\)) bei \(25\,\text{€}\), der Median bei \(35\,\text{€}\), das obere Quartil (\(Q_3\)) bei \(45\,\text{€}\) und das Maximum bei \(65\,\text{€}\). 2. Die Spannweite berechnet sich als Differenz von Maximum und Minimum: \(65\,\text{€} - 15\,\text{€} = 50\,\text{€}\). 3. Der Interquartilsabstand (IQA) ist die Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Quartil: \(Q_3 - Q_1 = 45\,\text{€} - 25\,\text{€} = 20\,\text{€}\). 4. Da das untere Quartil bei \(25\,\text{€}\) liegt, erhalten mindestens \(75\,\%\) der Schülerinnen und Schüler \(25\,\text{€}\) oder mehr. Bei insgesamt 24 Personen sind das mindestens \(0{,}75 \cdot 24 = 18\) Schülerinnen und Schüler.

Antwort

a) Minimum: \(15\,\text{€}\), unteres Quartil: \(25\,\text{€}\), Median: \(35\,\text{€}\), oberes Quartil: \(45\,\text{€}\), Maximum: \(65\,\text{€}\). b) Spannweite: \(50\,\text{€}\), Interquartilsabstand: \(20\,\text{€}\). c) Mindestens \(75\,\%\), also mindestens \(18\) Schülerinnen und Schüler.
4318097
In einem Diagramm sind die Abweichungen der täglichen Höchsttemperatur vom langjährigen Mittelwert (in Grad Celsius, \(\text{°C}\)) für eine Woche im April dargestellt. a) Bestimme die größte und die kleinste Abweichung in dieser Woche. b) Berechne die Spannweite dieser Temperaturabweichungen. c) Berechne das arithmetische Mittel der Abweichungen für diese sieben Tage.
Abbildung zur Aufgabe 431809

Denkanstöße

- Kannst du die Werte für jeden einzelnen Tag aus dem Diagramm ablesen? Achte dabei besonders auf die positiven und negativen Vorzeichen. - Was bedeutet der Begriff „Spannweite“ in der Statistik? Wie hängen der größte und der kleinste Wert damit zusammen? - Wie berechnet man das arithmetische Mittel einer Reihe von Zahlen? Denke an das Zusammenzählen und das anschließende Teilen.

Lösung

1. Ablesen der Werte aus dem Diagramm: - Montag (Mo): \(3\,\text{°C}\) - Dienstag (Di): \(-2\,\text{°C}\) - Mittwoch (Mi): \(4\,\text{°C}\) - Donnerstag (Do): \(-1\,\text{°C}\) - Freitag (Fr): \(-3\,\text{°C}\) - Samstag (Sa): \(2\,\text{°C}\) - Sonntag (So): \(4\,\text{°C}\) Zu a) Die größte Abweichung beträgt \(4\,\text{°C}\) (am Mittwoch und Sonntag). Die kleinste Abweichung beträgt \(-3\,\text{°C}\) (am Freitag). Zu b) Die Spannweite ist die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Wert: \(\text{Spannweite} = 4\,\text{°C} - (-3\,\text{°C}) = 7\,\text{°C}\). Zu c) Das arithmetische Mittel berechnet sich aus der Summe aller Werte geteilt durch die Anzahl der Tage (7): \(\text{Summe} = 3 + (-2) + 4 + (-1) + (-3) + 2 + 4 = 7\) \(\text{Mittelwert} = \frac{7}{7} = 1\,\text{°C}\).

Antwort

a) Die größte Abweichung ist \(4\,\text{°C}\), die kleinste ist \(-3\,\text{°C}\). b) Die Spannweite beträgt \(7\,\text{°C}\). c) Das arithmetische Mittel beträgt \(1\,\text{°C}\).
4350447
Das Diagramm zeigt die Abweichungen des Wasserstands eines Stausees vom Sollwert in Metern für fünf verschiedene Monate. Bestimme die Spannweite dieser Messwerte. In welchem Monat war der Wasserstand am weitesten unter dem Sollwert?
Abbildung zur Aufgabe 435044

Denkanstöße

- Überlege zuerst, was der Begriff „Spannweite“ in der Statistik bedeutet. - Wie berechnet man den Unterschied zwischen einer positiven und einer negativen Zahl? - Welche Säule reicht am weitesten nach unten?

Lösung

1. Den höchsten Wert (Maximum) aus dem Diagramm ablesen: \(3{,}2\,\text{m}\) im Juli. 2. Den niedrigsten Wert (Minimum) aus dem Diagramm ablesen: \(-2{,}5\,\text{m}\) im Mai. 3. Die Spannweite als Differenz zwischen Maximum und Minimum berechnen: \(3{,}2 - (-2{,}5) = 5{,}7\). Die Spannweite beträgt \(5{,}7\,\text{m}\). 4. Den Monat mit der stärksten negativen Abweichung identifizieren: Mai.

Antwort

Die Spannweite der Messwerte beträgt \(5{,}7\,\text{m}\). Im Mai war der Wasserstand am weitesten unter dem Sollwert.
4350967
Die Klassen 7c und 7d haben ein Mathematikquiz mit maximal \(50\) Punkten absolviert. Die Boxplots zeigen die Verteilung der erreichten Punktzahlen. a) Gib für beide Klassen das untere Quartil (\(Q_1\)) und das obere Quartil (\(Q_3\)) an. b) Bei welcher Klasse lässt sich aus dem Boxplot sicher schließen, dass mindestens drei Viertel der Schüler eine Punktzahl von \(30\) oder mehr erreicht haben? Begründe deine Entscheidung.
Abbildung zur Aufgabe 435096

Denkanstöße

- Welche Linien begrenzen die Box links und rechts (oder oben und unten)? - Welcher Anteil der Daten liegt oberhalb des unteren Quartils \(Q_1\)?

Lösung

1. Ablesen der Quartile für Klasse 7c: \(Q_1 = 20\), \(Q_3 = 40\). 2. Ablesen der Quartile für Klasse 7d: \(Q_1 = 30\), \(Q_3 = 42\). 3. Damit sich sicher schließen lässt, dass mindestens drei Viertel der Werte bei \(30\) oder darüber liegen, muss das untere Quartil mindestens \(30\) betragen. 4. Bei Klasse 7d liegt \(Q_1\) bei \(30\). Daher haben dort mindestens \(75\,\%\) der Schüler \(30\) Punkte oder mehr erreicht. Bei Klasse 7c liegt \(Q_1\) bei \(20\); aus dem Boxplot lässt sich für die Grenze von \(30\) Punkten kein Anteil von mindestens \(75\,\%\) sicher ablesen.

Antwort

a) Klasse 7c: \(Q_1 = 20\), \(Q_3 = 40\). Klasse 7d: \(Q_1 = 30\), \(Q_3 = 42\). b) Bei Klasse 7d lässt sich dies sicher schließen, weil das untere Quartil genau bei \(30\) Punkten liegt. Damit haben mindestens \(75\,\%\) der Schüler \(30\) Punkte oder mehr erreicht.
4350997
Zwei Teams haben an einem Mathematik-Wettbewerb teilgenommen. Die erreichten Punktzahlen der Teammitglieder sind in den folgenden Datenreihen aufgelistet: Team Blau: \(12; 15; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 35\) Team Rot: \(12; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 35\) Welcher der unten dargestellten Boxplots (1) oder (2) gehört zu welchem Team? Begründe deine Entscheidung, indem du die Kennwerte (Minimum, Maximum, Median und Quartile) der Datenreihen mit den Diagrammen vergleichst.
Abbildung zur Aufgabe 435099

Denkanstöße

- Sortiere die Datenreihen zuerst der Größe nach, falls sie es noch nicht sind. - Bestimme für jede Reihe den Median (den mittleren Wert). - Die Quartile teilen die untere und obere Hälfte der Daten noch einmal in der Mitte. - Vergleiche die berechneten Werte mit den Markierungen im Boxplot (Antennenenden, Boxgrenzen und Mittelstrich).

Lösung

1. Berechnung der Kennwerte für Team Blau (\(n=9\)): Minimum \(12\), Maximum \(35\). Der Median ist der 5. Wert: \(22\). Das untere Quartil ist der Median der unteren vier Werte \((12, 15, 18, 20)\), also \(Q_1 = \frac{15+18}{2} = 16{,}5\). Das obere Quartil ist der Median der oberen vier Werte \((25, 28, 30, 35)\), also \(Q_3 = \frac{28+30}{2} = 29\). 2. Berechnung der Kennwerte für Team Rot (\(n=9\)): Minimum \(12\), Maximum \(35\). Der Median ist der 5. Wert: \(25\). Das untere Quartil der unteren vier Werte \((12, 22, 23, 24)\) ist \(Q_1 = \frac{22+23}{2} = 22{,}5\). Das obere Quartil der oberen vier Werte \((26, 27, 28, 35)\) ist \(Q_3 = \frac{27+28}{2} = 27{,}5\). 3. Zuordnung: Boxplot 1 hat den Median \(22\) und gehört somit zu Team Blau. Boxplot 2 hat den Median \(25\) und gehört zu Team Rot. Auch die Lage der Boxen (Quartile) bestätigt dies.

Antwort

Boxplot 1 gehört zu Team Blau. Boxplot 2 gehört zu Team Rot. Begründung: Team Blau hat einen Median von \(22\), was dem Mittelstrich in Boxplot 1 entspricht. Team Rot hat einen Median von \(25\), was dem Mittelstrich in Boxplot 2 entspricht.
4351227
Das Säulendiagramm zeigt die täglichen Höchsttemperaturen einer Woche in Grad Celsius (\(\text{°C}\)). a) Bestimme die Spannweite der gemessenen Temperaturen in dieser Woche. b) Angenommen, am Sonntag hätte es einen extremen Kälteeinbruch gegeben und die Spannweite wäre dadurch genau doppelt so groß wie zuvor geworden: Welchen Wert hätte das Thermometer am Sonntag anzeigen müssen?
Abbildung zur Aufgabe 435122

Denkanstöße

- Die Spannweite ist der Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wert einer Datenreihe. - Suche zuerst den wärmsten und den kältesten Tag im Diagramm. - Wenn die Spannweite verdoppelt wird, muss sich der Abstand zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wert vergrößern. - Da die Temperatur am Sonntag sinkt, wird der Sonntag zum neuen kältesten Wert der Woche.

Lösung

1. Entnahme der Werte aus dem Diagramm: Mo: \(18\,\text{°C}\), Di: \(20\,\text{°C}\), Mi: \(22\,\text{°C}\), Do: \(19\,\text{°C}\), Fr: \(21\,\text{°C}\), Sa: \(23\,\text{°C}\), So: \(20\,\text{°C}\). 2. Bestimmung von Maximum (\(23\,\text{°C}\)) und Minimum (\(18\,\text{°C}\)). 3. Berechnung der Spannweite: \(23 - 18 = 5\,\text{°C}\). 4. Die neue Spannweite soll doppelt so groß sein: \(2 \cdot 5 = 10\). 5. Da die Temperatur am Sonntag sinkt, wird sie zum neuen Minimum. Die neue Spannweite berechnet sich aus dem bisherigen Maximum minus dem neuen Minimum: \(23 - T_{\text{neu}} = 10\). 6. Auflösen nach dem neuen Wert: \(T_{\text{neu}} = 23 - 10 = 13\).

Antwort

a) Die Spannweite beträgt \(5\,\text{°C}\). b) Das Thermometer hätte am Sonntag \(13\,\text{°C}\) anzeigen müssen.
4387557
Für elf Stationen eines Waldlehrpfads wurden folgende Besuchszeiten in Minuten gemessen: \(3; 5; 7; 8; 9; 12; 13; 15; 18; 21; 24\). Bestimme \(Q_1\), Median, \(Q_3\) und Spannweite. Beim Bilden der Hälften wird der Median weggelassen.

Denkanstöße

- Markiere zuerst die Mitte der gesamten Reihe. - Teile die übrigen Werte in zwei gleich große Hälften. - Für die Spannweite brauchst du nur die beiden Randwerte.

Lösung

1. Die Reihe ist bereits geordnet; der sechste Wert ist der Median \(12\) Minuten. 2. Untere Hälfte: \(3; 5; 7; 8; 9\); ihr Median ist \(7\) Minuten. 3. Obere Hälfte: \(13; 15; 18; 21; 24\); ihr Median ist \(18\) Minuten. 4. Spannweite: \(24-3=21\) Minuten.

Antwort

\(Q_1=7\) Minuten, Median \(12\) Minuten, \(Q_3=18\) Minuten, Spannweite \(21\) Minuten.
4387587
Ein Boxplot zeigt die gelesenen Seiten bei einem Projekt. Der rechte Whisker endet bei \(80\), zusätzlich ist bei \(100\) ein Ausreißer eingezeichnet. Bestimme a) die Spannweite zwischen den Whisker-Endpunkten und b) die Spannweite aller dargestellten Werte.
Abbildung zur Aufgabe 438758

Denkanstöße

- Entscheide für jede Teilfrage, welche Randwerte gemeint sind. - Ein Ausreißer kann außerhalb der Whisker liegen. - Verwechsle nicht Boxlänge und Spannweite.

Lösung

1. Whisker-Spannweite: \(80-20=60\) Seiten. 2. Für alle dargestellten Werte ist der Ausreißer \(100\) der größte Wert. 3. Gesamte Spannweite: \(100-20=80\) Seiten.

Antwort

a) \(60\) Seiten. b) \(80\) Seiten.
4387597
Gegeben ist die geordnete Reihe \(2; 4; 5; 7; 8; 10; 12; 13; 16\). Beim Bilden der Hälften wird der Median weggelassen. Welche Zusammenfassung ist richtig? A: \(Q_1=4{,}5\), Median \(8\), \(Q_3=12{,}5\), Spannweite \(14\) B: \(Q_1=5\), Median \(8\), \(Q_3=12\), Spannweite \(16\) C: \(Q_1=4{,}5\), Median \(10\), \(Q_3=12{,}5\), Spannweite \(14\)

Denkanstöße

- Prüfe die vier Kennwerte einzeln. - Bei vier Werten in einer Hälfte liegen zwei Werte in der Mitte. - Die Spannweite ist nicht der größte Wert allein.

Lösung

1. Median der neun Werte: \(8\). 2. Untere Hälfte \(2; 4; 5; 7\): \(Q_1=(4+5):2=4{,}5\). 3. Obere Hälfte \(10; 12; 13; 16\): \(Q_3=(12+13):2=12{,}5\). 4. Spannweite: \(16-2=14\).

Antwort

Zusammenfassung A ist richtig.
4387677
Die Grafik zeigt die Zahl archäologischer Fundstücke an neun Grabungstagen. Bestimme Median und Spannweite.
Abbildung zur Aufgabe 438767

Denkanstöße

- Lies alle neun Punkte ab. - Für die beiden gesuchten Kennwerte brauchst du unterschiedliche Informationen. - Ordne die Werte für den Median.

Lösung

1. Abgelesene Werte: \(18; 22; 20; 25; 19; 24; 21; 23; 26\). 2. Geordnet: \(18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26\). 3. Median: fünfter Wert \(22\). 4. Spannweite: \(26-18=8\).

Antwort

Median: \(22\) Fundstücke; Spannweite: \(8\) Fundstücke.
4387687
Welche Aussagen zum Boxplot sind richtig? 1. Die Box ist \(40\) Punkte lang. 2. Die Spannweite aller dargestellten Werte ist \(80\) Punkte. 3. Der Median liegt über dem Mittelwert. 4. Der offene Kreis bei \(5\) ist der linke Whisker-Endpunkt.
Abbildung zur Aufgabe 438768

Denkanstöße

- Prüfe jede Aussage unabhängig. - Achte darauf, ob mit Randwerten Whisker oder alle dargestellten Werte gemeint sind. - Unterscheide Kreuz und Medianlinie.

Lösung

1. Boxlänge: \(70-30=40\); Aussage 1 ist richtig. 2. Alle dargestellten Werte reichen von \(5\) bis \(90\); Spannweite \(85\); Aussage 2 ist falsch. 3. Median \(50\) und Mittelwert \(45\); Aussage 3 ist richtig. 4. Der offene Kreis ist ein Ausreißer; Aussage 4 ist falsch.

Antwort

Richtig sind die Aussagen 1 und 3.
4387697
Gegeben ist die geordnete Reihe \(4; 6; 7; 8; 9; 11; 12; 14; 15; 18; 20; 24\). Bestimme \(Q_1\), Median, \(Q_3\) und Spannweite.

Denkanstöße

- Teile die gerade Anzahl in zwei gleich große Hälften. - In jeder Hälfte gibt es wieder zwei mittlere Werte. - Für die Spannweite genügen Minimum und Maximum.

Lösung

1. Median: \((11+12):2=11{,}5\). 2. Untere Hälfte \(4; 6; 7; 8; 9; 11\): \(Q_1=(7+8):2=7{,}5\). 3. Obere Hälfte \(12; 14; 15; 18; 20; 24\): \(Q_3=(15+18):2=16{,}5\). 4. Spannweite: \(24-4=20\).

Antwort

\(Q_1=7{,}5\), Median \(11{,}5\), \(Q_3=16{,}5\), Spannweite \(20\).
4148177
Erstelle eine sortierte Liste von \(11\) Zahlen, für die folgende statistische Kennwerte gelten: - Das untere Quartil (\(Q_1\)) ist \(5\). - Der Median (\(x_{\mathrm{med}}\)) ist \(10\). - Das obere Quartil (\(Q_3\)) ist \(15\). - Das arithmetische Mittel ist \(20\). Verwende dabei die Quartilsdefinition, nach der der Median bei einer ungeraden Anzahl von Datenwerten beim Bilden der unteren und oberen Hälfte weggelassen wird. Berechne zur Kontrolle das arithmetische Mittel deiner Liste.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, an welcher Position in einer Liste mit \(11\) Werten der Median und die Quartile stehen. - Wie groß muss die Summe aller Zahlen sein, wenn der Durchschnitt 20 sein soll? - Fülle die bekannten Positionen aus und wähle für die Lücken Zahlen, die die Sortierung nicht verletzen. - Überlege dir, wie groß die letzten Zahlen sein müssen, um die nötige Gesamtsumme zu erreichen.

Lösung

1. Bestimmung der Positionen bei \(n = 11\): Der Median ist der 6. Wert (\(x_6 = 10\)). Das untere Quartil ist der Median der ersten fünf Werte, also der 3. Wert (\(x_3 = 5\)). Das obere Quartil ist der Median der Werte an den Stellen 7 bis 11, also der 9. Wert (\(x_9 = 15\)). 2. Bedingung für das Mittel: Die Summe aller \(11\) Zahlen muss \(11 \cdot 20 = 220\) ergeben. 3. Belegung der festen Positionen: \(x_3 = 5, x_6 = 10, x_9 = 15\). 4. Wahl einfacher Werte für die restlichen Positionen unter Beachtung der Sortierung: Wir setzen \(x_1=5, x_2=5, x_4=10, x_5=10, x_7=15, x_8=15\). 5. Summe der ersten neun Werte: \(3 \cdot 5 + 3 \cdot 10 + 3 \cdot 15 = 15 + 30 + 45 = 90\). 6. Bestimmung der letzten zwei Werte: Für \(x_{10}\) und \(x_{11}\) verbleiben \(220 - 90 = 130\). Wir wählen \(x_{10} = 65\) und \(x_{11} = 65\). 7. Kontrolle: Die Liste ist \(5, 5, 5, 10, 10, 10, 15, 15, 15, 65, 65\). Das Mittel ist \(220 : 11 = 20\).

Antwort

Eine mögliche Liste ist: \(5, 5, 5, 10, 10, 10, 15, 15, 15, 65, 65\). Kontrolle des Mittels: \((5+5+5+10+10+10+15+15+15+65+65) : 11 = 220 : 11 = 20\).
4148197
Bei einer Befragung von 25 Jugendlichen nach ihrem monatlichen Taschengeld wurde ein Median von \(20\,\text{€}\) ermittelt. Eine Schülerin behauptet: „Das obere Quartil (\(Q_3\)) in unserer Gruppe liegt bei \(15\,\text{€}\).“ Verwende folgende Quartilsdefinition: Bei einer ungeraden Anzahl von Datenwerten wird der Median beim Bilden der unteren und oberen Hälfte weggelassen. Hat eine Hälfte eine gerade Anzahl von Werten, ist ihr Median der Mittelwert ihrer beiden mittleren Werte. a) Erkläre, warum diese Behauptung mathematisch unmöglich ist. b) Beschreibe, wie die Werte in der sortierten Liste verteilt sein müssen, damit der Median und das obere Quartil genau gleich groß sind, also beide \(20\,\text{€}\) betragen.

Denkanstöße

- An welcher Position liegt der Median bei \(25\) sortierten Werten? - Aus welchen \(12\) Werten besteht die obere Hälfte, und welche beiden Werte bestimmen deren Median? - Können Werte an späteren Positionen einer sortierten Liste kleiner sein als der Median? - Wann kann der Mittelwert zweier Zahlen, die beide mindestens \(20\) sind, genau \(20\) ergeben?

Lösung

1. Bei \(25\) sortierten Werten ist der Median der \(13.\) Wert. Daher gilt \(x_{13}=20\,\text{€}\). 2. Für das obere Quartil betrachtet man die obere Hälfte \(x_{14},\ldots,x_{25}\). Sie enthält \(12\) Werte. Ihr Median und damit \(Q_3\) ist \(\frac{x_{19}+x_{20}}{2}\). 3. Da die Liste sortiert ist, gilt \(x_{19}\ge x_{13}=20\) und \(x_{20}\ge x_{13}=20\). Somit kann \(Q_3\) nicht kleiner als \(20\,\text{€}\) sein. Die Behauptung \(Q_3=15\,\text{€}\) ist unmöglich. 4. Damit \(Q_3=20\,\text{€}\) gilt, müssen wegen \(x_{19}\ge20\) und \(x_{20}\ge20\) beide Werte gleich \(20\,\text{€}\) sein. Wegen der Sortierung müssen dann alle Werte von Position 13 bis Position 20 ebenfalls \(20\,\text{€}\) betragen.

Antwort

a) Die Behauptung ist unmöglich. Der Median ist der \(13.\) Wert und beträgt \(20\,\text{€}\). Die für \(Q_3\) maßgeblichen Werte an den Positionen 19 und 20 können in einer sortierten Liste nicht kleiner als \(20\,\text{€}\) sein. b) Die Werte an den Positionen 13 bis 20 müssen alle \(20\,\text{€}\) betragen. Dann ist der Median \(20\,\text{€}\) und \(Q_3=\frac{20+20}{2}=20\,\text{€}\).
4316697
Eine Schülergruppe hat im Biologieunterricht nach drei Wochen die Höhe ihrer Sonnenblumenkeimlinge gemessen. Sieben Schülerinnen und Schüler notierten folgende Werte (in \(\text{cm}\)): \(3\), \(5\), \(9\), \(10\), \(12\), \(19\), \(21\). Jonas war an dem Tag krank, aber seine Lehrerin hat bereits den Boxplot für die gesamte Gruppe (alle acht Werte) an die Tafel gezeichnet. Wie hoch war der Sonnenblumenkeimling von Jonas in \(\text{cm}\)? Begründe deine Antwort mithilfe der Kennwerte des Boxplots.
Abbildung zur Aufgabe 431669

Denkanstöße

- Lies zuerst alle wichtigen Kennwerte aus dem Boxplot ab. Wie heißen diese Kennwerte und welche Bedeutung haben sie? - Wie viele Werte hat der vollständige Datensatz, wenn die fehlende Person mitgezählt wird? - Überlege dir, an welcher Position in einer sortierten Liste der Median und die Quartile bei dieser Anzahl von Werten liegen. - Versuche, die bereits bekannten Zahlen in eine geordnete Reihenfolge zu bringen und zu prüfen, wo der fehlende Wert liegen müsste. - Stelle eine Gleichung für den Median oder eines der Quartile auf, um den fehlenden Wert zu berechnen.

Lösung

1. Lies die Kennwerte aus dem Boxplot für den vollständigen Datensatz ab: - \(\text{Minimum} = 3\) - \(\text{Unteres Quartil } (Q_1) = 7\) - \(\text{Median} = 11\) - \(\text{Oberes Quartil } (Q_3) = 17\) - \(\text{Maximum} = 21\) 2. Da der gesuchte Wert \(x\) hinzugefügt wird, hat der vollständige Datensatz \(8\) Werte. 3. Bei \(8\) Werten entspricht der Median dem arithmetischen Mittel des \(4.\) und \(5.\) Wertes der geordneten Liste. Da der Median \(11\) ist, müssen die Werte an diesen Positionen zusammen \(22\) ergeben. Mit den bekannten Werten ist dies für \(10\) und \(12\) möglich; daher muss zunächst \(x \ge 12\) gelten, damit \(10\) und \(12\) an Position \(4\) und \(5\) stehen (\(\frac{10 + 12}{2} = 11\)). 4. Wäre \(x > 19\), läge das obere Quartil bei \(\frac{19 + 21}{2} = 20\) und widerspräche dem Boxplot. Daher gilt \(12 \le x \le 19\), und die geordnete Liste lautet \(3, 5, 9, 10, 12, x, 19, 21\). 5. Das obere Quartil \(Q_3\) bei \(8\) Werten ist das arithmetische Mittel aus dem \(6.\) und \(7.\) Wert. Der \(6.\) Wert ist \(x\) und der \(7.\) Wert ist \(19\). 6. Aus dem Boxplot gilt \(Q_3 = 17\). Setze an: \(\frac{x + 19}{2} = 17\) \(x + 19 = 34\) \(x = 15\) 7. Da \(15\) im angenommenen Intervall liegt, war der Keimling von Jonas \(15\,\text{cm}\) hoch.

Antwort

Der Sonnenblumenkeimling von Jonas war \(15\,\text{cm}\) hoch.
4316747
Ein Boxplot stellt die Verteilung eines Datensatzes grafisch dar. Gegeben ist der folgende Boxplot: Welcher der drei ungeordneten Datensätze passt zu diesem Boxplot? (1) \(11\); \(9\); \(4\); \(13\); \(15\); \(9\); \(18\); \(6\); \(8\); \(2\); \(3\); \(16\) (2) \(10\); \(12\); \(4\); \(15\); \(16\); \(12\); \(8\); \(13\); \(6\); \(3\); \(18\); \(2\) (3) \(13\); \(16\); \(9\); \(6\); \(18\); \(4\); \(9\); \(2\); \(8\); \(15\); \(11\); \(8\) Begründe deine Entscheidung, indem du für die Datensätze die fünf Kennwerte (Minimum, unteres Quartil \(Q_1\), Median, oberes Quartil \(Q_3\) und Maximum) bestimmst und mit dem Boxplot vergleichst.
Abbildung zur Aufgabe 431674

Denkanstöße

- Beginne damit, die fünf charakteristischen Kennwerte aus dem gezeigten Boxplot abzulesen. - Was ist der allererste Schritt, den du mit einer ungeordneten Datenreihe durchführen musst, um Median und Quartile korrekt zu bestimmen? - Bestimme für jeden Datensatz das Minimum und das Maximum — hilft dir das bereits, Datensätze auszuschließen? - Erinnere dich an die Regel zur Berechnung von Quartilen bei einer geraden Anzahl von Werten (hier \(n = 12\)). - Vergleiche die berechneten Kennwerte nacheinander mit den Werten aus dem Boxplot, um den passenden Datensatz zu finden.

Lösung

1. Zuerst liest man die Kennwerte aus dem gegebenen Boxplot ab: - Minimum: \(2\) - Unteres Quartil (\(Q_1\)): \(5\) - Median: \(9\) - Oberes Quartil (\(Q_3\)): \(14\) - Maximum: \(18\) 2. Nun sortiert man die Datensätze der Größe nach, um ihre Kennwerte zu bestimmen: - Datensatz (1) sortiert: \(2\); \(3\); \(4\); \(6\); \(8\); \(9\); \(9\); \(11\); \(13\); \(15\); \(16\); \(18\) - Minimum: \(2\) - Unteres Quartil \(Q_1\): Da \(12 \cdot 0{,}25 = 3\) eine ganze Zahl ist, berechnet sich \(Q_1\) aus dem Mittelwert des 3. und 4. Wertes: \(\frac{4 + 6}{2} = 5\) - Median: Da \(12 \cdot 0{,}5 = 6\) eine ganze Zahl ist, berechnet sich der Median aus dem Mittelwert des 6. und 7. Wertes: \(\frac{9 + 9}{2} = 9\) - Oberes Quartil \(Q_3\): Da \(12 \cdot 0{,}75 = 9\) eine ganze Zahl ist, berechnet sich \(Q_3\) aus dem Mittelwert des 9. und 10. Wertes: \(\frac{13 + 15}{2} = 14\) - Maximum: \(18\) Diese Kennwerte stimmen exakt mit dem Boxplot überein. 3. Zur Überprüfung bestimmen wir auch die Kennwerte der anderen Datensätze: - Datensatz (2) sortiert: \(2\); \(3\); \(4\); \(6\); \(8\); \(10\); \(12\); \(12\); \(13\); \(15\); \(16\); \(18\) - Der Median liegt hier bei \(\frac{10 + 12}{2} = 11\). Dies passt nicht zum Median des Boxplots (\(9\)). - Datensatz (3) sortiert: \(2\); \(4\); \(6\); \(8\); \(8\); \(9\); \(9\); \(11\); \(13\); \(15\); \(16\); \(18\) - Das untere Quartil \(Q_1\) liegt hier bei \(\frac{6 + 8}{2} = 7\). Dies passt nicht zum unteren Quartil des Boxplots (\(5\)). Somit passt nur Datensatz (1) zum gegebenen Boxplot.

Antwort

Der Datensatz (1) passt zum Boxplot. Begründung: Nach dem Sortieren des Datensatzes (1) ergeben sich die Kennwerte: - Minimum = \(2\) - Unteres Quartil \(Q_1 = 5\) - Median = \(9\) - Oberes Quartil \(Q_3 = 14\) - Maximum = \(18\) Diese stimmen exakt mit den Werten des Boxplots überein. Bei Datensatz (2) stimmt der Median \(11\) nicht mit dem Boxplot überein; bei Datensatz (3) gilt dies für das untere Quartil \(7\).
4387607
Die geordnete Reihe lautet \(2; 4; x; 8; 10; 12; 15; 18; 21\). Beim Bilden der Hälften wird der Median weggelassen. Das untere Quartil soll \(Q_1=5\) sein. Bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Betrachte nur die untere Hälfte der geordneten Reihe. - Dort gibt es eine gerade Anzahl von Werten. - Prüfe nach dem Lösen, ob der Wert zwischen seinen Nachbarn liegt.

Lösung

1. Der Gesamtmedian \(10\) wird für die Hälften weggelassen. 2. Die untere Hälfte ist \(2; 4; x; 8\). 3. Daher gilt \((4+x):2=5\), also \(4+x=10\). 4. Es folgt \(x=6\), passend zur Reihenfolge.

Antwort

\(x=6\).
4387667
Das Säulendiagramm zeigt, wie oft Gruppen bei einer Experimentierstation nachfragen mussten. Bestimme \(Q_1\), Median und \(Q_3\).
Abbildung zur Aufgabe 438766

Denkanstöße

- Die Säulenhöhen geben Häufigkeiten an. - Bestimme die relevanten Positionen in der geordneten Datenfolge. - Nutze aufsummierte Häufigkeiten statt alle Werte auszuschreiben.

Lösung

1. Es gibt \(24\) Werte. 2. Untere Hälfte: Positionen \(1\) bis \(12\); deren Mitte liegt bei \(1{,}5\). 3. Gesamtmedian aus Position \(12\) und \(13\): \(2\). 4. Obere Hälfte: Positionen \(13\) bis \(24\); deren Mitte liegt bei \(3\).

Antwort

\(Q_1=1{,}5\), Median \(2\), \(Q_3=3\).
4387637
Gib eine geordnete Datenreihe aus genau neun verschiedenen ganzen Zahlen an mit Minimum \(1\), \(Q_1=5\), Median \(10\), \(Q_3=15\) und Maximum \(20\). Beim Bilden der Hälften wird der Median weggelassen.

Denkanstöße

- Lege zuerst die festen Positionen für Minimum, Median und Maximum fest. - Bei den Quartilen können Mittelwerte aus zwei Nachbarwerten entstehen. - Es gibt mehrere richtige Datenreihen.

Lösung

1. Position \(1\), \(5\) und \(9\) werden mit \(1\), \(10\) und \(20\) belegt. 2. Für \(Q_1=5\) müssen der zweite und dritte Wert zusammen \(10\) ergeben; möglich sind \(4\) und \(6\). 3. Für \(Q_3=15\) müssen der siebte und achte Wert zusammen \(30\) ergeben; möglich sind \(14\) und \(16\). 4. Eine passende Reihe ist \(1; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 20\).

Antwort

Eine mögliche Lösung ist \(1; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 20\).
4387737
Ein Boxplot hat \(Q_1=5\), Median \(9\), \(Q_3=13\) und Spannweite \(16\). Welche Datensätze passen? Beim Bilden der Hälften wird der Median weggelassen. <table> <tr><th>Datensatz</th><th>Werte</th></tr> <tr><td>A</td><td>\(1; 3; 5; 7; 9; 11; 13; 15; 17\)</td></tr> <tr><td>B</td><td>\(1; 5; 5; 7; 9; 11; 13; 13; 17\)</td></tr> <tr><td>C</td><td>\(1; 3; 7; 7; 9; 11; 11; 15; 17\)</td></tr> </table>

Denkanstöße

- Berechne die Kennwerte für jeden Datensatz. - Ein Boxplot legt nicht jeden einzelnen Datenwert fest. - Es können mehrere Datensätze denselben Boxplot ergeben.

Lösung

1. Datensatz A hat \(Q_1=4\) und \(Q_3=14\). 2. Datensatz B hat \(Q_1=5\), Median \(9\), \(Q_3=13\); außerdem \(17-1=16\). 3. Datensatz C hat ebenfalls \(Q_1=5\), Median \(9\), \(Q_3=13\) und die Spannweite \(16\). 4. Damit passen B und C beide zu den genannten Boxplot-Kennwerten.

Antwort

Die Datensätze B und C passen beide. Ein Boxplot bestimmt den vollständigen Datensatz nicht eindeutig.

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.