Analyse von Kontingenztabellen
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- Stephan Hochberg
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1 Aale vo Kotgeztabelle Bepel ortgeetzt (vgl. S. 0.): Bedgte Verteluge Tabelle (a): Sotagrage (Agabe Prozet) DU/SU SPD FDP Grüe Ret Geamt Mäer Fraue Geamt Tabelle (b): Sotagrage (Agabe Prozet) DU/SU SPD FDP Grüe Ret Geamt Mäer Fraue Geamt Bedeutug jewel? Wo legt Problematk? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle
2 Wa beteht egetlch e Zuammehag?
3 Aale vo Kotgeztabelle Tabelle (a): Arbetlogket ür mälche Deutche (Agabe Prozet) Kurz Mttelrtg Lagrtg Summe Kee Aubldug Lehre Fachpez. Aubldug Hochchulabchlu Summe Tabelle (b): Arbetlogket ür mälche Deutche (Agabe Prozet) Kurz mttelrtg Lagrtg Summe Kee Aubldug Lehre Fachpez. Aubldug 4 3 Hochchulabchluß Summe Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 3
4 Aale vo Kotgeztabelle Zuammehagaale (k l)-kotgeztabelle Potulat der emprche Uabhäggket (> ke Zuammehag) Y Y Y,, K, l ür,..., k,, K, l l l verbalert:! M Y j Y j kj Y kj k k ür j,..., l M j j j j kj k j j j j j ür,..., k ud j,..., l ür j,..., l ud,..., k Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 4
5 Aale vo Kotgeztabelle Kotrukto ee Zuammehagmaße Ke Zuammehag: j j bzw. j j ür,..., k ud j,..., l Fall Zuammehag: j j j j j j j j ür mdete e ud j. hquadrat-koezet χ k l j j j j Wehalb o? Iterpretato? Koezet groß, all... Aber (dummerwee): χ [ 0, ) (Mamum vo abhägg) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 5
6 Aale vo Kotgeztabelle Der Pearoche Kotgezkoezet t betmmt durch χ χ + ud betzt de Werteberech M 0,, M wobe M m { k, l }. Der korrgerte Pearoche Kotgezkoezet ergbt ch durch ( M ) M / mt dem Werteberech [ 0,]. Iterpretato? Egechate der Maße χ, ud * : - e wrd ur Stärke cht aber Rchtug de Zuammehag gemee - Ivaraz gegeüber Spalte- bzw. Zelevertauchuge Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 6
7 Aale vo Kotgeztabelle Beetzugtrukture vo Kotgeztabelle be mamalem Zuammehag Iterpretato: Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 7
8 Bepel : Kotgez Aale vo Kotgeztabelle Tabelle (c): Sotagrage ( Klammer j ) DU/SU SPD FDP Grüe Ret Summe Mäer 44 (60.73) Fraue 00 (83.7) 53 (39.4) 45 (58.76) 7 (.96) 30 (5.04) 6 (35.5) 50 (40.49) 95 (77.56) 7 (88.44) Summe *344 Bepelrechuge: 60.73, 93 χ k l j j j j ( ) ( ) ( ) ( χ + ) ( ) 0.45, χ 435* K+ ( M ) 39.4,K / M / Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 8
9 Aale vo Kotgeztabelle Bepel : Kotgezkoezet tlerte Dateätze Gemeame abolute Häugketvertelug b b a a a a Bedgte Verteluge ( Prozet) b b b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 9
10 Aale vo Kotgeztabelle Übug: Orde Se ach Ihrer Echätzug de vorlegede 3 Dateätze ach der Größe de Zuammehag. a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 0
11 Aale vo Kotgeztabelle Übug: Orde Se ach Ihrer Echätzug de vorlegede 3 Dateätze ach der Größe de Zuammehag. a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle
12 Aale vo Kotgeztabelle Übug: Orde Se ach Ihrer Echätzug de vorlegede 3 Dateätze ach der Größe de Zuammehag. a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b a a b b Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle
13 Aale vo Kotgeztabelle Zuammehagaale ( )-Kotgeztabelle Potulat der emprche Uabhäggket blebt... zuächt: χ, ud * ür ( )-Tabelle a a b b j χ ( ), χ ( χ + ), / Bewe: klar + etwa müham Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 3
14 Aale vo Kotgeztabelle Bepel 3: Gechlecht ud Rauchverhalte Beragug uter de Studete der Verataltug Stattk I (B) Nchtraucher Raucher Ig. Mäer Fraue Ig Übug: Bereche ud terpretere Se de korrgerte Kotgezkoezete. χ ( ) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 4
15 Aale vo Kotgeztabelle Bepel : Zuammehag eer ( )-Tael Tabelle (b): Arbetlogket Kurzrtg Mttel- ud lagrtg Fachpez. Aub Hochchulabchluß 8 7. Frage: We groß t de hace erhalb der Gruppe der Peroe mt achpezcher Aubldug kurzrtg atelle vo mtteloder lagrtg arbetlo zu e? We eht e erhalb der Gruppe der Hochchulabolvete au? hace (Odd): 40/6.5 ( 5 zu ) bzw. 8/7 4 ( 4 zu ). Frage: We eht da haceverhält zwche de bede Gruppe au? Relatve hace (Odd Rato):.5/ (haceverhält 5 zu 8 ) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 5
16 Aale vo Kotgeztabelle a a Kategore Kategore b b Populato Populato I eer ( )-Kotgeztael der Form t da Kreuzproduktverhält (relatve hace oder Odd Rato) betmmt durch γ / /, [ 0 ) γ, Beachte: Ivarat gegeüber Multplkato vo Spalte ud/oder Zele mt belebge potve Zahle Uterched zu χ, ud *. Iterpretato? Wa voll? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 6
17 Aale vo Kotgeztabelle Bepel 4: Kreuzproduktverhält tlerte Dateätze γ γ γ γ γ γ! Uterchedlche Iterpretato beachte Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 7
18 Aale vo Kotgeztabelle Augabe 4 Gegebe ee de Date gemäß der Tabelle vo Bepel 3, S. 4. R F Da Kreuzproduktverhält t größer al. Augabe 5 R F E Kreuzproduktverhält vo würde bedeute, da de hace, da e Ma raucht doppelt o groß t we ür ee Frau. Ageomme vo de 5 mälche Raucher wechel 0 Mäer zu de Nchtraucher. Da wäre * größer al 0.. I Tabelle 3, S. 03 t * kleer al 0.. I Tabelle (a) S. 3 * kleer al 0.5. Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 8
19 Grache Dartellugmöglchkete Bepel : D-Säuledagramm Aale vo Kotgeztabelle Ohe Aubldug Lehre 3 Fachpez. Aubldug 4 Hochchulabchlu Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 9
20 Aale vo Kotgeztabelle Bepel : Bedgte D-Säuledagramm Bedeutug? Vgl. Tabelle (a) S. 3 Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 30
21 Aale vo Kotgeztabelle Bepel : Grupperte Säuledagramme ( Varate) H Hochchulabchlu F Fachpezche Aubldug L Lehre O Ohe Aubldug Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 3
22 Aale vo Kotgeztabelle Programmcode (ür bedgte D-Säuledagramm) >lbrar(catterplot3d) Da Add-o Paket catterplot3d mu vo R-project herutergelade ud R tallert werde. >Datematr(c(86,70,40,8,9,43,,4,8,0,5,3),4,3) >BedVertprop.table(Date,) >Date3ddata.rame(a.vector(col(BedVert)), a.vector(row(bedvert)), a.vector(bedvert)) >catterplot3d(date3d,tpe"h",lwd5,pch"",labc(,4),.tcklabc("kurzrtg","","mttelrtg", "","lagrtg"),.tcklabc("","","3","4"), ma"aubldug ud Dauer vo Arbetlogket", lab"dauer der Arbetlogket",lab"Aubldug", zlab"prozet",agle60,bof) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 3
23 Aale vo Kotgeztabelle Programmcode (ür grupperte Säuledagramme) >Datematr(c(86,70,40,8,9,43,,4,8,0,5,3),4,3) >BedVertt(prop.table(Date,)) >barplot(bedvert,bedet,lmc(0,),lab"atel", ame.argc("","h","","","f","","","l","","","o",""), colc(gra(0.3),gra(0.6),gra(0.9)),ma"aubldug ud Dauer vo Arbetlogket") leged(,0.9,legedc("kurzrtg","mttelrtg", "Lagrtg"),llc(gra(0.3),gra(0.6),gra(0.9))) >barplot(bedvert,bedef,ame.argc("h","f","l","o"), colc(gra(0.3),gra(0.6),gra(0.9)),ma"aubldug ud Dauer vo Arbetlogket",lab"Atel") Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale vo Kotgeztabelle 33
24 Aale metrcher Merkmale Grache Dartellug- ud Aalemöglchkete Dartellug der gemeame Vertelug Bepel: D-Htogramm Bedeutug? Allgemee Przp:? Problematch? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 34
25 D-Htogramm Y ( c 0,c ] ( c,c ] ( ] e 0,e e,e K ~ K Aale metrcher Merkmale Gegebe ee metrche Beobachtugwerte klaert k l Größeklae. Allgemee tabellarche Form M ( c, ] k c k ( ] ~ ~ K M ~ k ~ M ~ k K ( ] e, ~ l e l Da bezechet ür K,,k ud j K,, l l ~ l M ~ kl ~ j de relatve Klaehäugket der Werte der Klae ( c, c ] ( e j, e j ]. De Höhe der D-Htogrammäule über dem Rechteck ( c c ] ( e, e ] ergbt ch da durch j ( )( ). c c ~ e e j j, j j Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 35
26 Aale metrcher Merkmale Zuammehagaale ud eploratve Methode Bepel 5: Körpergröße ud Gewcht Ergebe der Beragug uter de Studete der Verataltug Stattk I (B) -dmeoal Gechlechtuabhägg Gechlechtabhägg Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 36
27 Aale metrcher Merkmale Bepel 6: Mete, Quadratmeterpre ud Größe der Wohug (Mücher Metpegel 003) 3D-Wolke - Drehug ud Idetkato vo Werte Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 37
28 Bepel 6... Streudagramm-Matr Aale metrcher Merkmale Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 38
29 Aale metrcher Merkmale Bepel 6... Bruhtechk ud Idetkato vo Werte Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 39
30 Aale metrcher Merkmale Programmcode ür Streudagramm > Größec(70,68,5,...) > Gewchtc(70,58,6,...) > plot(größe,gewcht,lab"größe cm", lab"gewcht kg") > mbolele(gechlecht,,3) > plot(größe,gewcht,pchmbol,lab"größe cm", lab"gewcht kg") > leged(60,00,pchc(,3), legedc("weblch","mälch")) Zu Streudagramm-Matrze ehe Beehl par( ) >?par Hleauru zum Beehl par( ) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 40
31 Aale metrcher Merkmale Zuammehagmaße ür metrche Merkmale Wa t mt dem Potulat der emprche Uabhäggket (ehe S. 4)? Bepel 5: Größe ud Gewcht - Kotgeztabelle Gewcht kg Größe cm [49, 7] (7,93] (93,5] Summe [57, 70] () (0) (0) () (70, 83] 36 (0.55) (83, 96] (0.3) Summe 65 (0.53) 8 (0.43) 7 (0.68) 55 (0.45) Bedeutug? (0.0) (0.03) (0.0) 65 () 40 () () 0.49 Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 4
32 Aale metrcher Merkmale Kotrukto ee Zuammehagmaße II > 0 -dmeoal Wert 7.08 Wert 3 > 0 Wert Wert 4 I ( )( ) Wert Wert Wert Wert ( )( ) Rechteckläche ( )( ) Kovaraz III 79.9 IV Iterpretato? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 4
33 Aale metrcher Merkmale Gegebe ee de metrch kalerte Beobachtugwerte ( ), K,(, )., Da t durch de Kovaraz gegebe. Y ( )( ) Werde de Beobachtugwerte lear traormert gemäß ( u v ) ( a + b, a + b ), ür, K,, o glt ür de Kovaraz der traormerte Werte b UV b Y. ( u v ),,(, ), K u v Svolle Zuammehagmaß? Bemerkug: Kovaraz ür klaerte -dmeoale Date aalog zum edmeoale Fall (eretze Werte durch Klaemtte) Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 43
34 Aale metrcher Merkmale Gegebe ee de metrch kalerte Beobachtugwerte ( ), K,(, )., Bezeche de Varaz der -Werte ud de Varaz der -Werte. Da t uter der Aahme > 0 ud > 0 durch Y Y r Y Y Y ( )( ) ( ) ( ) der Korrelatokoezet ach Brava-Pearo gegebe. Dabe glt r [,]. Werde de Beobachtugwerte lear traormert gemäß ( u v ) ( a + b, a + b ), mt b 0 ud b 0 ür, K,, Y Iterpretato? o glt ür de Korrelato der traormerte Werte ( u v ),, (, ), K u v r UV ry. Ivaraz gegeüber Leartraormato Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 44
35 Aale metrcher Merkmale Bemerkuge. Kovaraz der Werte mt ch elbt Varaz ( )( ) ( )( ) ( ) Y : Aahme:. Korrelato Kovaraz der tadarderte Werte 45 Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale. Korrelato Kovaraz der tadarderte Werte ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) Y Y Y r 0 0 ( ) Y Y r 3. Korrelato der Werte mt ch elbt
36 Aale metrcher Merkmale > Übuge: Kurze Bewee ud Überleguge zu Kovaraz ud Korrelato. Zege Se de Skaleäquvaraz der Kovaraz gegeüber leare Traormatoe. Ihr Aatz laute UV ( a + b )( a + b ) ( a + b ) ( a + b ) K. Begrüde Se de Ivarazegechat de Korrelatokoezete. Wa glt r r? UV r Y 3. Nach der hauch-schwarz che Uglechug glt tet u v u v Glechhet glt geau da, all v bu ür rgede Begrüde Se damt de Gültgket vo r Y,. Wa bedeutet olglch? r Y [ ] b 0. Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 46
37 Rechebepel Aale metrcher Merkmale Gegebe ee de Beobachtugwerte (, ), (, ), (, ), (4, 3), (6, 4), (0, 8). Arbettabelle r Y * 4.7 *3.7 r 0.99 ( 6 6*4.7 )( 95 6*3.7 ) 5 / / Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 47
38 Aale metrcher Merkmale Bepel 7: Korrelatokoezet tlerte Dateätze r r 0! Y Y Iterpretato r Y : 0! r 0 0 Y r Y r Y : ry 0 r Y r Y r Y 0 :! Learer Zuammehag etcheded! Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 48
39 Aale metrcher Merkmale Bepel 8: Progoe de Sachvertädgerate ( ) Zetrehedartellug Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 49
40 Aale metrcher Merkmale Bepel 8: Progoeverglech ahad der Korrelato Sachvertädgerat Nave Progoe r 0.64 r Bedeutug? Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 50
41 Aale metrcher Merkmale Bepel 9: Streudagramm-Matr - Zatz ud Redte moatlch (98-993) Varaz-Kovarazmatr S Korrelatomatr r R r r r Beachte: r r r r r j r r r r j r r r r jj r5 r 5 r 35 r45 Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 5
42 Aale metrcher Merkmale Bepel 9: Zatz ud Redte moatl. (98-993) Varaz-Kovarazmatr*000 BASF BMW DA VW z BASF BMW DA VW z Korrelatomatr Bedeutug? BASF BMW DA VW z BASF BMW DA VW z Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 5
43 Aale metrcher Merkmale Augabe 6 Gegebe ee de olgede 5 Dateätze: Dateatz : (, ), (, ), (3, 3), (4, 4), (5, 5) Dateatz : (, 3), (, 5), (, ), (5, 0), (3, 3) Dateatz 3: (0, 3), (0, 5), (0, ), (50, 0), (30, 3) Dateatz 4: (, 3), (, 5), (, ), (5, 0), (3, 3) Dateatz 5: (, 5), (, 3), (3, 3), (4, ), (5, -) Der Korrelatokoezet ach Brava-Pearo t R F Dateatz glech 0, Dateatz kleer al -0.5, de Dateätze, 3 ud 4 glech groß, Dateatz 4 egatv. Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 53
44 Aale metrcher Merkmale Augabe 7 Gegebe ee de Date au Bepel 5, Sete 36. R F Kovaraz ud Korrelato zwche Größe ud Gewcht d potv. Würde de Größe Meter umgerechet, o würde de Korrelato olge eer kleere Streuug der Größe tege. Augabe 8 Gegebe ee de Date au Bepel 9, Sete 5. R F De Korrelato zwche BMW- ud VW-Redte t glech De Stadardabwechug de Ze t kleer al 3. Multvarate Dekrpto ud Eplorato vo Date - Aale metrcher Merkmale 54
Ein Maß für die Ungleichheit bzw. Heterogenität kategorialer Daten ist Simpsons normiertes D:
Streuug omalkalerter Varable Streuug omalkalerter Varable: Smpo D Gültg WHITE BLACK OTHER Geamt RACE OF RESPODET Gültge Kumulerte Häufgket Prozet Prozete Prozete 483 83, 83, 83, 388 13, 13, 96, 11 4, 4,
MehrFormelsammlung. Unter diesen Annahmen kann der Korrelationskoeffizient nach folgenden Schritten getestet werden:
Formelammlug. Korrelatoaalye Korrelatooeffzet (Brava-Pearo) ( )( y y) y y r, r + ( ) ( y y) y y Stattcher et Soll tattch getetet werde, ob e learer Zuammehag zwche de Varable ud y für de Grudgeamthet beteht,
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