Biostatistik Erne Einfuhrung fur Biowissenschaftler

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1 Matthias Rudolf Wiltrud Kuhlisch Biostatistik Erne Einfuhrung fur Biowissenschaftler PEARSON Studium

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort xi Kapitel 1 Einfiihrung Biostatistik als Bestandteil biowissenschafllicher Forschung Population und Stichprobe Merkmale und Skalenarten 6 Kapitel 2 Beschreibende Statistik eines Merkmals n 2.1 Darstellung der Daten in Tabellen Anzahl und Breite der Klassen Merkmalsverteilung Grafische Darstellung der Daten Balkendiagramm Kreisdiagramm Histogramm Polygon Summenhistogramm Summenpolygon Statistische Kennwerte Lageparameter Streuungsparameter Veranschaulichung und Interpretation 36 Kapitel 3 Wahrscheinlichkeitstheorie 4i 3.1 Grundmodell der Wahrscheinlichkeitstheorie Zufallige Ereignisse und deren Verkniipfung Klassische Definition der Wahrscheinlichkeit Axiomatische Definition der Wahrscheinlichkeit Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten Zufallsvariablen und ihre Verteilung Grundbegriffe Diskrete Zufallsvariablen Stetige Zufallsvariablen Verteilungsparameter Spezielle Verteilungen Diskrete Verteilungen Stetige Verteilungen 64

3 Kapitel 4 Schatzung unbekannter Parameter Punktschatzungen 4.2 Bereichsschatzungen Verteilung von Punktschatzungen Konfidenzintervalle 86 Kapitel 5 Formulieren und Priifen von Hypothesen Inhaltliche und statistische Hypothesen Klassifikation inhaltlicher Hypothesen Statistische Alternativhypothesen Statistische Nullhypothesen Fehlerarten bei statistischen Entscheidungen Priifung statistischer Hypothesen Der p-wert Einseitige und zweiseitige Fiagestellungen Statistische Signifikanz Ill 5.4 Ablauf statistischer Tests Monte-Carlo-Studien und die Bootstrap-Technik Monte-Carlo-Studien Die Bootstrap-Technik 121 Kapitel 6 Ausgewahlte statistische Tests Parametrische Tests fur normalverteilte Merkmale Vergleich eines Mittelwerts mit einem bekannten Wert Vergleich zweier Mittelwerte bei unabhangigen Stichproben Vergleich zweier Mittelwerte bei verbundenen Stichproben Aquivalenztests Uberpriifung der Voraussetzungen Tests fur ordinalskalierte Merkmale Vergleich zweier Verteilungen bei unabhangigen Stichproben Vergleich zweier Verteilungen fur verbundene Stichproben Tests fur nominalskalierte (dichotome) Merkmale Vergleich zweier Wahrscheinlichkeiten bei unabhangigen Stichproben Vergleich zweier Wahrscheinlichkeiten bei verbundenen Stichproben 185 Kapitel 7 Korrelations- und Regressionsanalyse Korrelationsanalyse metrischer Merkmale Grafische Veranschaulichung bivariater Zusammenhange

4 7.1.2 Produkt-Moment-Korrelation Interpretation von Korrelationen Korrelationsanalyse ordinalskalierter Merkmale Korrelationsanalyse nominalskalierter Merkmale Einfache lineare Regression Modell und Voraussetzungen Schatzung der linearen Regressionsfunktion Varianzzerlegung und BestimmtheitsmaB Konfidenzintervalle und Tests Partielle Korrelationsanalyse Multiple lineare Regression Modell und Voraussetzungen Schatzung der multiplen linearen Regressionsfunktion Multiples BestimmtheitsmaB und Tests Multikollinearitat und optimale Merkmalsmengen Kapitel 8 Varianzanalyse Einfaktorielle Varianzanalyse (Modell I) Modell, Voraussetzungen und statistische Hypothesen Quadratsummenzerlegung und Signifikanzprufung Multiple Vergleiche Zweifaktorielle Varianzanalyse (Modell I) Modell, Voraussetzungen und statistische Hypothesen Quadratsummenzerlegung und Signifikanzprufung Varianzanalyse mit zufalligen Effekten (Modell II) Modell, Voraussetzungen und statistische Hypothesen Schatzung der Varianzkomponenten und Signifikanzprufung Uberblick iiber weitere varianzanalytische Verfahren Gemischte Modelle Kovarianzanalyse Rangvarianzanalyse fur ordinalskalierte Merkmale Globalvergleich der Rangvarianzanalyse Multiple Vergleiche 340 Kapitel 9 Biostatistische Versuchsplanung Bedeutung der Versuchsplanung in der biowissenschaftlichen Forschung Grundlegende Aspekte der Versuchsplanung Varianzquellen in biowissenschaftlichen Untersuchungen Allgemeine Prinzipien der Versuchsplanung Typen von Stichproben Eine Auswahl wichtiger Versuchsplane 363

5 9.3 Bestimmung optimaler Stichprobenumfange Grundlagen und allgemeines Vorgehen t-test gegen eine Konstante t-test fur unabhangige Stichproben Multiple Vergleiche 376 Anhang 379 Anhang A. Ubersetzung ausgewahlter Fachbegriffe 380 Englisch - Deutsch 380 Deutsch - Englisch 385 Anhang B. Tabellen 390 Tabelle B.I: Werte der Verteilungsfunktion der Standardnormalverteilung 390 Tabelle B.2: Quantile der Chi-Quadrat-Verteilung 391 Tabelle B.3: Quantile der t-verteilung 392 Tabelle B.4: Quantile der F-Verteilung 394 Tabelle B.5: Quantile zum Tukey-Test 400 Tabelle B.6: Kritische Werte zum Dunnett-Test 401 Tabelle B.7: Kritische Werte zum U-Test 405 Tabelle B.8: Kritische Werte zum Wilcoxon-Test 408 Tabelle B.9: Kritische Werte zum Kraskal-Wallis-Test 409 Tabelle B.10: Kritische Werte zum Kolmogorov-Test 410 Tabelle B.ll: Kritische Werte zum Lillefors-Test 413 Anhang C. Literatur 415 Anhang D. Register 419