Streudiagramm und Zusammenhang

Scatter plots and association

Mathematik Klasse 8 19 Aufgaben
StatistikDatenDiagrammeKorrelation

Zu jedem Kind gehören zwei Werte — Körpergröße und Schuhgröße, Lernzeit und Testpunkte. Als Punkt (x|y) eingetragen ergibt die Klasse eine Punktwolke. Die Kinder lesen aus ihr ab, ob ein steigender, fallender oder kein Zusammenhang besteht, finden Ausreißer, legen eine Trendgerade durch die Wolke und sagen damit Werte innerhalb des Messbereichs voraus. Räumt die von Batanero, Estepa & Godino (1996/97) und Moritz (2004) beschriebenen Fehlvorstellungen ab: nur steigende Wolken als Zusammenhang gelten lassen, einen Zusammenhang erst bei exakt geordneten Punkten sehen, aus einem einzelnen Punkt urteilen, über den Messbereich hinaus verlängern. Bereitet die Ausgleichsgerade der Physik 8 (Hooke), lineare Funktionen als Modell und Korrelation und Kausalität in Jgst. 11 vor.

Leicht
Multiple Choice #1 12s ▶ Testen

Streudiagramm Körpergröße (x, in cm) gegen Gewicht (y, in kg). Welcher Punkt gehört zu Tom, 152 cm groß und 41 kg schwer?

  • ● (152|41)
  • ○ (41|152)
  • ○ (152|152)
Zuerst kommt der x-Wert (Körpergröße), dann der y-Wert (Gewicht). (41|152) vertauscht die Achsen.
Multiple Choice #2 15s ▶ Testen

Punkte (Lernzeit in h | Testpunkte): (1|8) · (2|11) · (3|13) · (4|17) · (5|19). Welcher Zusammenhang?

  • ● steigend
  • ○ fallend
  • ○ kein Zusammenhang
Je größer x, desto größer meist y — die Punktwolke steigt von links unten nach rechts oben.
Multiple Choice #3 15s ▶ Testen

Punkte (Alter eines Autos in Jahren | Preis in 1000 €): (1|24) · (3|19) · (5|14) · (7|11) · (9|6). Welcher Zusammenhang?

  • ● fallend
  • ○ steigend
  • ○ kein Zusammenhang
Je älter das Auto, desto niedriger der Preis. Auch ein fallender Zusammenhang ist ein Zusammenhang.
Multiple Choice #4 15s ▶ Testen

Punkte (Hausnummer | Alter der Bewohnerin): (2|71) · (5|9) · (8|43) · (11|15) · (14|62). Welcher Zusammenhang?

  • ● kein Zusammenhang
  • ○ steigend
  • ○ fallend
Die Punkte springen ohne Richtung auf und ab. Aus der Hausnummer kann man nichts über das Alter vorhersagen.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Punkte (Außentemperatur in °C | Heizkosten pro Tag in €): (−5|9) · (0|7) · (5|5) · (10|3) · (15|1). Hier besteht ein Zusammenhang.

✓ Wahr
Je wärmer, desto geringer die Heizkosten — ein fallender Zusammenhang. Ein Zusammenhang muss nicht steigen.
Wahr / Falsch #6 15s ▶ Testen

In einer Klasse steigt die Punktwolke Körpergröße gegen Schuhgröße deutlich. Mia ist größer als Jan, hat aber kleinere Füße. Das ist trotzdem möglich.

✓ Wahr
Ein Zusammenhang beschreibt die Richtung der ganzen Wolke, nicht jedes Paar. Einzelne Punkte dürfen abweichen.
Multiple Choice #7 20s ▶ Testen

Punkte (Körpergröße in cm | Schuhgröße): (140|34) · (148|36) · (155|38) · (150|45) · (162|40). Welcher Punkt ist ein Ausreißer?

  • ● (150|45)
  • ○ (162|40)
  • ○ (140|34)
Alle anderen Punkte liegen auf einer steigenden Linie. Schuhgröße 45 bei 150 cm passt nicht dazu — prüfen, ob ein Tippfehler vorliegt.
Wahr / Falsch #8 15s ▶ Testen

Die Trendgerade für Kinder von 6 bis 12 Jahren zeigt: pro Jahr etwa 6 cm größer. Damit darf man die Körpergröße mit 40 Jahren vorhersagen.

✓ Falsch
Die Trendgerade gilt nur im gemessenen Bereich. Erwachsene wachsen nicht mehr — außerhalb der Daten führt das Verlängern in die Irre.
Wahr / Falsch #9 15s ▶ Testen

Die Punktwolke Lernzeit gegen Testpunkte steigt deutlich. Nur Lisa hat 5 h gelernt und 6 Punkte. Lisas Punkt zeigt, dass Lernen nicht hilft.

✓ Falsch
Ein einzelner Punkt widerlegt den Zusammenhang der ganzen Wolke nicht. Man urteilt nach der Gesamtform, nicht nach einem Punkt.
Wahr / Falsch #10 15s ▶ Testen

Die Punktwolke Anzahl Bücher zu Hause gegen Lesenote zeigt einen klaren Zusammenhang. Damit ist bewiesen, dass gekaufte Bücher die Lesenote verbessern.

✓ Falsch
Eine Punktwolke zeigt einen Zusammenhang, keine Ursache. Vielleicht wird in Familien mit vielen Büchern auch mehr vorgelesen — das könnte beides erklären.
Multiple Choice #11 15s ▶ Testen

Punkte (Stunden Handy pro Tag | Stunden Schlaf): (1|9) · (2|9) · (3|8) · (4|8) · (5|7). Welcher Zusammenhang?

  • ● fallend
  • ○ kein Zusammenhang
  • ○ steigend
Je mehr Handyzeit, desto weniger Schlaf — die Wolke fällt, auch wenn manche Punkte gleich hoch liegen. Ob das Handy die Ursache ist, zeigt das Diagramm allein nicht.
Mittel
Lückentext #1 20s ▶ Testen

Eine Trendgerade geht durch (0|20) und (10|40). Für x = 5 sagt sie y = ___ voraus.

✓ Antwort: 30
x = 5 liegt genau in der Mitte zwischen 0 und 10, also liegt y in der Mitte zwischen 20 und 40 — bei 30.
Lückentext #2 15s ▶ Testen

Streudiagramm Lernzeit (x, in h) gegen Testpunkte (y). Ben lernt 3 h und erreicht 14 Punkte. Sein Punkt ist (___|14).

✓ Antwort: 3
Der x-Wert steht vorne. x ist hier die Lernzeit, also kommt die 3 an die erste Stelle.
Lückentext #3 20s ▶ Testen

Punkte (Alter eines Baums in Jahren | Stammumfang in cm): (5|30) · (10|55) · (15|85) · (20|110). Die Punktwolke ist ___ (steigend, fallend oder ohne Zusammenhang).

✓ Antwort: steigend
Je älter der Baum, desto größer der Umfang — die Punkte steigen von links unten nach rechts oben.
Lückentext #4 25s ▶ Testen

Punkte (Körpergröße in cm | Schuhgröße): (138|33) · (145|35) · (152|37) · (147|44) · (160|39). Der Ausreißer gehört zur Körpergröße ___ cm.

✓ Antwort: 147
Die anderen vier Punkte steigen gleichmäßig. Schuhgröße 44 bei 147 cm passt nicht dazu — dieser Punkt fällt aus der Wolke heraus.
Schwer
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Feder mit Gewichtsstücken: (0 g|10 cm) · (100 g|12 cm) · (200 g|14 cm) · (300 g|16 cm). Welche Länge sagt die Trendgerade für 150 g voraus?

  • ● 13 cm
  • ○ 12 cm
  • ○ 15 cm
Pro 100 g wird die Feder 2 cm länger, pro 50 g also 1 cm. 12 cm + 1 cm = 13 cm. 12 cm ist nur der Wert des nächsten Punkts.
Multiple Choice #2 25s ▶ Testen

Welches Größenpaar ergibt in einer Klasse eine fallende Punktwolke?

  • ● gefahrene km seit dem Tanken | Liter im Tank
  • ○ Körpergröße | Armlänge
  • ○ Geburtstag im Monat | Körpergröße
Je weiter das Auto seit dem Tanken gefahren ist, desto weniger Benzin ist noch im Tank. Größe und Armlänge steigen gemeinsam; der Geburtstagstag hängt mit der Größe nicht zusammen.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Streudiagramm Lernzeit (x, in h) gegen Testpunkte (y). Was bedeutet der Punkt (4|17)?

  • ● Ein Kind hat 4 h gelernt und 17 Punkte erreicht.
  • ○ Ein Kind hat 17 h gelernt und 4 Punkte erreicht.
  • ○ 4 Kinder haben 17 Punkte erreicht.
Jeder Punkt ist ein Kind mit seinen zwei Werten. Der erste Wert gehört zur x-Achse (Lernzeit), der zweite zur y-Achse (Punkte). Eine Anzahl von Kindern steht nicht im Punkt.
Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

In einer Klasse steigt die Punktwolke Körpergröße gegen Gewicht deutlich. Welche Aussage passt dazu?

  • ● Größere Kinder sind meistens schwerer.
  • ○ Jedes größere Kind ist schwerer als jedes kleinere.
  • ○ Wer schwerer wird, wächst dadurch.
Die Wolke zeigt eine Richtung für die ganze Klasse. Einzelne Paare dürfen abweichen, und eine Ursache zeigt das Diagramm nicht.