Peter P. Eckstein Angewandte Statistik mit SPSS
Peter P. Eckstei n Angewandte Statistik mit SPSS Praktische EinfOhrung for Wirtschaftswissenschaftler 4., vollstandig Oberarbeitete und erweiterte Auflage SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet liber <httpj/dnb.ddb.de> abrufbar. Professor Dr. Peter Eckstein lehrt Statistik, Okonometrie und Empirische Wirtschaftsforschung an der Hochschule for Technik und Wirtschaft Berlin. 1. Auflage Mărz 1997 4. Auflage August 2004 Alle Rechte vorbehalten Springer Fachmedien Wiesbaden 2004 Ursprunglich erschienen bei Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2004 lektorat: Jutta Hauser-Fahr / Walburga Himmel Das Werk einschlieblich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschlitzt. Jede Verwertung auberhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulăssig und strafbar. Das gilt insbesondere for Vervielfăltigungen, Obersetzungen, 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 wăren und daher von jedermann benutzt werden dlirften. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.corporatedesigngroup.de Gedruckt auf săurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier ISBN 978-3-409-42232-1 ISBN 978-3-663-05757-4 (ebook) DOI 10.1007/978-3-663-05757-4
Vorwort v Vorwort zur 4. Auflage Die vierte, vollsuindig iiberarbeitete und wesentlich erweiterte Auflage basiert auf der SPSS Version 12.0 fur Windows in der deutschen Ausgabe. Die augenscheinlichsten Neuerungen sind eine inhaltliche Erganzung des Kapitels 4 durch eine problemorientierte Einfiihrung in die zweifaktorielle Varianzanalyse sowie eine inhaltliche Erweiterung durch zwei "neue" Kapitel, die eine exemplarische Einftihrung in die Faktorenanalyse und in die Clusteranalyse zum Gegenstand haben. Zudem wurde der Anhang durch ein alphabetisch geordnetes und kapitelbezogenes Verzeichnis aller im Lehrbuch benutzten SPSS Daten-Dateien erganzt. Die inhaltlich wesentlich erweiterten und aktualisierten SPSS Daten-Dateien stehen im Internet unter der im Anhang A. 3 Download-Bereich angegebenen Adresse zur freien VerfUgung. Zur Gewahr eines effektiven Selbststudiums wird in bewahrter Tradition fur alle Ubungs- und Klausuraufgaben, die jeweils am Ende eines Kapitels zusammengestellt sind, eine vollstandige Losung angeboten. Wahrend die gleichsam von mir verfassten (und in mehreren Auflagen im GABLER Verlag erschienenen) Lehrbiicher Repetitorium Statistik und Klausurtraining Statistik vor all em als grundlagenorientierte Lehrbiicher konzipiert sind, ist der "Angewandten Statistik mit SPSS" die Rolle eines methodisch vertiefenden und anwendungsorientierten Kompendiums fur Lehrveranstaltungen im Hauptstudium wirtschaftswissenschaftlicher Studiengange auf verschiedenen Gebieten der empirischen Wirtschafts- und Sozialforschung zugedacht. Die vorliegende vierte Auflage ware ohne die Unterstiitzung von geschatzten Kolleginnen und Kollegen nicht moglich gewesen. In diesem Zusammenhang gilt mein besonderer Dank: Frau Jutta HAUSER-FAHR und Frau Walburga HIMMEL fur die Betreuung dieses Buchprojekts seitens des Verlages, Frau Professor Dr. Monika KUMMER und Herm Professor Dr. Rudolf SWAT fur die unschatzbaren Hinweise zur inhaltlichen Gestaltung des Buches sowie Frau Diplom-Kauffrau Ramona POHL fur die Durchsicht des Manuskripts. Herm Diplom-Wirtschaftsinformatiker Frank STEINKE gilt meine kollegiale Wertschatzung fur die Gestaltung und Betreuung des Download-Bereichs. AuBerst dankbar bin ich meiner Familie fur ihre aufgebrachte Geduld in den Phasen der Fertigstellung des Buches, in denen ich wohl korperlich anwesend, meistjedoch geistig abwesend war. Berlin, im Juni 2004 Peter P. ECKSTEIN Aus dem Vorwort zur 3. Auflage Die dritte, vollstandig iiberarbeitete und erweiterte Auflage basiert auf der SPSS Version 10.0 flir Windows. Die augenscheinlichsten Neuerungen sind zum einen eine elementare Einfiihrung in die Reliabilitiitsanalyse und zum anderen eine Reihe neuer praktischer Beispiele und Aufgaben, die eine niitzliche und redun-
VI Vorwort danzfreie Erganzung zu dem von mir gleichsam im GABLER Verlag herausgegebenen SPSS Arbeitsbuch darstellen. Berlin, im Oktober 2000 Aus dem Vorwort zur 2. AufJage Peter P. ECKSTEIN Die erstaunlich positive Resonanz, welche die erste Auflage erfuhr, bewog mich, mit der VerfUgbarkeit der SPSS Version 8.0 fur Windows die Angewandte Statistik mit SPSS in einer zweiten, vollstandig iiberarbeiteten und erweiterten Auflage bereitzustellen. Die augenscheinlichsten Neuerungen sind ein Kapitel zur Zeitreihenanalyse sowie kapitelbezogene Obungs- und Klausuraufgaben mit vollstandigen Losungen. Zudem sind aile in der zweiten Auflage verwandten SPSS Datendateien im Internet fur einen individuellen Abruf bereitgestellt. Berlin, im April 1999 Aus dem Vorwort Peter P. ECKSTEIN "Statistik verstehen, vertiefen und anwenden" ist das Leitmotiv, unter dem dieses Buch klassische und modeme Verfahren der Deskriptiven und Induktiven Statistik sowie der Explorativen Datenanalyse verstandlich anhand praktischer Problemstellungen und unter Verwendung von SPSS 6.0 fur Windows vermittelt. Der in diesem Buch angebotene Zugang zur Angewandten Statistik ist das Resultat von Hauptstudienveranstaltungen fur Studenten betriebswirtschaftlicher Studiengange, die ich an der Fachhochschule fur Technik und Wirtschaft Berlin in den letzten Jahren realisiert habe. Das Verstandnis der behandelten statistischen Verfahren setzt Vorkenntnisse in der Deskriptiven und Induktiven Statistik sowie der Wahrscheinlichkeitsrechnung voraus. Erfahrungen im Umgang mit dem Programmpaket Windows erweisen sich als erforderlich. Das vorliegende Buch, das in sechs Kapitel gegliedert ist, gleicht in seiner Anlage dem von mir verfassten und im GABLER Verlag erschienenen Repetitorium Statistik. Die statistischen Verfahren werden kurz theoretisch eingefuhrt und ausfiihrlich anhand praktischer Probiemstellungen demonstriert. Damit ist es nicht nur fur Studierende in den Wirtschafts-, Sozial- und padagogischen Wissenschaften ein hilfreiches Nachschlagewerk, sondem auch fur aile, die in ihrer praktischen Arbeit bei der Aufbereitung und Analyse von Daten mit der Anwendung statistischer Verfahren konfrontiert werden. Fur meine Eltern Max und Elisabeth ECKSTEIN Berlin, im Marz 1997 Peter P. ECKSTEIN
Inhaltsverzeichnis VII In haltsverzeich nis 1 SPSS fur Windows.... 1.1 1.2 1.3 Uberblick... SPSS starten und beenden... SPSS Editoren und SPSS Viewer... SPSS Daten-Editor... SPSS Viewer... '"............ 7 SPSS Pivot-Tabellen-Editor... 8 SPSS Diagramm-Editor... 9 1.4 SPSS Dialogfelder........................ 10 1.5 SPSS Hilfesystem...,... 11 1.6 SPSS Optionen... 12 2 Datenmanagement... 13 2.1 Erstellen einer SPSS Datendatei... 14 2.1.1 Datenerhebung......... 14 Urlistenkonzept............ 15 Fragebogenkonzept..................... 18 2.1.2 SPSS Variablendefinition... 23 2.1.3 Daten eingeben und speichem.............. 29 2.2 Einlesen einer Daten-Datei... 31 Einlesen einer SPSS Daten-Datei... 31 Einlesen einer Microsoft Excel-Datei... 32 2.3 3 3.1 3.1.1 Einlesen einer Text-Datei.... SPSS Daten-Dateien bearbeiten..... Dateien zusammenfugen, FaIle hinzufugen.... Dateien zusammenfugen, Variablen hinzufugen.... Merkmalstdiger nummerieren.... Variablenwerte berechnen fur aile Merkmalstrager.... Variablenwerte berechnen fur ausgewiihlte Merkmalstrager.... Daten umkodieren.... Merkmalstrager auswahlen undloder loschen.... Duplikate identifizieren.... Daten aggregieren.... Aufgaben.... Verteilungsanalyse.... Kategoriale Verteilungsanalyse..,.... Fragebogenauswertung.... Analyse von nominal en Einfachantworten..... 2 4 6 6 33 36 37 38 40 41 42 44 47 50 52 53 55 56 56 56
VIII Inhaltsverzeichnis 3.1.2 3.1.3 3.2 3.2.1 3.2.2 Analyse von Mehrfachantworten, dichotome Methode.... Analyse von Mehrfachantworten, kategoriale Methode.... Analyse von ordinalen Einfachantworten..... Test auf eine Gleichverteilung..... Chi-Quadrat-Anpassungstest auf eine Gleichverteilung..... Empirisches und vorgegebenes Signifikanzniveau..... Test auf eine Binomialverteilung..... Metrische Verteilungsanalyse.... Explorative Datenanalyse.... Verteilungsparameter.... Histogramm.... Stem-and-LeafPlot.... Box-and-Whisker Plot..... Normal Q-Q Plot.... KOLMOGOROV-SMIRNov-Anpassungstest.... UnvollsUindig spezifizierter Test auf eine Normalverteilung.... Vollstandig spezifizierter Test auf eine POISSON-Verteilung.... Aufgaben.... 4 Mittelwertanalyse... 101 4.1 VerfahrensUberblick... 102 4.2 Einstichprobenverfahren... 103 4.2.1 Ziehen einer Zufallsstichprobe... 103 4.2.2 Einfacher t-test... 108 4.3 Zweistichprobenverfahren... 112 4.3.1 t-test fur zwei unabhangige Stichproben... 112 Doppelter t-test... 112 WELCH-Test... 117 4.3,2 MANN-WHITNEY-U-Test... 119 4.3.3 T-Test fur zwei verbundene Stichproben... 121 4.3.4 WILCOXON-Test... 124 4.4 k-stichprobenverfahren... 126 4.4.1 Einfaktorielle Varianzanalyse... 126 Varianzhomogene Faktorgruppen... 127 Varianzinhomogene F aktorgruppen... 131 4.4.2 KRUSKAL-WALLIs-Test... 135 4.4.3 Zweifaktorielle Varianzanalyse... 137 Mit Interaktionseffekt... 137 Ohne Interaktionseffekt... 144 Aufgaben... 145 61 66 67 68 68 71 75 78 78 80 84 86 88 91 94 95 97 99
Inhaltsverzei chnis IX 5 Zusammenhangsanalyse... 147 5.1 Kontingenzanalyse.................. 148 5.1.1 Kontingenztabelle... 148 5.1.2 Chi-Quadrat-Unabhangigkeitstest... 154 5.1.3 KontingenzmaBe... 156 Nominales KontingenzmaB V nach CRAMER... 157 Ordinales KontingenzmaB 'tc nach KENDALL... 158 KontingenzmaB K nach COHEN... 160 5.2 Rangkorrelationsanalyse... 162 5.3 MaBkorrelationsanalyse... 166 Bivariate MaBkorrelation..... 167 Unabhangigkeitstest fur einen bivariaten Zufallsvektor... 170 Multiple MaBkorrelation... 172 Partielle MaBkorrelation... 174 Aufgaben.................. 177 6 Regressionsanalyse... 179 6.1 Einfache line are Regression... 180 6.2 Einfache nichtlineare Regression... 189 6.3 Multiple Regression... 197 6.4 Logistische Regression... 206 Einfache logistische Regression... 206 Multiple logistische Regression.. '"... 215 6.5 Lokale lineare Regression... 219 Aufgaben... 223 7 Zeitreihenanalyse.................................... 225 7.1 Zeitreihen... 226 Zeitintervallreihe............ 227 Zeitpunktreihe... 229 7.2 Deskriptive Zeitreihenmodelle............... 231 7.2.1 G leitende Durchschnitte... 232 7.2.2 Trendfunktionen... 235 7.2.3 Trend-Saison-Modelle... 241 Additives Trend-Saison-Modell... 241 Multiplikatives Trend-Saison-Modell... 247 7.2.4 Exponentielle Glattungsmodelle... 252 7.3 Stochastische Zeitreihenmodelle......... 257 7.3.1 AR(p)-Modelle...,... 258 7.3.2 MA(q)-Modelle... 266 7.3.3 ARMA(p, q)-modelle... 269
X Inhaltsverzeichnis 7.3.4 ARIMA(p, d, q)-modelle... 272 Random Walk... 274 7.3.5 Box-JENKINS-Verfahren... 278 ARIMA-Modell ohne saisonale Parameter... 280 ARIMA-Modell mit saisonalen Parametern... 283 Aufgaben...... 287 8 Reliabilitatsanalyse...... 289 8.1 Grundbegriffe... 290 8.2 MaBzahlen... 292 8.2.1 Schwierigkeitsindex... 292 MCNEMAR-Test...... 294 8.2.2 Trennschiirfe-Index... 295 Phi-Koeffizient... 296 Punktbiserialer Korrelationskoeffizient... 297 8.2.3 Homogenitatsindex Alpha nach CRONBACH..... 299 Aufgaben......... 306 9 Faktorenanalyse............... 307 9.1 Grundprinzip... 308 9.2 Faktoren-Extraktion... 309 9.3 Faktoren-Rotation... 315 9.4 Faktorwerte... 319 Aufgaben... 322 10 Clusteranalyse..................... 323 10.1 Verfahrensiiberblick... 324 10.2 Geometrische Klassifikation... 326 10.3 Hierarchisch-agglomerative Klassifikation... 330 10.4 Partitionierende Klassifikation... 336 Aufgaben... 340 Anhang... 341 A Verzeichnis der SPSS Daten-Dateien... 342 Al Alphabetische Auflistung... 342 A2 Kapitelbezogene Auflistung... 344 A3 Datenzugriffvia Internet... 345 B Empirisches Signifikanzniveau... 346 C Ausgewahlte Grenz- und Elastizitatsfunktionen... 347 D Losungen zu den Dbungs- und Klausuraufgaben... 348 Stichwortverzeichnis... 361