Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung

    Nummer
    T023
    Leitung
    Stefanie Feiler, stefanie.feiler@fhnw.ch
    ECTS
    3.0
    Unterrichtssprache
    Deutsch
    Lernziele/Kompetenzen
    Studierende….
    • verstehen, wie Daten klassifiziert und visualisiert werden können, z.B. mit der Häufigkeitsfunktion, Histogramm, Boxplot etc., und die Bedeutung unterschiedlicher statistischer Kenngrössen wie Mittelwert, Median, Varianz etc. (2 verstehen)
    • können die Prinzipien der Wahrscheinlichkeitsrechnung auf praktische Problemstellungen anwenden (3 anwenden)
    • verstehen das Konzept einer Zufallsvariablen und der dazugehörigen Verteilungsfunktion anhand der wichtigsten diskreten (Binomialverteilung) und kontinuierlichen (Normalverteilung) Modelle (2 verstehen)
    • können Methoden der schliessenden Statistik, wie die Berechnung von Vertrauensintervallen, Hypothesentests (t-Test, Chi2-Test) auf praktische Problemstellungen anwenden (3 anwenden)
    • können unterschiedlichen Methoden der bivariaten Statistik, wie lineare Regression, Korrelationsrechnung etc. anwenden (3 anwenden)
    Inhalt
    Beschreibende Statistik
    • Urliste
    • Darstellungsmöglichkeiten von Daten
    • (Summen)Häufungsfunktion
    • Klassifikation von Daten und Histogramme
    • Statistische Kennwerte und ihre Bedeutung
    Wahrscheinlichkeitsrechnung
    • Modell von Zufall
    • Definition von „Wahrscheinlichkeit“
    • Rechenregeln für Wahrscheinlichkeiten
    • Baumdiagramm
    Wahrscheinlichkeits- und Verteilungsfunktionen
  • Zufallsvariable
  • Binomialverteilung – Modell für diskrete Verteilungen
  • Normalverteilung – Modell für kontinuierliche Verteilungen
  • Approximation von Verteilungen
  • Schliessende Statistik
    • Vertrauensintervalle
    • Hypothesentests
    • Signifikanz
    Bivariate Statistik
    • Regressionsrechnung
    • Korrelation
    • Chi2-Test
    • Kausalität
    Einsatz von Excel
    Erforderliche Vorkenntnisse
    Analysis I Studierende…
    • verstehen den Funktionsbegriff (und können ihn adäquat anwenden) (2 verstehen)
    • verstehen das Konzept einer Ableitung sowie einer Integration (2 verstehen)
    • kennen die Grundrechenregeln der Differential- und Integralrechnung (1 kennen)
    • können die erlernten Regeln und Konzepte der Differential- und Integralrechnung auf praktische Problemstellungen, wie Linearisierung, Bestimmung von Extremwerten, anwenden (3 anwenden)
    • können die theoretischen Konzepte in Matlab und/oder Excel implementieren (3 anwenden)
    Lineare Algebra Studierende…
    • verstehen die grundlegenden Begriffe der Linearen Algebra (wie Vektor, Basis, Vektorraum und lineare Abbildung) (2 verstehen)
    • können die Methoden der Linearen Algebra (das Lösen linearer Gleichungssysteme, das Rechnen mit Vektoren, mit Matrizen und mit Determinanten in Rn) in konkreten Fragestellungen umsetzen (3 anwenden)
    • verstehen, dass die Beschreibung vektorieller Grössen und linearer Abbildungen sich stets auf eine Basis bezieht und ein Darstellungswechsel eine Basis-Transformation erfordert (2 verstehen)
    • können die Vektorrechnung R3 auf Probleme der analytischen Geometrie (betr. Abstand, Winkel, Orthogonalität, Projektion, Raumspiegelung und Raumdrehung) anwenden (3 anwenden)
    Bibliographie/Literatur
    • Vorlesungsfolien
    • Aufgabenblätter und Übungsserien
    • Literaturempfehlungen werden in der Vorlesung bekannt gegeben
    Lehrform
    Präsenzunterricht: Theorie und Aufgaben Selbständiges Lösen von Übungsaufgaben
    Modultyp
    Assessment-Modul in Studienrichtung Medizintechnik
    Lehr- und Lernmethoden
    • Präsenzunterricht: Theorie und Aufgaben
    • Selbständiges Lösen von Übungsaufgaben
    Leistungsbewertung
    gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO
    Anschlussmodule/-kurse
    • Angewandte Statistik in den Life Sciences
    • Bildverarbeitung in Life Sciences I
    • Data Science I
    • Diskrete Mathematik
    • Praktikum Physik
    • Praktikum Physik für Chemiker
    Bemerkungen
    3 Lektionen / Woche KW 8 bis 22 (14 Wochen im Frühjahr-Semester)