Wolf-Gert Matthäus I ]örg Schulze. Statistik mit Excel

Transkript

1 Wolf-Gert Matthäus I ]örg Schulze Statistik mit Excel

2 Wolf-Gert Matthäus I Jörg Schulze Statistik mit Excel Beschreibende Statistik für jedermann 4., aktualisierte Auflage STUDIUM 111 VIEWEG+ TEUBNER

3 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. 1. Auflage Auflage Auflage , aktualisierte Auflage 2011 Alle Rechte vorbehalten Vieweg + Teubner Verlag I Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2011 Lektorat: Ulrich Sandten I Kerstin Hoffmann Vieweg+ Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien. Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Technische Redaktion: Gabriele McLemore, Wiesbaden Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Satz: Druckhaus Thomas Müntzer, Bad Langensalza Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Printed in Germany ISBN

4 Vorwort zur vierten Auflage Auf Anregung vieler Leserinnen und Leser sowie des Verlages wurde der Excel-Hintergrund des - inhaltlich nur geringfügig veränderten - Buches grundsätzlich neu gestaltet: Wurden noch in der dritten Auflage alle Bedienhandlungen mit Bezug auf die inzwischen in die Jahre gekommene Version Exce12003 geschildert, so wird nun durchgehend auf Excel 2007 verwiesen. Damit aber die Nutzer der älteren Version auch noch erfolgreich mit dem Buch arbeiten können, wird im neuen Anhang 2 ausführlich mitgeteilt, wie die AufgabensteIlungen aller Abschnitte mit Excel 2003 gelöst werden können. Mit Rücksicht auf sie werden auch im Leserservice grundsätzlich nur. xl s-dateien bereitgestellt. Hinzugekommen ist ein Anhang 3 mit wichtigen Informationen über die neueste Version Excel allerdings sind die Unterschiede zwischen Excel2007 und 2010 nicht so gravierend, so dass für Excel-2010-Nutzer fast alle Abschnitte des Buches ohne Einschränkungen verständlich sein dürften. Uenglingen, im Frühjahr 2011 Aus dem Vorwort zur dritten Auflage Wolf-Gert Matthäus "Es eilt die Zeit im Sauseschritt... ". Nachdem auch die zweite Auflage den Weg zu ihren Lesern fand, war es an der Zeit, eine gründliche Modernisierung von Inhalt und Gestaltung des Buches vorzunetunen. Schlankere Typen ermöglichen die Hinzunalune von weiteren Inhalten - wir haben uns für zwei Abschnitte über multiple lineare Regression und Zeitreihenanalyse entschieden. Schwierig war die Entscheidung, mit welcher Excel-Version die Beispiele vorgeführt werden. Sollten wir sofort auf das neue Excel 2007 umstellen? Sollten wir doch besser Excel2003 verwenden, derzeit wohl am weitesten verbreitet? Wir entschieden uns für einen Kompromiss: Grundsätzlich wird doch noch Excel 2003 verwendet. Aber für alle Benutzer des neuen Excel2007 wird in einem Anhang geschildert, wie mit dieser neuen Software und ihrer andersartigen Benutzeroberfläche umzugehen ist Uenglingen I Görlitz, im Sommer 2007 Aus dem Vorwort zur zweiten Auflage Wolf-Gert Matthäus Jörg Schulze Erfreulich schnell war die erste Auflage vergriffen, und gern folgten wir der Aufforderung des Verlages, eine durchgesehene und erweiterte zweite Auflage vorzubereiten. Insbesondere fügten wir ein neues Kapitel 9 ein, das dem Wunsch von Lesern Rechnung trägt, die in ihrer beruflichen Praxis am Arbeitsplatz (passiven) Zugriff auf große Datenbanken haben und wissen möchten, wie sie Daten von dort in ihr vertrautes Excel importieren und am Arbeitsplatz aufbereiten können.

5 6 Vorwort Für die wertvolle Unterstützung bei der Abfassung dieses neuen Kapitels möchten wir Herrn Steven Ponndorf in Leipzig ganz herzlich danken. UengIingen / Görlitz, im Dezember 2004 Aus dem Vorwort zur ersten Auflage WoU-Gert Matthäus Jörg Schulze Da wurde nun mit großem Fleiß in wochenlanger Arbeit eine große Datenmenge aus Beobachtungen, Messungen, Befragungen, Untersuchungen, Analysen oder anderen Quellen zusammengetragen. Und dann steht man mehr oder weniger hilflos vor diesem Datenhaufen und fragt sich: Wie weiter? Was nun? Was tun? Wie bekommt man denn nun die Daten in den pe? Wie können sie dort verwaltet, aufbereitet, ausgewertet, komprimiert, präsentiert und wirksam grafisch dargestellt werden? Ob im Studium, in der Schule, im Labor oder in der beruflichen Praxis - hier wird das vorliegende Buch heuen: Wir wollen von der Datenerfassung bis hin zur Gewinnung aussagekräftiger Grafiken und statistischer Kennzahlen, verständlich und stets unmittelbar nachvollziehbar, den Umgang mit umfangreichem Datenmaterial schildern, auf Fallen verweisen, auch manch kleinen Trick präsentieren. Und all das basiert auf Excel, dem bewährten und beliebten Office-Programm, mit dem umzugehen wohl niemand an den oben genannten Arbeitsplätzen heutzutage irgendwelche grundlegenden Schwierigkeiten haben dürfte. Mehr als Excel-Grundkenntnisse werden fiir das Buch ohnehin nicht benötigt. Die Idee, ein solches Buch zu schreiben, wurde aus vielen Quellen gespeist. Während der eine Autor vor allem an seine Scharen von Studierenden dachte, erinnerte sich der andere zusätzlich noch an die unzähligen Konsultationen und Lehrgänge, die er zu diesem Thema schon durchführte. Der ergänzende Untertitel "Beschreibende Statistik fiir jedermann" signalisiert: Wir wenden uns eben nicht an die Statistik-Spezialisten, sondern vor allem an Anfänger und Einsteiger. Ihnen wollen wir wirksam heuen. Und diese Vokabel "jedermann", unsere erwiinschte Leserschar charalcterisierend, begleitete uns auf dem gesamten Weg der Manuskripterarbeitung. Für Rückmeldungen und kritische Hinweise sind wir sehr dankbar. Besuchen Sie uns doch gelegentlich im Internet unter liebe Leserin, lieber Leser, und sagen sie uns ihre Meinung. UengIingen / Görlitz, im März 2003 WoU-Gert Matthäus Jörg Schulze

6 Inhaltsverzeichnis Einleitung Grundlagen Statistische Grundbegriffe Datenniveau, Skalierung der Merkmale Kardinalskala (metrische Skala) Ordinalskala Nominalskala Verarbeitungsmöglichkeiten von Daten Zahlen - die großen Verführer Datenerfassung und -verwaltung Mehrdimensionales Datenmaterial Spaltenüberschriften Spalten mit Gesetzmäßigkeiten Dateneingabe Eindimensionales Datenmaterial Umgang mit dem Datenmaterial Kontrolle des Datenbestandes Nützliche Auskunftsfunktionen Erfasste Merkmalswerte und das Filtern Prüfen von Minimum und Maximum Absolute Häufigkeiten Einfaches Abzählen mit ZÄHLENWENN Klassenbildung Klassenzuordnung mit der Funktion WENN Die Funktion VERWEIS 54

7 8 Inhaltsverzeichnis Die Funktion HÄUFIGKEIT Das Werkzeug HISTOGRAMM Modalwert Häufigkeiten von Paaren: Pivot-Tabellen AufgabensteIlung und Bezeichnungen Herstellung einer einfachen Pivot-Tabelle FeldeinsteIlungen Präsentation von Pivot-Tabellen Abzählen von Paaren mittels Pivot-Tabellen Variable Pivot-Tabellen Pivot-Tabellen mit Datumsangaben Absolute Summenhäufigkeiten Grafische Darstellungen Histogramme: Werkzeug HISTOGRAMM Die ffi!}methode zur Herstellung von Grafiken Zusammenhängende Daten Nicht zusammenhängende Daten Zeitreihen Skalierung Bedeutung Logarithmische Skalierung Grafische Darstellung von Pivot-Tabellen Darstellung von absoluten Summenhäufigkeiten Bereits berechnete Summenhäufigkeiten Prozent-Diagramme Prozent-Diagramme im Zeitablauf Relative Häufigkeiten Berechnung relativer Häufigkeiten Excel rechnet falsch!? Kumulierte relative Häufigkeiten

8 Inhaltsverzeichnis 9 6 Statistische Maßzahlen Mittelwerte Median und arithmetisches Mittel (Durchschnitt) Weitere Mittelwerte Streuungsmaße Spannweite MitUere absolute Abweichung Empirische Standardabweichung und Varianz Einschub: Normalverteilung Schiefe und Wölbung Die Verführung: Popuiationskenngrößen Korr.lation und R.gr.ssion Der Korrelationskoeffizient von Bravais-Pearson Begriff, Bedeutung, Berechnung Herstellung der Punktwolke Regression Berechnung der Regressionskonstanten Rechnung mit dem Werkzeug REGRESSION Multiple lineare Regression Nichtlineare Zusammenhänge Grundlagen Transformationen Z.itr.ih.n Begriff und Erfassung Experimentell-visuelle TrendermitUung Lineare Zeitreihen und die lren(}.funktion Gleitender Durchschnitt Grundlagen der Zeitreihenanalyse Aufbau des additiven Zeitreihenmodells Gleitende Durchschnitte und das additive Zeitreihenmodell

9 10 Inhaltsverzeichnis Langfristige Trends erkennbar machen Monatstypische Abweichungen berechnen Saisonbereinigte Zeitreihe berechnen Ausblick Import von Daten aus Datenbanken Grundsätzliches Import aus MS-Access Einrichtung eines ODBC-Treibers Zugriff auf konkrete Datenbanken Microsoft SQL-Server Oracle Excel-Zugriff auf Oracle Daten importieren Daten visualisieren und aktuell halten Anhang 1: Vom Problem zur Exeel-Lösung Anhang 2: Bei Exeel2003 ist manches anders Anhang 3: Bei Exeel2010 ist manches anders Weiterführende und vertiefende Literatur Sachwortverzeichnis