Boxplots vergleichen

Comparing box plots

Mathematik Klasse 7 16 Aufgaben
StatistikDatenBoxplotVergleich

Zwei Boxplots vergleicht man auf derselben Skala in zwei Schritten: Lage (welcher Medianstrich liegt weiter rechts?) und Streuung (welche Box und welche Antennen sind länger?). Lage und Streuung sind verschiedene Eigenschaften: Verschiebt man einen Boxplot, ändert sich nur die Lage. Gleiches Mittel und fast gleicher Median können sehr verschiedene Boxen verbergen. Aus einer Datenliste bestimmt man die fünf Kenngrößen und sucht den Boxplot mit genau diesen Marken. Räumt aus, nur die Lage zu vergleichen. Bereitet das Beurteilen von Aussagen vor.

Lage: Wo liegt die Mitte?

Zwei Boxplots vergleicht man auf derselben Skala in zwei Schritten. Zuerst die Lage: Welcher Medianstrich liegt weiter rechts? Im Bild hat die 7c den Median 11. Verschiebe den Boxplot der 7d: Seine Lage ändert sich, die Länge der Box nicht — die beiden Klassen unterscheiden sich dann nur in der Lage.

Verschiebe die 7d. Was ändert sich, was bleibt gleich?

Streuung: Wie lang ist die Box?

Dann die Streuung: Welche Box und welche Antennen sind länger? Bei den Klassen 7a und 7b vom Anfang (beide Mittel 15) liegen die Mediane fast gleich, bei 15 und 15,5. Aber die Box der 7a ist nur 2 Punkte lang (16 − 14), die der 7b 10,5 Punkte. Auch die Spannweiten unterscheiden sich: 5 gegenüber 23. Je länger Box und Antennen, desto stärker streuen die Werte. Lage und Streuung sind zwei verschiedene Fragen.

Boxplot: 7a Minimum 12, Q1 14, Median 15, Q3 16, Maximum 17; 7b Minimum 3, Q1 9,5, Median 15,5, Q3 20, Maximum 26 0 4 8 12 16 20 24 28 7a 7b P.
Zwei Boxplots derselben Skala: 7a (oben) und 7b (unten).

Um zu einer Datenliste den passenden Boxplot zu finden, bestimmt man Minimum, q₁, Median, q₃ und Maximum und sucht den Boxplot, dessen Marken genau an diesen fünf Stellen stehen.

Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Die Boxplots zeigen die Ergebnisse der Klassen 7c und 7d. In welcher Klasse ist der Median höher?

  • ● 7d
  • ○ 7c
  • ○ in beiden gleich
Der Medianstrich der 7d steht bei 18, der der 7c bei 14. Weiter rechts heißt höherer Median.
Wahr / Falsch #2 15s ▶ Testen

Der Median der 7d liegt 4 Punkte über dem der 7c.

✓ Wahr
Es ist 18 − 14 = 4.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Die Boxplots zeigen die Ergebnisse der Gruppen A und B. Wodurch unterscheiden sich die beiden Gruppen?

  • ● nur in der Lage
  • ○ nur in der Streuung
  • ○ in Lage und Streuung
Box und Antennen haben in beiden Boxplots dieselbe Länge, alle Marken sind um 4 verschoben. Also ändert sich nur die Lage, nicht die Streuung.
Multiple Choice #4 20s ▶ Testen

Die Klassen 7e und 7f haben denselben Median. Welche Klasse streut in der Mitte stärker (längere Box)?

  • ● 7f
  • ○ 7e
  • ○ beide gleich
Die Box der 7f reicht von 10 bis 26 (16 Punkte), die der 7e von 12 bis 20 (8 Punkte). Bei gleichem Median streut die Klasse mit der längeren Box stärker.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Die Spannweite der 7f ist kleiner als die der 7e.

✓ Falsch
Die 7f reicht von 2 bis 30 (Spannweite 28), die 7e von 8 bis 24 (Spannweite 16).
Multiple Choice #6 20s ▶ Testen

Klasse A hat den Quartilsabstand 4, Klasse B den Quartilsabstand 10. Bei welcher Klasse liegen die mittleren 50 % der Werte enger beieinander?

  • ● bei Klasse A
  • ○ bei Klasse B
  • ○ bei beiden gleich
Ein kleinerer Quartilsabstand heißt: Die mittleren 50 % liegen enger beieinander — bei A auf 4 Punkten, bei B auf 10.
Multiple Choice #7 20s ▶ Testen

Welche fünf Kenngrößen (Minimum | q₁ | Median | q₃ | Maximum) gehören zu den Werten 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 15?

  • ● 2 | 4,5 | 8 | 11 | 15
  • ○ 2 | 4 | 8 | 12 | 15
  • ○ 2 | 4,5 | 7 | 11 | 15
Median (7 + 9) : 2 = 8; q₁ = (4 + 5) : 2 = 4,5; q₃ = (10 + 12) : 2 = 11. Bei den anderen Zeilen wurde nur ein Wert der Mitte genommen statt beider (4 und 12, oder der Median 7).
Multiple Choice #8 35s ▶ Testen

Welcher Boxplot gehört zu den Werten 1, 3, 4, 6, 8, 9, 12, 14?

  • ● A
  • ○ B
  • ○ C
Minimum 1, q₁ = 3,5, Median 7, q₃ = 10,5, Maximum 14. A stimmt; bei B steht der Medianstrich bei 6, bei C reicht die Box vom Minimum bis zum Maximum.
Wahr / Falsch #9 15s ▶ Testen

Der Boxplot passt zu den Werten 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 15.

✓ Falsch
Für diese Werte ist q₃ = (10 + 12) : 2 = 11. Im Boxplot endet die Box aber bei 13.
Mittel
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Klasse A hat den Median 12,5, Klasse B den Median 15. Um wie viele Punkte liegt der Median von B höher?

✓ Antwort: 2.5
15 − 12,5 = 2,5.
Zahleneingabe #2 35s ▶ Testen

Klasse A hat q₁ = 9 und q₃ = 14, Klasse B hat q₁ = 5 und q₃ = 19. Um wie viel ist der Quartilsabstand von B größer als der von A?

✓ Antwort: 9
A: 14 − 9 = 5. B: 19 − 5 = 14. Der Unterschied ist 14 − 5 = 9.
Zahleneingabe #3 40s ▶ Testen

Die Werte 3, 5, 6, 9, 11, 12, 14, 20 werden als Boxplot gezeichnet. Wie lang ist die Box?

✓ Antwort: 7.5
q₁ = (5 + 6) : 2 = 5,5, q₃ = (12 + 14) : 2 = 13. Die Box ist 13 − 5,5 = 7,5 lang.
Schwer
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Zwei Boxplots sind gleich lang; der von B ist gegenüber A um 6 nach rechts verschoben. Bei A ist q₃ = 15. Wie groß ist q₃ bei B?

✓ Antwort: 21
Alle Marken werden um 6 verschoben: 15 + 6 = 21. Die Box von B ist genauso lang wie die von A.
Zahleneingabe #2 45s ▶ Testen

Klasse A hat Median 15, q₁ = 12 und q₃ = 18. Klasse B hat denselben Median; ihre Box ist doppelt so lang und der Medianstrich liegt in der Mitte der Box. Wie groß ist q₃ bei B?

✓ Antwort: 21
Die Box von A ist 18 − 12 = 6 lang, die von B 12. Der Median 15 liegt in der Mitte: q₁ = 15 − 6 = 9, q₃ = 15 + 6 = 21.
Zahleneingabe #3 50s ▶ Testen

Liste A: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16. Liste B: 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. Um wie viel ist die Box von A länger als die von B?

✓ Antwort: 4
A: q₁ = 5, q₃ = 13, Box 8. B: q₁ = 5,5, q₃ = 9,5, Box 4. Der Unterschied ist 8 − 4 = 4.
KI-bewertete Rechnung #4 240s ▶ Testen

Zwei Kurse schreiben dieselbe Klausur. Kurs 1: Minimum 8, q₁ = 11, Median 14, q₃ = 16, Maximum 19. Kurs 2: Minimum 4, q₁ = 10, Median 15, q₃ = 21, Maximum 26. Vergleiche die Kurse zuerst in der Lage, dann in der Streuung, jeweils mit Zahlen. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Lage: Die Mediane sind 14 und 15, Kurs 2 liegt nur 1 Punkt höher. Streuung: Quartilsabstand Kurs 1: 16 − 11 = 5, Kurs 2: 21 − 10 = 11; Spannweite Kurs 1: 19 − 8 = 11, Kurs 2: 26 − 4 = 22. Kurs 2 streut etwa doppelt so stark, in der Lage sind die Kurse fast gleich.
Zwei Schritte: Lage über die Mediane, Streuung über Quartilsabstand und Spannweite.