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

Datensätze vergleichen

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4350667
Die unten stehenden Boxplots vergleichen die Akkulaufzeit (in Stunden) von zwei Laptop-Modellen unter identischen Testbedingungen. a) Welches Modell hat eine höhere mittlere Akkulaufzeit (Median)? Gib den Wert an. b) Bei welchem Modell sind die Laufzeiten verlässlicher (weniger schwankend)? Begründe kurz. c) Welcher Mindestanteil der Laptops von Modell X hält mindestens \(10\) Stunden durch? d) Wie groß ist die Spannweite bei Modell Y?
Abbildung zur Aufgabe 435066

Denkanstöße

- Wo genau liegt der Median in einem Boxplot? - Welche Teile des Boxplots zeigen dir, wie weit die Werte insgesamt auseinanderliegen? - Erinnere dich daran, welche Prozentanteile der Daten durch die Quartile und den Median abgegrenzt werden. - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem kleinsten und dem größten Wert?

Lösung

1. Ablesen des Medians: Modell X hat einen Median von \(8\,\text{h}\), Modell Y ebenfalls. Beide Modelle haben somit denselben Median. 2. Beurteilung der Schwankung: Modell Y ist verlässlicher, da die Box und die Antennen deutlich kürzer sind als bei Modell X. Die Spannweite beträgt bei Modell Y \(2\,\text{h}\), bei Modell X \(8\,\text{h}\). 3. Mindestanteil ablesen: Bei Modell X liegt das obere Quartil \(Q_3\) bei \(10\,\text{h}\). Daher halten mindestens \(25\,\%\) der Laptops \(10\) Stunden oder länger. 4. Spannweite von Modell Y: \(9\,\text{h} - 7\,\text{h} = 2\,\text{h}\).

Antwort

a) Beide Modelle haben den gleichen Median von \(8\,\text{h}\). b) Modell Y ist verlässlicher, da die Spannweite (\(2\,\text{h}\)) und der Interquartilsabstand (\(1\,\text{h}\)) viel kleiner sind als bei Modell X. c) Mindestens \(25\,\%\). d) Die Spannweite bei Modell Y beträgt \(2\,\text{h}\).
4350947
In einem biologischen Experiment wurde das Wachstum von Sonnenblumen (Höhe in cm) nach vier Wochen untersucht. Dabei wurden zwei verschiedene Dünger verwendet. a) Lies für Dünger A die Kennwerte des Boxplots ab: Minimum, unteres Quartil, Median, oberes Quartil und Maximum. b) Ein Hersteller behauptet, sein Dünger B sorge für ein besonders gleichmäßiges Wachstum. Stützen die Boxplots diese Aussage im Vergleich zu Dünger A? Nutze den Interquartilsabstand (\(IQA\)) für deine Begründung.
Abbildung zur Aufgabe 435094

Denkanstöße

- Welche Punkte an den Antennen und an der Box entsprechen welchen Kennwerten? - Wie berechnet man die Breite der Box? Was sagt diese Breite über die Gleichmäßigkeit aus?

Lösung

1. Ablesen der Werte für Dünger A: Minimum \(15\,\text{cm}\), \(Q_1 = 22\,\text{cm}\), Median \(28\,\text{cm}\), \(Q_3 = 35\,\text{cm}\), Maximum \(45\,\text{cm}\). 2. Berechnung des Interquartilsabstands für Dünger A: \(35\,\text{cm} - 22\,\text{cm} = 13\,\text{cm}\). 3. Bestimmung der Werte für Dünger B: \(Q_1 = 25\,\text{cm}\), \(Q_3 = 33\,\text{cm}\). 4. Berechnung des Interquartilsabstands für Dünger B: \(33\,\text{cm} - 25\,\text{cm} = 8\,\text{cm}\). 5. Vergleich: Da der Interquartilsabstand bei Dünger B kleiner ist als bei Dünger A, ist das Wachstum bei Dünger B in der Mitte der Verteilung gleichmäßiger. Auch die gesamte Spannweite ist bei B kleiner (\(18\,\text{cm}\) gegenüber \(30\,\text{cm}\)). Die Boxplots stützen die Aussage des Herstellers.

Antwort

a) Dünger A: Minimum \(15\,\text{cm}\), \(Q_1 = 22\,\text{cm}\), Median \(28\,\text{cm}\), \(Q_3 = 35\,\text{cm}\), Maximum \(45\,\text{cm}\). b) Ja, die Boxplots stützen die Aussage. Der Interquartilsabstand von Dünger B (\(8\,\text{cm}\)) ist deutlich kleiner als der von Dünger A (\(13\,\text{cm}\)), was auf ein gleichmäßigeres Wachstum hindeutet.
4120507
In einem Land wurde die Menge des jährlich produzierten Plastikmülls pro Person untersucht: <table> <thead> <tr><th>Jahr</th><th>2000</th><th>2004</th><th>2008</th><th>2012</th><th>2016</th><th>2020</th></tr> </thead> <tbody> <tr><td>Müll pro Kopf (in \(\text{kg}\))</td><td>\(32\)</td><td>\(35\)</td><td>\(39\)</td><td>\(42\)</td><td>\(44\)</td><td>\(45\)</td></tr> </tbody> </table> a) Berechne die durchschnittliche jährliche Zunahme der Müllmenge im Zeitraum von 2000 bis 2012. b) Bestimme durch lineare Interpolation die Müllmenge für das Jahr 2018. c) Eine Umweltorganisation prognostiziert: „Bis zum Jahr 2030 wird die Müllmenge auf über \(60\,\text{kg}\) pro Person steigen.“ Erscheint diese Prognose angesichts der Daten von 2012 bis 2020 realistisch? Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Für die jährliche Zunahme teilst du den gesamten Unterschied durch die Anzahl der Jahre. - Wenn ein Jahr genau zwischen zwei Tabellenwerten liegt, kannst du den Durchschnitt dieser beiden Werte nehmen. - Vergleiche das aktuelle Wachstum (die letzten Spalten der Tabelle) mit dem Wachstum, das für die Prognose nötig wäre.

Lösung

1. Durchschnittliche jährliche Zunahme 2000–2012: Die Gesamtzunahme beträgt \(42\,\text{kg} - 32\,\text{kg} = 10\,\text{kg}\). Der Zeitraum umfasst \(12\) Jahre. Damit beträgt die durchschnittliche jährliche Zunahme \(10 : 12 \approx 0{,}83\,\text{kg}\) pro Jahr. 2. Lineare Interpolation für 2018: Das Jahr 2018 liegt genau in der Mitte zwischen 2016 (\(44\,\text{kg}\)) und 2020 (\(45\,\text{kg}\)). Daher ergibt sich \(\frac{44 + 45}{2} = 44{,}5\,\text{kg}\). 3. Beurteilung der Prognose: Von 2012 bis 2020 stieg die Menge um \(45\,\text{kg} - 42\,\text{kg} = 3\,\text{kg}\) in \(8\) Jahren, also durchschnittlich um \(0{,}375\,\text{kg}\) pro Jahr. Um von \(45\,\text{kg}\) im Jahr 2020 bis 2030 auf über \(60\,\text{kg}\) zu steigen, wäre eine Zunahme von mehr als \(15\,\text{kg}\), also von mehr als \(1{,}5\,\text{kg}\) pro Jahr, nötig. Das ist deutlich mehr als im Zeitraum 2012–2020; daher erscheint die Prognose unrealistisch.

Antwort

a) Die durchschnittliche jährliche Zunahme der Müllmenge beträgt etwa \(0{,}83\,\text{kg}\) pro Jahr. b) Für 2018 ergibt die lineare Interpolation etwa \(44{,}5\,\text{kg}\). c) Die Prognose erscheint unrealistisch: Von 2012 bis 2020 betrug die durchschnittliche Zunahme nur \(0{,}375\,\text{kg}\) pro Jahr. Für einen Wert von über \(60\,\text{kg}\) im Jahr 2030 wären dagegen mehr als \(1{,}5\,\text{kg}\) pro Jahr nötig.
4120517
Ein Sportverein beobachtet die Mitgliederzahlen in den Abteilungen Tennis und Basketball: <table> <thead> <tr><th>Jahr</th><th>2010</th><th>2013</th><th>2016</th><th>2019</th><th>2022</th></tr> </thead> <tbody> <tr><td>Tennis</td><td>\(240\)</td><td>\(230\)</td><td>\(215\)</td><td>\(205\)</td><td>\(190\)</td></tr> <tr><td>Basketball</td><td>\(80\)</td><td>\(110\)</td><td>\(145\)</td><td>\(175\)</td><td>\(210\)</td></tr> </tbody> </table> a) Beschreibe die Entwicklung der beiden Abteilungen in Worten. b) Nimm an, dass sich beide Mitgliederzahlen zwischen 2019 und 2022 gleichmäßig verändern. In welchem Jahr hatten beide Abteilungen demnach ungefähr gleich viele Mitglieder? Begründe durch Rechnung. c) Wenn sich der Trend der Jahre 2019 bis 2022 genauso fortsetzt, wie viele Mitglieder wird die Basketballabteilung im Jahr 2025 haben?

Denkanstöße

- Vergleiche, welche Zahlenreihe steigt und welche fällt. - Berechne für 2019 und 2022 jeweils die Differenz „Tennis minus Basketball“. Welcher Anteil ihrer gesamten Veränderung ist bis zum Gleichstand nötig? - Berechne den Zuwachs der Basketballabteilung im letzten Dreijahreszeitraum und übertrage ihn auf den nächsten.

Lösung

1. Beschreibung: Die Mitgliederzahl im Tennis sinkt von \(240\) auf \(190\), während sie im Basketball von \(80\) auf \(210\) steigt. 2. Im Jahr 2019 beträgt die Differenz „Tennis minus Basketball“ \(205 - 175 = 30\) Mitglieder. Im Jahr 2022 beträgt sie \(190 - 210 = -20\) Mitglieder. Die Differenz nimmt in drei Jahren also um \(50\) Mitglieder ab. Bis zum Gleichstand muss sie von \(30\) auf \(0\) sinken. Das dauert \(\frac{30}{50} \cdot 3 = 1{,}8\) Jahre nach 2019. Der Gleichstand liegt damit ungefähr im Jahr 2021. 3. Von 2019 bis 2022 stieg die Mitgliederzahl der Basketballabteilung um \(210 - 175 = 35\). Bei gleicher Entwicklung kommen bis 2025 nochmals \(35\) Mitglieder hinzu: \(210 + 35 = 245\).

Antwort

a) Die Tennisabteilung verliert Mitglieder, während die Basketballabteilung Mitglieder gewinnt. b) Unter der Annahme einer gleichmäßigen Entwicklung liegt der Gleichstand ungefähr im Jahr 2021. c) Im Jahr 2025 hat die Basketballabteilung voraussichtlich \(245\) Mitglieder.
4316497
Zwei Hersteller von Akkus (Marke A und Marke B) werben mit einer besonders langen Laufzeit ihrer Produkte. Für einen Qualitätsvergleich wurden von beiden Marken jeweils mehrere Akkus im Dauerbetrieb getestet. Die gemessenen Laufzeiten (in Stunden) sind in der folgenden Grafik als Boxplots dargestellt. a) Bestimme für beide Marken jeweils den Median und die Spannweite der Laufzeit. b) Ein Käufer benötigt für ein Gerät Akkus, die möglichst zuverlässig mindestens \(30\,\text{Stunden}\) halten. Welche Marke sollte er aufgrund der Testdaten wählen? Begründe deine Entscheidung mithilfe der Boxplots.
Abbildung zur Aufgabe 431649

Denkanstöße

- Wo liegt der Median in einem Boxplot? Suche nach dem Strich innerhalb der Box. - Wie berechnet man die Spannweite? Subtrahiere den kleinsten Wert (Minimum) vom größten Wert (Maximum). - Was bedeuten die Antennen an den äußeren Enden für die Mindestlaufzeit? - Überlege, wie viel Prozent der Daten links vom unteren Quartil (\(Q_1\)) liegen.

Lösung

1. Bestimmung der Kennwerte: - Marke A: Der Median liegt bei \(40\,\text{Stunden}\). Die Spannweite beträgt \(60 - 20 = 40\,\text{Stunden}\). - Marke B: Der Median liegt bei \(39\,\text{Stunden}\). Die Spannweite beträgt \(45 - 32 = 13\,\text{Stunden}\). 2. Zuverlässigkeit in der Stichprobe: - Bei Marke A liegt das Minimum bei \(20\,\text{Stunden}\). Damit gab es getestete Akkus, die weniger als \(30\,\text{Stunden}\) hielten. - Bei Marke B liegt bereits das Minimum bei \(32\,\text{Stunden}\). Somit hielten alle getesteten Akkus mindestens \(30\,\text{Stunden}\). Aufgrund der Testdaten ist Marke B für diese Anforderung die geeignetere Wahl.

Antwort

a) **Marke A**: Median = \(40\,\text{Stunden}\), Spannweite = \(40\,\text{Stunden}\). **Marke B**: Median = \(39\,\text{Stunden}\), Spannweite = \(13\,\text{Stunden}\). b) Aufgrund der Testdaten sollte der Käufer **Marke B** wählen. Bei Marke B beträgt die minimale gemessene Laufzeit \(32\,\text{Stunden}\), während bei Marke A ein Minimum von nur \(20\,\text{Stunden}\) auftrat.
4316507
Ein Verkehrsbetrieb untersucht die Unpünktlichkeit auf zwei verschiedenen Buslinien (Linie 101 und Linie 102). Dazu wurden die Verspätungen bei einer Vielzahl von Fahrten erfasst. Die Ergebnisse (in Minuten) sind in den folgenden Boxplots dargestellt. a) Lies für beide Buslinien das obere Quartil (\(Q_3\)) und die maximale Verspätung ab. b) Welche der beiden Linien hat den kleineren Median? Was bedeutet dies für die Fahrgäste im Alltag? c) Warum könnte sich ein Fahrgast, der einen wichtigen Anschlusszug erreichen muss, dennoch für die Linie 102 entscheiden? Begründe mit den Boxplots.
Abbildung zur Aufgabe 431650

Denkanstöße

- Wo befindet sich das obere Quartil (\(Q_3\)) in einem Boxplot? Betrachte das rechte Ende der Box. - Wie liest man den Maximalwert ab? Schaue dir das äußerste rechte Ende der Antenne an. - Was sagt der Median (der Strich in der Box) über die Verteilung der Verspätungen aus? - Vergleiche die maximale Verspätung beider Linien. Bei welcher Linie war die größte beobachtete Verspätung geringer?

Lösung

1. Ablesen der Werte: - Linie 101: Das obere Quartil (\(Q_3\)) liegt bei \(7\,\text{Minuten}\). Die maximale Verspätung liegt bei \(15\,\text{Minuten}\). - Linie 102: Das obere Quartil (\(Q_3\)) liegt bei \(6\,\text{Minuten}\). Die maximale Verspätung liegt bei \(8\,\text{Minuten}\). 2. Vergleich des Medians: - Der Median von Linie 101 beträgt \(4\,\text{Minuten}\), der von Linie 102 \(5\,\text{Minuten}\). - Linie 101 hat den kleineren Median. Bei mindestens der Hälfte der erfassten Fahrten betrug die Verspätung dort höchstens \(4\,\text{Minuten}\); bei Linie 102 lag diese Grenze bei \(5\,\text{Minuten}\). 3. Entscheidung bei Anschlusszügen: - In der erfassten Stichprobe beträgt die größte Verspätung bei Linie 102 nur \(8\,\text{Minuten}\), bei Linie 101 dagegen \(15\,\text{Minuten}\). Für einen wichtigen Anschluss kann daher Linie 102 aufgrund der geringeren beobachteten Maximalverspätung günstiger erscheinen. Eine Garantie für zukünftige Fahrten ergibt sich daraus nicht.

Antwort

a) **Linie 101**: Oberes Quartil = \(7\,\text{Minuten}\), maximale Verspätung = \(15\,\text{Minuten}\). **Linie 102**: Oberes Quartil = \(6\,\text{Minuten}\), maximale Verspätung = \(8\,\text{Minuten}\). b) **Linie 101** hat den kleineren Median (\(4\,\text{Minuten}\) gegenüber \(5\,\text{Minuten}\)). Bei mindestens der Hälfte der erfassten Fahrten betrug die Verspätung dort höchstens \(4\,\text{Minuten}\); bei Linie 102 lag diese Grenze bei \(5\,\text{Minuten}\). c) In der Stichprobe ist die maximale Verspätung bei **Linie 102** mit \(8\,\text{Minuten}\) deutlich geringer als bei Linie 101 (\(15\,\text{Minuten}\)). Das kann bei einem wichtigen Anschluss für Linie 102 sprechen, garantiert aber keine künftige Verspätungsgrenze.
4316737
Bei einem Sportfest im 7. Jahrgang haben die Klassen 7A und 7B am 100-Meter-Sprint teilgenommen. Die gelaufenen Zeiten (in Sekunden) der Schülerinnen und Schüler sind in den beiden folgenden Boxplots dargestellt. Beantworte die folgenden Fragen mithilfe der Boxplots: a) Bestimme für beide Klassen die Spannweite der gelaufenen Zeiten. b) In welcher Klasse beträgt der Interquartilsabstand (die Länge der Box) genau \(5\,\text{s}\)? c) Welche Klasse hat den schnelleren Medianwert (also die geringere Zeit)? Gib diesen Medianwert an. d) Ist die folgende Aussage wahr oder falsch? Begründe kurz: „Mindestens \(75\,\%\) der Schülerinnen und Schüler der Klasse 7A liefen eine Zeit von höchstens \(18\,\text{s}\).“
Abbildung zur Aufgabe 431673

Denkanstöße

- Erinnere dich daran, welche fünf Kennwerte an einem Boxplot abgelesen werden können. - Welche Punkte auf der Skala markieren den Anfang und das Ende der Box? - Wie berechnet man die Spannweite aus den Kennwerten eines Boxplots? - Wie ist der Begriff „Interquartilsabstand“ definiert und wie lässt er sich direkt an der Box ablesen? - Überlege, wie viel Prozent der Daten jeweils unterhalb des Medians und unterhalb der Quartile liegen.

Lösung

1. Die Spannweite berechnet sich aus dem Maximum minus dem Minimum. - Für Klasse 7A: \(21\,\text{s} - 13\,\text{s} = 8\,\text{s}\). - Für Klasse 7B: \(20\,\text{s} - 12\,\text{s} = 8\,\text{s}\). Beide Klassen haben somit eine Spannweite von \(8\,\text{s}\). 2. Der Interquartilsabstand (IQA) ist die Differenz zwischen dem oberen Quartil (\(Q_3\)) und dem unteren Quartil (\(Q_1\)). - Für Klasse 7A: \(18\,\text{s} - 15\,\text{s} = 3\,\text{s}\). - Für Klasse 7B: \(19\,\text{s} - 14\,\text{s} = 5\,\text{s}\). In Klasse 7B beträgt der Interquartilsabstand genau \(5\,\text{s}\). 3. Der Median wird durch den vertikalen Strich in der Box dargestellt. - Für Klasse 7A liegt der Median bei \(16\,\text{s}\). - Für Klasse 7B liegt der Median bei \(17\,\text{s}\). Klasse 7A hat den schnelleren Medianwert von \(16\,\text{s}\). 4. Das obere Quartil (\(Q_3\)) von Klasse 7A liegt bei genau \(18\,\text{s}\). Definitionsgemäß sind mindestens \(75\,\%\) aller Datenwerte kleiner oder gleich dem oberen Quartil. Daher liefen mindestens \(75\,\%\) der Schülerinnen und Schüler höchstens \(18\,\text{s}\). Die Aussage ist somit wahr.

Antwort

a) Spannweite für beide Klassen: \(8\,\text{s}\) b) Klasse 7B (IQA = \(5\,\text{s}\)) c) Klasse 7A mit einem Median von \(16\,\text{s}\) d) Wahr. Das obere Quartil (\(Q_3\)) von Klasse 7A liegt bei \(18\,\text{s}\), was bedeutet, dass mindestens \(75\,\%\) der Werte kleiner oder gleich \(18\,\text{s}\) sind.
4317077
Die beiden Säulendiagramme zeigen die täglichen Höchsttemperaturen in zwei verschiedenen Städten (Stadt A und Stadt B) von Montag bis Freitag. a) Berechne für beide Städte das arithmetische Mittel der Höchsttemperaturen. Was fällt dir beim Vergleich der beiden Mittelwerte auf? b) Bestimme für beide Städte den Median und die Spannweite der Temperaturen. Welche Stadt hatte die größere Spannweite und damit die größeren Temperaturschwankungen in dieser Woche?
Abbildung zur Aufgabe 431707

Denkanstöße

- Wie berechnet man das arithmetische Mittel (den Durchschnitt) einer Liste von Zahlen? - Um den Median zu bestimmen, musst du die Werte zuerst der Größe nach sortieren. Welcher Wert steht dann genau in der Mitte? - Wie berechnet man die Spannweite einer Datenreihe aus dem höchsten und dem niedrigsten Wert? - Vergleiche die berechneten Werte der beiden Städte direkt miteinander, um die Fragen zu beantworten.

Lösung

1. Arithmetisches Mittel berechnen: - Stadt A: \(\frac{18 + 22 + 25 + 20 + 15}{5} = \frac{100}{5} = 20\,\text{°C}\) - Stadt B: \(\frac{16 + 19 + 21 + 24 + 20}{5} = \frac{100}{5} = 20\,\text{°C}\) Beide Städte haben denselben Mittelwert von \(20\,\text{°C}\). 2. Median bestimmen: - Stadt A geordnet: \([15, 18, 20, 22, 25]\). Der mittlere Wert (Median) ist \(20\,\text{°C}\). - Stadt B geordnet: \([16, 19, 20, 21, 24]\). Der mittlere Wert (Median) ist \(20\,\text{°C}\). 3. Spannweite bestimmen: - Stadt A: \(\text{Maximum} - \text{Minimum} = 25\,\text{°C} - 15\,\text{°C} = 10\,\text{°C}\) - Stadt B: \(\text{Maximum} - \text{Minimum} = 24\,\text{°C} - 16\,\text{°C} = 8\,\text{°C}\) Stadt A hat die größere Spannweite (\(10\,\text{°C} > 8\,\text{°C}\)) und somit die größeren Temperaturschwankungen.

Antwort

a) Das arithmetische Mittel der Höchsttemperaturen beträgt für beide Städte genau \(20\,\text{°C}\). Die Durchschnittstemperaturen sind also in beiden Städten völlig identisch. b) Der Median beträgt für beide Städte ebenfalls \(20\,\text{°C}\). Die Spannweite bei Stadt A beträgt \(10\,\text{°C}\) und bei Stadt B \(8\,\text{°C}\). Stadt A hatte somit die größere Spannweite und die größeren Temperaturschwankungen.
4318687
In einem Biologie-Experiment wurde das Wachstum von zwei Gruppen von Tomatenpflanzen (Gruppe A und Gruppe B) mit unterschiedlichen Düngemitteln untersucht. Nach vier Wochen wurde die Höhe jeder Pflanze (gerundet auf ganze Zentimeter) gemessen. Die Ergebnisse sind in den beiden Diagrammen dargestellt. a) Bestimme für beide Gruppen das arithmetische Mittel der Pflanzenhöhe. b) Bestimme für beide Gruppen den Median der Pflanzenhöhe. c) Vergleiche die beiden Düngemittel anhand deiner Ergebnisse. Welches Düngemittel scheint insgesamt zu größeren Pflanzen zu führen?
Abbildung zur Aufgabe 431868

Denkanstöße

- Lies für jede Säule die zugehörige Anzahl der Pflanzen von der senkrechten Achse ab. - Wie viele Pflanzen wurden in jeder Gruppe insgesamt untersucht? Addiere dazu die Häufigkeiten aller Säulen. - Wie berechnet man das arithmetische Mittel aus einer Häufigkeitstabelle? - Wie bestimmt man den Median bei einer geraden Anzahl an Werten? Welche Werte liegen genau in der Mitte, wenn du alle der Größe nach aufschreibst?

Lösung

1. Arithmetisches Mittel berechnen: - **Gruppe A**: Es gibt insgesamt \(2 + 4 + 8 + 4 + 2 = 20\) Pflanzen. Die Summe der Höhen beträgt: \(2 \cdot 10 + 4 \cdot 11 + 8 \cdot 12 + 4 \cdot 13 + 2 \cdot 14 = 240\,\text{cm}\). Das arithmetische Mittel ist: \(\bar{x}_A = \frac{240}{20} = 12\,\text{cm}\). - **Gruppe B**: Es gibt insgesamt \(3 + 4 + 3 + 4 + 6 = 20\) Pflanzen. Die Summe der Höhen beträgt: \(3 \cdot 10 + 4 \cdot 11 + 3 \cdot 12 + 4 \cdot 13 + 6 \cdot 14 = 246\,\text{cm}\). Das arithmetische Mittel ist: \(\bar{x}_B = \frac{246}{20} = 12{,}3\,\text{cm}\). 2. Median bestimmen: Da die Anzahl der Messwerte bei beiden Gruppen \(n = 20\) (gerade) ist, ist der Median der Mittelwert des 10. und 11. Wertes in der geordneten Liste. - **Gruppe A**: Die ersten beiden Werte sind \(10\), die nächsten vier \(11\) (bis zum 6. Wert), die nächsten acht \(12\) (bis zum 14. Wert). Der 10. und der 11. Wert sind somit beide \(12\,\text{cm}\). \(\tilde{x}_A = 12\,\text{cm}\). - **Gruppe B**: Die ersten drei Werte sind \(10\), die nächsten vier \(11\) (bis zum 7. Wert), die nächsten drei \(12\) (bis zum 10. Wert). Der 11. Wert ist eine \(13\) (da danach vier \(13\)er folgen). Der 10. Wert ist \(12\,\text{cm}\) und der 11. Wert ist \(13\,\text{cm}\). \(\tilde{x}_B = \frac{12 + 13}{2} = 12{,}5\,\text{cm}\). 3. Vergleich: Da sowohl das arithmetische Mittel (\(12{,}3\,\text{cm} > 12\,\text{cm}\)) als auch der Median (\(12{,}5\,\text{cm} > 12\,\text{cm}\)) bei Gruppe B größer sind als bei Gruppe A, scheint das Düngemittel B insgesamt zu größeren Pflanzen zu führen.

Antwort

a) Arithmetisches Mittel: Gruppe A: \(12\,\text{cm}\), Gruppe B: \(12{,}3\,\text{cm}\). b) Median: Gruppe A: \(12\,\text{cm}\), Gruppe B: \(12{,}5\,\text{cm}\). c) Düngemittel B scheint insgesamt zu größeren Pflanzen zu führen, da sowohl das arithmetische Mittel als auch der Median der Gruppe B größer sind als die der Gruppe A.
4318707
Zwei Klassen der 7. Jahrgangsstufe haben einen kurzen Mathe-Test geschrieben, bei dem man maximal 5 Punkte erreichen konnte. Die erreichten Punktzahlen der beiden Klassen (7a und 7b) sind in den beiden folgenden Säulendiagrammen dargestellt. a) Bestimme für jede der beiden Klassen das arithmetische Mittel der erreichten Punktzahl. Welche Klasse hat im Durchschnitt besser abgeschnitten? b) Bestimme für beide Klassen den Median der Punktzahlen. c) Vergleiche die Spannweiten der erreichten Punktzahlen der beiden Klassen.
Abbildung zur Aufgabe 431870

Denkanstöße

- Wie berechnet man das arithmetische Mittel (den Durchschnitt) aus einer Häufigkeitstabelle oder einem Diagramm? - Denke daran, dass der Median der Wert in der Mitte einer sortierten Liste ist. Bei einer geraden Anzahl an Werten nimmst du den Durchschnitt der beiden mittleren Werte. - Was bedeutet der Begriff „Spannweite“ in der Statistik? Welche Werte musst du dafür betrachten?

Lösung

1. Berechnung des arithmetischen Mittels für Klasse 7a: - Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler: \(1 + 2 + 6 + 8 + 3 = 20\). - Gesamtsumme der Punkte: \(1 \cdot 1 + 2 \cdot 2 + 3 \cdot 6 + 4 \cdot 8 + 5 \cdot 3 = 1 + 4 + 18 + 32 + 15 = 70\). - Arithmetisches Mittel: \(\frac{70}{20} = 3{,}5\). 2. Berechnung des arithmetischen Mittels für Klasse 7b: - Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler: \(3 + 4 + 6 + 4 + 3 = 20\). - Gesamtsumme der Punkte: \(3 \cdot 1 + 4 \cdot 2 + 6 \cdot 3 + 4 \cdot 4 + 3 \cdot 5 = 3 + 8 + 18 + 16 + 15 = 60\). - Arithmetisches Mittel: \(\frac{60}{20} = 3{,}0\). - Vergleich: Klasse 7a hat im Durchschnitt besser abgeschnitten (\(3{,}5 > 3{,}0\)). 3. Bestimmung des Medians: - Da es jeweils \(20\) Schüler gibt, liegt der Median zwischen dem \(10.\) und \(11.\) Wert der geordneten Datenreihe. - Für Klasse 7a: Die ersten \(9\) Werte sind \(\le 3\). Der \(10.\) und \(11.\) Wert sind jeweils \(4\). Somit ist der Median \(4\). - Für Klasse 7b: Die ersten \(7\) Werte sind \(\le 2\). Die Werte vom \(8.\) bis zum \(13.\) Platz sind \(3\). Somit ist der Median \(3\). 4. Vergleich der Spannweiten: - Die Spannweite ist die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Wert. - In beiden Klassen liegt der minimale Wert bei \(1\) und der maximale Wert bei \(5\). - Spannweite Klasse 7a: \(5 - 1 = 4\). - Spannweite Klasse 7b: \(5 - 1 = 4\). - Die Spannweiten sind in beiden Klassen mit \(4\) Punkten gleich groß.

Antwort

a) Klasse 7a: Arithmetisches Mittel = \(3{,}5\); Klasse 7b: Arithmetisches Mittel = \(3{,}0\). Klasse 7a hat im Durchschnitt besser abgeschnitten. b) Klasse 7a: Median = \(4\); Klasse 7b: Median = \(3\). c) Die Spannweite beträgt in beiden Klassen \(4\) (da jeweils der kleinste Wert \(1\) und der größte Wert \(5\) ist). Sie sind somit gleich groß.
4318737
Die beiden Diagramme zeigen die Notenverteilung einer Mathematik-Klassenarbeit in den Klassen 7a und 7b. a) Bestimme für beide Klassen die Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler. b) Berechne für beide Klassen den Notendurchschnitt (das arithmetische Mittel). Welche Klasse hat im Durchschnitt die bessere Note erzielt? c) Bestimme für beide Klassen den Median (Zentralwert) der Noten.
Abbildung zur Aufgabe 431873

Denkanstöße

- Kannst du beschreiben, was auf den Achsen der beiden Diagramme dargestellt ist? - Wie bestimmt man die Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler, wenn man die Häufigkeiten der einzelnen Noten kennt? - Wie berechnet man das arithmetische Mittel (den Notendurchschnitt)? Denke an die Summe aller Noten geteilt durch die Anzahl der Schüler. - Was ist der Median und wie findet man ihn bei einer ungeraden Anzahl von Werten?

Lösung

1. Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler berechnen: - Klasse 7a: \(3 + 7 + 9 + 4 + 2 + 0 = 25\) Schülerinnen und Schüler. - Klasse 7b: \(1 + 5 + 11 + 6 + 2 + 0 = 25\) Schülerinnen und Schüler. 2. Notendurchschnitt (arithmetisches Mittel) berechnen: - Klasse 7a: Die Summe aller Noten beträgt \(3 \cdot 1 + 7 \cdot 2 + 9 \cdot 3 + 4 \cdot 4 + 2 \cdot 5 = 70\). Der Durchschnitt ist \(\frac{70}{25} = 2{,}8\). - Klasse 7b: Die Summe aller Noten beträgt \(1 \cdot 1 + 5 \cdot 2 + 11 \cdot 3 + 6 \cdot 4 + 2 \cdot 5 = 78\). Der Durchschnitt ist \(\frac{78}{25} = 3{,}12\). - Vergleich: Da \(2{,}8 < 3{,}12\), hat die Klasse 7a im Durchschnitt die bessere Note erzielt (eine kleinere Note ist besser). 3. Median (Zentralwert) bestimmen: - Bei einer ungeraden Anzahl von \(25\) Werten liegt der Median an der 13. Stelle der geordneten Liste. - Klasse 7a: Die ersten 3 Werte sind 1, die nächsten 7 Werte sind 2 (bis Stelle 10), die nächsten 9 Werte sind 3 (Stellen 11 bis 19). Die 13. Stelle ist somit eine 3. Der Median ist \(3\). - Klasse 7b: Der erste Wert ist 1, die nächsten 5 Werte sind 2 (bis Stelle 6), die nächsten 11 Werte sind 3 (Stellen 7 bis 17). Die 13. Stelle ist somit eine 3. Der Median ist \(3\).

Antwort

a) In beiden Klassen haben jeweils \(25\) Schülerinnen und Schüler mitgeschrieben. b) Der Notendurchschnitt der Klasse 7a beträgt \(2{,}8\) und der der Klasse 7b beträgt \(3{,}12\). Die Klasse 7a hat im Durchschnitt die bessere Note erzielt. c) Der Median liegt bei beiden Klassen bei der Note \(3\).
4318797
Die beiden Klassen 7a und 7b haben in den Sommerferien an einem Lesewettbewerb teilgenommen. Die untenstehenden Säulendiagramme zeigen, wie viele Schülerinnen und Schüler jeweils wie viele Bücher gelesen haben. In beiden Klassen sind jeweils 20 Kinder. a) Bestimme für beide Klassen die mittlere Anzahl der gelesenen Bücher pro Kopf (das arithmetische Mittel). b) Bestimme für beide Klassen den Median der gelesenen Bücher. c) Bestimme für beide Klassen die Spannweite der gelesenen Bücher. In welcher Klasse gibt es eine größere Streuung der Werte?
Abbildung zur Aufgabe 431879

Denkanstöße

- Lies für jede Säule genau ab, wie viele Schülerinnen und Schüler die jeweilige Anzahl an Büchern gelesen haben. - Wie berechnet man das arithmetische Mittel, wenn man die Häufigkeiten der einzelnen Werte kennt? - Denke daran, für den Median die Daten zuerst der Größe nach zu ordnen. Bei einer geraden Anzahl an Werten nimmst du den Mittelwert der beiden mittleren Werte. - Was gibt die Spannweite über eine Datenreihe an und wie berechnet man sie?

Lösung

1. **Arithmetisches Mittel berechnen**: - Klasse 7a: - Gesamtzahl der gelesenen Bücher: \(2 \cdot 0 + 5 \cdot 1 + 6 \cdot 2 + 4 \cdot 3 + 2 \cdot 4 + 1 \cdot 5 = 42\) Bücher. - Arithmetisches Mittel: \(\bar{x}_{\text{7a}} = \frac{42}{20} = 2{,}1\) Bücher. - Klasse 7b: - Gesamtzahl der gelesenen Bücher: \(1 \cdot 0 + 3 \cdot 1 + 8 \cdot 2 + 5 \cdot 3 + 3 \cdot 4 = 46\) Bücher. - Arithmetisches Mittel: \(\bar{x}_{\text{7b}} = \frac{46}{20} = 2{,}3\) Bücher. 2. **Median bestimmen**: - Da die Anzahl der Werte \(n = 20\) (gerade) ist, ist der Median der Mittelwert aus dem 10. und 11. Wert der geordneten Datenliste. - Klasse 7a: Die geordnete Liste lautet: \(0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, \mathbf{2}, \mathbf{2}, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 5\). - Der 10. Wert ist \(2\), der 11. Wert ist \(2\). - Median: \(\tilde{x}_{\text{7a}} = \frac{2 + 2}{2} = 2\). - Klasse 7b: Die geordnete Liste lautet: \(0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, \mathbf{2}, \mathbf{2}, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4\). - Der 10. Wert ist \(2\), der 11. Wert ist \(2\). - Median: \(\tilde{x}_{\text{7b}} = \frac{2 + 2}{2} = 2\). 3. **Spannweite bestimmen**: - Die Spannweite ist die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum. - Klasse 7a: Maximum = \(5\), Minimum = \(0\). Spannweite: \(5 - 0 = 5\). - Klasse 7b: Maximum = \(4\), Minimum = \(0\). Spannweite: \(4 - 0 = 4\). - Die Klasse 7a hat mit einer Spannweite von \(5\) eine größere Streuung der Werte als die Klasse 7b mit einer Spannweite von \(4\).

Antwort

a) Das arithmetische Mittel der gelesenen Bücher beträgt für die Klasse 7a \(2{,}1\) Bücher pro Kopf und für die Klasse 7b \(2{,}3\) Bücher pro Kopf. b) Der Median beträgt für beide Klassen \(2\) Bücher. c) Die Spannweite für die Klasse 7a beträgt \(5\) und für die Klasse 7b \(4\). In der Klasse 7a gibt es somit eine größere Streuung der Werte.
4350567
Ein Elektronikmarkt vergleicht die Lebensdauer von zwei verschiedenen LED-Leuchtmitteln, Typ A und Typ B. Dazu wurden Stichproben getestet und die Ergebnisse in Stunden in Boxplots dargestellt. a) Gib für Typ B das untere Quartil (\(Q_1\)) und das obere Quartil (\(Q_3\)) an. b) Der Markt möchte nur Lampen in sein Sortiment aufnehmen, bei denen mindestens \(75\,\%\) der Lampen eine Lebensdauer von mindestens \(8000\,\text{h}\) erreichen. Welcher Typ erfüllt dieses Qualitätskriterium nachweislich? Begründe. c) Was lässt sich über die maximale Lebensdauer beider Typen aussagen? Welcher Typ hat im Test die langlebigste Einzellampe geliefert?
Abbildung zur Aufgabe 435056

Denkanstöße

- Schau dir die Skala genau an, um die Werte an den Boxenrändern abzulesen. - Welcher Kennwert trennt die unteren \(25\,\%\) von den oberen \(75\,\%\) der Daten ab? - Wo findest du im Boxplot die Information über den absolut höchsten gemessenen Wert?

Lösung

1. Kennwerte für Typ B ablesen: Das linke Ende der Box, also das untere Quartil \(Q_1\), liegt bei \(8500\,\text{h}\). Das rechte Ende der Box, also das obere Quartil \(Q_3\), liegt bei \(10\,000\,\text{h}\). 2. Prüfung des Qualitätskriteriums: - Bei Typ B liegt \(Q_1\) bei \(8500\,\text{h}\). Daher halten mindestens \(75\,\%\) der Lampen \(8500\,\text{h}\) oder länger und damit auch mindestens \(8000\,\text{h}\). - Bei Typ A liegt \(Q_1\) bei \(7500\,\text{h}\) und der Median bei \(8500\,\text{h}\). Aus dem Boxplot allein lässt sich nicht bestimmen, ob mindestens \(75\,\%\) der Lampen \(8000\,\text{h}\) erreichen. Somit erfüllt nur Typ B das Kriterium nachweislich. 3. Vergleich der Maxima: Das rechte Ende der Antenne gibt den Maximalwert an. Typ A erreicht ein Maximum von \(11\,500\,\text{h}\), Typ B ein Maximum von \(10\,500\,\text{h}\). Typ A lieferte somit die langlebigste Einzellampe im Test.

Antwort

a) Typ B: \(Q_1 = 8500\,\text{h}\), \(Q_3 = 10\,000\,\text{h}\). b) Typ B erfüllt das Kriterium nachweislich, da mindestens \(75\,\%\) der Werte bei \(8500\,\text{h}\) oder darüber liegen. Für Typ A lässt sich das Kriterium aus dem Boxplot nicht sicher beurteilen. c) Typ A hat mit \(11\,500\,\text{h}\) eine höhere maximale Lebensdauer als Typ B (\(10\,500\,\text{h}\)).
4350627
In einer Schule wurde in zwei Parallelklassen ein Mathematik-Wettbewerb durchgeführt. Die erreichten Punktzahlen (maximal \(40\) Punkte) sind in den unten stehenden Boxplots dargestellt. Vergleiche die Ergebnisse der beiden Klassen. a) In welcher Klasse ist der Median der Punktzahlen höher? b) Welche Klasse hat die größere Spannweite? c) In welcher Klasse liegen die mittleren \(50\,\%\) der Ergebnisse näher beieinander? Begründe mithilfe des Interquartilsabstands (IQA).
Abbildung zur Aufgabe 435062

Denkanstöße

- Wo genau im Boxplot findest du den Wert, der die Daten in zwei gleich große Hälften teilt? - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem kleinsten und dem größten Wert eines Datensatzes? - Welcher Teil des Boxplots repräsentiert genau die mittleren \(50\,\%\) der Daten? - Was sagt die Länge der „Box“ über die Streuung der Daten aus?

Lösung

1. Vergleich der Mediane: Der Median (Zentralwert) wird durch den senkrechten Strich innerhalb der Box markiert. Für Klasse 7A liegt er bei \(24\), für Klasse 7B bei \(26\). Der Median in Klasse 7B ist somit höher. 2. Vergleich der Spannweiten: Die Spannweite ist die Differenz zwischen Maximum und Minimum. Klasse 7A: \(40 - 12 = 28\). Klasse 7B: \(36 - 14 = 22\). Klasse 7A hat die größere Spannweite. 3. Vergleich der Interquartilsabstände (IQA): Der IQA entspricht der Länge der Box (\(Q_3 - Q_1\)). Für Klasse 7A gilt \(IQA = 30 - 18 = 12\), für Klasse 7B gilt \(IQA = 28 - 22 = 6\). Da der IQA in Klasse 7B kleiner ist, liegen die mittleren \(50\,\%\) der Daten dort näher beieinander.

Antwort

a) Der Median ist in Klasse 7B höher (\(26\) gegenüber \(24\)). b) Klasse 7A hat die größere Spannweite (\(28\) gegenüber \(22\)). c) In Klasse 7B liegen die mittleren \(50\,\%\) näher beieinander, da ihr Interquartilsabstand (\(6\)) kleiner ist als der von Klasse 7A (\(12\)).
4350647
Felix und Lara haben 10 Tage lang ihre täglichen Schritte mit einer App gezählt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: <table> <tr><th>Tag</th><td>1</td><td>2</td><td>3</td><td>4</td><td>5</td><td>6</td><td>7</td><td>8</td><td>9</td><td>10</td></tr> <tr><th>Felix</th><td>6200</td><td>7500</td><td>8100</td><td>8400</td><td>9000</td><td>9200</td><td>10 500</td><td>11 000</td><td>12 500</td><td>14 000</td></tr> <tr><th>Lara</th><td>8000</td><td>8200</td><td>8500</td><td>8800</td><td>9100</td><td>9400</td><td>9800</td><td>10 200</td><td>10 500</td><td>11 000</td></tr> </table> Den Boxplots liegt die Halbierungsmethode zugrunde: \(Q_1\) und \(Q_3\) sind die Mediane der unteren beziehungsweise oberen fünf Werte. a) Berechne für beide Personen den Median und die Spannweite der Schrittzahlen. b) Vergleiche die Daten mithilfe der unten stehenden Boxplots. Wer ist gemessen am Median aktiver? c) Bei welcher Person schwanken die täglichen Schrittzahlen weniger stark? Begründe deine Antwort anhand der Boxplots.
Abbildung zur Aufgabe 435064

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Median bei einer geraden Anzahl von Werten? - Was gibt die Spannweite über die Verteilung der Daten an? - Woran erkennt man im Boxplot, ob Daten weit gestreut oder eng beieinander liegen? - Welcher Kennwert im Boxplot ist der Zentralwert der Daten?

Lösung

1. Sortierung der Daten: Felix: \(6200; 7500; 8100; 8400; 9000; 9200; 10\,500; 11\,000; 12\,500; 14\,000\); Lara: \(8000; 8200; 8500; 8800; 9100; 9400; 9800; 10\,200; 10\,500; 11\,000\). 2. Berechnung des Medians als Mittelwert der 5. und 6. Stelle: Felix: \(\frac{9000 + 9200}{2} = 9100\); Lara: \(\frac{9100 + 9400}{2} = 9250\). 3. Berechnung der Spannweite: Felix: \(14\,000 - 6200 = 7800\); Lara: \(11\,000 - 8000 = 3000\). 4. Vergleich der Mediane: Lara ist mit einem Median von \(9250\) Schritten gegenüber Felix mit \(9100\) Schritten gemessen am Median etwas aktiver. 5. Vergleich der Schwankung: Bei Lara schwanken die Werte weniger stark, da sowohl die gesamte Spannweite als auch die Länge der Box, also der Interquartilsabstand, deutlich kleiner sind als bei Felix.

Antwort

a) Felix: Median \(9100\), Spannweite \(7800\); Lara: Median \(9250\), Spannweite \(3000\). b) Lara ist gemessen am Median aktiver, da ihr Median (\(9250\)) höher liegt als der von Felix (\(9100\)). c) Bei Lara schwanken die Werte weniger stark. Das sieht man im Boxplot an der geringeren Gesamtlänge und der kürzeren Box.
4350657
Zwei Basketballspieler, Lukas und Tim, haben in ihren letzten 8 Spielen folgende Punkte erzielt: Lukas: \(12; 14; 16; 18; 20; 22; 28; 34\) Tim: \(18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25\) a) Bestimme für beide Spieler das untere Quartil (\(Q_1\)) und das obere Quartil (\(Q_3\)). b) Welcher Spieler hat eine gleichmäßigere Punkteausbeute? Nutze den Boxplot und den Interquartilsabstand zur Begründung. c) In wie vielen Spielen hat Tim mindestens \(21{,}5\) Punkte erzielt?
Abbildung zur Aufgabe 435065

Denkanstöße

- Wie teilt man eine Datenreihe auf, um die Quartile zu finden? - Was sagt die Länge der Box (der Bereich zwischen \(Q_1\) und \(Q_3\)) über die Beständigkeit eines Spielers aus? - Welche Werte in Tims Liste erfüllen die Bedingung „mindestens \(21{,}5\)“?

Lösung

1. Bestimmung der Quartile durch Teilung der sortierten Liste in zwei Hälften zu je vier Werten: - Lukas, untere Hälfte: \(12; 14; 16; 18\), also \(Q_1 = \frac{14 + 16}{2} = 15\). - Lukas, obere Hälfte: \(20; 22; 28; 34\), also \(Q_3 = \frac{22 + 28}{2} = 25\). - Tim, untere Hälfte: \(18; 19; 20; 21\), also \(Q_1 = \frac{19 + 20}{2} = 19{,}5\). - Tim, obere Hälfte: \(22; 23; 24; 25\), also \(Q_3 = \frac{23 + 24}{2} = 23{,}5\). 2. Vergleich der Gleichmäßigkeit: Tim hat eine gleichmäßigere Ausbeute, da sein Interquartilsabstand \(23{,}5 - 19{,}5 = 4\) viel kleiner ist als der von Lukas \(25 - 15 = 10\). Im Boxplot ist Tims Box deutlich kürzer. 3. Zählen der passenden Spiele: Tim erzielte in den vier Spielen mit \(22\), \(23\), \(24\) und \(25\) Punkten mindestens \(21{,}5\) Punkte.

Antwort

a) Lukas: \(Q_1 = 15\), \(Q_3 = 25\); Tim: \(Q_1 = 19{,}5\), \(Q_3 = 23{,}5\). b) Tim spielt gleichmäßiger. Sein Interquartilsabstand ist mit \(4\) Punkten wesentlich kleiner als der von Lukas (\(10\) Punkte), was man an der deutlich kürzeren Box im Diagramm erkennt. c) Tim hat in 4 Spielen (\(50\,\%\)) mindestens \(21{,}5\) Punkte erzielt.
4350697
Zwei Schulklassen haben über eine Woche hinweg notiert, wie viele Buchseiten sie täglich lesen. Die Ergebnisse sind in den unten stehenden Boxplots zusammengefasst. Welche der folgenden Aussagen sind wahr? 1. In Klasse 7b gibt es mindestens ein Kind, das mehr liest als jedes Kind in Klasse 7a. 2. Der Median der gelesenen Seiten ist in Klasse 7a höher als in Klasse 7b. 3. In Klasse 7b liegen etwa \(50\,\%\) der Werte zwischen \(23\) und \(27{,}5\) Seiten. 4. Die Spannweite der Daten in Klasse 7a ist kleiner als in Klasse 7b.
Abbildung zur Aufgabe 435069

Denkanstöße

- Vergleiche die Endpunkte der Antennen, um Aussagen über die Extremwerte und die Spannweite zu prüfen. - Der Strich innerhalb der Box markiert den Median. Vergleiche seine Position auf der Skala für beide Klassen. - Überlege dir, welcher Anteil der Daten innerhalb der Box (zwischen den Quartilen) liegt. - Die Spannweite berechnet sich aus der Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Wert.

Lösung

1. Analyse von Aussage 1: Das Maximum von Klasse 7b liegt bei \(35\), das von Klasse 7a bei \(32\). Da \(35 > 32\), ist die Aussage wahr. 2. Analyse von Aussage 2: Der Median liegt bei Klasse 7a bei \(23{,}5\) und bei Klasse 7b bei \(25{,}5\). Die Aussage ist falsch. 3. Analyse von Aussage 3: Die Box umfasst die mittleren \(50\,\%\) der Daten. Bei Klasse 7b liegt die Box zwischen \(23\) (\(Q_1\)) und \(27{,}5\) (\(Q_3\)). Die Aussage ist wahr. 4. Analyse von Aussage 4: Spannweite 7a: \(32 - 15 = 17\). Spannweite 7b: \(35 - 10 = 25\). Da \(17 < 25\), ist die Aussage wahr.

Antwort

Die Aussagen 1, 3 und 4 sind wahr.
4350757
Zwei Trainingsgruppen (A und B) haben ihre Zeiten für einen 5-km-Lauf gemessen. Die Ergebnisse sind in den untenstehenden Boxplots zusammengefasst. a) Welche Gruppe hat den insgesamt schnellsten Läufer der gesamten Untersuchung? b) In welcher Gruppe sind die Leistungen gleichmäßiger verteilt (geringere Streuung)? Begründe deine Antwort mithilfe der Spannweite. c) In welcher Gruppe oder in welchen Gruppen haben mindestens \(50\,\%\) der Läufer eine Zeit von \(26\,\text{Minuten}\) oder weniger erreicht?
Abbildung zur Aufgabe 435075

Denkanstöße

- Welcher Kennwert im Boxplot gibt den kleinsten gemessenen Wert an? - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem kleinsten und dem größten Wert eines Datensatzes? - Welcher Teil des Boxplots teilt die Datenmenge in zwei Hälften mit jeweils \(50\,\%\) der Werte? - Schau dir die Gesamtlänge der Boxplots inklusive der Antennen an, um die Verteilung zu beurteilen.

Lösung

1. Bestimmung des schnellsten Läufers: Der schnellste Läufer entspricht dem absoluten Minimum der Daten. In Gruppe A liegt das Minimum bei \(20\,\text{min}\), in Gruppe B bei \(23\,\text{min}\). Somit hat Gruppe A den schnellsten Läufer. 2. Vergleich der Streuung über die Spannweite: Die Spannweite ist die Differenz zwischen Maximum und Minimum. Gruppe A: \(32 - 20 = 12\,\text{min}\). Gruppe B: \(29 - 23 = 6\,\text{min}\). Da die Spannweite in Gruppe B kleiner ist, sind die Leistungen dort gleichmäßiger verteilt. 3. Analyse des Medians: Der Median markiert die \(50\,\%\)-Grenze der Daten. In Gruppe A liegt der Median bei \(25\,\text{min}\) (also haben \(50\,\%\) maximal \(25\,\text{min}\) benötigt, was kleiner als \(26\) ist). In Gruppe B liegt der Median exakt bei \(26\,\text{min}\). Somit trifft die Aussage auf beide Gruppen zu.

Antwort

a) Gruppe A hat den schnellsten Läufer (\(20\,\text{min}\)). b) Gruppe B ist gleichmäßiger verteilt, da ihre Spannweite mit \(6\,\text{min}\) deutlich geringer ist als die von Gruppe A (\(12\,\text{min}\)). c) In beiden Gruppen haben mindestens \(50\,\%\) der Läufer maximal \(26\,\text{min}\) benötigt (Median A: \(25\,\text{min}\); Median B: \(26\,\text{min}\)).
4350847
Zwei Gruppen von Schülern haben ihre tägliche Zeit am Smartphone (in Minuten) gemessen: **Gruppe 1:** \(40; 60; 100; 140; 240\) **Gruppe 2:** \(80; 100; 120; 140; 160\) Für die Quartile wird der Gesamtmedian bei der Bildung der unteren und oberen Datenhälfte nicht mitgezählt. In den Boxplots sind diese Daten dargestellt. Bestimme für beide Gruppen den Interquartilsabstand (die Länge der Box). Welche Gruppe hat die geringere Streuung in den mittleren \(50\,\%\) der Daten?
Abbildung zur Aufgabe 435084

Denkanstöße

- Was gibt die Länge der Box in einem Boxplot an? - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem rechten und dem linken Rand der Box? - Was bedeutet ein kleinerer Interquartilsabstand für die Verteilung der Werte?

Lösung

1. Bestimmung der Quartile: - Gruppe 1: Die untere Hälfte lautet \(40; 60\), also \(Q_1 = \frac{40 + 60}{2} = 50\). Die obere Hälfte lautet \(140; 240\), also \(Q_3 = \frac{140 + 240}{2} = 190\). - Gruppe 2: Die untere Hälfte lautet \(80; 100\), also \(Q_1 = \frac{80 + 100}{2} = 90\). Die obere Hälfte lautet \(140; 160\), also \(Q_3 = \frac{140 + 160}{2} = 150\). 2. Berechnung des Interquartilsabstands: - Gruppe 1: \(190 - 50 = 140\). - Gruppe 2: \(150 - 90 = 60\). 3. Vergleich: Der Interquartilsabstand von Gruppe 2 ist kleiner. Somit streuen die mittleren \(50\,\%\) der Daten bei Gruppe 2 weniger.

Antwort

Der Interquartilsabstand von Gruppe 1 beträgt \(140\,\text{Minuten}\), der von Gruppe 2 \(60\,\text{Minuten}\). Gruppe 2 hat die geringere Streuung in den mittleren \(50\,\%\) der Daten.
4350887
Zwei Basketballteams, Alpha und Beta, haben ihre Punkte pro Spiel über eine Saison aufgezeichnet. Die Boxplots zeigen die Verteilung. Beurteile anhand der Boxplots, welches Team tendenziell „stärker“ spielt. Betrachte dazu insbesondere das untere Viertel (\(25\,\%\)) der erzielten Punkte beider Teams.
Abbildung zur Aufgabe 435088

Denkanstöße

- Welcher Teil des Boxplots repräsentiert die unteren \(25\,\%\) der Daten? - Vergleiche die Positionen der Minima und der unteren Quartile (\(Q_1\)). - Was sagt es über ein Team aus, wenn sein schlechtestes Spiel besser ist als viele Spiele des anderen Teams?

Lösung

1. Analyse des unteren Viertels (untere Antenne bis zum Beginn der Box): - Bei Team Alpha liegen die schlechtesten \(25\,\%\) der Spiele zwischen \(40\) und \(50\) Punkten. - Bei Team Beta liegen die schlechtesten \(25\,\%\) der Spiele zwischen \(50\) und \(65\) Punkten. 2. Vergleich der Kennwerte: - Das Minimum von Team Beta (\(50\)) ist so hoch wie das untere Quartil von Team Alpha (\(50\)). - Das untere Quartil von Team Beta (\(65\)) liegt sogar über dem Median von Team Alpha (\(60\)). 3. Fazit: Team Beta spielt stärker, da selbst in den schlechtesten Spielen tendenziell mehr Punkte erzielt werden als bei Team Alpha.

Antwort

Team Beta spielt stärker. Das untere Quartil von Team Beta (\(65\)) liegt über dem Median von Team Alpha (\(60\)), und das Minimum von Team Beta (\(50\)) entspricht bereits dem unteren Quartil von Team Alpha.
4350907
Drei verschiedene Kurierdienste (A, B und C) wurden daraufhin getestet, wie viele Stunden sie für die Zustellung eines Standardpakets benötigen. Die Ergebnisse der Testreihen sind in den unten stehenden Boxplots dargestellt. a) Welcher Kurierdienst ist am zuverlässigsten, wenn man eine möglichst geringe Schwankung der Lieferzeit wünscht? Begründe mithilfe der Spannweite. b) Vergleiche die Mediane der drei Dienste. Welcher Dienst liefert gemessen am Median am schnellsten? c) Betrachte die „Boxen“ von Kurier A und Kurier B. In welchem Bereich liegen jeweils die mittleren \(50\,\%\) der Lieferzeiten?
Abbildung zur Aufgabe 435090

Denkanstöße

- Schau dir die Gesamtlänge der Boxplots (von Antenne zu Antenne) an, um die Streuung zu beurteilen. - Der Median wird durch den Strich innerhalb der Box markiert. - Die Box selbst repräsentiert genau die mittleren \(50\,\%\) der Daten. Ihre Grenzen sind das untere und das obere Quartil.

Lösung

1. Bestimmung der Spannweite: Kurier A: \(48 - 12 = 36\); Kurier B: \(30 - 18 = 12\); Kurier C: \(60 - 24 = 36\). Kurier B weist die geringste Gesamtschwankung auf. 2. Vergleich der Mediane: Kurier A hat einen Median von \(24\,\text{h}\), Kurier B ebenfalls \(24\,\text{h}\), Kurier C \(36\,\text{h}\). Kurier A und B liefern gemessen am Median am schnellsten. 3. Mittlere \(50\,\%\): Bei Kurier A liegen sie zwischen \(20\,\text{h}\) und \(28\,\text{h}\). Bei Kurier B liegen sie zwischen \(22\,\text{h}\) und \(26\,\text{h}\).

Antwort

a) Kurier B ist am zuverlässigsten, da seine Spannweite mit \(12\,\text{Stunden}\) deutlich kleiner ist als die der anderen Dienste (\(36\,\text{Stunden}\)). b) Die Kurierdienste A und B liefern gemessen am Median mit jeweils \(24\,\text{Stunden}\) am schnellsten. c) Bei Kurier A liegen die mittleren \(50\,\%\) zwischen \(20\) und \(28\,\text{Stunden}\), bei Kurier B zwischen \(22\) und \(26\,\text{Stunden}\).
4350917
Ein Obsthändler vergleicht das Gewicht von Äpfeln aus zwei verschiedenen Plantagen (Plantage Nord und Plantage Süd). Er möchte wissen, welche Plantage gleichmäßigere Früchte liefert. Dazu wurden Stichproben gewogen und als Boxplots dargestellt. a) Wie groß ist das Gewicht des leichtesten und des schwersten Apfels aus der Stichprobe von Plantage Süd? b) Bestimme den Interquartilsabstand (Länge der Box) für beide Plantagen. c) Bei welcher Plantage streuen die mittleren \(50\,\%\) der Stichprobenwerte weniger stark? d) Bei welcher Plantage lässt sich aus dem Boxplot sicher schließen, dass mindestens \(25\,\%\) der Äpfel \(180\,\text{g}\) oder mehr wiegen?
Abbildung zur Aufgabe 435091

Denkanstöße

- Die Antennen zeigen dir das absolute Minimum und Maximum der Daten. - Der Interquartilsabstand ist die Breite der Box; er sagt dir, wie stark die mittleren Werte streuen. - Erinnere dich daran, dass jedes Teilstück eines Boxplots (Antenne, linke Boxhälfte, rechte Boxhälfte, Antenne) ungefähr \(25\,\%\) der Daten enthält.

Lösung

1. Ablesen der Extremwerte für Plantage Süd: Minimum = \(130\,\text{g}\), Maximum = \(210\,\text{g}\). 2. Berechnung des Interquartilsabstands (\(IQA = Q_3 - Q_1\)): Plantage Nord: \(175 - 145 = 30\,\text{g}\). Plantage Süd: \(180 - 150 = 30\,\text{g}\). 3. Da die Interquartilsabstände mit jeweils \(30\,\text{g}\) gleich groß sind, streuen die mittleren \(50\,\%\) in beiden Stichproben gleich stark. 4. Bei Plantage Süd liegt \(Q_3\) bei \(180\,\text{g}\). Daher wiegen mindestens \(25\,\%\) der Äpfel \(180\,\text{g}\) oder mehr. Bei Plantage Nord liegt \(Q_3\) bei \(175\,\text{g}\); für die Grenze von \(180\,\text{g}\) lässt sich dort kein Anteil von mindestens \(25\,\%\) sicher ablesen.

Antwort

a) Der leichteste Apfel wiegt \(130\,\text{g}\), der schwerste \(210\,\text{g}\). b) Der Interquartilsabstand beträgt bei beiden Plantagen \(30\,\text{g}\). c) In beiden Stichproben streuen die mittleren \(50\,\%\) gleich stark, da die Boxen gleich breit sind. d) Bei Plantage Süd lässt sich sicher schließen, dass mindestens \(25\,\%\) der Äpfel \(180\,\text{g}\) oder mehr wiegen.
4350937
Ein Test zur Reaktionszeit (in Millisekunden) wurde mit zwei Gruppen durchgeführt: regelmäßigen Computerspielern (Gamer) und Personen, die selten spielen (Nicht-Gamer). Die Ergebnisse sind in den unten stehenden Boxplots dargestellt. a) Vergleiche die Mediane der beiden Gruppen. Was sagt dies über die typische Reaktionszeit aus? b) Welche Gruppe weist die größere Spannweite zwischen dem schnellsten und dem langsamsten Teilnehmer auf? c) In welcher Gruppe liegen die mittleren \(50\,\%\) der Werte näher beieinander?
Abbildung zur Aufgabe 435093

Denkanstöße

- Wo genau im Boxplot kannst du den Median ablesen? - Wie berechnet man den Abstand zwischen dem kleinsten und dem größten Wert? - Welcher Teil des Boxplots repräsentiert die mittleren \(50\,\%\) der Daten?

Lösung

1. Vergleich der Mediane: Der Median der Gamer liegt bei \(215\,\text{ms}\), der der Nicht-Gamer bei \(260\,\text{ms}\). Die Gamer haben damit in der Stichprobe die geringere typische Reaktionszeit. 2. Bestimmung der Spannweiten: Die Spannweite der Gamer beträgt \(280 - 180 = 100\,\text{ms}\). Die der Nicht-Gamer beträgt \(380 - 210 = 170\,\text{ms}\). Die Gruppe der Nicht-Gamer hat somit die größere Spannweite. 3. Vergleich der mittleren \(50\,\%\): Bei den Gamern beträgt der Interquartilsabstand \(230 - 200 = 30\,\text{ms}\). Bei den Nicht-Gamern beträgt er \(290 - 240 = 50\,\text{ms}\). Die mittleren Werte der Gamer liegen also näher beieinander.

Antwort

a) Der Median der Gamer (\(215\,\text{ms}\)) ist niedriger als der der Nicht-Gamer (\(260\,\text{ms}\)); in der Stichprobe reagieren die Gamer typischerweise schneller. b) Die Nicht-Gamer haben mit \(170\,\text{ms}\) eine größere Spannweite als die Gamer (\(100\,\text{ms}\)). c) Bei den Gamern liegen die mittleren \(50\,\%\) näher beieinander, da ihre Box mit einer Breite von \(30\,\text{ms}\) schmaler ist als die der Nicht-Gamer (\(50\,\text{ms}\)).
4351117
In einer Umfrage zur Mobilität wurden insgesamt \(400\) Haushalte in den Stadtvierteln Eichengrund und Lindenhof befragt. Diagramm 1 zeigt die prozentuale Verteilung aller befragten Haushalte auf die beiden Viertel. Diagramm 2 zeigt für jedes Viertel getrennt, wie hoch der Anteil der befragten Haushalte ist, die mindestens zwei Fahrräder besitzen. a) Wie viele der befragten Haushalte entfallen jeweils auf Eichengrund und Lindenhof? b) Tim behauptet: „Im Lindenhof gibt es insgesamt mehr Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern als im Eichengrund, weil dort ja auch viel mehr Haushalte befragt wurden.“ Überprüfe seine Aussage rechnerisch. c) Wie viel Prozent aller \(400\) befragten Haushalte besitzen insgesamt mindestens zwei Fahrräder?
Abbildung zur Aufgabe 435111

Denkanstöße

- Bestimme zuerst die Anzahl der Haushalte in jedem Viertel, indem du die Prozentwerte aus Diagramm 1 auf die Gesamtzahl von 400 anwendest. - Berechne anschließend für jedes Viertel einzeln, wie viele Haushalte mindestens zwei Fahrräder haben. Nutze dazu die Prozentwerte aus Diagramm 2 und deine Ergebnisse aus dem ersten Schritt. - Vergleiche die berechneten absoluten Zahlen der Haushalte, um Tims Behauptung zu prüfen. - Addiere die Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern aus beiden Vierteln und berechne deren Anteil an der Gesamtzahl aller Haushalte.

Lösung

1. Berechnung der absoluten Anzahl der Haushalte pro Viertel mit den Werten aus Diagramm 1: - Eichengrund: \(0{,}45 \cdot 400 = 180\) Haushalte. - Lindenhof: \(0{,}55 \cdot 400 = 220\) Haushalte. 2. Berechnung der Anzahl der Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern mit den Werten aus Diagramm 2: - Eichengrund: \(0{,}60 \cdot 180 = 108\) Haushalte. - Lindenhof: \(0{,}40 \cdot 220 = 88\) Haushalte. 3. Überprüfung von Tims Aussage: - Da \(108 > 88\), gibt es im Eichengrund absolut mehr Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern. Tims Aussage ist somit falsch. 4. Berechnung des Gesamtanteils: - Gesamtzahl der Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern: \(108 + 88 = 196\). - Anteil an der Gesamtzahl aller befragten Haushalte: \(\frac{196}{400} = 0{,}49 = 49\,\%\).

Antwort

a) Im Eichengrund wurden \(180\) Haushalte befragt, im Lindenhof \(220\) Haushalte. b) Tims Aussage ist falsch. Im Eichengrund gibt es \(108\) Haushalte mit mindestens zwei Fahrrädern, im Lindenhof nur \(88\). c) Insgesamt besitzen \(49\,\%\) aller befragten Haushalte mindestens zwei Fahrräder.
4351137
Zwei Schulklassen haben an einem sportlichen Wurfwettbewerb teilgenommen. Dabei konnte jedes Kind bis zu 10 Treffer erzielen. Die Diagramme zeigen, wie viele Kinder welche Trefferzahl in Klasse A (Diagramm a) und Klasse B (Diagramm b) erreicht haben. a) Bestimme für beide Klassen den Modalwert (die Trefferzahl, die am häufigsten vorkommt). b) Vergleiche die Spannweiten der Trefferzahlen in beiden Klassen. In welcher Klasse ist der Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Trefferzahl größer? c) In welcher Klasse haben mehr als die Hälfte der Kinder 6 oder mehr Treffer erzielt? Begründe deine Antwort durch eine Rechnung.
Abbildung zur Aufgabe 435113

Denkanstöße

- Sieh dir die höchsten Säulen in den Diagrammen an, um den häufigsten Wert zu finden. - Wie bestimmt man die Spannweite (den Abstand zwischen dem größten und dem kleinsten vorkommenden Wert) aus einem Diagramm? - Um den Anteil der Kinder zu berechnen, musst du zuerst die Gesamtzahl der Kinder in jeder Klasse ermitteln. - Addiere die Werte aller Säulen einer Klasse, um die Gesamtzahl der Teilnehmenden zu finden. - Zähle die Kinder, die mindestens 6 Treffer erzielt haben, und vergleiche diese Anzahl mit der Gesamtzahl.

Lösung

1. Modalwerte bestimmen: In Diagramm a) (Klasse A) ist die höchste Säule bei \(3\) Treffern. In Diagramm b) (Klasse B) ist die höchste Säule bei \(6\) Treffern. 2. Spannweiten berechnen: - Klasse A: Höchster Wert \(10\), niedrigster Wert \(0\). Spannweite: \(10 - 0 = 10\). - Klasse B: Höchster Wert \(9\), niedrigster Wert \(2\). Spannweite: \(9 - 2 = 7\). - Ergebnis: Die Spannweite in Klasse A ist größer. 3. Überprüfung des Anteils (\(\ge 6\) Treffer): - Gesamtzahl Kinder (Klasse A): \(1 + 2 + 4 + 10 + 6 + 3 + 1 + 1 + 1 + 1 = 30\). Die Hälfte ist \(15\). - Anzahl \(\ge 6\) (Klasse A): \(1 + 1 + 1 + 1 = 4\). Da \(4 < 15\), sind es weniger als die Hälfte. - Gesamtzahl Kinder (Klasse B): \(1 + 2 + 3 + 5 + 8 + 6 + 3 + 2 = 30\). Die Hälfte ist \(15\). - Anzahl \(\ge 6\) (Klasse B): \(8 + 6 + 3 + 2 = 19\). Da \(19 > 15\), haben in Klasse B mehr als die Hälfte der Kinder \(6\) oder mehr Treffer erzielt.

Antwort

a) Modalwert Klasse A: \(3\) Treffer; Modalwert Klasse B: \(6\) Treffer. b) Klasse A: Spannweite \(10\); Klasse B: Spannweite \(7\). Die Spannweite in Klasse A ist größer. c) In Klasse B haben mehr als die Hälfte der Kinder (\(19\) von \(30\)) mindestens \(6\) Treffer erzielt. In Klasse A sind es nur \(4\) von \(30\).
4351147
Zwei Gruppen von Schülerinnen und Schülern (Gruppe A und Gruppe B) haben an einem Mathematik-Quiz teilgenommen. Man konnte dabei zwischen 0 und 10 Punkte erreichen. Die Säulendiagramme zeigen, wie viele Personen jeweils welche Punktzahl erzielt haben. a) Welche Punktzahl wurde in Gruppe A am häufigsten erreicht? Welche in Gruppe B? b) Wie viele Personen haben in Gruppe B genau 9 oder 10 Punkte erzielt? c) Vergleiche die Form der beiden Verteilungen. In welcher Gruppe wurden insgesamt bessere Ergebnisse erzielt? Begründe deine Antwort.
Abbildung zur Aufgabe 435114

Denkanstöße

- Schau dir die Höhe der einzelnen Säulen genau an, um den häufigsten Wert zu finden. - Achte nicht nur auf die höchste Säule, sondern vergleiche die Lage der gesamten Verteilung auf der waagerechten Achse. - Für Teilaufgabe b) musst du die Werte von zwei verschiedenen Säulen aus dem Diagramm für Gruppe B ablesen und addieren. - Vergleiche, ob die Säulen eher im linken Bereich (niedrige Punkte) oder im rechten Bereich (hohe Punkte) des Diagramms massiert auftreten.

Lösung

1. Bestimmung des Modalwerts (häufigste Punktzahl): In Gruppe A ist die Säule bei \(5\) Punkten mit \(15\) Personen am höchsten. In Gruppe B ist die Säule bei \(8\) Punkten mit \(16\) Personen am höchsten. 2. Berechnung der Anzahl für Gruppe B: Die Säule bei \(9\) Punkten hat den Wert \(10\), die Säule bei \(10\) Punkten den Wert \(6\). Insgesamt haben also \(10 + 6 = 16\) Personen 9 oder 10 Punkte erreicht. 3. Vergleich der Verteilungen: Die Verteilung von Gruppe A ist annähernd symmetrisch um den Wert \(5\) konzentriert. Die Verteilung von Gruppe B ist nach rechts verschoben, was bedeutet, dass die meisten Schüler dort höhere Punktzahlen (zwischen \(6\) und \(10\)) erreicht haben. Daher sind die Ergebnisse in Gruppe B insgesamt besser.

Antwort

a) In Gruppe A wurde am häufigsten die Punktzahl \(5\) erreicht, in Gruppe B die Punktzahl \(8\). b) In Gruppe B haben \(16\) Personen 9 oder 10 Punkte erzielt (\(10\) Personen mit 9 Punkten und \(6\) Personen mit 10 Punkten). c) In Gruppe B wurden insgesamt bessere Ergebnisse erzielt, da die Verteilung deutlich zu den höheren Punktzahlen hin verschoben ist (Schwerpunkt bei \(8\) statt bei \(5\)).
4351157
Zwei Klassen einer Schule haben an einem Mathematik-Wettbewerb teilgenommen, bei dem maximal 10 Punkte erreicht werden konnten. Die Diagramme zeigen die Ergebnisse der Klasse 7A (Diagramm A) und der Klasse 7B (Diagramm B). 1. In welcher Klasse liegt der Punktedurchschnitt (das arithmetische Mittel) vermutlich höher? Begründe deine Vermutung durch einen Blick auf die Form der Verteilung. 2. Bestimme für beide Klassen die Spannweite der erreichten Punktzahlen. In welcher Klasse liegen die Ergebnisse „kompakter“ beieinander?
Abbildung zur Aufgabe 435115

Denkanstöße

- Schau dir an, wo die meisten Säulen in den beiden Diagrammen stehen. Liegen sie eher links (niedrige Werte) oder eher rechts (hohe Werte)? - Wie weit ist der Abstand zwischen der kleinsten und der größten erreichten Punktzahl in jedem Diagramm? - Ein „kompakteres“ Ergebnis bedeutet, dass die Werte weniger weit auseinanderliegen. Welches Maß aus der Statistik hilft dir dabei, das zu beschreiben?

Lösung

1. Visueller Vergleich: In Diagramm B sind die Säulen im Vergleich zu Diagramm A deutlich weiter nach rechts verschoben. Während der Schwerpunkt in Diagramm A bei etwa 5 Punkten liegt, befindet er sich in Diagramm B bei etwa \(6{,}5\) Punkten. Somit ist der Durchschnitt in Klasse 7B höher. 2. Spannweite berechnen: - Klasse 7A: Der kleinste Wert ist 1, der größte Wert ist 9. Die Spannweite beträgt \(9 - 1 = 8\) Punkte. - Klasse 7B: Der kleinste Wert ist 4, der größte Wert ist 9. Die Spannweite beträgt \(9 - 4 = 5\) Punkte. Ergebnis: Die Ergebnisse der Klasse 7B liegen kompakter beieinander, da ihre Spannweite geringer ist.

Antwort

1. Der Durchschnitt ist in Klasse 7B höher, da die Verteilung dort weiter rechts liegt (Schwerpunkt bei \(6{,}5\) statt 5). 2. Spannweite Klasse 7A: 8 Punkte; Spannweite Klasse 7B: 5 Punkte. Die Ergebnisse der Klasse 7B liegen kompakter beieinander.
4351177
In zwei Sportvereinen wurde untersucht, wie viele Kilometer die Mitglieder in einer Woche joggen. Die Ergebnisse sind in den Diagrammen A und B dargestellt. Dazu gibt es zwei Beschreibungen auf Kärtchen: - **Kärtchen 1**: „Verein Blau-Weiß: Die häufigste Strecke ist \(4\,\text{km}\). Niemand läuft mehr als \(7\,\text{km}\).“ - **Kärtchen 2**: „Verein Grün-Gold: Die häufigste Strecke ist \(6\,\text{km}\). Es gibt Mitglieder, die bis zu \(10\,\text{km}\) laufen.“ a) Welches Diagramm gehört zu welchem Verein? Begründe deine Entscheidung. b) Wie viele Mitglieder des Vereins „Grün-Gold“ sind in dieser Woche mindestens \(8\,\text{km}\) gelaufen? Entnimm die Werte dem passenden Diagramm.
Abbildung zur Aufgabe 435117

Denkanstöße

- Schau dir zuerst an, bei welchem Wert die höchste Säule in jedem Diagramm steht. Das ist die „häufigste Strecke“. - Überprüfe auch, bis zu welchem Wert auf der waagerechten Achse die Säulen überhaupt eingetragen sind. - „Mindestens \(8\,\text{km}\)“ bedeutet, dass du alle Säulen ab der Markierung für \(8\,\text{km}\) (einschließlich der 8) zusammenzählen musst.

Lösung

1. Zuordnung der Diagramme: - Diagramm A zeigt die höchste Säule (den Modus) bei \(4\,\text{km}\) und die Werte enden bei \(7\,\text{km}\). Dies passt exakt zu der Beschreibung auf **Kärtchen 1** (Verein Blau-Weiß). - Diagramm B zeigt die höchste Säule bei \(6\,\text{km}\) und die Werte reichen bis \(10\,\text{km}\). Dies entspricht der Beschreibung auf **Kärtchen 2** (Verein Grün-Gold). 2. Berechnung für Verein Grün-Gold (Diagramm B): - Gesucht ist die Anzahl der Mitglieder mit einer Laufleistung von \(\ge 8\,\text{km}\). - Anzahl bei \(8\,\text{km}\): 6 Mitglieder. - Anzahl bei \(9\,\text{km}\): 4 Mitglieder. - Anzahl bei \(10\,\text{km}\): 2 Mitglieder. - Gesamtzahl: \(6 + 4 + 2 = 12\).

Antwort

a) Diagramm A gehört zum Verein Blau-Weiß, Diagramm B gehört zum Verein Grün-Gold. b) Im Verein Grün-Gold sind 12 Mitglieder mindestens \(8\,\text{km}\) gelaufen.
4351187
In zwei Parallelklassen der 7. Jahrgangsstufe wurde derselbe Mathematiktest geschrieben. Die maximale Punktzahl betrug 12 Punkte. Die beiden Diagramme zeigen, wie viele Schülerinnen und Schüler jeweils welche Punktzahl erreicht haben. a) Bestimme für beide Klassen die Spannweite der erreichten Punkte. b) Betrachte die Form der beiden Diagramme. In welcher Klasse sind die Ergebnisse gleichmäßiger um einen mittleren Wert verteilt? Beschreibe den Unterschied. c) Berechne für beide Klassen das arithmetische Mittel der Punkte. Was stellst du beim Vergleich der beiden Werte fest? d) Erläutere kurz, warum das arithmetische Mittel allein nicht ausreicht, um die Leistungsverteilung der beiden Klassen vollständig zu beschreiben.
Abbildung zur Aufgabe 435118

Denkanstöße

- Die Spannweite ist der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten vorkommenden Wert. - Schau dir an, wo die Säulen am höchsten sind. Sind sie in der Mitte oder eher am Rand? - Um den Durchschnitt zu berechnen, addiere alle erzielten Punkte aller Schüler und teile die Summe durch die Gesamtzahl der Schüler in der Klasse. - Welche Unterschiede zwischen den Verteilungen bleiben sichtbar, obwohl der Durchschnitt gleich ist?

Lösung

1. Spannweite berechnen: Klasse A: Höchster Wert \(8\), niedrigster Wert \(4\). Spannweite: \(8 - 4 = 4\). Klasse B: Höchster Wert \(10\), niedrigster Wert \(2\). Spannweite: \(10 - 2 = 8\). 2. Formvergleich: In Klasse A sind die Ergebnisse stark um die Mitte (6 Punkte) konzentriert. In Klasse B gibt es zwei Häufungen an den Rändern (sehr gute und sehr schwache Ergebnisse), während in der Mitte fast niemand liegt. 3. Arithmetisches Mittel berechnen: Klasse A: \((4 \cdot 2 + 5 \cdot 6 + 6 \cdot 10 + 7 \cdot 6 + 8 \cdot 2) {:} 26 = 156 {:} 26 = 6\). Klasse B: \((2 \cdot 8 + 3 \cdot 4 + 6 \cdot 2 + 9 \cdot 4 + 10 \cdot 8) {:} 26 = 156 {:} 26 = 6\). Beide Klassen haben exakt denselben Durchschnitt von \(6\) Punkten. 4. Interpretation: Trotz identischem Mittelwert sind die Klassen völlig verschieden. Das Mittel sagt nichts über die Streuung oder die Struktur der Gruppe aus. Klasse B ist „gespalten“, während Klasse A ein einheitliches Leistungsniveau im Mittelfeld zeigt.

Antwort

a) Spannweite Klasse A: \(4\); Spannweite Klasse B: \(8\). b) In Klasse A sind die Ergebnisse gleichmäßiger um die Mitte verteilt. Klasse B zeigt eine starke Aufspaltung in sehr hohe und sehr niedrige Punktzahlen. c) Das arithmetische Mittel ist für beide Klassen gleich (\(6\) Punkte). d) Das arithmetische Mittel gibt nur den Durchschnitt an, aber nicht, wie weit die Ergebnisse auseinanderliegen (Streuung). Zwei völlig unterschiedliche Verteilungen können denselben Durchschnitt haben.
4351207
Zwei Gruppen von Jugendlichen wurden nach ihrer täglichen Bildschirmzeit (in Stunden) am Smartphone befragt. Die Ergebnisse sind in den beiden untenstehenden Diagrammen dargestellt. a) Berechne für beide Gruppen das arithmetische Mittel der täglichen Nutzungsdauer. b) Bestimme die Spannweite für beide Datensätze. c) Vergleiche die beiden Diagramme. Welches Diagramm zeigt eine Gruppe mit sehr ähnlichem Nutzungsverhalten und welches zeigt eine Gruppe mit sehr unterschiedlichen Gewohnheiten? Begründe deine Entscheidung mithilfe der Spannweite.
Abbildung zur Aufgabe 435120

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Durchschnitt (arithmetisches Mittel), wenn man die Häufigkeiten aus einem Diagramm abliest? - Was gibt die Spannweite über die Verteilung der Daten an? - Schau dir an, wie weit die Säulen auf der x-Achse auseinanderliegen. - Haben beide Gruppen gleich viele Teilnehmer? Zähle die Höhen der Säulen zusammen.

Lösung

1. Berechnung des arithmetischen Mittels: - Gruppe 1: \(\frac{1 \cdot 2 + 2 \cdot 3 + 4 \cdot 4 + 2 \cdot 5 + 1 \cdot 6}{10} = \frac{2 + 6 + 16 + 10 + 6}{10} = \frac{40}{10} = 4\,\text{Stunden}\). - Gruppe 2: \(\frac{2 \cdot 0 + 1 \cdot 1 + 1 \cdot 2 + 2 \cdot 4 + 1 \cdot 6 + 1 \cdot 7 + 2 \cdot 8}{10} = \frac{0 + 1 + 2 + 8 + 6 + 7 + 16}{10} = \frac{40}{10} = 4\,\text{Stunden}\). Beide Gruppen haben denselben Mittelwert von \(4\,\text{Stunden}\). 2. Bestimmung der Spannweiten: - Gruppe 1: Der kleinste Wert ist \(2\), der größte \(6\). Die Spannweite beträgt \(6 - 2 = 4\,\text{Stunden}\). - Gruppe 2: Der kleinste Wert ist \(0\), der größte \(8\). Die Spannweite beträgt \(8 - 0 = 8\,\text{Stunden}\). 3. Vergleich und Interpretation: - Diagramm 1 zeigt eine Gruppe mit ähnlichem Nutzungsverhalten, da die Daten eng um den Mittelwert liegen und die Spannweite mit \(4\,\text{Stunden}\) geringer ist. - Diagramm 2 zeigt eine Gruppe mit sehr unterschiedlichen Gewohnheiten, da die Werte weit gestreut sind (von \(0\) bis \(8\,\text{Stunden}\)) und die Spannweite mit \(8\,\text{Stunden}\) doppelt so groß ist wie in Gruppe 1.

Antwort

a) Das arithmetische Mittel beträgt für beide Gruppen \(4\,\text{Stunden}\). b) Die Spannweite von Gruppe 1 beträgt \(4\,\text{Stunden}\), die von Gruppe 2 beträgt \(8\,\text{Stunden}\). c) Diagramm 1 zeigt ein ähnliches Nutzungsverhalten (geringere Spannweite), während Diagramm 2 sehr unterschiedliche Gewohnheiten zeigt (größere Spannweite/Streuung).
4351257
In einer Jahrgangsstufe haben die Klassen 7A und 7B dieselbe Mathematik-Klassenarbeit geschrieben. Die Ergebnisse der beiden Klassen werden wie folgt beschrieben: * **Klasse 7A:** Das Ergebnis ist sehr kompakt. Die meisten Schülerinnen und Schüler haben eine mittlere Note (3 oder 4) erreicht. Sehr gute Noten (1) oder ungenügende Leistungen (6) sind absolute Ausnahmen. * **Klasse 7B:** Hier sind die Leistungen stark gespalten. Es gibt zwei große Gruppen: Eine Gruppe war sehr gut vorbereitet (viele Zweien), die andere Gruppe hatte große Schwierigkeiten (viele Fünfen). Mittlere Noten wurden kaum erzielt. Ordne den Klassen 7A und 7B jeweils das passende Diagramm (1, 2 oder 3) zu und begründe deine Entscheidung. Welches Diagramm bleibt übrig?
Abbildung zur Aufgabe 435125

Denkanstöße

- Schau dir genau an, wo die höchsten Säulen in jedem Diagramm stehen. - Überlege dir, was Begriffe wie „kompakt“ oder „gespalten“ für die Form eines Diagramms bedeuten. - Vergleiche die Häufigkeiten der Randnoten (1 und 6) mit denen der mittleren Noten (3 und 4) in jedem Bild. - Welches Diagramm zeigt ein „Tal“ in der Mitte und welches einen „Berg“?

Lösung

1. Analyse der Beschreibung für Klasse 7A: Es wird eine Konzentration der Werte in der Mitte (Noten 3 und 4) und sehr niedrige Häufigkeiten an den Rändern (1 und 6) beschrieben. In Diagramm 1 sind die Säulen bei 3 und 4 am höchsten, während sie zu den Rändern hin stark abfallen. Daher gehört Klasse 7A zu Diagramm 1. 2. Analyse der Beschreibung für Klasse 7B: Hier wird eine „gespaltene“ Verteilung beschrieben, mit vielen guten Noten (2) und vielen schlechten Noten (5), aber mit wenigen Werten in der Mitte. Diagramm 2 zeigt genau dieses Muster mit zwei Gipfeln bei 2 und 5 und einem tiefen Tal dazwischen bei den Noten 3 und 4. Daher gehört Klasse 7B zu Diagramm 2. 3. Identifikation des verbleibenden Diagramms: Diagramm 3 zeigt eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Noten über das gesamte Spektrum. Da keine der Beschreibungen auf eine solche Gleichverteilung hindeutet, bleibt Diagramm 3 übrig.

Antwort

Klasse 7A gehört zu Diagramm 1, da dort die mittleren Noten am häufigsten sind. Klasse 7B gehört zu Diagramm 2, da die Häufigkeiten bei den Noten 2 und 5 am höchsten sind und die Mitte ausgespart bleibt. Diagramm 3 bleibt übrig.
4351287
Zwei Parallelklassen, die 7a und die 7b, haben dieselbe Mathematikarbeit geschrieben. Die Ergebnisse der Notenverteilung sind in den beiden Säulendiagrammen dargestellt. a) Wie viele Schülerinnen und Schüler haben in der Klasse 7a an der Arbeit teilgenommen? Wie viele waren es in der Klasse 7b? b) Als „gut“ gelten die Noten \(1\) und \(2\). In welcher Klasse gab es insgesamt mehr gute Noten? Gib die jeweiligen Anzahlen an. c) Bestimme für beide Klassen die Spannweite der Noten. In welcher Klasse ist sie größer? Erkläre kurz, was das für die Notenverteilung bedeutet.
Abbildung zur Aufgabe 435128

Denkanstöße

- Schau dir die Höhe jeder Säule genau an und vergleiche sie mit den Linien des Gitters und der Beschriftung der senkrechten Achse. - Um die Gesamtzahl der Schülerinnen und Schüler zu ermitteln, musst du die Werte aller Säulen einer Klasse addieren. - Überlege genau, welche Säulen für die „guten Noten“ relevant sind. - Die Spannweite ist der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Wert, der in den Daten tatsächlich vorkommt. - Wenn eine Säule die Höhe \(0\) hat, bedeutet das, dass dieser Wert im Datensatz nicht vorkommt.

Lösung

1. Ablesen der Häufigkeiten für Klasse 7a: Note \(1\): \(4\), Note \(2\): \(9\), Note \(3\): \(7\), Note \(4\): \(5\), Note \(5\): \(3\), Note \(6\): \(2\). Gesamtzahl: \(4 + 9 + 7 + 5 + 3 + 2 = 30\). 2. Ablesen der Häufigkeiten für Klasse 7b: Note \(1\): \(2\), Note \(2\): \(6\), Note \(3\): \(12\), Note \(4\): \(8\), Note \(5\): \(2\), Note \(6\): \(0\). Gesamtzahl: \(2 + 6 + 12 + 8 + 2 + 0 = 30\). 3. Vergleich der guten Noten (1 und 2): Klasse 7a hat \(4 + 9 = 13\); Klasse 7b hat \(2 + 6 = 8\). Die Klasse 7a hat mehr gute Noten. 4. Bestimmung der Spannweite (\(\text{Maximum} - \text{Minimum}\)): Klasse 7a hat Werte von \(1\) bis \(6\), also \(6 - 1 = 5\). Klasse 7b hat Werte von \(1\) bis \(5\) (da Note \(6\) nicht vorkommt), also \(5 - 1 = 4\). Die Spannweite in der 7a ist größer, was eine breitere Streuung der Ergebnisse bedeutet.

Antwort

a) In beiden Klassen haben jeweils \(30\) Schülerinnen und Schüler an der Arbeit teilgenommen. b) In der Klasse 7a gab es \(13\) gute Noten, in der Klasse 7b waren es \(8\) gute Noten. Damit hat die Klasse 7a mehr gute Noten. c) Die Spannweite in der 7a ist \(5\) (\(6 - 1\)), in der 7b ist sie \(4\) (\(5 - 1\)). Die Spannweite in der 7a ist somit größer, was auf eine breitere Streuung der Noten hinweist.
4388057
Zwei Messreihen lauten A: \(9; 10; 10; 11\) und B: \(0; 10; 10; 20\). Beide haben den Mittelwert \(10\). Reicht diese Gleichheit aus, um die Reihen als ähnlich zu beschreiben?

Denkanstöße

- Vergleiche nicht nur die Mitte, sondern auch die Abstände der Werte. - Suche eine einfache Kennzahl für die Streuung. - Gleiche Summen können sehr unterschiedlich verteilt sein.

Lösung

1. Beide Summen sind \(40\), daher ist der Mittelwert jeweils \(10\). 2. Spannweite A: \(11-9=2\). 3. Spannweite B: \(20-0=20\). 4. Reihe A liegt eng um den Mittelwert, Reihe B enthält starke Abweichungen. 5. Der gleiche Mittelwert allein reicht nicht für die Beschreibung der Verteilung.

Antwort

Nein. A hat Spannweite \(2\), B Spannweite \(20\); die Verteilungen sind trotz gleichen Mittelwerts sehr verschieden.
4388087
Zwei Ateliers testen, wie lange Jugendliche für dieselbe Drucktechnik benötigen. a) Vergleiche die typischen Zeiten mithilfe der Mediane. b) Vergleiche die Streuung mithilfe der Boxlängen. c) Erkläre, warum der Mittelwert von Atelier Nord trotz des kleineren Medians größer ist.
Abbildung zur Aufgabe 438808

Denkanstöße

- Lies Median, Boxkanten, Kreuze und offene Kreise getrennt ab. - Verwende für jede Teilfrage genau den genannten Vergleich. - Ein einzelner hoher Wert kann die Reihenfolge der Mittelwerte verändern.

Lösung

1. Mediane: Nord \(20\) Minuten, Süd \(25\) Minuten; Nord ist typisch etwas schneller. 2. Boxlängen: Nord \(25-15=10\) Minuten, Süd \(30-20=10\) Minuten; die mittleren \(50\,\%\) streuen gleich stark. 3. Nord besitzt einen hohen Ausreißer bei \(70\) Minuten. 4. Dieser Ausreißer hebt den Mittelwert von Nord auf \(25\) Minuten, während Süd einen Mittelwert von \(24\) Minuten hat.

Antwort

a) Nord ist mit Median \(20\,\text{min}\) typisch schneller als Süd mit \(25\,\text{min}\). b) Beide Boxen sind \(10\,\text{min}\) lang. c) Der Ausreißer bei \(70\,\text{min}\) erhöht den Mittelwert von Nord auf \(25\,\text{min}\) und damit über den Mittelwert von Süd mit \(24\,\text{min}\).
4317627
Zwei Gruppen von Schülerinnen und Schülern aus den Klassen 7a und 7b haben erfasst, wie viele Stunden sie pro Woche Sport treiben. Die Ergebnisse der beiden Gruppen (jeweils 8 Personen) sind in den Säulendiagrammen dargestellt. a) Bestimme für beide Gruppen das arithmetische Mittel der wöchentlichen Sportstunden. Was fällt dir beim Vergleich auf? b) Berechne für beide Gruppen die Spannweite der Daten. c) Vergleiche die beiden Datensätze anhand deiner Ergebnisse aus a) und b). Welcher Unterschied zeigt sich in den beiden Gruppen, obwohl das arithmetische Mittel gleich ist?
Abbildung zur Aufgabe 431762

Denkanstöße

- Schau dir die Werte für jede Person in beiden Diagrammen genau an und schreibe sie dir als Liste auf. - Wie berechnet man das arithmetische Mittel (den Durchschnitt) einer Reihe von Zahlen? - Was gibt die Spannweite über die Verteilung der Daten an und wie wird sie berechnet? - Vergleiche nicht nur die nackten Zahlen, sondern überlege, was die Spannweite für die Unterschiede innerhalb der beiden Gruppen bedeutet.

Lösung

1. Arithmetisches Mittel berechnen: Gruppe aus der Klasse 7a: Summe der Werte: \(2 + 4 + 5 + 1 + 6 + 3 + 2 + 9 = 32\). Das arithmetische Mittel ist \(\frac{32}{8} = 4\,\text{Stunden}\). Gruppe aus der Klasse 7b: Summe der Werte: \(3 + 3 + 4 + 4 + 5 + 3 + 5 + 5 = 32\). Das arithmetische Mittel ist \(\frac{32}{8} = 4\,\text{Stunden}\). Beide Gruppen treiben im Durchschnitt genau gleich viel Sport (\(4\,\text{Stunden}\) pro Woche). 2. Spannweite berechnen: Gruppe aus der Klasse 7a: Der größte Wert ist \(9\,\text{Stunden}\), der kleinste Wert ist \(1\,\text{Stunde}\). Die Spannweite beträgt \(9 - 1 = 8\,\text{Stunden}\). Gruppe aus der Klasse 7b: Der größte Wert ist \(5\,\text{Stunden}\), der kleinste Wert ist \(3\,\text{Stunden}\). Die Spannweite beträgt \(5 - 3 = 2\,\text{Stunden}\). 3. Datensätze vergleichen: Obwohl beide Gruppen im Durchschnitt gleich viel Sport treiben, sind die Werte in der Gruppe aus der Klasse 7a viel weiter gestreut (große Spannweite von \(8\,\text{Stunden}\)). In der Gruppe aus der Klasse 7b sind die Werte viel gleichmäßiger verteilt (kleine Spannweite von \(2\,\text{Stunden}\)).

Antwort

a) Gruppe aus der Klasse 7a: \(4\,\text{Stunden}\); Gruppe aus der Klasse 7b: \(4\,\text{Stunden}\). Das arithmetische Mittel ist bei beiden Gruppen gleich. b) Gruppe aus der Klasse 7a: \(8\,\text{Stunden}\); Gruppe aus der Klasse 7b: \(2\,\text{Stunden}\). c) In der Gruppe aus der Klasse 7a sind die Sportstunden viel unterschiedlicher verteilt (große Streuung mit einer Spannweite von \(8\,\text{Stunden}\)), während in der Gruppe aus der Klasse 7b alle Schülerinnen und Schüler ähnlich viel Sport treiben (geringe Streuung mit einer Spannweite von nur \(2\,\text{Stunden}\)).
4317767
Zwei siebte Klassen, die 7A und die 7B, wurden nach ihrer täglichen Hausaufgabenzeit (in Minuten) an einem Montag befragt. Die Ergebnisse sind in den beiden Säulendiagrammen dargestellt. Beide Klassen haben jeweils genau \(20\) Schülerinnen und Schüler. a) Bestimme für beide Klassen das arithmetische Mittel der Hausaufgabenzeit. b) Bestimme für beide Klassen den Median (Zentralwert) der Hausaufgabenzeit. c) Vergleiche die beiden Klassen: In welcher Klasse ist die durchschnittliche Hausaufgabenzeit höher und um wie viele Minuten? Wie unterscheidet sich der Median der beiden Klassen?
Abbildung zur Aufgabe 431776

Denkanstöße

- Bestimme zunächst für jede Klasse die Anzahl der Schülerinnen und Schüler, indem du die Höhen aller Säulen addierst. - Wie berechnest du die Gesamtsumme aller Hausaufgabenminuten in einer Klasse? Denke daran, jeden Zeitwert mit der Anzahl der Schülerinnen und Schüler zu multiplizieren, die diesen Wert angegeben haben. - Wie berechnet man das arithmetische Mittel aus der Gesamtsumme und der Anzahl der Schüler? - Um den Median zu bestimmen, stelle dir die Werte der Größe nach geordnet vor. Welcher Wert steht bei einer geraden Anzahl von Daten in der Mitte? - Vergleiche die beiden berechneten Durchschnittswerte und die beiden Mediane miteinander, um die Unterschiede zu beschreiben.

Lösung

1. Berechnung des arithmetischen Mittels für Klasse 7A: Die Gesamtsumme der Minuten beträgt \(2 \cdot 15 + 6 \cdot 30 + 7 \cdot 45 + 4 \cdot 60 + 1 \cdot 75 = 30 + 180 + 315 + 240 + 75 = 840\,\text{Minuten}\). Geteilt durch \(20\) ergibt sich ein Mittelwert von \(\frac{840}{20} = 42\,\text{Minuten}\). 2. Berechnung des arithmetischen Mittels für Klasse 7B: Die Gesamtsumme der Minuten beträgt \(2 \cdot 15 + 4 \cdot 30 + 8 \cdot 45 + 4 \cdot 60 + 2 \cdot 75 = 30 + 120 + 360 + 240 + 150 = 900\,\text{Minuten}\). Geteilt durch \(20\) ergibt sich ein Mittelwert von \(\frac{900}{20} = 45\,\text{Minuten}\). 3. Bestimmung des Medians für Klasse 7A: Bei \(20\) Werten liegt der Median in der Mitte zwischen dem \(10.\) und \(11.\) Wert der geordneten Liste. Da beide Werte in der Kategorie \(45\,\text{Minuten}\) liegen, ist der Median \(45\,\text{Minuten}\). 4. Bestimmung des Medians für Klasse 7B: Auch hier liegen der \(10.\) und \(11.\) Wert in der Kategorie \(45\,\text{Minuten}\), weshalb der Median ebenfalls \(45\,\text{Minuten}\) beträgt. 5. Vergleich der Ergebnisse: In Klasse 7B ist die durchschnittliche Hausaufgabenzeit um \(45\,\text{Minuten} - 42\,\text{Minuten} = 3\,\text{Minuten}\) höher. Die Mediane beider Klassen sind mit jeweils \(45\,\text{Minuten}\) identisch.

Antwort

a) Das arithmetische Mittel beträgt für die Klasse 7A \(42\,\text{Minuten}\) und für die Klasse 7B \(45\,\text{Minuten}\). b) Der Median beträgt für beide Klassen \(45\,\text{Minuten}\). c) In Klasse 7B ist die durchschnittliche Hausaufgabenzeit um \(3\,\text{Minuten}\) höher als in Klasse 7A. Der Median ist in beiden Klassen gleich hoch.
4388097
Auf zwei Naturbeobachtungsrouten wurde an sieben Tagen die Zahl verschiedener Vogelarten gezählt. <table> <tr><th>Route</th><th>Beobachtete Vogelarten</th></tr> <tr><td>A</td><td>\(14; 16; 17; 18; 19; 20; 22\)</td></tr> <tr><td>B</td><td>\(10; 15; 17; 18; 19; 23; 31\)</td></tr> </table> a) Vergleiche Mittelwert und Median. b) Welche Route liefert die gleichmäßigeren Tageswerte? Begründe mit der Spannweite.

Denkanstöße

- Berechne die Kennwerte für beide Routen getrennt. - Gleiche Mediane schließen unterschiedliche Mittelwerte nicht aus. - Für Gleichmäßigkeit ist die Ausdehnung der Daten wichtig.

Lösung

1. Route A: Mittelwert \(126:7=18\), Median \(18\), Spannweite \(22-14=8\). 2. Route B: Mittelwert \(133:7=19\), Median \(18\), Spannweite \(31-10=21\). 3. Beide Routen haben denselben Median \(18\); Route B hat den etwas größeren Mittelwert. 4. Route A hat die kleinere Spannweite und damit gleichmäßigere Tageswerte.

Antwort

A: Mittelwert \(18\), Median \(18\), Spannweite \(8\). B: Mittelwert \(19\), Median \(18\), Spannweite \(21\). Route A ist gleichmäßiger.
4388107
Die Diagramme zeigen, wie viele Hinweise Teams in zwei Rätselräumen benötigten: a) Raum Blau, b) Raum Orange. Vergleiche die beiden Datensätze. Gehe auf Mittelwert, Median und Verteilung ein.
Abbildung zur Aufgabe 438810

Denkanstöße

- Lies die Säulen als Häufigkeiten. - Vergleiche zuerst die Kennwerte, danach die Form der Verteilungen. - Achte darauf, wie stark sich Werte um die Mitte häufen.

Lösung

1. Raum Blau: \(26\) Teams, Hinweissumme \(52\), Mittelwert \(2\), Median \(2\). 2. Raum Orange: \(26\) Teams, Hinweissumme \(52\), Mittelwert \(2\), Median \(2\). 3. Beide Räume haben denselben Mittelwert und Median \(2\). 4. Bei Blau häufen sich die Werte stark bei \(2\); Orange ist gleichmäßiger über \(0\) bis \(4\) verteilt. 5. Gleiche Mittelwerte und Mediane bedeuten daher nicht gleiche Verteilungen.

Antwort

Beide Datensätze haben Mittelwert und Median \(2\) Hinweise. Raum Blau ist stärker bei \(2\) gebündelt; Raum Orange ist breiter verteilt.
4388117
Die Grafik zeigt Fehlerzahlen zweier Teams in acht Durchläufen. a) Vergleiche Mittelwert und Median. b) Welches Team arbeitet gleichmäßiger? c) Welche zusätzliche Entwicklung ist bei Team Lila sichtbar?
Abbildung zur Aufgabe 438811

Denkanstöße

- Lies für beide Datenreihen alle Werte ab. - Gleiche zentrale Kennwerte beantworten nicht die Frage nach der Gleichmäßigkeit. - Beachte bei einer Zeitfolge auch die Reihenfolge der Punkte.

Lösung

1. Team Grün hat den Mittelwert \(8\), den Median \(8\) und die Spannweite \(4\). 2. Team Lila hat den Mittelwert \(8\), den Median \(8\) und die Spannweite \(14\). 3. Beide Teams haben somit denselben Mittelwert und Median. 4. Team Grün hat die deutlich kleinere Spannweite und arbeitet gleichmäßiger. 5. Bei Team Lila steigen die Fehler von Durchlauf zu Durchlauf regelmäßig; der Mittelwert allein verdeckt diesen Trend.

Antwort

a) Beide Teams haben den Mittelwert \(8\) und den Median \(8\). b) Team Grün arbeitet mit der Spannweite \(4\) gleichmäßiger als Team Lila mit der Spannweite \(14\). c) Bei Team Lila ist ein stetiger Anstieg der Fehlerzahlen sichtbar.

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