Distributions $ # K Binomialverteilung Eine Binomialverteilung beschreibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zufallsgröße X: Anzahl der Erfolge bei einem n-mal durchgeführten Bernoulli-Versuch. Ein Bernoulli-Versuch ist ein Zufallsversuch mit nur zwei möglichen Ergebnissen. Diese Ergebnisse bezeichnet man mit Erfolg oder Misserfolg. p ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Ergebnis Erfolg eintritt. Die Binomialverteilung ist durch n und p vollständig festgelegt. P(X=k) ist die Wahrscheinlichkeit von k Erfolgen. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zufallsvariable X wird als Säulendiagramm (Histogramm) und in einer Tabelle dargestellt. In der Tabelle werden auch die kumulierten Wahrscheinlichkeiten P(X<=k) sowie P(X>=k) gezeigt. Klickt man auf eine Zelle der Tabelle, werden die entsprechenden Säulen des Histogramms rot gezeichnet. Es gibt zwei Optionen: Kumuliert Es wird die kumulierte Binomialverteilung angezeigt. Eine Färbung von Säulen durch Anklicken in der Tabelle ist nicht möglich. Näherung durch die Normalverteilung Zusätzlich wird die Normalverteilung, die die Binomialverteilung am besten annähert, eingezeichnet. $ Binomialverteilung Binomialeverdeling K Binomialverteilung # $ # K Normalverteilung Eine Normalverteilung ist durch die Parameter μ (mu) – Mittelwert – und σ (sigma) – Standardabweichung – festgelegt. Eine Normalverteilung ist eine stetige, symmetrische Verteilung. Man nutzt sie z.B., um kumulierte Wahrscheinlichkeiten P(X<=b) oder P(X>=b) zu ermitteln. Die Normalverteilung mit μ = 0 und σ = 1 heißt Standard-Normalverteilung. Sie erscheint zunächst auf dem Bildschirm. Man kann nun μ einen beliebigen Wert und σ einen beliebigen positiven Wert geben. Dies geschieht entweder durch direkte Eingabe der Daten in die entsprechenden Felder, oder durch Ziehen des roten Punktes bez. eines der grünen Halbpunkte. Die Grafik, inklusive der x-Achse, wird – ggfs. nach Anklicken der Auswahlbox Anpassen – entsprechend angepasst. Die Grenzen zwischen blauem und gelbem Bereich können mit der Maus gezogen werden, um dann die Wahrscheinlichkeit P(X<=Farbgrenze | μ; σ ) im blauen bez. gelben Kasten abzulesen. Man kann 3 der 4 Parameter: Grenze; Wahrscheinlichkeit P(X<=Farbgrenze | μ; σ ); μ; σ bestimmen. Der vierte berechnet sich dann. Es gibt folgende Optionen: Anpassen Um den geeignetsten Ausschnitt der Achsen auf dem Bildschirm darzustellen. z-Achse Eine zweite horizontale Achse standardisiert die gezeigte Verteilung auf die Normalverteilung mit μ = 0 und σ = 1. {bml orig.bmp} führt zurück zur Ausgangssituation $ Normalverteilung Normaleverdeling K Normalverteilung # $ # K Hypergeometrische Verteilung Ziehen ohne Zurücklegen aus einer Gesamtheit, die aus zwei Untergruppen besteht, führt zu einer hypergeometrischen Verteilung. Eine hypergeometrische Verteilung ist durch drei Parameter festgelegt: - den Umfang N der Grundgesamtheit - die Größe D einer Untergruppe mit einer bestimmten Merkmalsausprägung (es gibt dann N-D Elemente der Untergruppe mit der anderen Merkmalsausprägung) - die Stichprobengröße n. P(X=k) ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Stichprobe k Elemente der Untergruppe von der Größe D enthält. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zufallsvariablen X wird als Säulendiagramm (Histogramm) und in einer Tabelle dargestellt. In der Tabelle werden auch die kumulierten Wahrscheinlichkeiten P(X<=k) sowie P(X>=k) gezeigt. Klickt man auf eine Zelle der Tabelle, werden die entsprechenden Säulen des Histogramms rot gezeichnet. Es gibt zwei Optionen: Kumuliert Es wird die kumulierte hypergeometrische Verteilung angezeigt. Eine Färbung von Säulen durch Anklicken in der Tabelle ist nicht möglich. Näherung durch die Normalverteilung Zusätzlich wird die Normalverteilung, die die hypergeometrische Verteilung am besten annähert, eingezeichnet. $ Hypergeometrische Verteilung Hypergeometrischeverdeling K Hypergeometrische Verteilung # $ # K Poissonverteilung Eine Poissonverteilung wird durch einen Parameter festgelegt. Je nach Sachsituation oder Konvention wird dieser Parameter anders bezeichnet: Lambda, μ, Intensität, Dichte usw. Mit der Poissonverteilung erhält man z.B. – unter bestimmten Modellannahmen – die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Anzahl k an Ereignissen während einer festgelegten Zeitspanne eintritt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zufallsvariablen X wird als Säulendiagramm (Histogramm) und in einer Tabelle dargestellt. In der Tabelle werden auch die kumulierten Wahrscheinlichkeiten P(X<=k) sowie P(X>=k) gezeigt. Klickt man auf eine Zelle der Tabelle, werden die entsprechenden Säulen des Histogramms rot gezeichnet. Es gibt zwei Optionen: Kumuliert Es wird die kumulierte Binomialverteilung angezeigt. Eine Färbung von Säulen durch Anklicken in der Tabelle ist nicht möglich. Näherung durch die Normalverteilung Zusätzlich wird die Normalverteilung, die die Poissonverteilung am besten annähert, eingezeichnet. $ Poissonverteilung Poissonverdeling K Poissonverteilung # $ # K Vergleich von Verteilungen Mit diesem Programmteil ist es möglich verschiedene Verteilungen zu vergleichen. Man vergleicht die Graphen bzw. Histogramme oder die Werte der kumulierten Verteilung bis zu einem festgelegten Wert. Folgende Verteilungen können dargestellt werden: -Binomialverteilung -Normalverteilung -Hypergeometrische Verteilung -Geometrische Verteilung -Exponentialverteilung -Chi-quadrat-Verteilung Es gibt einige Optionen und Buttons: Wahl der Verteilungen Hier wird die darzustellende Verteilung gewählt und die zugehörigen Parameter werden eingegeben. Gefülltes Rechteck Wenn angeklickt, werden die Rechtecke des Histogramms mit der gewählten Farbe gefüllt. Plot Die ausgewählte Verteilung wird gezeichnet und in die Liste hinzugefügt. Achsen Skalierung der Achsen und Angabe des gezeigten Ausschnitts. Löschen Löscht eine ausgewählte Verteilung aus der Liste. Liste Für die Liste gibt man den x-Wert und die Genauigkeit der kumulierten Wahrscheinlichkeit an. {bml openen.bmp} Öffnen Öffnet ein Datenfile, das eine Verteilung enthält. Das File hat die Endung .dst {bml opslaan.bmp} Speichern Speichert ein File, das eine Verteilung enthält. Das File erhält die Endung .dst $ Vergleich von Verteilungen Grafiekenvanverdelingen K Vergleich von Verteilungen # $ # K Zentraler Grenzwertsatz Der Zentrale Grenzwertsatz wird mit der Hilfe eines Würfelwurfs veranschaulicht. Eine festgelegte Anzahl an Würfen eines Würfels wird durchgeführt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Summe oder des Mittelwerts der Punktzahlen wird berechnet. Die Verteilung nähert sich, mit wachsender Anzahl an Würfen, immer mehr der Normalverteilungskurve an. Dies ist unabhängig davon, wie die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Ergebnisse eines Wurfes aussieht. Es gibt einige Optionen und Buttons: Anzahl Würfe Anzahl der durchgeführten Würfe Wahrsch. 1/6 Die Ergebnisse “1 Punkt”, “2 Punkte”,…, “6 Punkte” sind gleich wahrscheinlich. Schief links; Schief rechts Ein Würfel, dessen Ergebnisse mit sehr unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten eintreffen. Die Vorgabe kann abgeändert werden. Einzige Bedingung ist, dass die Summe der Wahrscheinlichkeiten 1 ergibt. Summe Die Summe der Augenzahlen wird auf der horizontalen Achse aufgetragen. Mittelwert Der Mittelwert der Augenzahlen wird auf der horizontalen Achse aufgetragen. Normalverteilung Die beste Näherung durch eine Normalverteilung wird gezeigt. $ Zentraler Grenzwertsatz CentraleLimietstelling K Zentraler Grenzwertsatz #