Weitere Aufgaben für BW24.1 - 06
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Aufgabe
Installieren Sie R und ein Frontend für R, z.B. R-Studio. (Installieren Sie möglichst nicht auf einem Netzwerklaufwerk, Clouodlaufwerk, OneDrive,… - das wird kompliziert!)
Speichern Sie die Datei D01.csv in Ihrem Arbeitsverzeichnis. (Wenn Sie die Datei nicht speichern, sondern zunächst in einem Tabellenkalkulationsprogramm, z.B. Microsoft Excel, öffnen, und danach speichern, können viele Dinge schief gehen. Vermeiden Sie Umwege über Microsoft Excel! Falls Ihr Browser die Datei nicht speichern will, hilft es oft, mit der rechten Maustaste auf den Link zu klicken. Sehr oft erscheint dann ein Menü, in dem Sie »Speichern als…« oder »Link speichern…« wählen können.)
Wenn Sie nicht wissen, welches Verzeichnis R gerade als Arbeitsverzeichnis verwendet, hilft das Kommando
getwd()
In RStudio können Sie Ihr Arbeitsverzeichnis auch über das Menü einstellen: Session / Set Working Directory / Choose Directory
Laden Sie die Datei
D01.csv
mit dem KommandoD01 <- read.csv("D01.csv")
Jetzt enthält die Variable
D01
Ihren Datensatz. (Natürlich müssen Sie nichtD01
als Namen für den Datensatz verwenden.D01
ist nur ein Beispiel.) In dieser Übung werfen wir einen kurzen Blick auf den Datensatz:
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Benutzen Sie das Kommando
nrow(D01)
um festzustellen, wie viele Zeilen Ihr Datensatz hat. Wie viele Zeilen sind es? -
Benutzen Sie das Kommando
names(D01)
um die Namen der Variablen in diesem Datensatz zu ermitteln. Wie viele Variablen enthält Ihr Datensatz? -
Benutzen Sie das Kommando
mean(D01$X1)
um den Mittelwert der VariablenX1
in diesem Datensatz zu ermitteln. -
Benutzen Sie das Kommando
median(D01$X1)
um den Median der VariablenX1
in diesem Datensatz zu ermitteln. -
Benutzen Sie das Kommando
sd(D01$X1)
um die Standardabweichung der VariablenX1
in diesem Datensatz zu ermitteln. (Wenn Moodle sich über eine “incomplete answer” beklagt, prüfen Sie, ob Ihre Antwort im richtigen Format vorliegt. Abhängig von den Einstellungen in Moodle kann es sein, dass Moodle Dezimalzahlen z.B. als3.14
erwartet (z.B. wenn Sie in Moodle als Sprache Englisch wählen), oder als3,14
(wenn Sie in Moodle als Sprache z.B. Deutsch wählen).)
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Benutzen Sie das Kommando
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Aufgabe
Ihre Stichprobe der Zufallsvariablen enthält unabhängige und normalverteilte Beobachtungen: . Sie suchen einen Schätzer für . Welche der folgenden Aussagen sind wahr?
Der Schätzer ist ein erwartungstreuer Schätzer für .
Ja / Nein
Der Schätzer ist ein erwartungstreuer Schätzer für .
Ja / Nein
Der Schätzer ist ein erwartungstreuer Schätzer für .
Ja / Nein
Der Schätzer ist ein erwartungstreuer Schätzer für .
Ja / Nein
Der Schätzer dominiert .
Ja / Nein
Der Schätzer dominiert .
Ja / Nein
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Aufgabe
Die Zufallsvariable hat eine Varianz von . Sie haben vor, eine Stichprobe von unabhängigen und identisch verteilten Beobachtungen zu ziehen. Wie groß muss Ihre Stichprobe mindestens sein, damit die Varianz des Stichprobenmittelwertes nicht größer als ist? (Denken Sie daran: es gibt keine halben oder dreiviertel Stichprobenbeobachtungen.)
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Aufgabe
Eine Zufallsvariable ist wie folgt verteilt:
wobei .
Eine Stichprobe ergibt die folgenden Beobachtungen:
.
Was ist der Maximum-Likelihood Schätzer für ?
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Aufgabe
Eine Zufallsvariable folgt einer Exponentialverteilung mit Parameter .
Die Dichtefunktion der Exponentialverteilung ist für .
Eine Stichprobe ergibt die Beobachtungen .
Was ist der Maximum-Likelihood Schätzer für ?
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Aufgabe
Eine Zufallsvariable folgt einer Verteilung mit Erwartungswert und Varianz .
Ihre Stichprobe enthält die folgenden Beobachtungen:
.
Berechnen Sie den Momentenschätzer für auf Basis des ersten Moments.
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Aufgabe
Verwenden Sie die Stichprobe
X
aus der Datei D04.csv.X
ist eine Stichprobe der Zufallsvariablen .Sie nehmen nun an, dass die Zufallsvariable einer Normalverteilung folgt: .
- Was ist die Untergrenze des 95%-Credible-Intervals für ?
- Was ist die Obergrenze des 95%-Credible-Intervals für ?
- Was ist die Untergrenze des 95%-Credible-Intervals für ?
- Was ist die Obergrenze des 95%-Credible-Intervals für ?
- Wie wahrscheinlich ist es etwa (in Prozent), dass >-6.464?
- Wie wahrscheinlich ist es etwa (in Prozent), dass im Intervall [-4.614,-2.801] liegt?
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Aufgabe
Verwenden Sie in dieser Aufgabe ein Signifikanzniveau von 0.001.
- Stellen Sie sich vor, Sie führen einen zweiseitigen Test durch. Sie gehen davon aus, dass Ihre Teststatistik einer Standard-Normalverteilung folgt. Wie groß darf der absolute Betrag Ihrer Teststatistik maximal werden, ohne dass Sie Ihre Nullhypothese ablehnen müssen?
- Sie gehen davon aus, dass die Zufallsvariable einer Normalverteilung mit unbekanntem Mittelwert und Standardabweichung 6 folgt. In Ihrer Stichprobe mit 17 Beobachtungen finden Sie einen Stichprobenmittelwert von -10. Sie führen einen zweiseitigen Test durch. Ihre Nullhypothese ist, dass der Mittelwert von den Wert 20 hat. Wie groß ist der absolute Betrag Ihrer Teststatistik?
- Sie gehen weiter von einer Standardabweichung von 6 aus. Jetzt betrachten Sie eine Stichprobe mit 17 Beobachtungen und mit Stichprobenmittelwert 7. Die Nullhypothese Ihres zweiseitigen Tests ist weiter, dass der Mittelwert von den Wert 20 hat. Wie groß ist der -Wert (auf 4 Nachkommastellen gerundet)?
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DTW.csv enthält zwei Variablen:
JCG
undorx
. Die Variableorx
gibt an, zu welcher Gruppe (DW oder EF) die BeobachtungJCG
gehört.Vergleichen Sie die beiden Gruppen DW und EF mit einem -Test.
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von JCG sei in beiden Gruppen gleich. Wie groß ist der -Wert für den -Test?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von JCG sei in Gruppe DW größer als in Gruppe EF. Wie groß ist der -Wert für den -Test?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von JCG sei in Gruppe EF größer als in Gruppe DW. Wie groß ist der -Wert für den -Test?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
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Aufgabe
Sie betrachten eine normalverteilte Zufallsvariable mit unbekannter Varianz . In Ihrer Stichprobe mit 15 Beobachtungen finden Sie einen Stichprobenmittelwert von 2 und eine Standardabweichung in der Stichprobe von 2.
- Bestimmen Sie ein 95%-Konfidenzintervall für Ihre Schätzung des Erwartungswerts von : .
- Was ist die untere Grenze des Intervals?
- Was ist die obere Grenze des Intervals?
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Aufgabe
Sie vergleichen die drei Merkmale BG, CL, ED mit den zwei Merkmalen RY, SZ. Sie wollen prüfen, ob die drei Merkmale BG, CL, ED von den zwei Merkmalen RY, SZ unabhängig sind.Die folgende Tabelle zeigt die Häufigkeiten, mit denen Sie Kombinationen der drei Merkmale BG, CL, ED mit den zwei Merkmalen RY, SZ in Ihrer Stichprobe gefunden haben:
Das folgende Kommando speichert eine solche Tabelle in der Variablen
WT
:WT <- rbind(c(11, 6, 24), c(32, 9, 27))
Ihr Signifikanzniveau ist 5%. Ihre Nullhypothese ist, die Merkmale BG, CL, ED sind von den Merkmalen RY, SZ unabhängig.
Testen Sie diese Nullhypothese mit einem Chi-Quadrat-Test.
- Welchen -Wert erhalten Sie (geben Sie mindestens 4 Nachkommastellen an)?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DYQ.csv enthält
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paarweise Beobachtungen in den beiden VariablenJR
undQC
. Die Beobachtungen vonJR
undQC
in der gleichen Zeile des Datensatzes gehören jeweils zur gleichen Beobachtungseinheit, sie bilden ein Paar.Vergleichen Sie die beiden Variablen JR und QC. Für Hypothesentests verwenden Sie einen Wilcoxon signed-rank Test.
- Was ist der Median der Differenz
JR-QC
? - Ihre Nullhypothese ist, der Median der Differenz
JR-QC
sei Null. Wie groß ist der -Wert (geben Sie vier Nachkommastellen an) für den Wilcoxon signed-rank test? - Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 10%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Median der Differenz
JR-QC
sei positiv oder Null. Wie groß ist der -Wert (geben Sie vier Nachkommastellen an) für den Wilcoxon signed-rank test? - Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 10%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Median der Differenz
JR-QC
sei negativ oder Null. Wie groß ist der -Wert (geben Sie vier Nachkommastellen an) für den Wilcoxon signed-rank test? - Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 10%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Was ist der Median der Differenz
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DFG.csv enthält zwei Variablen:
CT
undWK
.Um
WK
als lineare Funktion vonCT
zu erklären, schätzen Sie die GleichungWK CT .
Sie nehmen an, dass normalverteilt ist.
- Welchen Wert schätzen Sie für ?
- Ihre Nullhypothese ist . Bestimmen Sie (auf vier Nachkommastellen genau) den -Wert für den (zweiseitigen) Test.
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 0.1 %. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Was ist die Untergrenze des 95% Konfidenzintervalls für ?
- Was ist die Obergrenze des 95% Konfidenzintervalls für ?
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DEJ.csv enthält 4 Variablen:
MY, RQ, WK, XC
.Mit diesen Daten schätzen Sie den folgenden Zusammenhang:
.
Sie nehmen an, dass normalverteilt ist.
- Welchen Wert schätzen Sie für ?
- Ihre Nullhypothese ist . Bestimmen Sie (auf vier Nachkommastellen genau) den -Wert für den (zweiseitigen) Test.
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 10%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Sie haben keine a-priori Informationen über die Verteilung von (Sie halten alle Werte für gleich wahrscheinlich). Was ist die Untergrenze des 95%-Credible-Interval für ?
- Was ist die Obergrenze des 95%-Credible-Interval für ?
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Aufgabe
Sie untersuchen den Einfluss der beiden Variablen AC und HX auf die Variable YL. Sie haben den folgenden Zusammenhang geschätzt:
ist Ihre abhängige Variable. Die Variablen und sind Ihre unabhängigen Variablen. ist das Residuum.
- Was ist der marginale Effekt von AC auf YL wenn HX den Wert 0 hat?
- Was ist der marginale Effekt von HX auf YL wenn AC den Wert 0 hat?
- Was ist der marginale Effekt von AC auf YL wenn HX den Wert -2 hat?
- Was ist der marginale Effekt von HX auf YL wenn AC den Wert -3 hat?
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Aufgabe
Sie betrachten folgenden Zusammenhang:
Die Variable bildet zwei Situationen ab, B und D: Im Fall B ist . Im Fall D ist .
Auch die Variable bildet zwei Situationen ab, M und O: Im Fall M ist . Im Fall O ist .
Die Mittelwerte von für die vier möglichen Kombinationen von B und D und M und O sind in der folgenden Tabelle angegeben:
- Wie groß ist ?
- Wie groß ist ?
- Wie groß ist ?
- Wie groß ist ?
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Aufgabe
Verwenden Sie die Daten aus der Datei DUX.csv. Bestimmen Sie bei den folgenden Fragen zunächst das passende Modell. Welcher (ggf. nicht lineare) Zusammenhang zwischen unabhängiger und abhängiger Variablen ist angemessen? Beantworten Sie dann die Fragen.
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Verwenden Sie ein Modell, in dem sich
RG
um einen festen Prozentsatz ändert, wenn sichFB
um einen festen Betrag ändert. Um wieviel Prozent ändert sichRG
etwa, wenn sichFB
um eine Einheit ändert? -
Verwenden Sie ein Modell, in dem die Elastizität von
TJ
bezüglichKM
konstant ist. Was ist die Elastizität vonTJ
bezüglichKM
? -
Verwenden Sie ein Modell, in dem der marginale Effekt von
PL
aufVY
konstant ist. Was ist der marginale Effekt vonPL
aufVY
? -
Verwenden Sie ein Modell, in dem sich
WE
um einen festen Betrag ändert, wenn sichQC
um einen festen Prozentsatz ändert. Um welchen Betrag ändert sichWE
etwa, wenn sichQC
um 1 Prozent ändert?
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Verwenden Sie ein Modell, in dem sich
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Aufgabe
In dieser Frage verwenden Sie ein Signifikanzniveau von 0.001.
- Sie führen einen zweiseitigen Test durch. Sie gehen davon aus, dass Ihre Teststatistik einer Standard-Normalverteilung folgt. Wie groß darf der absolute Betrag Ihrer Teststatistik maximal werden, ohne dass Sie Ihre Nullhypothese ablehnen müssen? (Sie können diesen Wert mit R berechnen.)
- Sie gehen davon aus, dass die Zufallsvariable einer Normalverteilung mit unbekanntem Mittelwert und Standardabweichung 2 folgt. In Ihrer Stichprobe mit 27 Beobachtungen finden Sie einen Stichprobenmittelwert von 10. Sie führen einen zweiseitigen Test durch. Ihre Nullhypothese ist, dass der Mittelwert von den Wert 20 hat. Wie groß ist der absolute Betrag Ihrer Teststatistik?
- Lehnen Sie Ihre Nullhypothese ab? Ja / Nein
- Sie nehmen weiter an, dass die Zufallsvariable einer Normalverteilung mit unbekanntem Mittelwert und Standardabweichung 2 folgt. In Ihrer Stichprobe mit 27 Beoachtungen finden Sie einen Stichprobenmittelwert von 2. Ihre Nullhypothese ist weiter, dass einen Mittelwert von 20 hat. Wie groß ist der -Wert für einen zweiseitigen Test (geben Sie mindestens 4 Nachkommastellen an)?
- Lehnen Sie mit dieser Stichprobe Ihre Nullhypothese ab? Ja / Nein
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DSU.csv enthält vier Variablen:
J, M, R und Y
.Mit diesen Daten schätzen Sie den folgenden Zusammenhang:
.
Sie nehmen an, dass normalverteilt ist.
- Welchen Wert schätzen Sie mit dem OLS Schätzer für ?
- Ihre Nullhypothese ist . Bestimmen Sie (auf vier Nachkommastellen genau) den -Wert für den (zweiseitigen) Test.
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 10%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Sie haben keine a-priori Informationen über die Verteilung von . Was ist die Untergrenze des 95%-Credible-Interval für ?
- Was ist die Obergrenze des 95%-Credible-Intervals für ?
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DMM.csv enthält vier Variablen:
H, K, V und Z
.Sie betrachten folgenden Zusammenhang:
.
Sie nehmen an, dass normalverteilt ist. Verwenden Sie den OLS Schätzer, um die Koeffizienten , , , und zu schätzen.
- Wie groß ist der marginale Effekt von auf wenn den Wert 0 hat?
- Wie groß ist der marginale Effekt von auf wenn den Wert 0 hat?
- Wie groß ist der marginale Effekt von auf wenn den Wert 2 hat?
- Wie groß ist der marginale Effekt von auf wenn den Wert 1 hat?
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Aufgabe
Der Datensatz in der Datei DLX.csv enthält zwei Variablen:
wy
undtd
. Die Variabletd
gibt an, zu welcher Gruppe (JV oder SL) die Beobachtungwy
gehört.Vergleichen Sie die beiden Gruppen JV und SL mit einem -Test.
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von wy sei in beiden Gruppen gleich. Wie groß ist der -Wert für den -Test (geben Sie bitte vier Nachkommastellen an)?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von wy sei in Gruppe JV größer als in Gruppe SL. Wie groß ist der -Wert für den -Test (geben Sie bitte vier Nachkommastellen an)?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
- Ihre Nullhypothese ist, der Mittelwert von wy sei in Gruppe SL größer als in Gruppe JV. Wie groß ist der -Wert für den -Test (geben Sie bitte vier Nachkommastellen an)?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 5%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
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Aufgabe
Sie betrachten eine normalverteilte Zufallsvariable mit unbekannter Varianz . In Ihrer Stichprobe mit 21 Beobachtungen finden Sie einen Stichprobenmittelwert von 2 und eine Standardabweichung in der Stichprobe von 4.
Bestimmen Sie ein 99%-Konfidenzintervall für .
- Was ist die untere Grenze des 99%-Konfidenzintervals für ?
- Was ist die obere Grenze des 99%-Konfidenzintervals für ?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 1%. Ihre Nullhypothese ist . Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein
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Aufgabe
Ein Merkmal in Ihrer Stichprobe kann sechs verschiedene Werte haben: CH, FL, JR, QM, VE, WB.Die folgende Tabelle zeigt in der Spalte Häufigkeit die Häufigkeiten, mit denen Sie die sechs Werte CH, FL, JR, QM, VE, WB in Ihrer Stichprobe beobachtet haben.
Sie wollen eine Theorie testen. Nach dieser Theorie treten die sechs Werte CH, FL, JR, QM, VE, WB mit Wahrscheinlichkeiten auf, die Sie in der Spalte Erwartete Wahrscheinlichkeit finden:
Häufigkeit Erwartete Wahrscheinlichkeit CH 18 3/13 FL 31 2/13 JR 19 3/13 QM 7 1/13 VE 18 3/13 WB 10 1/13 Mit anderen Worten: Sie haben 18 mal den Wert CH beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 3/13 auftritt. Sie haben 31 mal den Wert FL beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 2/13 auftritt. Sie haben 19 mal den Wert JR beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 3/13 auftritt. Sie haben 7 mal den Wert QM beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 1/13 auftritt. Sie haben 18 mal den Wert VE beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 3/13 auftritt. Sie haben 10 mal den Wert WB beobachtet. Sie erwarten, dass in der Grundgesamtheit dieser Wert mit Wahrscheinlichkeit 1/13 auftritt. .
Mit dem folgenden Kommando speichern Sie einen Vektor, der die beobachteten Häufigkeiten darstellt, in der Variablen
KA
:KA <- c(18, 31, 19, 7, 18, 10)
Mit dem folgenden Kommando speichern Sie einen Vektor, der die erwarteten Wahrscheinlichkeiten darstellt, in der Variablen
prsv
:prsv <- c(3/13, 2/13, 3/13, 1/13, 3/13, 1/13)
Ihr Signifikanzniveau ist 0.1%. Ihre Nullhypothese ist, die sechs Werte CH, FL, JR, QM, VE, WB sind entsprechend den Wahrscheinlichkeiten, die Sie in der Spalte Erwartete Wahrscheinlichkeit finden, verteilt.
Testen Sie diese Nullhypothese mit einem Chi-Quadrat-Anpassungs-Test.
- Welchen -Wert erhalten Sie?
- Sie verwenden ein Signifikanzniveau von 0.1%. Können Sie Ihre Nullhypothese ablehnen? Ja / Nein