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Statistik · Übungsblatt 7 · Aufgabe 5

Produktwahl und Geschlecht: hängen sie zusammen?

Frauen greifen eher zu Produkt A, Männer eher zu Produkt B. Ist das in der Befragung von 2.000 Personen ein echter Zusammenhang oder 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 5

Es werden 2.000 Personen befragt, ob sie Produkt A oder B bevorzugen:

Geschlecht/ProduktweiblichmännlichSumme
Produkt A6604401.100
Produkt B340560900
Summe1.0001.0002.000

Ist die Wahl für ein Produkt abhängig vom Geschlecht (α = 0,05)?

2.000 Personen wurden nach zwei Merkmalen eingeteilt: bevorzugtes Produkt (A oder B) und Geschlecht (weiblich oder männlich). Die Zahlen stehen in einer Kontingenztabelle: einer Tabelle, die zwei Merkmale kreuzt und für jede Kombination zählt, wie oft sie vorkommt.

Gesucht: Hängt die Produktwahl vom Geschlecht ab? Unabhängig hieße: Frauen und Männer wählen Produkt A gleich oft. Geprüft wird mit dem Signifikanzniveau α = 0,05.

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 „Produkt A“RechnungWert
Frauen660/1.000660 / 1.00066 %
Männer440/1.000440 / 1.00044 %

Beide Merkmale sind Kategorien (Produkt, Geschlecht), 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 1.000 Frauen bevorzugen 660 Produkt A (66 %), von 1.000 Männern nur 440 (44 %). 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: Produktwahl und Geschlecht sind unabhängig.

Gegenhypothese

H1H_1: Die Produktwahl hängt vom Geschlecht ab.

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

Personen je Produkt und Geschlecht

Abbildung 1Den Test vorbereiten

Hypothesen, Niveau, Randsummen, erwartete Häufigkeiten

0200400600Anzahl Personen660Produkt Aweiblich440Produkt Amännlich340Produkt Bweiblich560Produkt Bmännlicherwartet 550+11022,000erwartet 550−11022,000erwartet 450−11026,889erwartet 450+11026,889
Legendeviolett: beobachtete Häufigkeitdunkler Strich: erwartete Häufigkeitrot gestrichelt: AbweichungBeobachtete Häufigkeiten der vier Felder.