MathProf - Gaußsche Glockenkurve - Absoluter - Relativer - Fehler - Rechner
Fachthemen: Gaußsche Glockenkurve - Fehlerrechnung
MathProf - Stochastik - Statistik - Software für interaktive Mathematik zum Lösen verschiedenster Aufgaben und zur Visualisierung relevanter Sachverhalte mittels Simulationen, 2D- und 3D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure, Wissenschaftler und alle die sich für Mathematik interessieren.
Online-Hilfe
für das Modul zur Untersuchung des Einflusses von Parametern auf den Verlauf der Gaußschen Glockenkurve inkl. der Durchführung einer Kurvendiskussion mit dieser.
Es handelt sich um kleines Unterprogramm zur Analyse und Darstellung der Dichtefunktion einer Gaußschen Normalverteilung.
Das Berechnen der Werte erforderlicher Größen erfolgt zur Echtzeit. Der Rechner stellt die entsprechenden Zusammenhänge unmittelbar nach Eintritt einer interaktiven Operation dar. Jedes relevante Ergebnis einer durchgeführten Berechnung zu diesem Fachthema wird aktualisiert ausgegeben.
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Themen und Stichworte zu diesem Modul:Glockenkurve - Gauß - Gauß-Funktion - Gauß-Kurve - Gaußsche Kurve - Gaußsche Glockenfunktion - Gaußglocke - Gaußkurve - Gaußsche Glocke - Gauß-Verteilung - Statistik - Wahrscheinlichkeit - Gaußsche Verteilungskurve - Funktion - Parameter - Zeichnen - Graph - Grafisch - Bild - Eigenschaften - Berechnen - Rechner - Plot - Plotter - Darstellung - Plotten - Grafik - Hochpunkt - Maximum - Wendepunkte - Bedeutung - Was bedeutet - Was ist - Welche - Welcher - Welches - Wodurch - Wie viel - Wieviel - Erklärung - Einfach erklärt - Beschreibung - Arbeitsblatt - Arbeitsblätter - Unterrichtsmaterial - Unterrichtsmaterialien - Lernen - Erlernen - Übungsaufgaben - Aufgaben - Einführung - Abituraufgaben - Abiturvorbereitung - Begriff - Begriffe - Abitur - Abi - Leistungskurs - LK - Klassenarbeit - Klassenarbeiten - Anwendungsaufgaben - Mathe - Mathematik - Definition - Diagramm - Eigenschaften - Formel - Berechnung - Darstellen - Fehlerkurve der Normalverteilung - Fehlerrechnung - Absoluter Fehler - Relativer Fehler - Genauigkeit - Näherungswert - Gaußsches Fehlerfortpflanzungsgesetz - Fehlerfortpflanzung - Fehlerfortpflanzungsgesetz - Mittlerer Fehler des Mittelwerts - Absoluter Fehler des Mittelwerts - Fehler des Mittelwerts - Lineare Fehlerfortpflanzung - Messunsicherheit - Fortpflanzungsfehler - Fehlerfortpflanzung nach Gauß |
Gaußsche Glockenkurve - Fehlerrechnung
Modul Glockenkurve
Im kleinen Unterprogramm [Stochastik] - [Stetige Verteilungen] - Glockenkurve kann der Einfluss von Parametern auf den Verlauf einer sogenannten Glockenkurve untersucht werden.
Dieses Teilprogramm dient lediglich dazu, den Einfluss der beiden oben angegebenen Parameter auf das Verhalten der beschriebenen Kurve zu untersuchen. Anwendung findet diese Art der Funktion in der Praxis der Wahrscheinlichkeitsrechnung als Dichtefunktion der Gaußschen Normalverteilung. Detaillierte Berechnungen und Auswertungen zu Sachverhalten dieser Art können im Unterprogramm Stetige Verteilungen durchgeführt werden.
Die Fehlerrechnung (Fehler- und Ausgleichsrechnung) befasst sich mit der Genauigkeit der Angabe von Zahlen und Rechenergebnissen.
Absoluter Fehler:
Der absolute Fehler ε gibt die Größe der Abweichung vom wahren Wert eines Ergebnisses an.
ε = a - x
Je genauer ein Näherungswert ist, desto kleiner ist sein absoluter Fehler. Mit der Schranke des absoluten Fehlers eines Näherungswertes a wird eine positive Zahl Δa bezeichnet, welche nicht vom Betrag des absoluten Fehlers übertroffen wird.
-Δa ≤ ε ≤ Δa
bzw.
a - Δa ≤ x ≤ a + Δa
Mittels dieser Schranke ist gleichzeitig eine untere und obere Wertschranke für den wahren Wert x festgelegt, welche Auskunft über die Genauigkeit von a gibt.
Relativer Fehler:
Der relative Fehler dient dazu, Näherungswerte verschiedener Größen hinsichtlich ihrer Genauigkeit vergleichen zu können. Seine Wertschranke ist gegeben mit:
x = a ± Δa
Als Schranke für den relativen Fehler dient die Größe σ = Δa/a. Der wahre Wert des relativen Fehlers, dessen Darstellung im allgemeinen in Prozentangaben erfolgt, errechnet sich wie folgt:
x = a ± Δσ·100%
mit:
x: Wahrer Wert
ε: Absoluter Fehler
Δa: Schranke des absoluten Fehlers
σ: Schranke des relativen Fehlers
Messwerte weichen stets vom exakten Wert ab. Abweichungen dieser Art werden mit der jeweilig zugrunde liegenden Formel fortgepflanzt. Aufgrund dieses Sachverhalts wird auch des Messergebnis vom korrekten (richtigen) Wert abweichen. Diese Tatsache wird als Fehlerfortpflanzung bezeichnet. Als lineare Fehlerfortpflanzung wird eine Fehleforpflanzung bezeichnet, wenn die Einzelfehler (Messunsicherheiten der Einzelgrößen) durch Fehlerabschätzung bestimmt wurden.
Messunsicherheiten: Eine Messunsichheit grenzt den Wertebereich ein, innerhalb dessen sich der wahre Wert der Messgröße mit einer festlegbaren Wahrscheinlichkeit befindet.
Bei einem Fortpflanzungsfehler handelt es sich um einen Fehler der Ausgabedaten, der durch Fehler in Eingabedaten erzeugt wurde. Ist der funktionale Zusammenhang zwischen drei Größen x, y und z bekannt, in Form einer Gleichung z = f(x,y) gegeben und liegen die Messergebnisse mit einer Genauigkeit von x = x ± Δx und y = y ± Δx vor, so kann hieraus der mittlere Fehler Δz des Mittelwerts von z berechnet werden.
Die Mittelwerte x und y sind definiert mit:
Für die von x und y abhängige Größe z = f(x,y) wird der Wert
z = z + Δz
ermittelt. Dieser setzt sich aus dem arithmetischen Mittelwert z = f(x,y) sowie dem mittleren Fehler des Mittelwerts Δz zusammen. Der mittlere Fehler dieses Mittelwerts errechnet sich wie folgt:
Der absolute maximale Fehler der abhängigen Größe z = f(x,y) berechnet sich mit:
Mit Hilfe dessen kann der Fehler einer abhängigen Größe auch dann abgeschätzt werden, wenn lediglich wenige auszuwertende Messwerte vorliegen.
Mit Hilfe dieses Programms lassen sich unter anderem Grafiken für Arbeitsblätter zur nichtkommerziellen Nutzung für Unterrichtszwecke erstellen. Beachten Sie hierbei jedoch, dass jede Art gewerblicher Nutzung dieser Grafiken und Texte untersagt ist und dass Sie zur Verfielfältigung hiermit erstellter Arbeitsblätter und Unterrichtsmaterialien eine schriftliche Genehmigung des Autors (unseres Unternehmens) benötigen.
Diese kann von einem registrierten Kunden, der im Besitz einer gültigen Softwarelizenz für das entsprechende Programm ist, bei Bedarf unter der ausdrücklichen Schilderung des beabsichtigten Verfielfältigungszwecks sowie der Angabe der Anzahl zu verfielfältigender Exemplare für das entsprechende Arbeitsblatt unter der auf der Impressum-Seite dieses Angebots angegebenen Email-Adresse eingeholt werden. Es gelten unsere AGB.
Dieses Programm eignet sich neben seinem Einsatz als Berechnungs- bzw. Animationsprogramm zudem zum Lernen, zur Aneignung entsprechenden Fachwissens, zum Verstehen sowie zum Lösen verschiedener Aufgaben zum behandelten Fachthema der Mathematik. Durch seine einfache interaktive Handhabbarkeit bietet es die auch Möglichkeit der Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen hierzu. Des Weiteren eignet es sich beim Üben dazu, um das Erlernte hinsichtlich praktizierter Übungen bzw. bearbeiteter Übungsaufgaben zu überprüfen und hierzu erworbenes Wissen festigen zu können.
Es kann sowohl zur Einführung in das entsprechende Fachthemengebiet, wie auch zur Erweiterung des bereits hierzu erlangten Fachwissens sowie als Unterstützung bei der Bearbeitung von Anwendungsaufgaben genutzt werden. Des Weiteren eignet es sich auch als Begleiter bei der Bearbeitung von Abituraufgaben sowie zur Vorbereitung auf Klassenarbeiten, zur Unterstützung bei der Abiturvorbereitung und zur Intensivierung des erforderlichen Wissens beim Abitur (Abi) im Mathe-Leistungskurs (LK). Dieses Programm kann auch dabei behilflich sein, einen Begriff zum entsprechenden Fachthema zu erklären.
Mittels der anschaulichen Gestaltung und einfachen Bedienbarbarkeit einzelner Module dieser Software können Fragen zum entsprechenden Themengebiet, die mit den Worten Was ist?, Was sind?, Wie?, Wieviel?, Was bedeutet?, Weshalb?, Warum? beginnen beantwortet werden.
Bei Fragen deren Wörter Welche?, Welcher?, Welches?, Wodurch? bzw. Wie rechnet man? oder Wie berechnet man? sind, können zugrunde liegende Sachverhalte oftmals einfach erklärt und nachvollzogen werden. Auch liefert diese Applikation zu vielen fachthemenbezogenen Problemen eine Antwort und stellt eine diesbezüglich verständliche Beschreibung bzw. Erklärung bereit.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Mathematische Funktionen I - Mathematische Funktionen II - Funktionen in Parameterform - Funktionen in Polarform - Kurvenscharen - Funktionsparameter - Kubische Funktionen - Zahlenfolgen - Interaktiv - Rekursive Zahlenfolgen - Interaktiv - Quadratische Funktionen - Interaktiv - Parabel und Gerade - Interaktiv - Ganzrationale Funktionen - Interaktiv - Gebrochenrationale Funktionen - Interaktiv - Kurvendiskussion - Interaktiv - Ober- und Untersummen - Interaktiv - Integralrechnung - Interaktiv - Hypozykoide - Sinusfunktion und Cosinusfunktion - Fourier-Reihen - Implizite Funktionen - Zweipunkteform einer Gerade - Kreis und Punkt - Interaktiv - Kegelschnitte in achsparalleler Lage - Interaktiv - Rechtwinkliges Dreieck - Interaktiv - Allgemeines Dreieck - Interaktiv - Höhensatz - Eulersche Gerade - Richtungsfelder von Differentialgleichungen - Addition und Subtraktion komplexer Zahlen - Binomialverteilung - Interaktiv - Galton-Brett - Satz des Pythagoras - Bewegungen in der Ebene - Dreieck im Raum - Würfel im Raum - Torus im Raum - Schiefer Kegel - Pyramide - Pyramidenstumpf - Doppelpyramide - Hexaeder - Dodekaeder - Ikosaeder - Abgestumpftes Tetraeder - Abgestumpftes Ikosidodekaeder - Johnson Polyeder - Punkte im Raum - Strecken im Raum - Rotationskörper - Rotation um die X-Achse - Rotationskörper - Parametergleichungen - Rotation um die X-Achse - Rotationskörper - Parametergleichungen - Rotation um die Y-Achse - Flächen im Raum I - Flächen im Raum II - Analyse impliziter Funktionen im Raum - Flächen in Parameterform I - Flächen in Parameterform II - Flächen mit Funktionen in Kugelkoordinaten I - Flächen mit Funktionen in Kugelkoordinaten II - Flächen mit Funktionen in Zylinderkoordinaten - Raumkurven I - Raumkurven II - Raumkurven III - Quadriken - Ellipsoid - Geraden im Raum I - Geraden im Raum II - Ebene durch 3 Punkte - Ebenen im Raum - Kugel und Gerade - Kugel - Ebene - Punkt - Raumgittermodelle
- Kurvendiskussion: Darstellung und Beschriftung von Hoch- ,Tief- und Wendepunkten der Funktion ein-/ausschalten
Werden die Parameter a und b durch eine Positionierung der entsprechenden Rollbalken auf die Werte a = 0,1 und b = 6 eingestellt, so wird die Funktion
Grafische Darstellung - Beispiel 1
Grafische Darstellung - Beispiel 2
Grafische Darstellung - Beispiel 3
Grafische Darstellung - Beispiel 4
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Screenshots zum Themengebiet Analysis - Screenshots zum Themengebiet Geometrie - Screenshots zum Themengebiet Trigonometrie - Screenshots zum Themengebiet Algebra - Screenshots zum Themengebiet 3D-Mathematik - Screenshots zum Themengebiet Stochastik - Screenshots zum Themengebiet Vektoralgebra sowie unter Screenshots zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Normalverteilung zu finden.
Kombinatorik - Urnenmodell - Pfadregel - Galton-Brett - Statistische Messwertanalyse - Hypothesentest - Binomialverteilung - Binomialverteilung - Interaktiv - Binomialkoeffizienten - Geometrische Verteilung - Geometrische Verteilung - Interaktiv - Poisson-Verteilung - Poisson-Verteilung - Interaktiv - Hypergeometrische Verteilung - Hypergeometrische Verteilung - Interaktiv - Stetige Verteilungen - Regressionsanalyse - Stichproben - Stichproben - Verteilungen - Lottosimulation - Vierfeldertest - Bedingte Wahrscheinlichkeit - Zusammenhang von Messwerten - Experimente - Gesetz der großen Zahlen - Berechnung von Pi (Monte-Carlo-Methode)
MathProf 5.0 - Unterprogramm Stetige Verteilungen
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven von Funktionen in Parameterform
PhysProf 1.1 - Unterprogramm Adiabatische Zustandsänderung
SimPlot 1.0 - Grafik- und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
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