Lösungen Hypothesentest II Casio fx-CG50, fx-CG20

Lösungen der Aufgaben zum Hypothesentest II mit dem
grafikfähigen Taschenrechner Casio fx-CG50 und Casio fx-CG20

Erläuterungen

Die hier dargestellten Rechnungen sind Teilberechnungen, aus bestehenden Hypothesentestaufgaben, auf die an entsprechender Stelle verlinkt wird. Die Rechnungen wurden mit dem GTR Casio fx-CG20 durchgeführt. Abweichungen in den Ergebnissen sind darauf zurückzuführen, dass die Originalaufgaben mit Tabellenwerten entsprechender Binomialverteilungen, bzw. mit Näherungswerten der Normalverteilung berechnet wurden.

Eine Einführung in den Casio fx-CG20 und Casio fx-CG 50 finden Sie hier.

Update auf Casio fx-CG50

Wer noch den Casio fx-CG20 hat, kann sich auf der Webseite der Firma ein kostenloses Update herunterladen. Dann können Sie auch die neuen Funktionen des Casio fx-CG50 nutzen. Suchen Sie dazu auf https://www.casio-europe.com/de/ nach ‚FX-CG20 & FX-CG50 Betriebssystem-Update‘. Ich gebe hier jedoch nicht den direkten Link ein, weil es in der Zwischenzeit vielleicht bereits ein neueres Update gibt.

Aufgabe 1.1 Ausführliche Lösung  

Nullhypothese: H0: p = 0,3 Alternativhypothese: H1: p ≠ 0,3
Signifikanzniveau: α ≤ 10%.
Fehler 2. Art für p = 0,2 ermitteln.
Bei einem Erhebungsumfang von n = 170 verzeichnet man k Erfolge.
Es handelt sich um einen beidseitigen Hypothesentest, denn kleine, wie auch große Werte von k sprechen gegen H0.
Da es zwei Ablehnungsbereiche gibt, wird hier die Vereinbarung getroffen, dass diese sich symmetrisch zum Erwartungswert 51 positionieren.

Berechnung des Ablehnungsbereichs und Überprüfung des tatsächlichen Signifikanzniveaus.

A11_1: Berechnung des Ablehnungsbereichs und Überprüfung des tatsächlichen Signifikanzniveaus

Ablehnungs-und Annahmebereich sehen dann wie folgt aus:
{ 0 … 40 } { 41 …. 51 … 61 } { 62 … 170 }

Fällt die Anzahl k der Erfolge in einen der beiden Ablehnungsbereiche, wird die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen.
Der dabei auftretende Fehler (Fehler 1. Art) wäre dann etwa 7,83%.

Eingabeprozedur:

A11_2



Aufgabe 1.2 Ausführliche Lösung

Falls H0 nicht gilt, sondern p = 0,2 richtig ist, d.h. die Hypothese p = 0,3 ist falsch, aber das Stichprobenergebnis fällt zufällig in den Annahmebereich von H0 , nimmt man H0 fälschlicherweise an.
Die Wahrscheinlichkeit dafür, diesen Fehler zu machen ist der Fehler 2. Art.
Man bestimmt diesen Fehler, indem man unter der Annahme, dass p = 0,2 richtig ist, die Wahrscheinlichkeit des Annahmebereichs von H0 berechnet.

A12_1

Falls H0 falsch und p = 0,2 richtig ist, fällt das Ergebnis dennoch zu 10,7% in den Annahmebereich von H0.
Die Nullhypothese würde fälschlicherweise angenommen werden.
Dieser Fehler heißt Fehler 2. Art.
Er beträgt 10,7% und ist im Vergleich zum Fehler 1. Art mit 7,83% vergleichbar groß.

Eingabeprozedur:

A12_2

Aufgabe 2.1. Ausführliche Lösung

Bei einem Erhebungsumfang von n = 300 verzeichnet man k Erfolge.
Verschiedene Interessen erfordern unterschiedliche Hypothesentests des selben Objektes.
Nullhypothese: H0: p ≤ 0,05 Alternativhypothese: H1: p > 0,05
Nullhypothese: H0: p ≥ 0,05 Alternativhypothese: H1: p < 0,05
Signifikanzniveau in beiden Fällen: α ≤ 5%.
Es ist jeweils ein rechts – bzw. linksseitiger Test durchzuführen.

Rechtsseitiger Test:
Berechnung des Ablehnungsbereichs und Überprüfung des tatsächlichen Signifikanzniveaus.

A21_1
Bei einer Anzahl von k = 22 oder mehr Erfolgen, würde die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen werden.
Der dabei auftretende Fehler (Fehler 1. Art) wäre dann etwa 4,85%.

Eingabeprozedur:

A21_2



Aufgabe 2.2. Ausführliche Lösung

Bei einem Erhebungsumfang von n = 300 verzeichnet man k Erfolge.
Nullhypothese: H0: p ≥ 0,05 Alternativhypothese: H1: p < 0,05
Signifikanzniveau: α ≤ 5%.

Linksseitiger Test:
Berechnung des Ablehnungsbereichs und Überprüfung des tatsächlichen Signifikanzniveaus.

A22_1.gif
Bei einer Anzahl von k = 8 oder weniger Erfolgen, würde die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen werden.
Der dabei auftretende Fehler (Fehler 1. Art) wäre dann etwa 3,4%.

Eingabeprozedur:

A22_2

Aufgabe 2.3. Lösung

Gegenüberstellung von linksseitigem und rechtsseitigem Hypothesentest

A23_1
Rechtsseitiger Test:
Fehler 1. Art 4,85%
Bei mehr als 21 Erfolgen wird H0 abgelehnt.

A23_2
Linkssseitiger Test:
Fehler 1. Art 3,4%
Bei weniger als 9 Erfolgen wird H0 abgelehnt.

Aufgabe 3. Ausführliche Lösung

Nullhypothese: H0: p ≥ 0,15 Alternativhypothese: H1: p < 0,15
Signifikanzniveau: α ≤ 5%.
Bei einem Erhebungsumfang von n = 140 verzeichnet man k Erfolge.
Es handelt sich um einen linksseitigen Hypothesentest, denn kleine Werte von k sprechen gegen H0.
Wie ändert sich der Fehler 1. Art, wenn k = 19 als untere Grenze des Annahmebereichs von H0 eingesetzt wird?

Berechnung des Ablehnungsbereichs und Überprüfung des tatsächlichen Signifikanzniveaus.

A3_1
Bei einer Anzahl von k = 13 oder weniger Erfolgen, würde die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen werden.
Der dabei auftretende Fehler (Fehler 1. Art) wäre dann etwa 3,22%.

Eingabeprozedur:

A3_2

Wird der Ablehnungsbereich auf { 0 … 18 } vergrößert, dann gilt für das Signifikanzniveau:
A3_3

Bei einer Anzahl von k = 18 oder weniger Erfolgen, würde die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen werden.
Der dabei auftretende Fehler (Fehler 1. Art) wäre dann jezt etwa 28,3%.

Rechenhelfer für die Binomialverteilung

                   

formel_02              int_02

formel_03              int_03

formel_04       int_04



Dies sind Ergänzung zu den Lösungen zum Hypothesentest II.

Hier finden Sie die Theorie hierzu Grundlagen zum Hypothesentest

und Hypothesentest, ein einfacher Zugang mit Würfeln.

Hier finden Sie eine Übersicht über alle Beiträge zum Thema Wahrscheinlichkeitsrechnung, darin auch Links zu Aufgaben.

Weitere Beispiele zu dem Casio fx-CG20 in der Übersicht über alle Beiträge zum grafikfähigen Taschenrechner Casio fx-CG20.

Diese Beiträge sind in den Materialien enthalten, die Sie in unserem Shop erwerben können. Pakete mit vielen PDF-Dateien für Schüler ab 1 Euro und für Lehrer als WORD-Dateien, die beliebig geändert werden können.

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