Statistik I

Hier finden Sie die Inhalte des Moduls "Statistik I" der BPO 2020/2022, sowie ergänzende Hinweise, Beweise und die relevanten ShinyApps zur Themen des Moduls.
Statistik I beginnt mit einer Einführung in Notationsgrundlagen (Mengen, Summenzeichen (Teile 1-2). Daran schließt sich zunächst das Themenfeld der Deskriptiven Statistik an und es werden Konzepte wie Maße der Zentralen Tendenz und der Variabilität eingeführt sowie die grundlegende Erstellung von Abbildung mit R erläutert (Teile 3-4). Teil 5 befasst sich dann mit Zusammenhängen und behandelt Themen wie den \(\chi^2\)-Koeffizienten und Pearson's Produkt-Moment-Korrelation. Darauf baut dann Teil 6 mit der einfachen, linearen Regression auf.
Mit Teil 7 beginnt der Bereich der Inferenzstatistik, wobei hier die grundlegende Probematik zunächst aufgezeigt wird. Die Teile 8-9 behandeln dann die notwendigen Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie (axiomatische Wahrscheinlichkeitstheorie, Laplace-Wahrscheinlichkeit, Ergebnisse und Ereignisse, Zufallsvariablen, Verteilungen, ...). Teil 10 führt dann die Punktschätzung von Populationsparametern ein darauf aufbauend und die Logik klassischer Inferenzstatistik wird dann anhand von Simulationen in Teil 11 eingeführt. Teil 12 überträgt diese Situation auf "echte" Signifikanztests, führt ausführliche die Varianten der t-Tests ein und behandelt schließlich auch die Inferenzstatistik der Korrelation und der Regression. Nachdem die Varianten der t-Tests dann bekannt sind, behandelt Teil 13 die Intervallschätzung (Konfidenzintervalle), Teil 14 betrachtet Fehlertypen, Effektstärken und Poweranalysen und Teil 15 behandelt schließlich die non-parametrischen Alternativen zu den Situationen der t-Tests.
Inhalte der Vorlesung "Statistik I":
- Teil 1-2: Grundlagen und Schreibweisen
- Teil 3-4: Deskriptive Statistik
- Teil 5: Zusammenhänge (chi², Kovarianz, Korrelation)
- Teil 6: Einfache lineare Regression und Partialkorrelation
- Teil 7: Einführung in die Inferenzstatistik
- Teil 8-9: Grundlagen der Stochastik, Zufallsvariablen, Verteilungen
- Teil 10-11: Punktschätzung und Logik der Inferenzstatistik
- Teil 12: Die Familie der t-Tests
- Teil 13: Intervallschätzung
- Teil 14: Effektstärken, Power und optimaler Stichprobenumfang
- Teil 15: Non-parametrische Alternativen
Ergänzende Hinweise und Beweise zu Themen aus "Statistik I":
- Mittelwert und Varianz
- Ursprung des Kontingenzkoeffizienten
- Kovarianz
- Analytische Bestimmung der Regressionskoeffizienten (einfache lineare Regression)
- Beweis der Schätzfehlervarianz
- Herleitung der Formel der Partialkorrelation
- Erwartungswert der (korrigierten) Varianz
- Approximation des p-Wertes für den Mann-Whitney U-Test mittels Standardnormalverteilung
ShinyApps zu Themen aus "Statistik I":
- Korrelation: Scatterplot in Abhängigkeit von Korrelation und Varianzen zweier Variablen
- Regressionsgerade: Finden einer optimalen Regressionsgleichung anhand des Kriteriums der kleinsten Quadrate
- Veranschaulichung relevanter Verteilungen
- Entscheidungslogik anhand von p- und kritischen t-Werten
- Veranschaulichung der Auswirkungen von Annahmenverletzungen beim t-Test
- Konfidenzintervalle
- Power beim t-Test für zwei unabhängige Stichproben (plus Erläuterungen)
