Statistik Einführendes Lehrbuch für Wirtschafts- und Sozialwissenschaftler Von Dr. Peter Bohley Professor an der Universität Zürich 7., gründlich überarbeitete und aktualisierte Auflage R. Oldenbourg Verlag München Wien Inhaltsverzeichnis Vorwort V Einleitung 1 1. 2. Kapitel I: 1.1: 1.2: 1.3: 1.4: 1.5: 1.6: 1.7: 1.8: Kapitel II; 2.1: 2.2: 2.3: 2.4: 2.5: 2.6: 2.7: 2.8: 2.9: 2.10: Kapitel III: 3.1: 3.2: 3.3: 3.4: 3.5: 3.6: 3.7: 3.8: 3.9: Was versteht man unter Statistik? Kann man mit Statistik irreführen? 1 2 Preisindizes für den Konsum 5 Inflation und das Adäquationsproblem Die Konstruktion von Preisindizes für den Konsum Der schweizerische und die deutschen Konsumenpreisindizes . Der europäische Verbraucherpreisindex Anwendungen Die deutsche Hyperinflation von 1923 Aufgaben mit Lösungen Antworten auf die Kontrollfragen 5 6 12 18 20 23 24 27 Indexzahlen 29 Vorbemerkung Elementarindizes (Meßziffern) Von den Meßziffern zu gewogenen Indizes Gewogene Indizes . ." Wertindizes Wünschbare Indexeigenschaften Umbasieren und Verketten Der Basiseffekt Aufgaben mit Lösungen Antworten auf die Kontrollfragen 29 30 32 34 44 46 53 56 58 61 Instrumente der Darstellung 63 Vorbemerkung Die Zahlenangabe Statistische Variablen und Skalen Statistische Tabellen Praktische Beispiele Die zeichnerische Darstellung Darstellung bevölkerungsstatistischer Kennzahlen Aufgaben mit Lösungen Antworten auf die Kontrollfragen 63 64 64 66 70 73 97 106 116 X Inhaltsverzeichnis Kapitel IV: 4.1: 4.2: 4.3: 4.4: 4.5: Kapitel V: 5.1: 5.2: 5.3: 5.4: 5.5: 5.6: 5.7: Kapitel VI: 6.1: 6.2: 6.3: 6.4: 6.5: 6.6: 6.7: 6.8: Kapitel VII: 7.1: 7.2: 7.3: 7.4: 7.5: 7.6: 7.7: 7.8: Kapitel VIII: 8.1: 8.2: 8.3: 8.4: 8.5: 8.6: Mittelwerte 117 Vorbemerkung Die lagetypischen Mittelwerte Modus und Mediän Rechnerische Mittelwerte (Durchschnitte) Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 117 118 122 139 145 Kennzahlen der Streuung 147 Vorbemerkung Lagetypische Kennzahlen Standardabweichung und Varianz Der Variationskoeffizient Volatilität Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 147 149 154 165 166 168 172 Die Messung von Konzentration 173 Vorbemerkung Absolute Konzentration und Konzentrationsrate Die Lorenzkurve Der Gini-Koeffizient Relative Konzentration und Streuung Der Herfindahl-Koeffizient Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 173 175 178 183 187 192 196 202 Zweidimensionale Daten - Regression 205 Vorbemerkung Streuungsdiagramm und Freihandgerade Kriterien für die Anpassung einer Geraden Die Methode der kleinsten Quadrate Lineare und Nichtlineare Regression Die vereinfachte Form Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 205 206 208 212 216 223 228 232 Zweidimensionale Daten - Korrelation 233 Vorbemerkung Der Korrelationskoeffizient r Die Kovarianz Der Determinationskoeffizient r2 Regression und Sachlogik Rangkorrelationskoeffizient 233 234 239 242 248 249 8 .7: 8 .8: Kapitel IX 9 .1: 9 .2: 9 .3: 9 .4: 9 .5: 9 .6: 9 .7: 9 .8: 9 .9: 9. 10: Kapitel X: 10.1: 10.2: 10.3: 10.4: 10.5: 10.6: 10.7: 10.8: 10.9: 10.10: 10.11: Kapitel XI: 11.1: 11.2: 11.3: 11.4: 11.5: 11.6: 11.7: Inhaltsverzeichnis XI Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 251 253 Zeitreihenanalyse 255 Vorbemerkung Berechnung von Trend und glatter Komponente Modelle der Zeitreihenzerlegung Bestimmung der Saisonkomponente Zeitreihen in der Praxis Die Zeitreihe der Arbeitslosen Exkurs zur Methodik der Kategorienbildung Einige einfache Prognoseverfahren Aufgaben mit Lösung Antworten auf Kontrollfragen 255 256 268 270 277 278 282 284 292 296 Wahrscheinlichkeitsrechnung 299 Vorbemerkung Wahrscheinlichkeitsbestimmung als reine Denkaufgabe: Der klassische Wahrscheinlichkeitsbegriff Der statistische Wahrscheinlichkeitsbegriff und das Gesetz der großen Zahl } Der Begriff der subjektiven Wahrscheinlichkeit Die Axiome der Wahrscheinlichkeitsrechnung Addition von Wahrscheinlichkeiten (Rechenregeln I) Bedingte Wahrscheinlichkeit (Rechenregeln II) Stochastische Unabhängigkeit (Rechenregeln III) Das Bayessche Theorem (Rechenregeln IV) Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 299 Zufalls 337 variablen Zum Begriff der Zufallsvariablen Wahrscheinlichkeits- und Verteilungsfunktion einer diskreten Zufallsvariablen Dichte- und Verteilungsfunktion einer stetigen Zufallsvariablen Die Kennzahlen von (diskreten und stetigen) Zufallsvariablen Transformationen von Zufallsvariablen Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 300 304 310 312 313 317 321 326 331 335 337 343 347 352 355 362 369 XII Inhaltsverzeichnis Kapitel XII: 12.1: 12.2: 12.3: 12.4: 12.5: 12.6: Kapitel XIII: 13.1: 13.2: 13.3: 13.4: 13.5: 13.6: 13.7: Kapitel XIV: 14.1: 14.2: 14.3: 14.4: 14.5: 14.6: 14.7: 14.8: Kapitel XV: 15.1: 15.2: 15.3: 15.4: 15.5: 15.6: Kapitel XVI: 16.1: 16.2: 16.3: 16.4: Einige wichtige diskrete Zufallsverteilungen 373 Die Binomialverteilung Die Anteils- oder Proportionenverteilung Die hypergeometrische Zufallsverteilung Die Poissonverteilung Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 373 380 382 385 389 393 Einige wichtige stetige Zufallsverteilungen 395 Die Normalverteilung Die Chiquadratverteilung Die T-Verteilung Die F-Verteilung Die Lognormalverteilung Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 395 411 415 417 419 423 426 Zweidimensionale Zufallsverteilungen 429 Vorbemerkung Multinominalverteilung . .•• Zweidimensionale stetige Rechteckverteilung Zweidimensionale Normalverteilung Abhängige und unabhängige Zufallsvariablen Einige wichtige Ergebnisse für zwei- und n-dimensionale Zufallsvariablen Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 429 429 443 449 450 Konvergenzen, Approximationen, Modelle 463 453 457 461 Vorbemerkung 463 Approximation der Binomialverteilung durch die Normalverteilung 465 Weitere Approximationen (Überblick) 469 Modelle für die Verteilung von Stichproben-Kennzahlen . . . 474 Aufgaben mit Lösung 487 Antworten auf die Kontrollfragen 494 Stichproben und Datengewinnung in der Praxis 497 Vorbemerkung Die einfache Zufallsstichprobe Die systematische Stichprobe Die Klumpenstichprobe 497 500 504 505 16.5: 16.6: 16.7: 16.8: 16.9: 16.10: Inhaltsverzeichnis XIII Das Quotenverfahren Die geschichtete Stichprobe Weitere Auswahlverfahren Der Fragebogen Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 509 512 516 517 521 525 Kapitel XVII: Parameter- und Intervallschätzungen 17.1: 17.2: 17.3: 17.4: 17.5: 527 Vorbemerkung Punktschätzungen Vertrauensintervalle (VI) Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 527 528 537 560 564 Kapitel XVIII: Hypothesentests (Parametertests) 567 18.1: 18.2: 18.3: 18.4: 18.5: 18.6: 18.7: 18.8: 18.9: Kapitel XIX: 19.1: 19.2: 19.3: 19.4: 19.5: 19.6: 19.7: 19.8: 19.9: Kapitel XX: 20.1: 20.2: 20.3: 20.4: 20.5: Vorbemerkung Konzepte und Begriffe - Illustration an einem Test bezüglich \i (ax bekannt) Tests bezüglich \i Tests bezüglich o2 Tests bezüglich rc Varianzanalyse (Vergleich mehrerer (i) Überblick über die behandelten Tests Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 567 Verteilungstests (Nichtparametrische Tests) 625 Vorbemerkung Sichttest mittels Wahrscheinlichkeitspapier Chiquadrat-Anpassungstest Chiquadrat-Homogenitätstest Chiquadrat-Unabhängigkeitstest Vorzeichentest Überblick über die Testverfahren von Kapitel XIX Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 625 625 629 635 639 642 642 645 649 Stochastische Einfachregression 651 569 588 597 603 609 616 618 621 Vorbemerkung 651 Das stochastische Regressionsmodell 653 Schätzer und Punktschätzungen für die Parameter a0 und ß . . 658 Vertrauensintervalle für a() und ß 663 Hypothesentest bezüglich ß 672 XIV Inhaltsverzeichnis 20.6: 20.7: 20.8: Kapitel XXI: 21.1: 21.2: 21.3: 21.4: 21.5: 21.6: 21.7: 21.8: 21.9: Prognosen Aufgaben mit Lösung Antworten auf die Kontrollfragen 675 681 685 Mehrfachregression 687 Vorbemerkung 687 Einfachregression in Matrixschreibweise 687 Allgemeine Mehrfachregression 694 Multipler Korrelations- und Determinationskoeffizient 699 Polynomiale Regression 701 Intervallschätzungen und Hypothesentests bei Mehrfachregression 704 Ein Beispiel mit mehreren Variablen und Multikollinearität . . 715 Aufgaben mit Lösung 718 Antworten auf Kontrollfragen 723 Literaturverzeichnis 725 Statistische Tabellen 735 Griechisches Alphabet 758 Anhang zu Kapitel X, Abschnitt 10.3 (Gesetz der großen Zahl) 759 Anhang zu Kapitel XV, Abschnitt 15.4.A (Zentraler Grenzwertsatz) 765 Anhang zu Kapitel XVI, Abschnitt 16.1 (Volkszählung) 771 Register 777