Mathematik · Klasse 7–8 · aktualisiert
Streudiagramm erstellen und richtig interpretieren
Ein Streudiagramm zeigt Wertepaare als Punkte. Du lernst, es zu erstellen, Muster und Ausreißer zu erkennen und Zusammenhang von Ursache zu trennen.
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Kurz gesagt
Ein Streudiagramm stellt Wertepaare zweier quantitativer Merkmale als Punkte in einem Koordinatensystem dar, zum Beispiel Lernzeit auf der X-Achse und Punktzahl auf der Y-Achse. Steigt die Punktwolke nach rechts, ist der Zusammenhang positiv, fällt sie, ist er negativ. Ein Zusammenhang beweist aber keine Ursache.
Ein Streudiagramm zeigt, wie zwei quantitative Variablen zusammenhängen könnten. Jedes Wertepaar wird als ein Punkt eingezeichnet. An der entstehenden Punktwolke kannst du Richtung, Form und Stärke eines Zusammenhangs sowie mögliche Ausreißer untersuchen.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Ein Streudiagramm braucht zwei Merkmale, deren Werte als Zahlen gemessen werden können. Beispiele sind Körpergröße und Gewicht, Außentemperatur und Getränkeverkauf oder Fahrzeuggewicht und Motorleistung. Jeder Punkt steht für genau einen untersuchten Fall, zum Beispiel eine Person, einen Tag oder ein Automodell. Die Achsen müssen eindeutig beschriftet sein. Zu einer gemessenen Größe gehört außerdem ihre Einheit. Arbeite in einer festen Reihenfolge: Fragestellung klären: Welche zwei quantitativen Variablen möchtest du vergleichen? Wertepaare bilden: Ordne jedem untersuchten Fall seine beiden Messwerte zu. Achsen festlegen: Trage meist die Eingabe- oder Einflussvariable auf der X-Achse und die untersuchte Zielgröße auf der Y-Achse ab. Beschriften: Nenne Variable und Einheit an jeder Achse. Skalen wählen: Nutze gleichmäßige, gut lesbare Abstände und einen Bereich, der alle Werte enthält. Punkte eintragen: Kontrolliere für jeden Punkt beide Koordinaten. Muster beschreiben: Untersuche Richtung, Form, visuelle Stärke, Gruppen und mögliche Ausreißer. Aussage begrenzen: Unterscheide Zusammenhang und Ursache. Eine eingezeichnete Trend- oder Regressionslinie kann das Gesamtmuster zusammenfassen. Sie ersetzt jedoch weder die Betrachtung der Punktwolke noch die Prüfung von Ausreißern und beweist ebenfalls keine Ursache.
Definition
Wertepaar
Ein Wertepaar besteht aus zwei zusammengehörenden Messwerten. Der erste Wert bestimmt die waagerechte Position auf der X-Achse, der zweite die senkrechte Position auf der Y-Achse.
Beispiel: Lernzeit und Punktzahl bei fünf Lernenden
- 1Wertepaare (Stunden | Punkte): (1 | 42), (2 | 49), (3 | 55), (4 | 63), (5 | 69)
- 2X-Achse: Lernzeit in Stunden, Y-Achse: Punktzahl
- 3„3 Stunden und 55 Punkte“ wird zum Punkt mit der X-Koordinate 3 und der Y-Koordinate 55.
- 4Die Punkte steigen von links unten nach rechts oben: Mehr Lernzeit geht in diesen Daten tendenziell mit mehr Punkten einher.
- 5Warum das so ist, zeigt das Diagramm allein nicht.
Merke: Ein Streudiagramm zeigt Wertepaare zweier quantitativer Variablen. Gestapelte Punkte, die nur die Häufigkeiten einer einzigen Variablen darstellen, gehören zu einem anderen Punktdiagramm-Konzept.
Teste dich
Lies nicht zuerst einzelne Punkte ab. Betrachte zunächst die gesamte Punktwolke und frage nach Richtung, Form und Stärke des sichtbaren Zusammenhangs. Die visuelle Stärke beschreibt, wie deutlich die Punkte einem Muster folgen. Liegen sie eng um eine gedachte Gerade, wirkt der lineare Zusammenhang stärker. Sind sie weit verstreut, wirkt er schwächer. Eine genaue Zahl für die Stärke lässt sich nicht allein durch Anschauen bestimmen.
Definition
Zusammenhangsformen
Positiver Zusammenhang: Mit größeren X-Werten treten tendenziell größere Y-Werte auf. Die Punktwolke steigt nach rechts an. Negativer Zusammenhang: Mit größeren X-Werten treten tendenziell kleinere Y-Werte auf. Die Punktwolke fällt nach rechts ab. Kein erkennbarer Zusammenhang: Die Punkte bilden keine klare steigende, fallende oder gekrümmte Struktur. Nichtlinearer Zusammenhang: Das Muster ist erkennbar, lässt sich aber nicht sinnvoll durch eine einzige Gerade beschreiben.
Beispiel: Außentemperatur und Heißgetränke
- 1Die Punkte verlaufen überwiegend von links oben nach rechts unten.
- 2Beschreibung: „In diesen Daten besteht ein negativer Zusammenhang. An wärmeren Tagen wurden tendenziell weniger Heißgetränke verkauft.“
- 3Das Wort tendenziell ist wichtig: Nicht jeder Punkt muss genau dem Gesamtmuster folgen.
Beispiel: Fallender Trend mit einer Abweichung
- 1Wertepaare: (1 | 8), (2 | 6), (3 | 7), (4 | 4), (5 | 3)
- 2Insgesamt fällt die Punktwolke nach rechts.
- 3Der Punkt (3 | 7) liegt höher als der vorherige, hebt den Gesamttrend aber nicht auf.
- 4Auswertung: „Es ist ein negativer Zusammenhang erkennbar, obwohl nicht jedes benachbarte Wertepaar genau dem Trend folgt.“
Teste dich
Ein einzelner Punkt kann weit von der übrigen Punktwolke entfernt liegen. Er ist dann ein möglicher Ausreißer. Ein ungewöhnlicher Punkt kann durch einen Eingabefehler oder eine fehlerhafte Messung entstehen. Er kann aber auch einen echten, besonders interessanten Fall zeigen. Deshalb solltest du ihn nicht automatisch löschen. Gehe stattdessen so vor: Prüfe, ob der Wert korrekt übertragen und gemessen wurde. Suche nach einer sachlichen Besonderheit des untersuchten Falls. Untersuche, wie sich die Beschreibung des Musters mit und ohne diesen Punkt verändert. Erkläre offen, wie du mit dem Punkt umgehst. Ein Punkt kann bei einem Variablenpaar auffällig sein und bei einem anderen mitten in der Punktwolke liegen. „Ausreißer“ ist daher keine unveränderliche Eigenschaft eines Falls. Farben oder unterschiedliche Symbole können zusätzlich Gruppen markieren, etwa Herkunftsländer oder Fahrzeugtypen. Solche kategorialen Merkmale liefern Zusatzinformationen; die beiden Achsen zeigen weiterhin quantitative Variablen.
Definition
Ausreißer
Ein Ausreißer ist ein ungewöhnlicher Wert, der sich im betrachteten Diagramm deutlich von den übrigen Punkten abhebt. Ob er tatsächlich problematisch ist, muss geprüft werden.
Teste dich
Ein Streudiagramm zeigt zunächst nur, dass zwei Merkmale in den beobachteten Daten gemeinsam variieren. Es beweist nicht, dass das eine Merkmal das andere verursacht. Angenommen, größere Unternehmen beschäftigen tendenziell mehr Menschen und erzielen höhere Gewinne. Daraus folgt nicht automatisch: „Mehr Beschäftigte verursachen den höheren Gewinn.“ Auch Branche, Unternehmensgröße, Nachfrage oder andere Einflüsse könnten beide Größen mitbestimmen. Hilfreiche Formulierungen sind: „Mit steigendem X steigt Y tendenziell.“ „Zwischen X und Y ist ein positiver Zusammenhang erkennbar.“ „Das Diagramm allein belegt keine Ursache.“ Vermeide ohne weitere Belege Aussagen wie „X führt zu Y“ oder „X bewirkt Y“.
Definition
Korrelation und Kausalität
Eine Korrelation ist ein statistischer Zusammenhang zwischen Variablen. Kausalität bedeutet dagegen, dass eine Veränderung tatsächlich eine andere Veränderung verursacht.
Merke: Beschreibe zuerst, was die Punkte zeigen. Eine Ursache darfst du nur behaupten, wenn zusätzliche Untersuchungen und sachliche Begründungen sie stützen.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Streudiagramm
Grundlage
zwei quantitative Variablen, ein Punkt je Wertepaar
Achsen
beschriftet, mit Einheiten und gleichmäßigen Skalen
Richtung
steigende Wolke positiv, fallende Wolke negativ
Form und Stärke
linear oder nichtlinear, eng oder weit gestreut
Ausreißer
erst prüfen, nicht automatisch löschen
Aussage begrenzen
Ein Zusammenhang ist keine Ursache
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Temperatur und Eisverkauf auswerten
- 1Daten an fünf Tagen (Temperatur in °C | verkaufte Kugeln): (18 | 40), (21 | 55), (24 | 62), (27 | 80), (30 | 91)
- 2X-Achse: Temperatur in °C von 15 bis 30, Y-Achse: verkaufte Kugeln von 0 bis 100
- 3Punkte eintragen, etwa (24 | 62): 24 nach rechts, 62 nach oben
- 4Richtung: Die Punktwolke steigt nach rechts, der Zusammenhang ist positiv.
- 5Form: Die Punkte liegen nah an einer gedachten Geraden, einen Ausreißer gibt es nicht.
- 6Aussage: An wärmeren Tagen wurde in diesen Daten tendenziell mehr Eis verkauft.
Fehler finden
Handyzeit und Noten auswerten In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 4Das Diagramm zeigt nur einen Zusammenhang, keine Ursache. Andere Einflüsse, etwa Schlaf oder Lernzeit, könnten beides mitbestimmen. Richtig: „In diesen Daten gehen längere Handyzeiten tendenziell mit schlechteren Noten einher.“
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Im Streudiagramm stellt jeder Punkt ein dar. Die erste Variable steht auf der . Vor dem Eintragen prüfst du auch die der beiden Größen.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback