Quantile - Berechnung & Interpretation - einfach erklärt

Statistikquelle
17 Oct 202007:13

Summary

TLDRDieses Video erklärt Quantile, eine zentrale Kennzahl zur Beschreibung von Verteilungen. Es erläutert, was Quantile sind, wie sie interpretiert werden, spezielle Quantile wie Quartile, Quintile und Dezile, sowie ihre Anwendung in Boxplots. Es führt durch die Berechnung von Quantilen anhand eines Beispiels und verdeutlicht die Bedeutung von Quantilen in der Statistik. Zusätzlich wird auf die Bedeutung von Quantilen in verschiedenen Kontexten eingegangen, wie zum Beispiel der Einkommensverteilung.

Takeaways

  • 😀 Quantile sind ein Mittel zur Beschreibung der zentralen Tendenz in einer Verteilung.
  • 📊 Ein Quantil ist der Wert, bei dem ein bestimmter Anteil der Werte in einer Verteilung unterhalb oder oberhalb liegt.
  • 🔢 Der Median ist das bekannteste Quantil, das 50%-Quantil, und teilt die Daten in zwei Hälften.
  • 📚 Es gibt verschiedene Schreibweisen für Quantile, wie Q-Alpha, x Tilde Alpha oder x P.
  • 📈 Quartile sind spezielle Quantile, die die Daten in vier Teile teilen (25%, 50%, 75%).
  • 💼 Quintile und Dezile sind weitere Unterteilungen von Quantilen, oft für Einkommensgruppen verwendet.
  • 📉 Perzentile sind Quantile, die in 1% Schritten von 0,01 bis 0,99 gehen.
  • 🧮 Die Berechnung von Quantilen hängt vom Ergebnis von n*Alpha ab, wobei n der Stichprobenumfang und Alpha das Quantil ist.
  • 📐 Die Formel zur Quantilberechnung kann je nachdem, ob n*Alpha eine ganze Zahl ergibt, unterschiedlich sein.
  • 🔄 Es gibt verschiedene Methoden zur Quantilberechnung, die in verschiedenen Programmen oder Lehrbüchern variieren können.
  • 🔗 Die Berechnung von Quantilen kann durch das Beispiel der Altersverteilung von Studierenden veranschaulicht werden.

Q & A

  • Was sind Quantile und welche Rolle spielen sie in der Statistik?

    -Quantile sind ein Maß zur Beschreibung der zentralen Tendenz einer Verteilung. Sie geben an, bei welchem Wert ein bestimmter Anteil der Werte in der Verteilung unterhalb oder oberhalb liegt.

  • Wie interpretiert man ein Quantil?

    -Ein Quantil kann man als den Wert interpretieren, bei dem ein bestimmter Anteil der Werte in einer Datenverteilung unterhalb und der restliche Anteil oberhalb dieses Wertes liegt.

  • Was ist ein Median und wie ist es mit Quantilen verbunden?

    -Der Median ist das 50%-Quantil, das heißt, dass 50% der Werte in der Stichprobe unterhalb und 50% oberhalb des Medians liegen. Er teilt die Stichprobe in zwei gleich große Hälften.

  • Welche speziellen Quantile werden häufig verwendet und wie werden sie bezeichnet?

    -Häufig verwendete Quantile sind Quartile (25%, 50%, 75%), Quintile (jeweils 20%), Dezile (jeweils 10%) und Perzentile (0,01% bis 0,99% in 1% Schritten). Sie werden oft zur Unterteilung von Daten wie Einkommensgruppen verwendet.

  • Wie wird das 1. Quartil (Q1) definiert und was bedeutet es?

    -Das 1. Quartil, oft als Q1 bezeichnet, entspricht dem 25%-Quantil (Q0,25). Es bedeutet, dass 25% der Daten unterhalb und 75% der Daten oberhalb dieses Wertes liegen.

  • Was ist die Bedeutung des 3. Quartils (Q3) in Bezug auf die Datenverteilung?

    -Das 3. Quartil (Q3) oder 75%-Quantil (Q0,75) gibt an, dass 75% der Werte unterhalb und 25% oberhalb dieses Wertes in der Datenverteilung liegen.

  • Wie wird das 20%-Quantil in einem Beispiel mit 10 Studierenden berechnet?

    -Für das 20%-Quantil (Q0,2) wird n*Alpha = 10*0,2 = 2 berechnet. Da dies eine ganze Zahl ist, wird die untere Formel verwendet, was auf die Mitte zwischen dem 2. und 3. Wert in der geordneten Datenreihe zeigt, was im Beispiel 21,5 Jahre ergibt.

  • Beschreiben Sie die Berechnungsformel für Quantile, wenn n*Alpha eine kommazahlige Zahl ergibt.

    -Wenn n*Alpha eine kommazahlige Zahl ergibt, wird die obere Formel verwendet, welche X_n*Alpha in Klammern bedeutet und das Ergebnis auf die nächste ganze Zahl aufgerundet werden muss.

  • Wie wird das 75%-Quantil (also das 3. Quartil) in der Berechnungsbeispielsequenz ermittelt?

    -Für das 75%-Quantil (Q0,75) wird n*Alpha = 10*0,75 = 7,5 berechnet. Da dies eine kommazahlige Zahl ist, wird die obere Formel verwendet, was auf den 8. Wert in der geordneten Datenreihe weist, was im Beispiel 25 Jahre ergibt.

  • Was bedeuten die Klammern in der oberen Berechnungsformel für Quantile?

    -Die Klammern in der oberen Formel bedeuten, dass das Ergebnis auf die nächste ganze Zahl aufgerundet werden muss, falls n*Alpha eine kommazahlige Zahl ergibt.

  • Welche verschiedenen Schreibweisen gibt es für Quantile?

    -Es gibt keine einheitliche Schreibweise für Quantile, aber einige geläufige Notationen sind Q-Alpha, x Tilde Alpha oder x P.

Outlines

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📊 Quantile - Grundlagen und Berechnung

Dieses Video erklärt, was Quantile sind, wie sie interpretiert werden und wie sie berechnet werden. Quantile gehören zu den Lagemaßen und beschreiben die zentrale Tendenz einer Verteilung. Sie teilen die Stichprobe in Teile, wobei der Median das bekannteste Quantil ist, also das 50%-Quantil. Es wird auch auf andere Quantile wie Quartile, Quintile, Dezile und Perzentile eingegangen, die jeweils für verschiedene Zwecke verwendet werden. Die Berechnung von Quantilen erfolgt mit einer Formel, die von der Stichprobenumfang und dem gewünschten Quantil abhängt. Die Videobeschreibung bietet zusätzliche Ressourcen wie Links zu anderen Videos und persönliche Nachhilfe an.

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🔢 Anwendung von Quantilen - Beispiele und Erläuterungen

Der zweite Abschnitt des Videos beschäftigt sich mit der praktischen Anwendung von Quantilen. Es werden die Berechnungen für das 20%-, 75%- und 99%-Quantil anhand eines Beispiels mit dem Alter von 10 Studierenden erläutert. Die Formeln variieren je nachdem, ob das Ergebnis von n*Alpha eine ganze Zahl ist. Die Klammern in der Formel bedeuten, dass das Ergebnis aufgerundet werden muss. Das Video zeigt, wie man die entsprechenden Werte aus einer geordneten Datenreihe findet und wie man die Quantile berechnet. Es wird auch auf die unterschiedlichen Methoden der Quantilberechnung hingewiesen, die in verschiedenen Statistikprogrammen oder von Lehrern verwendet werden können.

Mindmap

Keywords

💡Quantil

Ein Quantil ist ein statistisches Konzept, das die zentrale Tendenz einer Verteilung beschreibt. Es repräsentiert den Wert, bei dem ein bestimmter Anteil der Werte in einer Datenreihe unterhalb oder oberhalb liegt. Im Video wird erklärt, dass Quantile dazu dienen, die Verteilung von Daten zu analysieren und sind ein zentrales Werkzeug in der Deskriptivstatistik. Zum Beispiel wird der Median als das 50%-Quantil eingeführt, was bedeutet, dass 50% der Werte unterhalb und 50% oberhalb dieses Wertes liegen.

💡Lagemaß

Lagemaße sind statistische Kennzahlen, die Informationen über die zentrale Tendenz einer Datenverteilung liefern. Im Kontext des Videos sind Quantile ein Beispiel für Lagemaße, da sie den Durchschnittswert oder das Zentrum der Daten beschreiben. Sie sind nützlich, um die Hauptströmung der Daten zu verstehen und sind ein Schlüsselkonzept im Video.

💡Median

Der Median ist das 50%-Quantil und wird im Video als das bekannteste Quantil eingeführt. Es ist der Wert, der die Daten in zwei gleich große Hälften teilt. Der Median wird oft verwendet, um die zentrale Tendenz einer Datenmenge darzustellen, insbesondere wenn die Verteilung nicht symmetrisch ist oder extreme Werte vorhanden sind, die den Durchschnitt verzerren könnten.

💡Quartil

Quartile sind spezielle Quantile, die eine Datenmenge in vier gleich große Teile unterteilen. Im Video werden Quartile als das 25%-Quantil (Q1), das 50%-Quantil (Median oder Q2) und das 75%-Quantil (Q3) beschrieben. Sie sind nützliche Deskriptivmaße, um die Verteilung der Daten in quartilen Intervallen zu analysieren und sind häufig in Boxplots dargestellt.

💡Quintile und Dezile

Quintile und Dezile sind weitere Unterteilungen von Quantilen, die in dem Video erwähnt werden. Quintile teilen die Daten in fünf gleich große Teile, während Dezile in zehn Teile unterteilt werden. Diese Konzepte werden häufig verwendet, um Einkommensgruppen oder andere verteilungsrelevante Daten in kleinere, gleichmäßige Gruppen zu gliedern.

💡Perzentil

Perzentile sind sehr feine Unterteilungen von Quantilen, die die Daten in hundert gleich große Teile unterteilen. Im Video wird erwähnt, dass Perzentile von 0,01 bis 0,99 in 1% Schritten verwendet werden können, um sehr detaillierte Informationen über die Verteilung der Daten zu erhalten.

💡Notation

Die Notation bezieht sich auf die verschiedenen Schreibweisen, die für Quantile verwendet werden können. Im Video werden verschiedene Notationen wie Q-Alpha, x Tilde Alpha oder x P vorgestellt. Diese Notationen sind wichtig, um die Methoden und Konventionen aufzuzeigen, die in verschiedenen Kontexten und Regionen zur Darstellung von Quantilen verwendet werden.

💡Berechnung von Quantilen

Die Berechnung von Quantilen ist ein zentraler Aspekt des Videos. Es wird eine Formel vorgestellt, die verwendet wird, um Quantile zu berechnen, basierend auf dem Stichprobenumfang und dem gewünschten Quantil. Die Formel variiert, je nachdem, ob das Ergebnis eine ganze Zahl oder eine Dezimalzahl ist, was zeigt, dass es mehrere Methoden zur Quantilberechnung gibt.

💡Stichprobenumfang

Der Stichprobenumfang, oft mit n bezeichnet, ist die Anzahl der Beobachtungen in einer Studie oder Datenmenge. Im Video wird gezeigt, wie der Stichprobenumfang in die Formel zur Berechnung von Quantilen einfließt. Er ist entscheidend für die Bestimmung, welche der beiden Berechnungsformeln verwendet werden soll.

💡Alpha

Alpha ist ein Begriff, der im Video verwendet wird, um das gewünschte Quantil in Prozent zu beschreiben. Zum Beispiel ist Alpha 0,2 für das 20%-Quantil. Alpha ist ein Schlüsselparameter in der Formel zur Quantilberechnung und hilft, den Anteil der Daten zu bestimmen, der unterhalb oder oberhalb des Quantilwerts liegt.

Highlights

Quantile gehören zu den Lagemaßen und beschreiben die zentrale Tendenz.

Ein Quantil ist der Wert, bei dem ein bestimmter Anteil der Werte unterhalb oder oberhalb liegt.

Das bekannteste Quantil ist der Median (50% Quantil), der die Stichprobe in zwei Hälften teilt.

Es gibt verschiedene Schreibweisen für Quantile, z.B. Q-Alpha, x Tilde Alpha oder x P.

Quartile sind die 25%, 50% und 75% Quantile, die die Stichprobe in vier Abschnitte teilen.

Quintile und Dezile sind spezielle Quantile, die in fünf bzw. zehn Abschnitte unterteilen.

Perzentile sind Quantile von 0,01 bis 0,99 in 1% Schritten.

Quartile werden häufig in Boxplots verwendet und teilen die Stichprobe in vier gleich große Teile.

Das 1. Quartil (Q1) entspricht dem 25%-Quantil (Q 0,25).

Das 2. Quartil ist der Median (50% Quantil).

Das 3. Quartil (Q3) entspricht dem 75% Quantil (Q 0,75).

Beim Sprechen von Quartilen ist es wichtig, zwischen Quartilen (QuaRtilen) und Quantilen (QuaNtilen) zu differenzieren.

Die Berechnung von Quantilen hängt vom Ergebnis von N mal Alpha ab, wobei N der Stichprobenumfang ist und Alpha das Quantil.

Für N mal Alpha, das keine ganze Zahl ergibt, wird die obere Formel verwendet, andernfalls die untere.

Die Berechnung von Quantilen kann variieren, und es gibt unterschiedliche Methoden.

Das 20%-Quantil wird durch die untere Formel mit n=10 und Alpha=0,2 berechnet, was zu 21,5 Jahren führt.

Das 75%-Quantil (3. Quartil) wird durch die obere Formel mit n=10 und Alpha=0,75 berechnet, was zu 25 Jahren führt.

Das 99%-Quantil wird durch die obere Formel mit n=10 und Alpha=0,99 berechnet, was zu 28 Jahren führt.

Quantile können in Quartile, Dezile oder Perzentile unterteilt werden, und ihre Berechnung kann variieren.

Das Video bietet zusätzliche Unterstützung für den Kanal und persönliche Nachhilfe.

Transcripts

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In diesem Video besprechen wir Quantile. Wir klären was Quantile sind, wie man sie interpretiert,

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welche besonderen Quantile es gibt und wie man sie berechnet.

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Ihr solltet bereits das Video zu den Lagemaßen gesehen haben.

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Ich habe es euch wieder oben rechts in den Infokarten verlinkt.

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Quantile gehören zu den Lagemaßen. Sie beschreiben also die zentrale Tendenz.

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Man kann ein Quantil verstehen als der Wert einer Verteilung, bei dem ein gewisser Anteil unterhalb

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bzw. oberhalb dieses Quantils liegt. Sie können ab Ordinalskala

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bestimmt werden und das bekannteste Quantil ist der Median.

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Er ist das 50% Quantil und das bedeutet, dass 50% der Werte der Stichprobe unterhalb

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und 50% oberhalb des Medians liegen. Er teilt die Stichprobe also in 2 Hälften.

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Bei Quantilen gibt es wieder keine einheitliche Schreibweise.

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Einige geläufige Notationen sind zum Beispiel Q-Alpha, x Tilde Alpha oder x P.

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Es gibt diverse Unterteilungen von Quantilen.

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Am bekanntesten sind Quartile. Damit sind das 25, 50 und 75% Quantil gemeint,

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welche die Stichprobe dadurch in 4 gleich große Abschnitte teilt.

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Wir werden gleich noch näher auf diese eingehen. Weitere spezielle Quantile

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wären zum Beispiel Quintile, mit 5 bzw. Dezile mit 10 Unterteilungen.

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Beide werden zum Beispiel des Öfteren zur Unterteilung von

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Einkommensgruppen verwendet. Zudem gibt es auch noch Perzentile.

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Damit sind die Quantile von 0,01 bis 0,99 in 1% Schritten gemeint.

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Wie schon erwähnt werden Quartile am Häufigsten verwendet.

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Sie kommen unter anderem bei Boxplots zum Einsatz. Bei Quartilen wird die Stichprobe in

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4 gleich große Teile geteilt. Das 1. Quartil oft einfach nur als Q1 bezeichnet,

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entspricht dem 25%-Quantil, also Q 0,25.

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Quantile geben ja an, wie viel Prozent unterhalb bzw. dadurch gleichzeitig auch

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wie viel Prozent oberhalb des Quantils liegen.

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Das heißt, dass sich bei diesem Quantil 25% der Daten unterhalb und 75% der Daten oberhalb befinden.

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Das 2. Quartil ist das 50% Quantil welches wir bereits besser als Median kennen.

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Und das 3. Quartil also Q3 bzw. Q 0,75, entspricht dem 75% Quantil.

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Dies bedeutet, dass 75% der Werte unterhalb dieses Quantils und 25% oberhalb liegen.

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Bitte beachtet, obwohl sie ähnlich klingen,

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dass ihr immer aufpassen müsst ob von QuaRtilen oder von QuaNtilen die Rede ist.

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Nun kommen wir zur Berechnung von Quantilen.

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Dazu verwenden wir wieder dasselbe Beispiel wie beim Video zu den Lagemaßen.

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Und zwar haben wir das Alter von 10 Studierenden

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und wir wollen nun das 20, 75 und 99%-Quantil berechnen.

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Die Formel für die Berechnung der Quantile lautet wie folgt:

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X_n Mal Alpha in Klammern falls n Mal Alpha kein Element der ganzen Zahlen ist

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bzw. ein Halbes Mal Klammer auf X_n Mal Alpha Plus X_n Mal Alpha Plus 1 falls n Mal Alpha ganzzahlig ist.

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Das heißt ähnlich wie beim Median haben wir zwei Formeln. Dieses Mal hängt

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die Wahl der Formel aber vom Ergebnis von Nn Mal Alpha, also dem Stichprobenumfang Mal dem Quantil, ab.

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Und zwar wenn N Mal Alpha eine ganze Zahl ergibt, dann nehmen wir die untere Formel

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und wenn wir eine Kommazahl erhalten, die obere der beiden.

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Diese komischen Klammern in der oberen Formel bedeuten einfach nur,

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dass wir das Ergebnis aufrunden müssen. Ihr werdet gleich noch sehen, was das bedeutet.

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Würden die Haken der Klammer nach unten zeigen, hieße das, dass das Ergebnis abgerundet werden muss.

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Eines ist noch zu beachten. Dies ist vermutlich die am häufigsten verwendete Formel zur Berechnung von Quantilen.

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Es gibt aber unterschiedliche Berechnungsmöglichkeiten

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und Quantile werden nicht überall auf die gleiche Art und Weise bestimmt.

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Das heißt, vielleicht habt ihr im Unterricht etwas anderes gelernt

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und Statistikprogramme oder auch Excel verwenden oft andere Formen zur Bestimmung von Quantilen.

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Um also das 20%-Quantil bestimmen zu können müssen wir zuerst

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n Mal Alpha berechnen. Der Stichprobenumfang n ist 10, da wir ja 10 Personen befragt haben

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und Alpha bezieht sich dabei auf das Quantil das wir berechnen wollen.

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20% entsprechen in Dezimalzahlen dem Wert 0,2. n Mal Alpha ergibt somit 10 Mal 0,2 also 2.

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Nachdem 2 eine ganze Zahl ist verwenden wir die untere der beiden Formeln.

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Für Alpha setzen wir nun 0,2 und für N 10 ein.

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Somit erhalten wir x Tilde 0,2 ist gleich

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Ein Halbes Mal X Zehn Mal 0,2 Plus X Zehn Mal 0,2 Plus 1.

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10 Mal 0,2 ergibt 2 wie wir vorhin schon gesehen haben und 2 Plus 1 ergibt 3.

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Das heißt wir haben also Ein Halbes Mal X 2 Plus X 3. So wie beim Median ist das Quantil

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jetzt nicht 2 Plus 3 sondern es handelt sich um den Zweiten und Dritten Wert der geordneten Datenreihe.

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Das heißt um die beiden Werte bestimmen zu können ist es notwendig,

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dass wir die Zahlen der Reihe nach ordnen.

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Somit erkennen wir ganz einfach, dass der 2. Wert 21 und der dritte Wert 22 Jahren entspricht.

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Beides addieren und noch durch 2 dividieren und wir erhalten als Ergebnis 21,5 Jahre.

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Das heißt, 20% der Stichprobe sind jünger und 80% sind älter als 21,5 Jahre.

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Wenn wir n Mal Alpha für das 75%-Quantil berechnen,

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welches übrigens das 3. Quartil ist, erhalten wir 10 Mal 0,75 also 7,5.

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Hier haben wir eine Kommazahl, also ist das Ergebnis nicht ganzzahlig.

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Somit nehmen wir die obere der beiden Formeln, also X_n Mal Alpha in Klammern.

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Das heißt X 0,75 ist gleich X 10 Mal 0,75 in Klammern.

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Das ergibt eben 7,5 und nun kommen wir nochmal darauf zurück was diese Klammern genau bedeuten.

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Wir haben zuvor schon gesagt, dass wir dann das Ergebnis auf die nächste ganze Zahl aufrunden müssen.

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7,5 aufgerundet ergibt 8. Somit entspricht das 75%-Quantil x8 also dem 8. Wert der geordneten Daten

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und das Ergebnis ist somit 25 Jahre. 75% sind demnach jünger und 25% älter als 25 Jahre.

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Beim 99%-Quantil haben wir nun genau dasselbe.

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10 Mal 0,99 ergibt 9,9. Das ist keine ganze Zahl weswegen wir diese wieder aufrunden müssen.

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Das gesuchte Quantil ist somit X 10 und das Ergebnis ist 28 Jahre.

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Zusammenfassend also: Quantile gehören zu den Lagemaßen und sie beschreiben

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wie viel Prozent der Werte unterhalb bzw. oberhalb des Quantils liegen.

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Man kann sie unterteilen in zum Beispiel Quartile, Dezile oder Perzentile

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und die Berechnung von Quantilen ist nicht überall gleich.

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wenn wir das video gefallen hat dann lassen wir wird ein leichter aber neben

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einen kanal willst du mich um meine arbeit zusätzlich unterstützen dann

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würde ich mich sehr über eine kaffee spende freuen

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das erstellen der videos ist sehr viel arbeit und der ein oder andere kaffee

play06:43

hilft mir dabei das besser zu überstehen du findest den entsprechenden link dazu

play06:46

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play06:50

die neuesten infos zur statistik welle und seit du lieber persönliche nachhilfe

play06:54

kann ich dir natürlich auch weiterhelfen ich gebe schon seit jahren nachhilfe und

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weiß genau worauf es ankommt falls ich meine videos nicht schon überzeugt haben

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dann schaut einfach mal das super feedback an dass ich regelmäßig bekommen

play07:04

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play07:08

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