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Statistik · Übungsblatt 7 · Aufgabe 1

Geschlecht und Kaufverhalten: hängen sie zusammen?

Kaufen Frauen in der Shopping-Mall seltener etwas als Männer? In der Befragung sieht es so aus, aber ist der Unterschied mehr als Zufall? Ein Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest gibt die Antwort. 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

1.000 Kunden werden beim Verlassen einer Shopping-Mall gefragt, ob sie etwas gekauft haben. X sei das Merkmal Geschlecht mit den zwei Ausprägungen männlich und weiblich und Y sei das Merkmal Kaufverhalten mit den beiden Ausprägungen „etwas gekauft“ und „nichts gekauft“. Die Ergebnisse der Befragung sind in folgender Kontingenztabelle dargestellt:

X/Yetwas gekauftnichts gekauftSummen
männlich180170350
weiblich240410650
Summen4205801.000

Es soll geprüft werden, ob die beiden Merkmale Geschlecht und Kaufverhalten auf einem Signifikanzniveau von α = 10 % stochastisch unabhängig sind.

1.000 Kunden wurden nach zwei Merkmalen eingeteilt: Geschlecht (männlich oder weiblich) und Kaufverhalten (etwas gekauft oder nichts gekauft). Die Zahlen stehen in einer Kontingenztabelle: einer Tabelle, die zwei Merkmale kreuzt und für jede Kombination zählt, wie oft sie vorkommt.

Gesucht: Sind die beiden Merkmale stochastisch unabhängig? Unabhängig heißt: Der Anteil der Käufer ist bei Männern und Frauen derselbe, das Geschlecht sagt nichts über das Kaufverhalten. Geprüft wird mit dem Signifikanzniveau α = 10 %.

Der Test heißt Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest (χ², sprich „chi quadrat“). Er läuft in den fünf Testschritten des Kurses:

  1. Testschritt 1: Hypothesen aufstellen (Schritt 2).
  2. Testschritt 2: Signifikanzniveau festlegen (Schritt 3).
  3. Testschritt 3: Chi-Quadrat-Wert aus den Daten berechnen (Schritte 4 bis 7).
  4. Testschritt 4: Kritischen Wert aus der Tabelle ablesen (Schritt 8).
  5. Testschritt 5: Vergleichen und entscheiden (Schritte 9 und 10).
Merke: Man vergleicht die beobachteten Häufigkeiten mit denen, die bei Unabhängigkeit zu erwarten wären. Je weiter beide auseinanderliegen, desto größer wird Chi-Quadrat.

Welcher Test, und warum

Anteil „etwas gekauft“RechnungWert
Männer180/350180 / 35051,4 %
Frauen240/650240 / 65036,9 %

Beide Merkmale sind Kategorien (Geschlecht, Kaufverhalten), keine Messwerte. Man hat nur Häufigkeiten und fragt, ob die zwei Merkmale zusammenhängen. Dafür dient der Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest. Er vergleicht jede beobachtete Häufigkeit mit der, die bei Unabhängigkeit zu erwarten wäre.

Anschaulich: Von 350 Männern haben 180 etwas gekauft (51,4 %), von 650 Frauen nur 240 (36,9 %). Der Unterschied ist da. Der Test sagt, ob er groß genug ist, um nicht nur Zufall zu sein.

Testschritt 1: Hypothesen aufstellen

Nullhypothese

H0H_0: Geschlecht und Kaufverhalten sind unabhängig.

Gegenhypothese

H1H_1: Geschlecht und Kaufverhalten sind abhängig.

Die Nullhypothese H0H_0 ist die Annahme „es gibt keinen Zusammenhang“. Die Gegenhypothese H1H_1 behauptet einen Zusammenhang. Man versucht, H0H_0 mit den Daten zu widerlegen.

Aus Blatt 6, Aufgabe 8 („Zusammenhangshypothesen aufstellen“): Eine Zusammenhangshypothese behauptet, dass zwei Merkmale zusammenhängen. Sie ist die Gegenhypothese; die Nullhypothese sagt „kein Zusammenhang“.
Noch 9 Schritte bis zum Ergebnis
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Beobachtet und erwartet

Kunden je Geschlecht und Kauf

Abbildung 1Den Test vorbereiten

Hypothesen, Niveau, Randsummen, erwartete Häufigkeiten

0100200300400Anzahl Kunden180Männergekauft170Männernichts240Frauengekauft410Frauennichtserwartet 147+337,408erwartet 203−335,365erwartet 273−333,989erwartet 377+332,889
Legendeviolett: beobachtete Häufigkeitdunkler Strich: erwartete Häufigkeitrot gestrichelt: AbweichungBeobachtete Häufigkeiten der vier Felder.