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Statistik · Übungsblatt 4 · Aufgabe 1

Auszubildende: Anteile aus der Kontingenztabelle

Eine Tabelle zählt alle Auszubildenden nach zwei Merkmalen: Ausbildungsbereich und Geschlecht. Aus ihr werden Anzahlen abgelesen und Anteile berechnet. Der Kern der Aufgabe ist die Frage, worauf sich ein Anteil bezieht: auf alle Auszubildenden, nur auf die weiblichen oder nur auf einen Bereich. Zum Schluss wird verglichen, wie die Tabelle ohne Zusammenhang zwischen den Merkmalen aussähe. Der ganze Lösungsweg steht offen da, die Erklärung gehört jeweils zum aktuellen Schritt. Mit Weiter geht es Schritt für Schritt voran. Ein Klick auf einen Schritt springt direkt dorthin.

Die Aufgabe

Aufgabe 1

Folgende Tabelle stellt Auszubildende nach Ausbildungsbereichen dar:

Ausbildungsbereichemännlichweiblichinsgesamt
Industrie und Handel497.962352.241850.203
Handwerk408.531119.356527.887
Landwirtschaft27.2159.80537.020
Öffentlicher Dienst15.60629.43245.038
Freie Berufe6.515142.244148.759
Hauswirtschaft79012.15412.944
Seeschifffahrt36620386
insgesamt956.985665.2521.622.237
  1. Wie viele Auszubildende sind männlich und in der Landwirtschaft?
  2. Wie viele Auszubildende sind weiblich?
  3. Wie viele Auszubildende sind im öffentlichen Dienst?
  4. Welcher Anteil der Auszubildenden ist weiblich bzw. männlich?
  5. Welcher Anteil der Auszubildenden lernt in der Hauswirtschaft?
  6. Welcher Anteil der Auszubildenden ist weiblich und lernt in der Hauswirtschaft?
  7. Welcher Anteil der weiblichen Auszubildenden lernt in der Hauswirtschaft?
  8. Welcher Anteil der Auszubildenden in der Hauswirtschaft ist weiblich?
  9. Welcher Anteil der Auszubildenden im Handwerk ist männlich?
  10. Welcher Anteil der männlichen Auszubildenden lernt im Handwerk?
  11. Wie viele Auszubildende würden im Handwerk und männlich sein, wenn die Merkmale statistisch unabhängig wären?
  12. Sind in Industrie und Handel die männlichen Auszubildenden über- oder unterrepräsentiert?

In eigenen Worten: Von jedem Auszubildenden kennt man zwei Dinge: in welchem Bereich er lernt und ob er männlich oder weiblich ist. Die Tabelle zählt, wie viele es von jeder Kombination gibt. Am Rand stehen die Summen.

Die zwölf Teilfragen sind von dreierlei Art:

  • a) bis c): eine Anzahl ablesen;
  • d) bis f): ein Anteil an allen Auszubildenden;
  • g) bis j): ein Anteil an einer Gruppe, etwa „unter den weiblichen“ oder „im Handwerk“;
  • k) und l): Vergleich mit einer Tabelle ohne Zusammenhang.

Der Weg:

  1. Die Tabelle lesen und ihre Schreibweise festlegen (Schritt 1).
  2. a) bis c): Anzahlen ablesen (Schritte 2 bis 4).
  3. d) bis f): Anteile an allen 1.622.237 (Schritte 5 bis 7).
  4. g) bis j): bedingte Anteile (Schritte 8 bis 11).
  5. k) und l): erwartete Häufigkeit ohne Zusammenhang (Schritte 12 und 13).

Gerundet wird erst am Ende: Anteile auf vier Nachkommastellen, Prozente auf zwei.

Merke: Bei jedem Anteil zuerst fragen: „Anteil von wem?“ Diese Gruppe steht im Nenner.

Merkmale, Felder und Schreibweise

iiBereichni1n_{i1}ni2n_{i2}ni⋅n_{i\cdot}
1Industrie und Handel497.962352.241850.203
2Handwerk408.531119.356527.887
3Landwirtschaft27.2159.80537.020
4Öffentlicher Dienst15.60629.43245.038
5Freie Berufe6.515142.244148.759
6Hauswirtschaft79012.15412.944
7Seeschifffahrt36620386
n⋅jn_{\cdot j}956.985665.252nn = 1.622.237
Probe: beide Spaltensummen zusammen ergeben n
n⋅1+n⋅2=956.985+665.252=1.622.237=nn_{\cdot 1} + n_{\cdot 2} = 956.985 + 665.252 = 1.622.237 = n

Ein Merkmal ist eine Eigenschaft, die man an jeder Person feststellt. Hier gibt es zwei: xx = Ausbildungsbereich und yy = Geschlecht. Die möglichen Werte heißen Ausprägungen: xx hat sieben (x1x_1 = Industrie und Handel bis x7x_7 = Seeschifffahrt), yy hat zwei (y1y_1 = männlich, y2y_2 = weiblich).

Eine Tabelle, die zählt, wie oft jede Kombination zweier Merkmale vorkommt, heißt Kontingenztabelle. Die Zahl in einem Feld ist eine absolute Häufigkeit: wie viele Personen diese Kombination haben.

Das Skript der Vorlesung benennt die Zahlen so:

  • nijn_{ij}: das Feld in Zeile ii und Spalte jj. Zum Beispiel n62=12.154n_{62} = 12.154: Hauswirtschaft und weiblich.
  • ni⋅n_{i\cdot}: die Zeilensumme von Zeile ii. Der Punkt heißt: über alle Spalten summiert. Hier die Spalte „insgesamt“.
  • n⋅jn_{\cdot j}: die Spaltensumme von Spalte jj, hier die Zeile „insgesamt“.
  • nn: die Anzahl aller Auszubildenden, unten rechts.

Zeilen- und Spaltensummen heißen zusammen Randsummen, weil sie am Rand der Tabelle stehen. Zuerst prüfen, ob die Tabelle in sich stimmt: Die beiden Spaltensummen müssen zusammen nn ergeben.

In der Grafik ist jeder Bereich ein Balken. Alle Balken sind gleich lang, denn sie zeigen Anteile innerhalb eines Bereichs, nicht Anzahlen.

a) Männlich und in der Landwirtschaft

Feld in Zeile 3 (Landwirtschaft), Spalte 1 (männlich)
n31=27.215n_{31} = 27.215

„Männlich und in der Landwirtschaft“ verlangt beide Eigenschaften zugleich. Das ist genau ein Feld im Innern der Tabelle: Zeile Landwirtschaft (i=3i = 3), Spalte männlich (j=1j = 1).

Gefragt ist „wie viele“, also eine Anzahl. Sie wird nur abgelesen, nicht gerechnet.

Antwort a): 27.215 Auszubildende sind männlich und in der Landwirtschaft.

Noch 12 Schritte bis zum Ergebnis
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Männlich und weiblich je Bereich

jeder Balken = 100 % seines Bereichs

Abbildung 1Männlich und weiblich je Bereich

jeder Balken = 100 % seines Bereichs

männlichweiblichIndustrie und HandelHandwerkLandwirtschaftÖffentlicher DienstFreie BerufeHauswirtschaftSeeschifffahrtinsgesamtohne Zusammenhang: 58,99 % männlich27.215665.252 weibl.45.03841,01 % weibl.0,80 % aller0,75 % aller1,83 % der weibl.93,90 % weibl.77,39 % männl.42,69 % der männl.erwartet 311.40958,57 % männl.
Legendegerade gemeintJeder Balken ist ein Ausbildungsbereich und gleich lang, egal wie viele Auszubildende er hat. Vorne der Anteil männlich, hinten der Anteil weiblich. Die Ergebnisse erscheinen in dem Schritt, der sie berechnet.