Unterrichtsmaterialien

Standardisierung der Binomialverteilungen
mit Excel


- Kommentar -
Mathematik
am
Helmholtz



Klasse
12 oder 13  
Reihenthema
Binomialverteilung  
Bemerkungen zur Sequenz
Diese Sequenz kann überall eingebaut werden, an der die folgenden Voraussetzungen erfüllt sind. Faktisch ergibt sich ein Interesse an solch einer Normierung aber meist erst, wenn eine gewisse Vertautheit im Umgang mit den Verteilungen erreicht wurde, z.B. duch Behandlung diverser Anwendungen.  
Voraussetzungen
Mathematik: Binomialverteilungen und ihre Kenngrößen: mue und sigma
Excel: Wird als fertige Anwendung vorgegeben.
 


Die Idee

Alle Binomialverteiungen sehen "irgendwie gleich" aus: Hochpunkt beim Erwartungswert, halbwegs symmetrische Streung um diese Stelle, zumindest bei "vernünftigen" Randbedingungen (Laplace-Bedingung: n*p*(1 - p) > 9).Wenn man ein gemeinsames Modell für all diese Fälle sucht, geht man sinnvollerweise von den beiden Kenngrößen MUE und SIGMA aus:

  • Man plottet zunächst eine Reihe von Verteilungen.
  • Man schiebt jede Verteilung um ihren individuellen Erwartungswert MUE nach links. Damit liegt der Hochpunkt bei x = 0. Aber alle Verteilungen sehen noch so aus wie vorher.
  • Dann eliminiert man die individuelle Streung, indem man die x-Werte durch SIGMA teilt.
  • Da sich nun die Fläche unter der Kurve verändert und nicht mehr den Wert 1 hat, multipliziert man alle Funktionswerte mit SIGMA.

Mit den folgenden Excel-Anwendungen kann dieser Prozess untersucht werden.

  • Man erstellt ein Histogramm (hier "gefaked")
  • Man verschiebt und streckt mit Hilfe von mue und sigma.

Je nach Größe von n liegt der Schwerpunkte auf unterschiedlichen Aspekten. n = 5 hilft die Flächenverwandlucngen zu erkennen, n = 50 liefert schon fast eine Grenzfunktion.

n = 5


n = 10
n = 50


Beispiel n = 5:    
ursprünliches
Histogramm

-->

pdf
mit Zwischenschritten
normiertes
Histogramm
 
   




Zurück zur
Startseite Mathematik
Zurück zur Übersichtsseite
Unterrichtsmaterialien