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Beispiele
für Themen, die mit dem
Programm behandelt werden können:
Bernoullisches
Gesetz der großen Zahl
Sie können z.B. einen Würfel (Zufallsvariable mit 6
Werten) über Experiment/Neu/Diskret erzeugen.
Wählen Sie zuerst berechnete Wahrscheinlichkeit und klicken
Sie auf OK.
Nun können Sie das Experiment über
Bearbeiten/Kopieren in die Zwischenablage legen und mit
Bearbeiten/Einfügen ein zweites Experiment einfügen.
Dessen Eigenschaften holen Sie mit Experiment/Bearbeiten. Dort
ändern Sie den Namen und stellen auf Simulation. Nun beginnen
Sie mit 100 Simulationen.
Durch das gleiche Vorgehen über die Zwischenablage erzeugen
Sie nun der Reihe nach Experimente mit immer mehr Simulationen.
Wählen Sie Ansicht/Tabelle. Jetzt können Sie sehen,
dass mit zunehmender Anzahl der Simulationen die berechnete
Wahrscheinlichkeit immer besser erreicht wird. |
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Darstellung von
Binomialverteilungen in Abhängigkeit von n und p
Sie können z.B. eine Zufallsvariable mit 2 Werten
(Binomialverteilung) über Experiment/Neu/Diskret erzeugen.
Wählen Sie jetzt 10 Ziehungen und geben Sie die
Wahrscheinlichkeit mit 0,9 bzw. 0,1 an.
Nun können Sie mit Datei/Neu/in neuem Fenster dieselbe
Binomialverteilung mit den Wahrscheinlichkeiten 0,3 und 0,7 anzeigen
und evtl. in einem 3.Fenster eine Binomialverteilung mit 0,5. Die 3
Fenster nebeneinander gestellt zeigen die Abhängigkeit der
Verteilung von p. In gleicher Weise können Sie bei festem p
die Anzahl der Ziehungen variieren und als Balkendiagramm darstellen.
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Binomialverteilung
und hypergeometrische Verteilung
Mit dem Programm kann man auch Urnenziehungen darstellen.
Dazu geben Sie statt der Wahrscheinlichkeit die Anzahl der Kugeln in
die Tabelle ein. Zuerst müssen Sie Urne anklicken.
Wählen Sie nun z.B. bei einer Zufallsvariablen mit 2 Werten 10
bzw. 40 Kugeln und 10 Ziehungen. Nun können Sie zum Vergleich
das Experiment einmal mit und einmal ohne Zurücklegen
darstellen.
Ändert man die Anzahl der Kugeln auf 100 bzw. 400, dann sieht
man wie sich bei größerer Kugelzahl die
hypergeometrische Verteilung der Binomialverteilung annähert.
Vergleichen Sie auch die statistischen Werte der Verteilungen
(Experiment/Statitistik). |
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Annäherung der
Binomialverteilung durch die Normalverteilung
Erzeugen Sie
zuerst eine Binomialverteilung mit 50 Ziehungen: Erster Wert ist 0 und
die Wahrscheinlichkeit 0,6, zweiter Wert ist 1 und die
Wahrscheinlichkeit 0,4.
Stellen Sie
nun von Hand das Koordinatensystem auf x von -3 bis 32 und die
Wahrscheinlichkeit auf 0,5. Gesucht ist eine Kurve, die diese
Verteilung möglichst gut annähert.
Wir beginnen
mit der Funktion p(x)=normal(x) (Experiment/neu/stetig). Normal(x)
steht für , gerechnet von -3 bis 3. Die entstandene Kurve
sitzt an der falschen Stelle. Ihr Hochpunkt sollte bei x=20 sitzen.
Deshalb verändern wir die Funktion (Experiment/Bearbeiten) in
p(x)=normal(x-20) und rechnen von 10 bis 30. Nun sitzt sie richtig, ist
aber zu hoch. Wir besorgen uns aus der Statistik die Standardabweichung
der Binomialverteilung und ändern die Funktion in
normal((x-20)/sqrt(12))/sqrt(12). Statt dem exakten Wert
sqrt(50*0,4*0,6) kann man auch den abgelesenen Wert 3,46
benützen.
Das
Koordinatensystem wird beibehalten, wenn Sie die Abbrechentaste bei der
Anzeige der neuen Koordinatenvorgaben verwenden. |
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Tests an
der Binomialverteilung
Erzeugen Sie eine Binomialverteilung mit 20 Ziehungen einer
Wahrscheinlichkeit von 0,7 bzw. 0,3. Nun kann man über
Experiment/Testen zwei Balken im Schaubild erzeugen. Verschiebt man
z.B. den linken mit der Maus, so wird links unten die
Wahrscheinlichkeit für diesen (invertiert dargestellten)
Bereich angezeigt. Nun kann man überprüfen, bis zu
welcher Zahl die Wahrscheinlichkeit kleiner als 0,05 ist. Damit hat man
den Ablehnungsbereich für die Irrtumswahrscheinlichkeit 0,05
bestimmt.
Auch Fehler 2.Art können damit demonstriert werden. Stellt man
z.B. die Hypothese "die Wahrscheinlichkeit sei 0,5" auf, so
erhält man bei 20 Ziehungen und einer
Irrtumswahrscheinlichkeit von 0,05 in einem zweiseitigen Test: "Die
Hypothese wird angenommen, wenn das Ergebnis zwischen 5 und 15 liegt".
Nun kann man in einem zweiten Fenster die Wirklichkeit darstellen, die
z.B. aus einer Binomialverteilung mit den Wahrscheinlichkeiten 0,7 und
0,3 besteht. Ein zweiseitiger Test ergibt nun, dass in 58% der
Fälle die falsche Hypothese als richtig angenommen wird.
Sie können auch mit Simulationen Testergebnisse realistisch
darstellen. Stellen Sie Simulationen auf 1, führen das
Experiment mehrmals durch und lassen nun die Schüler
entscheiden. Dann stellen Sie Simulationen auf 100 und vergleichen. |
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Zentraler
Grenzwertsatz
Wählen Sie eine Zufallsvariable mit 4 Werten, die gleich
wahrscheinlich sind. Nun erhöhen Sie die Anzahl der Ziehungen
von 1 über 2 auf 10 und demonstrieren damit den zentralen
Grenzwertsatz. |

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