Faszination Statistik (eBook)

Vorwort 5
Danksagung 8
Inhaltsverzeichnis 9
Autoren 15
Notation 19
Teil I Leben und Sterben 20
1 Warum leben Novemberkinder länger? 21
1.1 Was sagt uns das Datum der Geburt? 21
1.2 Daten und Fakten 22
1.3 Auf der Suche nach den Gründen 23
1.4 Die Bedeutung der Daten 26
1.5 Literatur 28
2 Wo wirken Medikamente im Körper? Eine systematische statistische Datenanalyse. 29
2.1 Pharmakokinetik und Vorklinik 29
2.2 Standardvorgehen bei der statistischen Datenanalyse 30
2.3 Die Verteilung von Medikamenten im Körper 31
2.4 Literatur 36
3Medikamentenstudien: Mit Statistik zur optimalen Dosis. 37
3.1 Die drei klinischen Testphasen 37
3.2 Die Optimierung von Phase 2 38
3.3 Auf den Versuchsplan kommt es an 40
3.4 Auf dem Weg zur praktischen Anwendung 41
3.5 Literatur 42
4Statistische Alarmsysteme in der Intensivmedizin 43
4.1 Alarme in der medizinischen Akutversorgung 43
4.2 Glättung als Teil der Datenvorverarbeitung 45
4.3 Gemeinsame Analyse der Merkmale 48
4.4 Validierung der Ergebnisse 50
4.5 Literatur 51
5Personalisierte Medizin:Wie Statistik hilft, nicht in der Datenflut zu ertrinken 52
5.1 Genetische Entscheidungshilfen in der Medizin 52
5.2 Wirksamkeit und Nebenwirkungen von Therapien 53
5.3 Suche nach genetischen Mustern 54
5.4 Statistische Kniffe 54
5.5 Medizinische Anwendung 56
5.6 Modelle für den Krankheitsfortschritt 56
5.7 Zusammenfassung 58
5.8 Literatur 58
6Mit Statistik demWirken der Gene auf der Spur 59
6.1 Umwelt, Krankheiten und Gene 59
6.2 Epidemiologie und Genetik 60
6.3 Wechselwirkungen zwischen Umwelt und Genetik 64
6.4 Fazit 66
6.5 Literatur 67
7Statistik und die maximale Dauer eines Menschenlebens 68
7.1 Hintergrund 68
7.2 Über den Durchschnitt zur Extremwerttheorie 69
7.3 Herausforderungen in demographischen Daten 72
7.4 Ergebnisse 73
7.5 Fazit 74
7.6 Literatur 74
Teil II Sport, Spiel und Freizeit 75
8Statistik und Fußball 76
8.1 Mehr Tore mit Statistik 76
8.2 Ein statistisches Modell für die Tore 76
8.3 Einflussgrößen 79
8.4 Fazit 83
8.5 Literatur 83
9 Die Angst der Spieler beim Elfmeter: Welcher Schütze und welcher Torwart sind die Besten? 84
9.1 Elfmeter im Fußball 84
9.2 Einflussgrößen auf den Erfolg bei einem Elfmeter 86
9.3 Wer ist der Beste? 88
9.4 Fazit und Ausblick 91
9.5 Literatur 91
10Musikdatenanalyse 92
10.1 Was ist das, Musik? 92
10.2 Musikdaten 94
10.3 Erkenntnisse 96
Klassifikation 96
Tonhöhen 96
Instrumente 98
Einsatzzeiten 99
Automatische Vernotung 100
Genres 100
10.4 Literatur 101
11Statistik und Pferdewetten – Favoriten vs. Außenseiter 102
11.1 Pferdewetten 102
11.2 Wettauszahlungen 103
11.3 Erklärungen für den Außenseitereffekt 104
11.4 Außenseitereffekt durch subjektive Schätzungen 105
11.5 Fazit 107
11.6 Literatur 107
12Die Statistik des Lottospiels 108
12.1 Lotto als Anlagestrategie 108
12.2 Die Optimierung der Quoten 110
12.3 Literatur 111
Teil III Geld und Wirtschaft 112
13 Mit Statistik an die Börse 113
13.1 Achtung Abhängigkeiten 113
13.2 Investieren in Aktien 114
13.3 Zeitvariable Abhängigkeiten 115
13.4 Pro und Kontra Normalverteilung 116
13.5 Kointegration 119
13.6 Literatur 120
14Statistik bei der Risikobewertung von Bankenportfolios 121
14.1 Das Problem 121
14.2 Expected Shortfall im Vergleich zu Value-at-Risk 121
14.3 Schätzung von Risikomaßen 123
14.4 Validierung von Risikomodellen 124
14.5 Literatur 127
15 Ein kritischer Blick auf A, AA und AAA. Oder: Welcher Rater ist der beste? 128
15.1 Schulden und Schuldner 128
15.2 Wie beurteilt man die Qualität von Wahrscheinlichkeitsprognosen? 130
15.3 Ein Zahlenbeispiel 132
15.4 Halbordnungen von Wahrscheinlichkeitsprognosen 133
15.5 Skalarwertige Qualitätskriterien 134
15.6 Literatur 135
16 Bruttoinlandsprodukt, Treibhausgase und globale Erderwärmung 136
16.1 Wirtschaftliche Aktivität und Emissionen 136
16.2 Statistische Analyse des Zusammenhangs 138
16.3 Parameterschätzung bei nichtlinearer Kointegration 141
16.4 Interpretation 143
16.5 Literatur 143
17Ein wahres Minenfeld: Die statistische Problematik von Mietpreisspiegeln 144
17.1 Zwei statistische Probleme 144
17.2 Die Datenerfassung 145
17.3 Die Berechnung der Nettomieten 146
17.4 Die Bestimmung der Mietspiegelzellen 146
17.5 Tabellen- versus Regressionsmietspiegel 147
17.6 Die Problematik der Mietpreisspannen 149
17.7 Literatur 151
Teil IV Natur und Technik 152
18 Hochwasserstatistik: Nahe am Wasser gebaut? 153
18.1 Fluten in den Griff bekommen 153
18.2 Was ist ein Hochwasser? 154
18.3 Hochwasserrisiko und -wahrscheinlichkeiten 155
18.4 Robuste Schätzungen 158
18.5 Hochwassertypen und Änderungen im Zeitverlauf 160
18.6 Regionalisierung 161
18.7 Literatur 162
19Mit Statistik weniger Ausschuss 163
19.1 Ausschuss beim Tiefbohren 163
19.2 Qualitätsverbesserung: Six Sigma 163
Problemdefinition (Define) 165
Gemessener Ausschuss (Measure) 165
Datenanalyse (Analyze) 167
Prozessverbesserung (Improve) 169
Prozesskontrolle (Control) 169
19.3 Literatur 170
20 Statistik und die Zuverlässigkeit von technischen Produkten 171
20.1 Zuverlässigkeit und Zufall 171
20.2 Einfache Lebensdauer-Analysen 172
20.3 Lebensdauer-Analyse bei verschiedenen Belastungen 173
20.4 Lebensdaueranalyse bei Produkten mit mehreren Komponenten 174
20.5 Prognoseintervalle 175
20.6 Ausblick 176
20.7 Literatur 177
21 Langlebige Maschinenteile: Wie statistische Versuchsplanung Verschleißschutz optimiert 178
21.1 Verschleißschutz durch Beschichtung 178
21.2 Optimierung mit statistischer Versuchsplanung 179
21.3 Herausforderungen im realen Spritzprozess 182
21.4 Literatur 185
Teil V Messen und Vergleichen 186
22Das Unmessbare messen: Statistik, Intelligenz und Bildung 187
22.1 Bildungstests und Bildung 187
22.2 Latente Variablen und ihre Indikatoren 188
22.3 Ein statistisches Modell für Lernverlaufsdiagnostik 189
22.4 Von den Daten zu den latenten Variablen 190
22.5 Literatur 193
23 PeinlicheWahrheiten zutage fördern mit Statistik 194
23.1 Die Methode der indirekten Befragung 194
23.2 Eine Erweiterung 195
23.3 Aufgaben für die Forschung 197
23.4 Literatur 198
24Stichproben und fehlende Daten 199
24.1 Stichproben in Theorie und Praxis 199
24.2 Statistische Reparaturmethoden 200
24.3 Literatur 202
25Wer soll das alles lesen? Automatische Analyse von Textdaten 203
25.1 Große Textsammlungen 203
25.2 Textanalysen in den Sozialwissenschaften 204
25.3 Vorverarbeitung von Textdaten 205
25.4 Thematische Einteilung von großen Textsammlungen 206
25.5 Unterschiede finden 207
25.6 Textanalyse von Wahlprogrammen 208
25.7 Zusammenfassung und Ausblick 210
25.8 Literatur 211
Teil VI Wo die Reise hingeht 212
26 Ist Data Science mehr als Statistik? Ein Blick über den Tellerrand 213
26.1 Data Science: Was ist das überhaupt? 213
26.2 Data Science: Schritte 214
Datenerhebung und -anreicherung 215
Datenexploration 217
Modellierung: Statistische Datenanalyse 217
Evaluation: Modellvalidierung und Modellauswahl 219
Nachbereitung: Darstellung und Bericht 219
26.3 Schlussfolgerung 219
26.4 Literatur 220
Sachverzeichnis 221