Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

42
Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Transcript of Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Page 1: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Praktische  Opdracht    hypothesetoetsen  in    5/6  VWO  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Page 2: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

2  

   

Page 3: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

3  

Inhoudsopgave  

Achtergrondinformatie  ...........................................................................................................................  4  

Praktisch  opdracht  hypothese  toetsen…................................................................................................  7  

 

   

Page 4: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

4  

Achtergrondinformatie  

Auteur:  Hanneke  Abbenhuis;  e-­‐mail:  [email protected]  

Met  dank  voor  ondersteuning  en  feedback  aan:    

Tim  Verheijen;  e-­‐mail  [email protected]  

Brigitte  Smits;  e-­‐mail  [email protected]  

Andre  Zegers;  e-­‐mail  [email protected]  

Marina  van  Sluisveld;  e-­‐mail  [email protected]  

Wouter  van  Orsouw;  e-­‐mail  [email protected]  

Doelgroep:  Vwo  5  of  6  wiskunde  A  of  D.  

Voorkennis:  De  leerlingen  hebben  basiskennis  van  de  normale  verdeling  (nog  geen  wortel-­‐n  wet)  en  binomiale  verdeling.  Deze  praktische  opdracht/  keuzeonderwerp  is  uitgetest  in  enkele  5  VWO  wiskunde  A  groepen,  nadat  de  hoofdstukken  9  en  11,  10e  editie  Getal  en  Ruimte  behandeld  waren.  

Waaruit  bestaat  het  materiaal?  Het  materiaal  bevat  lesmateriaal  voor  een  keuzeonderwerp  over  hypothese  toetsen  voor  5  VWO  wa  aangevuld  met  een  praktische  opdracht.  Er  wordt  gebruik  gemaakt  van  het  programma  VuStat.  Het  materiaal  is  ook  geschikt  voor  wd-­‐groepen.    

De  paragrafen  1  t/m  7  bestaan  uit  theorie  en  opgaven  en    paragraaf  8    bestaat  uit  theorie  over  het  doen  van  een  onderzoek  en  de  opdracht  zelf  een  klein  onderzoek  op  te  zetten.  Als  de  theorie  over  hypothesetoetsen  al  behandeld  is,  dan  kan  er  voor  gekozen  worden  om  paragrafen  1  t/m  7    weg  te  laten.  Paragraaf  0  en  de  bijlage  C  en  D  geven  de  beoordelingscriteria.  Paragraaf  4  behandelt  fouten  van  de  eerste  en  tweede  soort,  deze  paragraaf  is  met  name  geschikt  voor  wd  leerlingen.  Er  zijn  opgaven  toegevoegd  waarbij  VuStat  gebruikt  wordt,  de  begrippen  overschrijdingskans  en  kritieke  gebied  zijn  zo  visueel  duidelijk  te  maken.  De  opdrachten  met  VuStat  zijn  bedoeld  als  reflectieopgaven.  Het  programma  VuStat  is  te  vinden  op  de  site  http://www.fi.uu.nl/nwd/  bij  handouts  2014  statistiek  zonder  kansen  van  Carel  van  der  Giessen  digiboek,  software,  vrij  beschikbaar  tot  2015.  

De  leerlingen  hebben  kennis  van  de  binomiale  verdeling  en  alleen    basiskennis  van  de  normale  verdeling  (nog  geen  wortel-­‐n  wet).  Daarom  is  ervoor  gekozen  om  alleen  binomiale  en  tekentoetsen    te  behandelen  in  de  po.  De  leerlingen  werken  het  materiaal  in  groepjes  van  2  of  3  zelfstandig  in  ongeveer  12  lessen  door.  

Page 5: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

5  

Via  de  site  is  de  versie  2013-­‐2014  beschikbaar.  Deze  versie  maakt  geen  gebruik  van  VuStat.  De  antwoorden  en  suggesties  voor  controle/toets  opgaven  bij  deze  versie  zijn  toegevoegd.    Deze  versie  is  dit  jaar  uitgetest.  Tevens  zijn  enkele  door  leerlingen  gemaakte  werkstukken  toegevoegd.      

Wat  was  de  aanleiding  om  dit  te  ontwerpen?  Hypothese  toetsen  worden  meestal  pas  in  klas  6  VWO  behandeld.  Het  is  voor  de  leerlingen  een  lastig  onderwerp.  Door  de  leerlingen  in  een  eerder  stadium  al  kennis  te  laten  maken  hiermee,  middels  een  praktische  opdracht,  hopen  we  dit  te  verhelpen.  Er  is  voor  gekozen  om  het  begrip  overschrijdingskans  voorafgaand  aan  de  begrippen  kritieke  gebied  en  significantieniveau  te  behandelen.  Na  een  eerste  intuïtieve  kennismaking  met  het  begrip  toetsen  gaat  het  begrip  overschrijdingskans  een  cruciale  rol  spelen.  Na  berekening  van  de  overschrijdingskans  kan  een  beslissing  worden  genomen.  Het  begrip  significantieniveau  wordt  geïntroduceerd  en  hierna  wordt  met  behulp  van  het  significantieniveau  gekeken  of  we  grenzen  kunnen  bepalen  van  het  gebied  waar  we  H0  verwerpen,  het  begrip  kritieke  gebied  wordt  dan  geïntroduceerd.    

Wat  zijn  de  ervaringen  met  dit  materiaal?  De  ervaringen  van  leerlingen  zijn  positief.    Enkele  leerlingen  noemden  het  materiaal  filosofisch.  De  opdrachten  waren  binnen  10  lessen  goed  te  maken,  incidenteel  was  hulp  van  de  docent  nodig.  Enkele  voorbeeld  werkstukken  zijn  toegevoegd.  Er  is  gekozen  voor  het  laten  maken  in  de  klas  van  twee/drie  controle  opgaven  per  groepje,  nadat  de  leerlingen  de  theorie  in  eigen  tempo  hadden  doorgenomen.  Ze  mochten  zelf  bepalen  wanneer,  wel  voor  de  deadline.  Deze  opgaven  moesten  aan  het  eind  van  de  les  ingeleverd  worden  en  telden  mee  in  de  beoordeling.  De  discussies  die  tijdens  het  maken  van  deze  opgaven  ontstonden  gaven  goed  inzicht  in  hoeverre  de  stof  door  de  leerlingen  begrepen  was  en  gaven  ook  inzicht  in  de  inzet  van  de  individuele  leerlingen  binnen  de  groep.  VuStat  werd  zonder  veel  problemen  door  de  leerlingen  gebruikt.    

Wat  zijn  de  aanbevelingen  voor  verdere  ontwerpen?  Het  is  mogelijk  dit  materiaal  verder  uit  te  werken  tot  samenhangend  leerlingenmateriaal    waarbij  ook  de  normale  verdelingstoets  is  opgenomen.  Hierbij  kan  het  pilot  materiaal  van  ctwo  vwo  wa  statistiek  en  kansrekening    gebruikt  worden.  

Eventueel  kan  nog  een  handleiding  voor  het  gebruik  van  Excel  (zie  materiaal  Zwolle)  worden  toegevoegd.    

Verantwoording.  Er  is  gebruik  gemaakt  van  het  ctwo  pilot  materiaal  statistiek  vwo  de  hoofdstukken  toetsen  en  onderzoek  en  voor  bijlage  A  van  Getal  en  Ruimte  samenvatting  beschrijvende  statistiek  H9.    Ik  heb  een  paragraaf  over  overschrijdingskansen  toegevoegd  aan  het  pilot  materiaal  statistiek  vwo  de  hoofdstukken  toetsen,  voorafgaand  aan  de  paragraaf  over  het  kritieke  gebied.  Uit  dit  materiaal  heb  ik  opgaven  en  theorie  over  normale  verdeling  verwijderd.    In  de  paragraaf  over  overschrijdingskansen  heb  ik  gebruik  gemaakt  van  materiaal  van  de  leergang  wiskunde  over  hypothese  toetsen  uit  Utrecht.  

 

Page 6: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

6  

Tips  voor  docenten.  Het  programma  VuStat  is  te  vinden  op  de  site  http://www.fi.uu.nl/nwd/  bij  handouts  2014  statistiek  zonder  kansen  van  Carel  van  der  Giessen  digiboek,  software,  vrij  beschikbaar  tot  2015.  In  het  hoofdmenu  vind  je  een  rubriek  profiel,  hierin  zijn  allerlei  opties  mogelijk  om  het  programma  voor  de  leerlingen  toegankelijk  te  maken  

 Ik  heb  in  paragraaf  8  in  het  materiaal  geen  voorgestelde  onderzoeksvragen  opgenomen.  Suggesties  voor  onderzoek  heb  ik  tijdens  de  les  gegeven.  Voorbeelden:  

o Zit  er  in  een  voorverpakte  zak  met  appels  meer  (of  minder)  dan  de  vermelde  2  kilo.  Idem  met  sinaasappels,  wortels  etc.  

o Zitten  er  in  de  zakken  M&M’s  meer  bruine  dan  gele.  o Zitten  er  in  de  zakken  smarties,  gummiebeertjes  meer  of  minder  dan  ..%  gele.  o Ajax-­‐  Feyenoord  wie  is  er  sterker.    o Onderzoek  muziekvoorkeur.  Geef  maar  twee  mogelijkheden  (kop/munt).  (Dit  zijn  eigenlijk  te  

weinig  mogelijkheden,  wat  te  doen  met  mensen  die  niet  kunnen  kiezen,  weglaten?)  Bijvoorbeeld  Anouk  –Ilse  de  Lange,    Stones  –  Beatles,  Justin  Bieber  –  One  direction    

Ik  heb  gekozen  voor  het  laten  maken  in  de  klas  van  twee  controle  opgaven  nadat  ze  de  theorie  hebben  doorgenomen  Ze  mogen  zelf  bepalen  wanneer,  wel  voor  de  deadline.  Deze  opgaven  moeten  aan  het  eind  van  de  les  ingeleverd  worden  en  tellen  mee  in  de  beoordeling.  Dit  zorgt  ervoor  dat  de  leerlingen  het  materiaal  serieus  doornemen  voor  ze  aan  hun  eigen  onderzoek  beginnen.  

De  leerlingen  moeten  hun  onderzoeksvraag  ter  goedkeuring  voorleggen  aan  de  docent.  Er  moet  benadrukt  worden  dat  ze  in  hun  onderzoek  verplicht  gebruik  maken  van  een  binomiale  of  tekentoets.  

   

Page 7: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

7  

       Praktische  Opdracht  

 

VWO  5  –  Wiskunde  A  

2014-­‐2015  

Page 8: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

8  

Inhoudsopgave    0.   Inleiding   9  

1.   Wie  geef  je  gelijk?   10  

2.    Overschrijdingskans   13  

3.   Kritiek  gebied   18  

4.   Foute  beslissingen   22  

5.   Een  of  tweezijdige  toetsen   24  

6.   Toetsen  met  de  binomiale  verdeling   29  

7.   De  tekentoets   31  

8.   Onderzoek   33  

Bijlage  A  –  Samenvatting  Beschrijvende  Statistiek  H9   36  

Bijlage  B  –  Aan  de  slag  met  VUstat     39  

Bijlage  C  –  Beoordeling   41  

Bijlage  D  –  Beoordelingsformulier               42  

 

 

 

 

Page 9: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

9  

0.    Inleiding    Dit  is  een  praktische  opdracht  (voorts:  PO)  voor  het  vak  Wiskunde  A.  Deze  opdracht  zal  worden  uitgevoerd  in  5-­‐vwo  en  zal  zowel  meetellen  voor  het  overgangsrapport  (10%)  als  voor  het  schoolexamen  (5%,  code  1SP).    De  PO  zal  in  tweetallen  worden  gemaakt.  Bij  een  oneven  aantal  leerlingen  zal  de  docent  besluiten  of  er  een  leerling  individueel  zal  moeten  werken  of  dat  er  een  drietal  gevormd  zal  worden.    Dit  document  bestaat  uit  acht  paragrafen  en  twee  bijlagen.  De  eerste  zeven  paragrafen  bestaan  uit  theorie  en  opgaven  en  paragraaf  8  bestaat  uit  een  onderzoek.  Bij  het  laatstgenoemde  deel  ga  je  de  geleerde  theorie  toepassen  in  de  praktijk  door  zelf  een  onderzoek  op  te  zetten.    Je  start  met  het  doornemen  van  de  theorie  (de  eerste  zeven  paragrafen,  inclusief  opgaven).  Denk  je  de  theorie  voldoende  te  begrijpen,  dan  vraag  je  aan  je  docent  aan  het  begin  van  een  lesuur  twee  controleopdrachten.  Deze  opdrachten  werk  je  volledig  uit  in  de  klas  (op  proefwerkpapier)  en  lever  je  na  afloop  van  dat  lesuur  (of  eerder)  in.  Elk  antwoord  zal  moeten  worden  voorzien  van  een  berekening  en/of  toelichting.  Deze  opgaven  tellen  mee  bij  de  beoordeling  van  de  PO.    In  paragraaf  8  start  je  een  eigen  onderzoek.  Vermeld  op  de  titelpagina  van  je  PO  je  onderzoeksvraag.  Maak  een  planning,  houd  een  logboek  bij  en  voeg  dit  toe  aan  je  PO.  De  PO  (het  onderzoek)  lever  je  dus  als  één  geheel  in.    Voor  deze  PO  zullen  (ongeveer)  10  lesuren  worden  ingepland.  Tijdens  deze  lesuren  dient  er  aan  de  PO  gewerkt  te  worden.  Vermoedelijk  zal  dit  echter  niet  voldoende  tijd  zijn  om  de  PO  (af)  te  kunnen  maken,  dus  er  zal  ook  buiten  schooltijd  aan  de  PO  gewerkt  moeten  worden.  Je  mag  tijdens  de  reguliere  wiskundelessen  aan  een  computer  werken,  mits  je  je  bij  aanvang  en  aan  het  eind  van  de  les  bij  je  docent  meldt.    Het  resultaat  zal  uiteindelijk  een  getypt  verslag  (van  je  onderzoek,  paragraaf  8)  zijn  dat  zowel  digitaal  als  op  papier  ingeleverd  dient  te  worden.  Gebruik  voor  het  typen  van  wiskundige  symbolen  de  Vergelijkingseditor  3.0  (Microsoft  Word  2003)  of  Invoegen  →  Vergelijking  (Microsoft  2007  en  2010).  Zie  eventueel  de  volgende  link  voor  meer  toelichting:  http://computertotaal.nl/software/21366-­‐wiskundige-­‐symbolen-­‐in-­‐word.html.    Lees,  voordat  je  meteen  begint,  deze  PO  vluchtig  volledig  door,  zodat  je  niet  voor  verrassingen  komt  te  staan  (zoals  het  maken  en  toevoegen  van  een  planning  en  een  logboek!).  Let  vooral  ook  op  de  punten  waarop  zal  worden  gelet  bij  de  beoordeling  van  de  PO;  zie  bijlage  C  op  pagina  37  voor  deze  criteria  en  de  inleverdatum.    

Page 10: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

10  

1.    Wie  geef  je  gelijk?       Reden  tot  ongerustheid?  

In  het  dorpje  Weurt  bij  Nijmegen  heerst  grote  onrust  over  een  volgens  de  bevolking  onrustbarend  hoog  aantal  gevallen  van  kanker  onder  de  2600  inwoners.  Een  op  verzoek  van  de  bewoners  gehouden  onderzoek  van  de  GGD  regio  Nijmegen  heeft  de  onrust  alleen  maar  aangewakkerd.  De  GGD  constateerde  dat  in  de  periode  1989-­‐1992  bij  mannen  in  Weurt  50  procent  meer  gevallen  van  kanker  voorkwamen  dan  het  landelijk  gemiddelde.  Er  waren  33  gevallen  van  kanker  bij  mannen  geconstateerd,  terwijl  op  basis  van  het  landelijk  gemiddelde  22  gevallen  te  verwachten  waren.    Weurt  (gemeente  Beuningen)  is  aan  drie  kanten  omgeven  door  industrieterreinen,  waar  een  vuilverbrandingsoven,  een  ijzergieterij  en  andere  zware  industrie  dagelijks  hun  afvalstoffen  lozen.  Volgens  de  bewoners  zijn  de  fabrieken  verantwoordelijk  voor  de  kankergevallen  en  steeds  meer  voorkomende  neus,  keel-­‐  en  oogklachten.      

1.     Lees  bovenstaand  artikel  uit  NRC-­‐Handelsblad  van  19  januari  1995  (ingekort).         Je  mag  aannemen  dat  de  helft  van  Weurts  bevolking  mannelijk  is.  

a.   Lijkt  jou  het  aantal  keer  dat  kanker  voorkomt  in  Weurt  significant  hoger  dan  in  de  rest  van    het  land  of  is  er  sprake  van  toeval?  

b.   Lijkt  jou  dat  de  aangrenzende  fabrieksterreinen  de  oorzaak  zijn  van  het  verhoogde  aantal  kankergevallen  in  Weurt  of  is  dat  een  te  voorbarige  conclusie?  

 In  deze  paragraaf  zullen  we  een  methode  behandelen  om  te  beslissen  of  de  inwoners  van  Weurt  een  verhoogd  risico  hebben  op  kanker.  (Het  alternatief  is  dat  het  hogere  aantal  kankergevallen  op  toeval  berust.)  

 c.     Leg  uit  dat  je  uit  het  artikel  kunt  afleiden  dat  onder  normale  omstandigheden  het  percentage  

kankergevallen  onder  mannen  ongeveer  1,7%  is.    

Stel  dat  in  Weurt  de  kans  op  kanker  even  groot  is  als  in  de  rest  van  Nederland,  dus  0,017  per  persoon.  Je  kunt  de  mannelijke  bevolking  van  Weurt  dan  beschouwen  als  een  groep  van  1300  willekeurige  mannen.  Het  aantal  kankergevallen  in  zo'n  groep  noemen  we  X.  X  is  binomiaal  verdeeld.  (Vraag  jezelf  af  waarom!)  

d.   Wat  is  het  “aantal  herhalingen  n”,  wat  is  de  “succeskans  p”  en  wat  is  de  verwachtingswaarde  van  X?  

e.    Wat  is  de  kans  dat  X  niet  meer  dan  5  van  22  afwijkt?  Met  andere  woorden:  wat  is    P(17  ≤  X  ≤  27)?  Wat  is  de  kans  dat  X  niet  meer  dan  10  van  22  afwijkt?  

f.   Vind  jij,  gezien  de  kansen  in  het  vorige  onderdeel,  een  aantal  van  33  uitzonderlijk  hoog?  Heeft  de  bevolking  van  Weurt  volgens  jou  reden  tot  ongerustheid?  

 

 

Page 11: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

11  

De  vraag  die  hier  centraal  staat  is:    bij  welke  aantallen  kankerpatiënten  verwerp  je  de  mogelijkheid  dat  zo’n  aantal  door  toeval  tot  stand  is  gekomen.  

 De  conclusie  zal  zijn  dat  de  mannen  in  Weurt  een  duidelijk  hoger  risico  op  kanker  hebben.  Wat  de  oorzaak  hiervan  is,  is  een  heel  ander  verhaal.  Uit  een  rapport  van  het  Universitair  Medisch  Centrum  St.  Radboud,  uit  april  2004:  

 De   resultaten   van   de   huidige   studie   laten   zien   dat,   over   een   periode   van   13   jaar,   de  longkankerincidentie  bij  mannen  in  Weurt  is  verhoogd  met  circa  35  (SMR=  Standardised  Mortality  Rate:   1,35).   Ook   over   deze   lange   periode   blijft   de   nauwkeurigheid   van   deze   schatting   echter  beperkt.  De  schatting  is  gebaseerd  op  27  gevallen  van  longkanker,  terwijl  er  20  werden  verwacht.  In   het   verleden   leek   de   longkankerincidentie   bij   mannen   sterker   verhoogd.   De   huidige  berekeningen  wijzen  erop  dat  tenminste  een  deel  van  die  verhoging  door  toeval  is  veroorzaakt.  

 De   resultaten   zeggen   niets   over   mogelijke   oorzaken   van   longkanker.   Aangezien   roken   de  belangrijkste   oorzaak   is   voor   het   ontstaan   van   longkanker,   zou   op   zijn  minst   informatie   bekend  moeten   zijn   over   het   aantal   rokers   in   Weurt   in   de   afgelopen   decennia.   Hiernaast   kunnen   ook  beroepsexposities   een   rol   hebben   gespeeld.   De   rol   van   milieufactoren   lijkt   ondergeschikt   daar  alleen  bij  mannen  en  niet  bij  vrouwen  een  verhoging  in  de  longkankerincidentie  is  gevonden.  

   

We  gaan  nu  enkele  situaties  bekijken,  waar  je  ook  op  grond  van  een  statistisch  gegeven  een  conclusie  moet  trekken.  Het  is  de  bedoeling  is  dat  je  de  vragen  op  gevoel  beantwoordt  en  toelicht;  je  hoeft  je  antwoorden  dus  niet  wiskundig  te  verantwoorden.  Hoe  je  verantwoord  conclusies  kunt  trekken,  komt  later  in  deze  PO  aan  de  orde.  

   

2.   In  tien  worpen  valt  een  munt  zeven  keer  op  kop.  Iemand  beweert  daarom  dat  de  munt  vals  is.  a.   Geef  je  hem  gelijk?    

Zeg  dat  het  aantal  keer  (van  de  tien)  dat  de  munt  op  kop  valt  niet  zeven  is,  maar  n.  b.   Bij  welke  waarden  van  n  geef  je  iemand  gelijk  als  hij  zegt  dat  de  munt  vals  is?    

We  vergroten  het  aantal  met  een  factor  100.  In  duizend  worpen  valt  een  munt  700  keer  op  kop.  c.   Denk  je  dat  de  munt  vals  is?    

Zeg  dat  het  aantal  keer  (van  de  duizend)  dat  de  munt  op  kop  valt  niet  700  is,  maar  n.  d.   Bij  welke  waarden  van  n  concludeer  je  dat  de  munt  vals  is?        

3.   “Ik  had  graag  een  stuk  Edammer  van  een  pond.”  De  kaasboer  snijdt  op  het  oog  een  stuk  kaas  voor  de  klant.  In  acht  van  de  tien  keer  blijkt  het  meer  dan  500  gram  te  zijn.  Een  klant  beweert  dat  de  kaasboer  systematisch  teveel  snijdt.    

a.   Geef  je  hem  gelijk?    

Zeg  dat  het  aantal  keer  (van  de  tien)  dat  de  kaasboer  te  veel  afsnijdt  niet  acht  is,  maar  n.  b.   Bij  welke  waarden  van  n  geef  je  de  klant  gelijk?  

Page 12: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

12  

   

4.   De  consumentenbond  neemt  een  steekproef  en  weegt  twintig  5-­‐kilogramzakken  aardappelen  (zo  staat  het  op  de  zakken)  van  een  zekere  groothandel.  Ze  blijken  in  totaal  97  kg  te  bevatten.    

a.   Lijkt  jou  de  conclusie  gerechtvaardigd  dat  5-­‐kilogramzakken  van  de  groothandel  minder  dan  5  kg  bevatten?  

b.   Wat  zou  je  nog  meer  willen  weten,  om  met  meer  zekerheid  een  oordeel  te  kunnen  vellen?    

 5.   Op  de  website  nos.nl  werd  op  21  juni  2011  het  volgende  (enigszins  ingekorte)  bericht  geplaatst:  

 Onder de 47 patiënten die op de Intensive Care van het Maasstad Ziekenhuis in Rotterdam een multiresistente bacterie hebben opgelopen, zijn 21 doden gevallen. Dat blijkt uit het onderzoek van het ziekenhuis zelf. Wetenschappers van het RIVM zijn nu bezig die onderzoeksresultaten te controleren. Het aantal besmettingen en ook doden zou dus nog kunnen oplopen. Het is heel moeilijk om te zeggen hoeveel doden daadwerkelijk het gevolg zijn van een infectie veroorzaakt door de multiresistente bacterie. Patiënten op een IC zijn altijd ernstig ziek en verzwakt. De artsen op de intensive care van het Maasstad Ziekenhuis gaan ervan uit dat alle patiënten zijn overleden aan hun eigenlijke kwaal, zegt arts microbioloog Tjaco Ossenwaarde van het Maasstad Ziekenhuis.  

 a.   Lijkt  je  de  conclusie  gerechtvaardigd  dat  alle  21  patiënten  zijn  overleden  aan  hun  eigenlijke  kwaal  

en  niet  mede  aan  de  besmetting  met  de  multiresistente  bacterie?  b.    Wat  zou  je  nog  meer  willen  weten,  om  met  meer  zekerheid  een  oordeel  te  kunnen  vellen?  

Page 13: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

13  

2.    Overschrijdingskans  

 

6.   De  wiskunde  A-­‐docent  Jan  Stoer  zag  het  examen  met    vertrouwen  tegemoet.  Zijn  klas  had  goed  gewerkt,  dus    verwachtte  hij  dat  het  vwo  wiskunde  A-­‐examen  wel    goed  zou  gaan.  En  dat  bleek  ook  het  geval  te  zijn:  de  25  leerlingen  scoorden  de  volgende  cijfers:  

 7,6   8,7     8,0   7,8   6,1  8,5   6,8     6,9   8,3   9,9  5,6   6,8     8,0   3,4   5,3  9,4   8,6     5,7   4,1   6,9  6,8   8,5     7,6   7,1   8,0  

 Jan  maakte  bij  de  cijfers  een  frequentiehistogram  met  klassenbreedte  1.  De  cijfers  4,5  tot  en  met  5,4  komen  in  de  klasse  “5”,  enzovoort.  

a.   Wat  was  de  mediaan  van  de  cijfers?      

Voor  alle  leerlingen  in  Nederland  die  het  wiskunde  A-­‐examen  in  2010  hebben  gemaakt  was  de  mediaan  6,7.    

b.   Hoeveel  procent  van  de  klas  van  Jan  Stoer  scoorde  boven  de  landelijke  mediaan?    

Geen  wonder  dat  Jan  Stoer  trots  was  op  zijn  klas  (en  op  zichzelf).  Henk  Modaal,  zijn  collega  Frans,  is  niet  zo  onder  de  indruk  van  de  prestaties  van  Jans  klas.  Hij  redeneert:  als  je  een  munt  25  keer  opgooit,  kan  die  best  19  of  meer  keer  op  kop  vallen.    De  kans  op  P(X  >  19)?noemen  we  de  overschrijdingskans.  

c.   Hoe  groot  is  die  kans  P(X  >  19)?    

Twee  meningen,  die  van  Jan  en  van  zijn  collega  staan  tegenover  elkaar:  Jan:  “De  klas  heeft  buitengewoon  goed  gepresteerd.”  Henk:  “Dit  kan  best  toeval  zijn.”  Als  Henk  gelijk  heeft,  is  de  kans  p  dat  een  leerling  bovenmodaal  (hoger  dan  de  landelijke  mediaan)  

scoort  gelijk  aan  21.  Dat  noemen  we  de  nulhypothese  H0.    

Als  Jan  gelijk  heeft,  is  de  kans  p  dat  een  leerling  bovenmodaal  scoort  groter  dan  21;  dat  is  de  

alternatieve  hypothese  H1.    

Kortom:     H0    (Henk  gelijk):    p  =  21   en        H1    (Jan  gelijk):    p  >  

21.  

H1  zegt  niet  hoe  groot  de  kans  p  precies  is;  alleen  maar  dat  hij  groter  is  dan  21.  

 

 10  

   8  

   6  

   4  

   2  

3   4   5   6   7   8   9   10  

Page 14: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

14  

Het  steekproefresultaat    in  het  voorbeeld  met  Jans  klas  is  19  (19  leerlingen  scoorden  hoger  dan  de  landelijke  mediaan).    De  overschrijdingskans  is  de  kans  op  dit  steekproefresultaat  (19)  of  een  nog  extremer  resultaat  

(dus  meer  dan  19),  onder  de  aanname  dat  H0  waar  is  (p  =  21),  dus  als  je  ervan  uitgaat  dat  Henk  

gelijk  heeft.  In  dit  voorbeeld  is  de  overschrijdingskans  dus  de  kans  P(X  >  19)  met  n  =  25  en  p  =  21  

 Kun  je  nu  op  grond  van  dit  steekproefresultaat  H0  verwerpen  en  dus  Henk  gelijk  geven?      Nee,  dat  kan  niet  zomaar.  Het  blijft  mogelijk  dat  het  steekproefresultaat  toevallig  zo  hoog  is,  of  zelfs  nog  hoger.  De  overschrijdingskans  geeft  je  de  grootte  van  de  kans  op  dit  resultaat  of  een  nog  extremer  afwijkend  resultaat.  Deze  kans  is  klein,  maar  niet  gelijk  aan  0.  Je  moet  daarom  van  tevoren  beslissen  wanneer  je  de  overschrijdingskans  zo  klein  vindt  dat  je  H0  gaat  verwerpen  en  dus  H1  aanneemt.  Veelgebruikte  waarden  voor  dit  significantieniveau  (α )  zijn  10%,  5%  en  1%.    Als  de  overschrijdingskans  kleiner  of  gelijk  is  aan  deze  gekozen  α,  dan  verwerp  je  H0.    In  opgave  6c  heb  je  berekend  dat  de  overschrijdingskans  P(X  >  19)  ≈  0,007  is.  Als  er  van  tevoren  voor  een  significantieniveau  van  10%  zou  zijn  gekozen,  dan  zou  je  H0  verwerpen,  want  dan  zou  gelden:  P(X  >  19)  ≤  α  (namelijk  0,007  <  0,10).  Kortom:  bij  α  =  10%  verwerp  je  H0  en  dus  geef  je  Henk  ongelijk  en  neem  je  aan  dat  Jan  gelijk  heeft:  de  goede  resultaten  van  zijn  leerlingen  zijn  zeer  waarschijnlijk  geen  toeval.      Als  het  steekproefresultaat  niet  19  was  geweest,  maar  15,  dan  zou  de  overschrijdingskans    P(X  >  15)  ≈  0,115    dus  groter  zijn  dan  α  =  0,10.  In  dit  geval  zou  H0  niet  worden  verworpen,  want  de  overschrijdingskans  is  nu  groter  dan  het  significantieniveau.  Je  zou  in  dit  geval  dus  Henk  gelijk  geven:  de  goede  resultaten  van  Jans  klas  berusten  naar  alle  waarschijnlijkheid  op  toeval.    We  gaan  deze  begrippen  in  een  ander  voorbeeld  nogmaals  bekijken.  

   

7.   Het  is  weer  zover:  de  buurkinderen  zijn  weer  “gezellig”  een  potje  Mens-­‐Erger-­‐Je-­‐Niet  aan  het  spelen:  HIJ:  “Nou  ja,  zeg!  Alwéér  geen  zes!  En  jij  gooit  stééds  zessen!”  ZIJ:  “Ach  ja,  je  kunt  het  of  je  kunt  het  niet...”  HIJ:  “Maar  dit  is  geen  toeval  meer.  Ik  wil  ook  met  die  dobbelsteen  gooien!!”  ZIJ:  “Nou  ja,  zeg,  je  wilt  toch  niet  beweren  dat  ik  vals  speel?  Dit  is  gewoon  mijn  geluksdobbelsteen”  Om  een  einde  te  maken  aan  de  impasse  besluiten  ze  na  lang  geruzie  om  “wetenschappelijk”  te  bewijzen  of  de  dobbelsteen  nou  vaker  dan  normaal  6  gooit  of  niet.  Ze  gaan  de  steen  300  keer  gooien  en  het  aantal  zessen  tellen.  Als  de  dobbelsteen  zuiver  (niet  vals)  is,  zal  dat  in  de  buurt  van  de  50  moeten  uitkomen  (dat  is  wat  ZIJ  beweert).  Als  HIJ  gelijk  heeft,  dan  zal  het  aantal  zessen  groter  dan  50  zijn.    

 

Page 15: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

15  

Wiskundig  gezien  hebben  we  te  maken  met  twee  beweringen.  ZIJ  zegt  dat  de  kans  op  een  zes  gelijk  

is  aan  !!  en  HIJ  zegt  dat  die  kans  groter  is  dan  !

!:  

H0:  p  =  !!        (ZIJ)    

H1:  p  >  !!        (HIJ)  

 Ze  gooien  300  keer  en  het  aantal  zessen  blijkt  gelijk  te  zijn  aan  57.  En  tja,  dan  begint  het  gekibbel  weer:  HIJ:  “Zie  je  wel!  Méér  dan  50  zessen!”  

ZIJ:  “Maar  dat  is  toeval,  ook  als  de  kans  per  keer  precies  !!  is,  dan  kan  het  best  voorkomen  dat  er  57  

zessen  in  300  keer  gooien  komen.      Het  wordt  tijd  om  de  zaak  wat  wiskundiger  te  bekijken.    

De  kans  op  precies  57  zessen  is  binompdf(300,  !!,  57)  =  0,033.    

Maar  de  kans  op  precies  50  zessen  is  binompdf(300,  !!,  50)  =  0,062  en  dat  is  ook  niet  erg  groot.    

Is  het  nu  wel  of  geen  eerlijke  dobbelsteen?  Dat  gaan  we  onderzoeken  met  de  volgende  hypothesetoets.  

 • De  nulhypothese  is    H0:  p  =  

!!.  

• De  alternatieve  hypothese  is    H1:  p  >  !!.  

• De  toetsingsgrootheid  X  is  het  aantal  keer  dat  we  6  ogen  gooien.  X  is  in  dit  voorbeeld  binomiaal  verdeeld  met  n  =  300  en  p  =  !

!.  

•  Het  significantieniveau  kiezen  we  α  =  0,05.    

a. Bereken  de  overschrijdingskans  P(X  ≥  57).  b. Welke  conclusie  kun  je  trekken  als  je  de  overschrijdingskans  vergelijkt  met  de  gekozen  α?  c. Bekijk  de  figuur  op  de  volgende  pagina.  Wat  zou  worden  bedoeld  met  een  rechtszijdige  toets?  

 

Page 16: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

16  

d. Welke  bewering  zou  horen  bij  een  linkszijdige  toets?     Wat  is  dan  de  alternatieve  hypothese?  e. De  buren  zijn  het  nog  steeds  niet  eens  en  besluiten  nogmaals  300  keer  te  gooien.  Het  resultaat     is  nu  58  keer  een  6.  Hoe  groot  is  nu  de  overschrijdingskans?  f. Het  proces  herhaalt  zich.  Ze  blijven  het  oneens  en  gooien  nog  maar  eens  300  keer  met  de    

dobbelsteen.  Maak  een  tabel  met  overschrijdingskansen  voor  (minimaal  acht)  verschillende  uitkomsten  van  hun  experiment.  

 

Page 17: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

17  

In  deze  paragraaf  hebben  we  steeds  na  berekening  van  de  overschrijdingskans  een  beslissing  genomen.  Als  de  overschrijdingskans  gelijk  of  kleiner  was  dan  het  gekozen  significantieniveau,  dan  besloten  we  om  H0  te  verwerpen.      We  kunnen  deze  conclusie  ook  op  een  andere  manier  trekken.  Met  behulp  van  het  significantieniveau  kunnen  we  grenzen  bepalen  van  het  gebied  waar  we  H0  verwerpen.    We  hoeven  dan  niet  steeds  opnieuw  de  overschrijdingskans  te  berekenen,  zoals  in  opgave  7f,  maar  berekenen  één  keer  de  grenswaarde.  Dit  gaan  we  in  de  volgende  paragraaf  bekijken      Wil  je  zelf  een  valse  dobbelsteen  maken?  Bekijk  dan  de  handleiding  voor  het  maken  van  valse  dobbelstenen:  http://alternativetechnologies.wordpress.com/2012/08/26/vals-­‐spelen-­‐met-­‐dobbelstenen/  

Page 18: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

18  

3.    Kritiek  gebied    

We  benaderen  het  probleem  van  Jan  en  Henk  uit  opgave  6  nu  algemener  (en  vergeten  even  dat  er  19  leerlingen  boven  de  landelijke  mediaan  scoorden).    

• Stel  dat  in  Jan  Stoers  klas  alle  25  leerlingen  boven  de  landelijke  mediaan  zouden  hebben  gescoord.  Dan  zou  het  wel  heel  toevallig  zijn  dat  dat  resultaat  door  toeval  tot  stand  is  gekomen.  Het  is  dan  veel  waarschijnlijker  dat  Jan  een  hele  goede  docent  is.  In  dat  geval  zal  elk  weldenkend  mens  Henks  hypothese,  dat  het  toeval  was  dat  Jans  klas  zo  goed  gepresteerd  heeft,  verwerpen.  

• Stel  dat  in  Jans  Stoers  klas  maar  14  leerlingen  boven  de  landelijke  mediaan  zouden  hebben  gescoord.  Dat  is  een  heel  gewoon  resultaat  (toeval).  Dan  zal  een  weldenkend  mens  Henks  hypothese  niet  verwerpen.      De  vraag  is  nu:  bij  welk  aantallen  leerlingen  die  boven  de  mediaan  scoren  verwerp  je  Henks  hypothese  (oftewel:  wanneer  is  het  geen  toeval  meer?)  en  bij  welke  aantallen  niet  (oftewel:  wanneer  is  het  wél  toeval?)?  Met  andere  woorden:  waar  trek  je  de  grens?  

   

     

Hierboven  staan  de  mogelijke  aantallen  leerlingen  die  boven  de  landelijke  mediaan  scoren;  de  aantallen  lager  dan  12  zijn  weggelaten.  Stel  dat  we  de  grens  tussen  16  en  17  trekken:    

         

De  kans  dat  door  louter  toeval  (zoals  Henk  beweerde)  het  aantal  in  het  linker  stuk  terecht  komt  is  

P(X  ≤  16)  =  binomcdf(25,21,16)   ≈  0,946.  De  kans  dat  hij  in  het  rechter  stuk  terecht  komt  is  dus  P(X  

≥  17)  =  1  –  P(X  ≤  16)  =  1  –  0,946…  ≈  0,054.  Het  aantal  leerlingen  boven  de  mediaan  in  Jans  klas  was  19.  Dat  zit  in  het  rechter  stuk.  Omdat  de  kans  om  daarin  terecht  te  komen  slechts  0,054  is,  is  de  prestatie  van  Jans  klas  waarschijnlijk  geen  toeval  (want  de  kans  dat  het  toeval  is  is  erg  klein).  

 We  hadden  de  grens  ook  tussen  17  en  18  kunnen  trekken:  

           

De  kans  op  het  rechter  stuk  is  nu  zelfs  maar  P(X  ≥  18)  =  1  –  P(X  ≤  17)  =  1  –  0,978…  ≈  0,022.  Omdat  het  aantal  in  Jans  klas  (19)  in  dat  gebied  valt,  is  de  conclusie  gerechtvaardigd  dat    het  geen  toeval  was  (de  kans  op  toeval  is  immers  erg  klein).  Jan  had  dus  een  goede  klas.  Er  zit  iets  willekeurigs  in  de  aanpak.  Wat  vind  je  een  kleine  kans?  Dat  bepaalt  waar  je  de  grens  gaat  trekken.  En  dat  bepaalt  weer  of  je  Henk  gelijk  geeft  of  niet.  

12     13     14     15     16     17     18     19     20     21     22

12     13     14     15     16     17     18     19     20     21     22

12     13     14     15     16     17     18     19     20     21     22

Page 19: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

19  

 De  beslissingsprocedure  is  als  volgt:  

• We  letten  op  het  aantal  leerlingen  dat  boven  de  landelijke  mediaan  scoort:  dat  is  de  toetsingsgrootheid  X.  

• We  spreken  af  wanneer  we  een  kans  klein  noemen.  Dit  α  getal  (of  percentage)  is  vooraf  afgesproken.  Voor  α  neemt  men  vaak  0,05  (5%),  0,01  of  zelfs  0,005,  afhankelijk  van  hoe  zwaarwegend  de  beslissing  is.  

• De  mogelijke  waarden  worden  opgesplitst  in  twee  stukken,  zo  dat  –  als  H0  waar  is  –  de  kans  dat  X  een  waarde  binnen  het  ene  (in  dit  geval  rechter)  stuk  aanneemt  kleiner  is  dan  α.  

• Als  X  dan  tóch  een  waarde  in  dat  stuk  aan  blijkt  te  nemen,  zal  men  H0  verwerpen.    

Dat  stuk  heet  het  kritieke  gebied.  “Kritiek”,  omdat  dan  wel  eens  een  verkeerde  beslissing  genomen  kan  worden.  (Het  blijft  kansrekening;  we  kunnen  het  nooit  zeker  weten  of  Jans  klas  uitzonderlijk  goed  presteerde  of  dat  het  toeval  was.)  Het  kritieke  gebied  hangt  af  van  de  waarde  van  het  significantieniveau  α .  Vaak  wordt  α  =  0,05  genomen,  maar  ook  α  =  0,10  of  α  =  0,01  komt  geregeld  voor.  

   

8.   Het  bovenstaande  zullen  we  in  deze  opgave  verhelderen,  nog  altijd  de  discussie  tussen  Henk  en  Jan  in  ons  achterhoofd.  We  gaan  op  zoek  naar  een  grenswaarde  g,  zodanig  dat  P(X  ≥  g)  <  α,  waarbij  α  gegeven  is.  Dit  kunnen  we  ook  anders  opschrijven:  P(X  ≥  g)  =  1  –  P(X  ≤  g  –  1)  <  α.  

  (Let  er  op  dat  g  verandert  in  g  –  1,  want  we  hebben  te  maken  met  een  binomiale  verdeling!)  Als  α  dus  bekend  is,  kunnen  we  de  grenswaarde  g,  die  het  kritieke  gebied  bepaalt,  berekenen.  (Zie  Getal  en  Ruimte  10e  editie,  deel  A4  H11  paragraaf  6)  

a.   Wat  is  het  kritieke  gebied  in  het  voorbeeld  van  Jans  klas  bij  α  =  0,05?  (Bereken  dus  eerst  de  

grenswaarde  g!  Neem  Y1=  1-­‐  binomcdf(25,21,X)  )  

  b.   En  wat  is  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,02?      9.   Iemand  zegt  helderziende  te  zijn.  Hij  kan  zeggen  welke  “kleur”  een  speelkaart  heeft,  klaveren,  

ruiten,  harten  of  schoppen  –  zonder  de  kaart  te  zien  natuurlijk.  Hem  worden  twintig  kaarten  voorgelegd,  waarvan  hij  de  kleur  (klaveren,  ruiten,  harten  of  schoppen)  gaat  voorspellen.  X  is  het  aantal  goede  voorspellingen  dat  hij  gaat  doen.  

a.   Welke  waarden  kan  X  aannemen?    

Stel  H0  :  De  “helderziende”  is  een  bedrieger  en  heeft  geen  talent  om  kaarten  te  voorspellen.  Het  is  toeval  als  hij  de  kleur  van  een  kaart  goed  heeft.  

b.   Wat  is  dan  de  kans  per  kaart  dat  hij  hem  goed  voorspelt?  c.   Wat  is  dan  de  verwachtingswaarde  van  X?    d.   Wat  is  het  kritieke  gebied  als  α  =  0,05?  En  als  α  =  0,1?  En  als  α  =  0,02?      

10.   Een  atleet  zegt  tegen  een  journalist  dat  hij  de  100  meter  loopt  in  11,0  seconden  en  dat  hij  80%  van  zijn  sprints  loopt  binnen  de  11,3  seconden.  Neem  aan  dat  zijn  100-­‐metertijd  normaal  verdeeld  is.  

Page 20: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

20  

a.   Welke  standaardafwijking  volgt  uit  de  beweringen  van  de  atleet?  Geef  je  antwoord  in  drie  decimalen  nauwkeurig.  

 De  atleet  gaat  de  100  meter  lopen.  De  tijd  in  seconden  die  hij  gaat  realiseren  noemen  we  T.  Veronderstel  dat  de  atleet  gelijk  heeft.  We  splitsen  de  verzameling  mogelijke  waarden  van  T  in  twee  stukken:  -­‐  waarden  boven  of  gelijk  aan  een  zekere  grenswaarde  g;  dat  is  het  kritieke  gebied,  -­‐  waarden  onder  die  grenswaarde  g.    Dat  doen  we  zo,  dat  –  als  de  atleet  gelijk  heeft  –  een  resultaat  in  het  kritieke  gebied  kleiner  dan  α  is.  

b.   Wat  is  het  kritieke  gebied  als  α  =  0,1?  c.   Bepaal  ook  het  kritieke  gebied  als  α  =  0,05.    

De  journalist  gelooft  de  atleet  niet  als  T  een  waarde  boven  of  gelijk  aan  g  aanneemt;  anders  wel.    De  atleet  realiseert  een  tijd  van  11,48  seconden.    

d.   Wat  is  bij  elk  van  de  waarden  van  α  (zie  opgaven  b  en  c)  de  conclusie  van  de  journalist?      Samengevat:  Iemand  doet  een  bewering  die  we  gaan  onderzoeken.  Aan  de  juistheid  van  deze  bewering  wordt  getwijfeld.  Een  hypothesetoets  is  een  methode  om  te  beslissen  bij  zo’n  meningsverschil.    

• De  twee  meningen  die  tegenover  elkaar  staan  zijn:  de  alternatieve  hypothese  H1  en  de  nulhypothese  H0    

• Er  is  een  toetsingsgrootheid  ;  dat  is  het  aantal  X  dat  geteld  wordt  (of  een  gewicht  dat  gemeten  wordt  of  ...)  

• De  hypotheses  handelen  over  de  kans-­‐parameter  p  van  een  binomiale  verdeling  (of  de  gemiddelde-­‐parameter  μ  van  een  normale  verdeling  zoals  bij    opgave  10).  

• Als  je  uitgaat  van  een  onbevooroordeelde,  kritische  waarnemer,  is  de  inhoud  van  H0:  er  is  niets  bijzonders  aan  de  hand;  wat  er  gebeurt,  is  zuiver  toeval.  H0  wordt  zo  geformuleerd  dat  p  of  μ  onder  H0  een  vaste  waarde  hebben  (bijv.  p  =  0,25),  terwijl  bij  H1  een  heel  gebied  van  mogelijkheden  is  (bijv.  H1:  p  <  0,25).  

• De  alternatieve  hypothese  hangt  af  van  de  bewering  die  onderzocht  wordt  en  deze  bewering  bepaald  de  richting  waarin  je  toetst:  linkszijdig  of  rechtszijdig  (of  tweezijdig  zie  paragraaf  5).  

• Het  significantieniveau  α .    Deze  α  is  vooraf  afgesproken  en  wordt  als  getal  of  als  percentage  gegeven.  Voor  α  neemt  men  vaak  0,05  (5%),  0,01  of  zelfs  0,005,  afhankelijk  van  hoe  zwaarwegend  de  beslissing  is.    

 Na  het  opstellen  van  de  hypothesetoets  volgt  het  nemen  van  een  steekproef.  Op  grond  van  de  waarde  die  X  aanneemt  bij  deze  steekproef,  wordt  H0  verworpen  of  niet.  Als  H0  juist  is,  zal  het  steekproefresultaat  in  de  buurt  van  E(X)  zitten.  Als  het  steekproefresultaat  daar  sterk  van  afwijkt,  zal  H0  worden  verworpen.    

• De  overschrijdingskans  is  de  kans  op  het  steekproefresultaat  of  een  nog  extremer  resultaat,  onder  de  aanname  dat  H0  waar  is.  Wat  extreem  is,  de  richting  van  extreem  (links  of  rechts),  wordt  bepaald  door  de  alternatieve  hypothese.  

 

Page 21: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

21  

Als  het  steekproefresultaat  niet  bekend  is  kun  je  een  beslissingsregel  opstellen.  Dit  is  een  criterium  dat  zegt  bij  welke  waarden  van  X    je  het  steekproefresultaat  zo  extreem  vindt  afwijken  dat  je  de  nulhypothese  gaat  verwerpen  en  de  alternatieve  hypothese  gaat  aannemen.  

• Deze  waarden  vormen  het  zogenaamde  kritieke  gebied.  Het  kritieke  gebied  wordt  zo  bepaald  dat  –  als  H0  waar  is  –  de  kans  dat  X  een  waarde  aanneemt  in  het  kritieke  gebied  kleiner  is  dan  de  vooraf  afgesproken  α ,  het  significantieniveau.    

 Schematisch:  • H0  :  …  

    H1  :  …  • X  =  …  • α  =  …  • kritiek  gebied:  …  

 Voorbeeld  (opgave  6):  • H0  :  Henk  heeft  gelijk  

    H1  :  Jan  heeft  gelijk  • X  =  het  aantal  leerlingen  dat  hoger  dan  de  landelijke  mediaan  scoort     X  is  binomiaal  verdeeld  met  n  =  25  en  succeskans  p  

• H0  :  p  =    21    

    H1  :  p  >    21    

• α  =  0,05  • kritiek  gebied:  17,  18,  …  ,  25  (hier  hoort  vanzelfsprekend  een  berekening  bij)      

11.   Noteer  de    opgaven  9  en  10  net  zoals  in  het  voorbeeld  hierboven.        

Page 22: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

22  

4.   Foute  beslissingen    

Na  het  opstellen  van  de  hypothesetoets  volgt  een  experiment.  (Let  op  de  juiste  volgorde.  Je  moet  eerst  de  toets  opstellen  en  daarna  pas  het  experiment  uitvoeren.)  Daarin  neemt  X  een  waarde  aan.    

 • Als  X  in  het  kritieke  gebied  zit,  wordt  H0  verworpen  (en  dus  H1  geaccepteerd).    Waarschijnlijk  gebeurt  dat  terecht,  maar  helemaal  zeker  is  dat  niet.  Het  is  dus  mogelijk  dat  een  verkeerde  beslissing  wordt  genomen.  Vandaar  de  term  kritiek  gebied.  Als  H0  ten  onrechte  wordt  verworpen,  spreekt  men  van  de  fout  van  de  eerste  soort.  

 • Als  X  niet  in  het  kritieke  gebied  zit,  wordt  H0  niet  verworpen.  Er  is  een  redelijke  kans  dat  dit  onterecht  gebeurt.  Men  spreekt  dan  van  de  fout  van  de  tweede  soort.    

                           

Opmerkingen:    • Een  fout  van  de  tweede  soort  wordt  meestal  minder  erg  gevonden  dan  een  fout  van  de  eerste  

soort.    • Het  significatieniveau  α  is  de  maximale  fout  van  de  eerste  soort  die  je  bereid  bent  toe  te  

staan.    • als  H0  niet  verworpen  wordt,  omdat  het  resultaat  niet  significant  is,  kan  er  toch  (veel)  twijfel  

bestaan  of  H0  wel  juist  is.  Vergelijk  dit  met  de  rechtspraak:  als  een  verdachte  bij  gebrek  aan  bewijs  niet  wordt  veroordeeld,  betekent  dat  nog  niet  dat  hij  onschuldig  is.  

 12.   We  gaan  terug  naar  het  probleem  van  de  docenten  Henk  en  Jan  uit  opgave  6.  Ter  herinnering:  

X  is  het  aantal  leerlingen  dat  hoger  scoort  dan  de  landelijke  mediaan.  X  is  binomiaal  verdeeld  met  n=25  

H0    (Henk  gelijk):    p  =  21     en        H1    (Jan  gelijk):    p  >  

21  

a. Bereken  de  kans  op  de  fout  van  de  eerste  soort  als  X=19.  Hoe  zou  je  deze  kans  in  normaal  taalgebruik  formuleren?  

b. Beredeneer  waarom  je  de  kans  op  een  fout  van  de  tweede  soort  niet  kunt  berekenen.  

   werkelijkheid  

conclusie

 na    

expe

rimen

t  

H0 is waar H1 is waar

H0 is waar correct fout tweede soort

H1 is waar fout eerste soort correct

 

Page 23: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

23  

c. Jan,  de  docent  wiskunde  stelt  zijn  bewering  bij.  Hij  beweert  nu  dat  60%  van  zijn  leerlingen  boven  het  landelijk  gemiddelde  scoort.  We  krijgen  nu  een  toets  met  twee  alternatieven.  H0    (Henk  gelijk):    p  =0,5     en        H1    (Jan  gelijk):    p  =0,6  Kun  je  nu  de  kans  op  een  fout  van  de  tweede  soort  berekenen?  

d. Bereken  de  kans  op  een  foute  beslissing  (de  som  van  de  fout  van  de  eerste  soort  en  de  fout  van  de  tweede  soort  )  als  X=19.      

13.   We  gaan  nu  aan  de  slag  met  het  programma  VUstat  (zie  bijlage  B).    Open  de  rubriek  Hypothesetoetsen  en  vervolgens  de  rubriek  Test  met  twee  alternatieven.    

  a.    Neem  p0  =  0,5  en  p1  =  0,6  en  vergelijk  de  toets  bij  verschillende  aantallen  van  n,                              bijvoorbeeld    n  =  100  en  n  =  1000.  Wat  valt  je  op?                  b.    Herhaal  vraag  a,  maar  nu  met  ander  waarden  voor  p0  en  p1.  Neem  bijvoorbeeld         p0  =  0,4  en    p1  =  0,7.  Wat  valt  je  op?                  c.    Omschrijf  wat  er  aan  de  hand  is  als  je  een  fout  van  de  eerste  soort  maakt.  

 d.    Idem  voor  een  fout  van  de  tweede  soort.                  e.    Hoe  kun  je  de  fout  van  de  eerste  soort  verkleinen?                    f.      Wat  is  hiervan  het  gevolg  voor  het  verwerpen  van  de  nulhypothese?                  g.    Hoe  kun  je  de  fout  van  de  tweede  soort  verkleinen?  

h.    Bij  welke  waarde  van  X    is  de  kans  op  een  foute  beslissing  (de  som  van  de  fout  van  de  eerste  soort  en  de  fout  van  de  tweede  soort  )  het  kleinst  

   

   

Page 24: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

24  

5.  Een-­‐  of  tweezijdige  toetsen    

14.   In  het  begin  van  een  voetbalwedstrijd  moet  de  speelrichting  van  de  teams  worden  bepaald  en  wie  mag  aftrappen.  De  scheidsrechter  doet  dit  door  “tossen”:  hij  gooit  een  muntstuk  op.  Als  het  op  kop  valt  kiest  het  team  dat  kop  koos  de  speelrichting  en  de  andere  partij  doet  de  aftrap.  (Voor  de  tweede  helft  is  het  omgekeerd.)    Men  gaat  er  bij  de  toss  vanuit  dat  het  muntstuk  met  evenveel  kans  op  kop  als  op  munt  valt.  Als  in  plaats  van  een  muntstuk  een  kroonkurk  wordt  gekozen,  is  dat  niet  zo  zeker.  

 De  kans  dat  een  kroonkurk  met  de  holle  kant  naar  boven  valt,  noemen  we  p.  We  zetten  twee  meningen  tegenover  elkaar:  

H0    :    p  =  21     en     H1  :    p  ≠  

21  

 Omdat  p  volgens  de  alternatieve  hypothese  zowel  groter  als  kleiner  dan  0,5  kan    zijn,  hebben  we  hier  te  maken  met  een  tweezijdige  toets.  

 X  is  het  aantal  keer  dat  de  holle  kant  boven  komt,  in  een  serie  van  vijftig    worpen.  H0  zal  worden  verworpen  als  de  waarde  van  X  sterk  afwijkt  van  het    verwachte  aantal  25,  naar  beneden  of  naar  boven.  Het  kritieke  gebied    bestaat  dus  uit  twee  stukken,  namelijk  de  erg  lage  aantallen  en  de  erg  hoge  aantallen.  Beide  

stukken  moeten  een  kans  hebben  van  hoogstens  21α.  Met  andere  woorden:  we  moeten  op  zoek  

naar  een  g1  zodanig  dat  P(X  ≤  g1)  <  21α  en  een  g2  zodanig  dat  P(X  ≥  g2)  =  1  –  P(X  ≤  g2  –  1)  <  

21α.  

(Let  weer  op  de  g2  –  1!)  Deze  twee  grenswaarden  bepalen  het  uit  twee  stukken  bestaande  kritieke  gebied.    

a.   Bepaal  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,1.    

X  blijkt  de  waarde  37  aan  te  nemen.  b.   Is  de  kroonkurk  bruikbaar  om  te  tossen?      

15.   Sanne   en   Harm   toepen   regelmatig   samen.   Toepen   is   een   kaartspel   waarbij   de   spelers   elk   vier  kaarten  krijgen  uit  een  spel  van  32  kaarten:  B,  V,  H,  A,  7,  8,  9,  10  van  elke  kleur  (harten,  klaveren,  schoppen  en  ruiten).  De  10  is  de  hoogste,  de  boer  de  laagste  kaart.  Het  is  dus  gunstig  om  10-­‐en  te  krijgen.  De  kans  dat  een  speler  minstens  één  10  krijgt  is  0,43.  

 a.   Reken  dat  na.  

Die  kans  is  0,43,  tenminste  als  er  eerlijk  gedeeld  wordt.  Harm  is  argwanend  en  denkt  dat  Sanne  de  kaarten   “steekt”   als   ze  de   kaarten  deelt.  Hij   denkt  dat   Sanne  –  als   ze   zelf   deelt   –   veel   vaker   ten  minste  één  10  heeft  dan  in  43%  van  de  gevallen.  We  gaan  dit  vermoeden  toetsen,  in  twintig  keer  dat  Sanne  deelt.  

 

 

Page 25: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

25  

b.   Formuleer  H0  en  H1.  c.     Leg  uit  dat  je  hier  niet  met  een  tweezijdige  toets  te  maken  hebt.      

We  spreken  hier  van  een  eenzijdige  toets.  d.   Wat  is  de  toetsingsgrootheid?  e.   Bepaal  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,1.    

Harm  telt  dat  Sanne  dertien  keer  een  of  meer  10-­‐en  had  toen  zij  deelde.  f.   Wat  gaat  Harm  concluderen  bij  α  =  0,1?    

16.   Binnenkort  wordt  er  een  proefwerk  gegeven  in  een  klas  van  28  leerlingen.    

a. De  docent  heeft  er  weinig  vertrouwen  in  en  beweert  dat  minder  dan  de  helft  van  de  klas  een  voldoende  gaat  halen.  Welke    H0-­‐  en  H1-­‐hypothese,  neem  je?  Wat  was  zijn  toetsingsgrootheid?  Wat  is  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,05?  

b. De  klas  bestaat  uit  28  pubers  die  de  neiging  hebben  zichzelf  te  overschatten.  Zij  beweren  dat  meer  dan  de  helft  van  de  klas  een  voldoende  gaat  halen.  Welke    H0-­‐  en  H1-­‐hypothese,  neem  je?  Wat  was  hun  toetsingsgrootheid?  Wat  is  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,05?  

c.   Er  is  sprake  van  een  linkszijdige  en  een  rechtszijdige  toets.  Verklaar  hiermee  het  verschil  in  het  kritieke  gebied  tussen  vraag  a  en  b.    

We  gaan  nu  aan  de  slag  met  het  programma  VUstat  (zie  bijlage  B).    Open  de  rubriek  Hypothesetoetsen  en  vervolgens  de  rubriek    Binomiale  toets.    Bij  het  formuleren  van  een  toets  gaat  het  om  een  aantal  vaste  elementen.  Bij  de  binomiale  toets  zijn  dat:  -­‐  de  nulhypothese  p  =  …  -­‐  linkszijdige,  rechtszijdige  of  tweezijdige  toets  -­‐  het  significantieniveau  α  -­‐  de  grootte  van  de  steekproef  -­‐  het  aantal  successen  in  de  steekproef  (een  succes  is  een  uitkomst  in  overeenstemming  met  de  nulhypothese)      Het  aantal  successen  in  de  steekproef  is  met  een  verticale  lijn  in  de  verdeling  aangegeven.  Door  invullen  of  door  die  lijn  te  slepen  kun  je  het  aantal  successen  in  de  steekproef  aanpassen.      Ook  hier  heb  je  weer  enkele    instelmogelijkheden:    • Overschrijdingskans  In  de  verdeling  worden  de  staven  bij  eenzelfde  of  extremer  aantal  successen  rood  gekleurd.  

 • Kritiek  gebied  In  de  verdeling  worden  de  staven  waarbij  het  aantal  successen  dat  tot  verwerpen  van  de  nulhypothese  aanleiding  geeft,  rood  gekleurd.  

 

Page 26: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

26  

• Normale  benadering  De  best  passende  normale  verdeling  wordt  getekend.  

 • Conclusie  Met  deze  optie  krijg  je  een  uitgebreid  geformuleerde  conclusie.    17.    We  bekijken  het  probleem  uit  opgave  15  

a.    Kies  de  volgende  instellingen:  p  =  0,43;  α  =  0,05;  toets:  linkszijdig;  steekproef:  aantal                              waarnemingen:  20;  aantal  successen:  15.  Tekenen:  kritiek  gebied.  Wat  gebeurt  er  met  je                              conclusie  als  je  zowel  het  aantal  waarnemingen  als  het  aantal  successen  met  een  factor  10                              vermenigvuldigd?                b.      Wat  gebeurt  er  met  je  conclusie  als  je  voor  α  een  waarde  α  >  0,05  kiest?  En  wat  als  je                                α  <  0,05  neemt?  

c.        Wat  gebeurt  er  met  je  overschrijdingskans  als  je  voor  α  een  waarde  α  >  0,05  kiest?  En  wat                  als  je  α  <  0,05  neemt?  d.      Wat  gebeurt  er  met  je  overschrijdingskans  als  je  bij  toets  kiest  voor  tweezijdig  in  plaats                  van  linkszijdig?  e.      Wat  gebeurt  er  met  je  conclusie  als  je  bij  toets  kiest  voor  rechtszijdig  in  plaats  van              tweezijdig?  

   Vaak  constateren  mensen  iets,  bijvoorbeeld  dat  een  munt  vaak  op  kop  valt  en  denken  daarom  dat  

ze  eenzijdig  moeten  toetsen.  H0:  kans  op  kop  =  21  tegen  H1:  kans  op  kop  >  

21.  Dit  is  onjuist.  Zo’n  

constatering  mag  je  wel  op  het  idee  brengen  een  hypothese  te  toetsen,  maar  je  moet  onbevooroordeeld  aan  de  toets  beginnen:  eerst  de  toets  formuleren  en  dan  pas  het  experiment  uitvoeren.  In  dit  geval  moet  dus  tweezijdig  getoetst  worden.  In  het  voorbeeld  van  het  toepen  deelt  Sanne  eerlijk  of  niet.  Als  ze  oneerlijk  deelt,  is  het  verwachte  

aantal  10-­‐en  per  keer  groter  dan  21  en  beslist  niet  kleiner.  Nu  moet  dus  eenzijdig  getoetst  worden.  

 

18.   Sanne  beweert  dat  een  punaise  met  kans  43  met  de  punt  naar  boven  valt  en  met  kans  

41  met  de  

punt  naar  beneden.  Harm  zou  niet  weten  waarom  dat  zo  is.            

Om  Sannes  bewering  te  toetsen,  keert  hij  een  bakje  met  honderd  punaises  ondersteboven  en  telt  het  aantal  punaises  X  dat  met  de  punt  omhoog  komt  te  liggen.  Als  significantieniveau  neemt  hij  α  =  0,1.  Het  kritieke  gebied  bestaat  uit  twee  stukken.  De  kans  dat  de  waarde  van  X  in  één  van  die  stukken  ligt,  moet  dus  kleiner  dan  0,05  zijn.  

  a.   Bereken  P(X  ≥  84)  en  P(X  ≤  66).     b.   Wat  zal  Harms  conclusie  zijn  als  X  de  waarde  84  blijkt  te  hebben?     c.   Wat  zal  Harms  conclusie  zijn  als  X  de  waarde  66  blijkt  te  hebben?  

Page 27: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

27  

         

Als  X  de  waarde  84  blijkt  te  hebben,  hoeven  we  niet  het  kritieke  gebied  te  bepalen.  We  kunnen  volstaan  met  de  overschrijdingskans  van  84,  dat  is  de  kans  op  een  aantal  van  84  of  meer,  

P(X  ≥  84).  Omdat  die  kleiner  is  dan  21α  =  0,05,  kan  Harm  Sannes  bewering  verwerpen.    

   

19.   Nog  even  terug  naar  het  vermeende  steken  van  de  kaarten  door  Sanne  (opgave  13).  Neem  aan  dat  H0  waar  is:  Sanne  deelt  eerlijk.  X  is  het  aantal  keer  dat  Sanne  een  of  meer  10-­‐en  krijgt  in  een  serie  van  twintig  keer  dat  ze  zelf  deelt.  Als  significantieniveau  kiezen  we  weer  10%.  

  Bereken  P(X  ≥  13).      

Omdat  deze  kans  kleiner  is  dan  0,1,  zullen  we  H0  bij  α  =  0,1  verwerpen,  als  Sanne  13  keer  ten  minste  één  10  krijgt  in  de  serie  van  twintig.  Ook  nu  hoeven  we  dus  niet  het  kritieke  gebied  te  bepalen.  De  kans  P(X  ≥  13)  is  de  overschrijdingskans  van  13,  dat  is  de  kans  op  een  aantal  van  13  of  groter.  

   

20.   Gregor  Mendel  (1822-­‐1884)  deed  biologische  experimenten,  waarbij  hij  erwtenplantjes  met  elkaar  kruiste.  Volgens  de  theorie  moesten  75%  van  de  nakomelingen  geel  zijn  en  25%  groen.  Hij  testte  de  theorie  met  8023  erwtenplantjes  van  de  tweede  generatie.  

  a.   Welke  waren  Mendels  H0-­‐  en  H1-­‐hypothese,  denk  je?  Wat  was  zijn  toetsingsgrootheid?       b.   Wat  is  het  kritieke  gebied  bij  α  =  0,05?  

 21.   We  gaan  nu  in  de  mediatheek  aan  de  slag  met  VUstat  (zie  bijlage  B).    

Open  de  rubriek  Hypothesetoetsen  en  vervolgens  de  rubriek    Binomiale  toets.  Controleer  je  antwoorden  op  de  vragen    8  t/m  20  met  VUstat.  Bekijk  de  uitgewerkte  conclusie  en  noteer  je  eigen  antwoorden  op  deze  manier.  

 Samengevat:  Soms  moet  je  eenzijdig  en  soms  tweezijdig  toetsen.    

 In  het  geval  van  tweezijdig  toetsen  bestaat  het  kritieke  gebied  uit  twee  stukken.  Die  worden  zó  bepaald  dat  de  kans  dat  de  toetsingsgrootheid  X  een  waarde  in  een  van  die  stukken  aanneemt  –  als  H0  waar  is  –  kleiner  is  dan  α.  Dus  zó  dat  de  kans  dat  X  een  waarde  in  één  van  die  stukken  aanneemt  

kleiner  is  dan  21α.  

Stel  dat  X  de  waarde  x  aanneemt.  H0  wordt  verworpen  als  de  overschrijdingskans  P(X  ≥  x)  kleiner  is  

dan  21α  en  ook  als  de  overschrijdingskans  P(X  ≤  x)  kleiner  is  dan  

21α.  

     

 

Page 28: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

28  

In  het  geval  van  eenzijdig  toetsen  bestaat  het  kritieke  gebied  uit  één  stuk.  Dat  wordt  zó  bepaald  dat  de  kans  dat  de  toetsingsgrootheid  X  een  waarde  in  dat  stuk  aanneemt  –  als  H0  waar  is  –  kleiner  is  dan  α.    Stel  dat  X  de  waarde  x  aanneemt.  Bij  een  rechtszijdige  toets  wordt  H0  verworpen  als  de  overschrijdingskans  P(X  ≥  x)  kleiner  is  dan  α  en  bij  een  linkszijdige  toets  als  de  overschrijdingskans  P(X  ≤  x)  kleiner  is  dan  α.  

         

Page 29: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

29  

6.  Toetsen  met  de  binomiale  verdeling    

We  bekijken  nog  even  twee  situaties  van  paragraaf  1  (zie  opgaven  2  en  3).    

22.     In  tien  worpen  valt  een  munt  zeven  keer  op  kop.       Iemand  beweert  daarom  dat  de  munt  vals  is.  a.   Geef  je  hem  gelijk  bij  een  significantieniveau  van  0,1?    

“Ik  had  graag  een  stuk  Edammer  van  een  pond.”  De  kaasboer  snijdt  op  het  oog  een  stuk  kaas  voor  de  klant.  In  acht  van  de  tien  keer  blijkt  het  meer  dan  500  gram  te  zijn.  Een  klant  beweert  dat  de  kaasboer  systematisch  teveel  snijdt.    

b.   Geef  je  hem  gelijk  bij  een  significantieniveau  van  0,1?    

 23.     Een  examen  bestaat  uit  twintig  multiplechoicevragen.  Bij  elk  van  de  twintig  vragen  moet  je  een  van  

de  vier  antwoorden  aankruisen.  Heb  je  negen  of  meer  antwoorden  goed  dan  ben  je  geslaagd.    

Iemand  die  niets  van  het  onderwerp  begrijpt  en  alle  vragen  op  de  gok  beantwoordt  kan  door  stom  geluk  toch  slagen.  

a.   Hoe  groot  is  zijn  kans  om  te  slagen?    

Van  een  leerling  vermoedt  de  leraar  dat  hij  de  toets  volledig  op  de  gok  heeft  ingevuld.  Die  leerling  scoorde  8  goede  antwoorden.  

b.    Is  deze  score  voldoende  reden  om  het  vermoeden  van  de  leraar  te  verwerpen  bij  een  significantieniveau  van  10%?  

 Een  andere  leerling  heeft  zich  beter  op  de  test  voorbereid.  Zijn  kans  p  op  het  aankruisen  van  een  juist  antwoord  is  duidelijk  groter  dan  0,25.  De  kans  om  te  slagen  hangt  af  van  p.  Bij  elke  waarde  van  p  kun  je  die  kans  op  de  GR  uitrekenen.  

c.    Hoe  kan  dat  op  jouw  GR?  Voer  die  kans  op  je  GR  in  als  functie  bij  Y  =  …    en  bereken  voor  welke  p  de  slaagkans  90%  is.  

   

24.   Volgens  de  VVV  van  het  eiland  Texel  regent  het  daar  in  de  zomer  maar  op  15%  van  de  dagen.  Anja  gaat  daar  drie  weken  kamperen.  X  is  het  aantal  dagen  dat  het  regent  in  de  eenentwintig  dagen  dat  Anja  op  Texel  kampeert.  Neem  aan  dat  X  binomiaal  verdeeld  is.  Veronderstel  dat  de  VVV  gelijk  heeft  (dat  is  H0).  

a.     Wat  is  in  dit  geval  E(X)?    

Anja  weet  alles  van  hypothesetoetsen  en  zegt  dat  ze  de  bewering  van  de  VVV  op  grond  van  haar  vakantie-­‐ervaring  kan  verwerpen  bij  significantieniveau  0,05.    

b.   Hoeveel  dagen  heeft  het  tijdens  Anja’s  vakantie  geregend?    c.    Waarom  is  het  eigenlijk  twijfelachtig  of  X  wel  binomiaal  verdeeld  is?  (Zoek  de  definitief  van  een  

binomiaal  kansexperiment  nog  eens  op.)      

Page 30: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

30  

25.     In  de  kantine  van  een  groot  bedrijf  staan  vierkante  tafeltjes  met  vier  stoelen  er  omheen.  Een  psycholoog  observeert  het  gedrag  van  de  mensen  die  zich  daar  in  de  middagpauze  ophouden.  In  het  bijzonder  kijkt  hij  naar  de  tafeltjes  waaraan  twee  mensen  zitten.  Die  twee  kunnen  tegenover  elkaar  zitten  of  naast  elkaar  aan  de  hoek  van  het  tafeltje.  In  de  loop  van  enkele  dagen  ziet  hij  87  keer  twee  mensen  aan  een  tafeltje:  34  keer  tegenover  elkaar  en  53  keer  naast  elkaar.  De  psycholoog  concludeert  hieruit  dat  er  een  uitgesproken  voorkeur  is  voor  de  hoekopstelling.  (Een  mogelijke  verklaring  is  dat  men  oogcontact  wil  vermijden  en  dat  kan  moeilijk  als  men  tegenover  elkaar  zit.)  Statistisch  verdedigt  hij  zijn  bevinding  als  volgt:  als  er  geen  voorkeur  zou  zijn  tussen  beide  opstellingen,  zullen  deze  met  gelijke  kans  worden  

gekozen,  dus  allebei  met  kans  21.  

Laat  p  de  kans  zijn  op  de  hoekpositie  en  neem  als  toetsingsgrootheid  X  het  aantal  keer  dat  de  hoekopstelling  wordt  gekozen.  

a.     Formuleer  de  H0-­‐  en  H1-­‐hypothese  in  termen  van  p.    

De  psycholoog  deed  87  observaties.  X  is  binomiaal  verdeeld  met  87  herhalingen  en  onbekende  kans  p.    

b.    Bereken  de  kans  dat  –  onder  H0  –  daarbij  53  of  meer  keer  de  hoekopstelling  wordt  geconstateerd.    c.     Waarom  is  hier  sprake  van  een  tweezijdige  toets?  d.     Wat  is  je  conclusie  bij  een  significantieniveau  van  10%?  

e.    Ben  je  het  eigenlijk  wel  eens  met  p  =  21  als  je  ervan  uitgaat  dat  de  twee  mensen  zonder  een  

bepaalde  voorkeur  aan  een  tafeltje  gaan  zitten?      

Page 31: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

31  

  7.  De  tekentoets    

26.   Een  panel  deskundigen  proeft  van  acht  bekende  wijnen  de  jaargangen  2010  en  2011  en  gaat  daarbij  na  of  er  kwaliteitsverschil  is.  Na  het  proeven  bleek  dat  zes  van  de  acht  wijnen  van  2010  als  beter  werden  beoordeeld.  Concludeer  je,  bij  een  significantieniveau  van  10%,  dat  er  sprake  is  van  kwaliteitsverschil?  Licht  toe  met  een  berekening.  

 

Bij  elk  van  de  wijnen  wordt  beslist  welke  de  beste  is:  de  wijn  van  2010  of  die  van  2011.  Het  gaat  er  niet  om  hoeveel  beter.  De  beste  krijgt  een  +,  de  andere  een  −.  Vervolgens  worden  het  aantal  +'en  (of  −'en)  geteld.  Daarom  wordt  zo'n  toets  een  tekentoets  genoemd.  

 

Voorbeeld:  We  vergelijken  de  resultaten  van  paren  planten.  Het  enige  verschil  tussen  twee  planten  in  een  paar  is  dat  bij  de  een  wel  kunstmest  is  toegepast,  bij  de  andere  niet.  Als  de  kunstmestplant  het  beter  doet  dan  de  plant  in  zijn  paar  zonder  kunstmest,  noteer  je  dat  met  +,  anders  met  −.    

 

De  toetsingsgrootheid  X  is  het  aantal  +’en.  p  is  de  kans  op  een  +.  

H0:    p  =    21  

Voor  H1  heb  je  nu  drie  mogelijkheden:  

H1:  p  ≠    21;  H0  wordt  verworpen  als  de  tweezijdige  overschrijdingskans  kleiner  dan  α  is.  

H1:  p  >    21;  H0  wordt  verworpen  als  de  eenzijdige  overschrijdingskans  kleiner  dan  α  is.  

H1:  p  <    21;  H0  wordt  verworpen  als  de  eenzijdige  overschrijdingskans  kleiner  dan  α  is.  

 

Opmerking:  wat  doe  je  als  er  bij  een  tekentoets  twee  gelijke  voorkomen  (twee  planten  met  en  zonder  kunstmest  presteren  even  goed)?  Dat  moet  je  van  tevoren  afspreken.  Je  zou  die  bij  de  resultaten  weg  kunnen  laten.  Je  zou  ze  ook  voor  de  helft  mee  kunnen  tellen  bij  de  ene  groep  en  voor  de  helft  bij  de  andere  groep.      

 

27.   Soms  scoort  een  leerling  bij  een  herkansing  ineens  veel  hoger  dan  bij  de  eerste  toets,  maar  het  omgekeerde  komt  ook  voor.  Een  docent  wiskunde  zegt  dat  herkansingen  zinloos  zijn,  omdat  ze  even  vaak  slechter  als  beter  gemaakt  worden  dan  de  eerste  toets.  Dit  jaar  heeft  hij  veertien  keer  een  leerling  een  herkansing    gegeven.  De  resultaten  staan  hieronder:  

    eerste  toets       4,7     2,0     5,5     6,1     4,7     5,4     6,9  

    3,3     5,0     5,1     5,5     4,8     4,4     2,9    

    herkansing           4,6     3,6     5,6     7,1     4,4     5,5     8,0

  3,5     5,6     5,2     5,1     5,2     2,8     4,4    

Tot  welke  conclusie  leidt  een  tekentoets  bij  een  significantieniveau  van  0,05?  

Page 32: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

32  

 28.   Twaalf  mensen  met  een  hoge  bloeddruk  werden  behandeld  met  een  nieuw  medicijn.  

    Hieronder  staat  hun  bloeddruk  vóór  en  na  de  behandeling:       vóór           83   72   101   98   77   101   88   96   96   107   79   79       na             79   71   91   100   88   96   84   95   97   100   80   75    

  Concludeer  je  dat  het  medicijn  helpt?  Gebruik  een  tekentoets  met  significantie  5%.    

         

Page 33: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

33  

8.  Onderzoek    

In  deze  paragraaf  ga  je  zelf  op  onderzoek  uit.  Je  gaat  zelf  een  onderzoeksvraag  opstellen  en  deze  ga  je  beantwoorden  met  behulp  van  een  hypothesetoets.    Hoe  ziet  een  goed  opgezet  onderzoek  er  uit?  We  onderscheiden  verschillende  delen:  • onderzoeksopzet  • verzamelen  van  data  • verwerken  van  data  • analyse  van  data  • conclusie  en  rapportage  

 Onderzoeksopzet  Hierin  staat  de  onderzoeksvraag  centraal:  wat  wil  je  te  weten  komen?  Je  begint  met  het  formuleren  van  een  vraag,  probleem  of  theorie.  Bijvoorbeeld:  “jongens  zijn  beter  in  rekenen  dan  meisjes”.  Om  de  juistheid  van  deze  hypothese  te  kunnen  nagaan  zul  je  eerst  de  begrippen  meetbaar  moeten  maken  (operationaliseren).  Bijvoorbeeld:  wat  bedoel  je  met  “jongens”  en  “meisjes”.  Bedoel  je  jongens  en  meisjes  uit  groep  8,  uit  3-­‐havo  of  5-­‐vwo?  En  wat  bedoel  je  met  “beter  in  rekenen”?  Een  hogere  score  bij  de  cito-­‐rekentoets?  Of  bij  de  rekenvragen  in  de  IQ-­‐test  van  BNN?  Bij  deze  operationalisatie  zul  je  keuzes  moeten  maken.  Op  basis  hiervan  stel  je  een  statistische  hypothese  (H1)  vast.  Bijvoorbeeld:  “jongens  uit  5-­‐vwo  scoren  hoger  dan  meisjes  op  de  cito-­‐rekentoets.  Deze  hypothese  moet  je  vergelijken  met  een  andere  hypothese  (de  nulhypothese  H0)  die  beweert  dat  er  geen  verschil  is.    

 Verzamelen  van  data  Dit  deel  bevat  een  plan  hoe  je  aan  de  gewenste  data  gaat  komen.  Hoe  groot  neem  je  de  steekproef?  Als  je  zelf  een  steekproef  (enquête)  neemt,  moet  je  je  afvragen  of  die  representatief  is.  Je  moet  er  met  name  op  letten  dat  je  geen  ingebouwde  voorselectie  hebt.  Ook  moet  je  erop  letten  dat  je  vragen  niet  suggestief  zijn.  Zie  pagina  27  voor  tips  bij  het  opstellen  van  een  enquête.  Raadpleeg  ook  hoofdstuk  9  van  Getal  &  Ruimte  (Beschrijvende  Statistiek)  nog  eens  (zie  tevens  Bijlage  A  op  pagina  30).    Kijktip:  bekijk  de  uitzending  van  Labyrint  (30  minuten)  over  de  verkiezingen  op    http://www.wetenschap24.nl/programmas/labyrint/labyrint-­‐tv/2012/september/Verkiezingen.html    Je  mag  voor  je  onderzoek  ook  bestaande  data  gebruiken;  een  lijst  met  websites  met  veel  data  over  diverse  onderwerpen  vind  je  verderop  in  deze  paragraaf.  

 Verwerken  van  data  Verwerk  de  gegevens  die  je  hebt  verzameld  overzichtelijk.  Overweeg  zelf  of  je  de  data  in  een  tabel    wilt  weergeven  of  dat  je  gebruikmaakt  van  cirkeldiagrammen,  staafdiagrammen,  histogrammen,    lijngrafieken,  etc.  Je  kunt  Bijlage  A  (zie  pagina  30),  een  lijst  met  uiteengezette  mogelijkheden,    hiervoor  gebruiken.  Maak  gebruik  van  Microsoft  Excel  of  VUstat.    Analyseren  van  data  Ga  met  behulp  van  kansrekening  na  of  je  de  nulhypothese  al  dan  niet  verwerpt.  Laat  zien  dat  je  de    geleerde  theorie  van  de  eerste  zes  paragrafen  kunt  toepassen!  Indien  je  meerdere  deelvragen    hebt  opgesteld,  dan  analyseer  je  de  data  uiteraard  per  deelvraag.  

Page 34: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

34  

Concluderen  en  rapporteren  Hierin  beantwoord  je  de  (deelvragen  en  de)  onderzoeksvraag.  Je  vat  de  uitkomsten  van  het    onderzoek  samen.  Deze  kunnen  leiden  tot  aanbevelingen,  eventueel  voor  vervolgonderzoek.    In  een  bijlage  kunnen  de  tabellen  en  eventueel  geraadpleegde  literatuur/websites  (bronnenlijst)    worden  opgenomen.    Opmerkingen  met  betrekking  tot  het  onderzoek:  -­‐   Verzin  een  onderzoeksvraag  die  “omvangrijk  genoeg”  is.  Het  is  niet  de  bedoeling  dat  het  een  

onderzoek  wordt  dat  binnen  een  half  uur  afgerond  kan  worden.  -­‐   Zoek  bij  gebrek  aan  inspiratie  op  internet  naar  leuke/interessante  onderzoeksvragen.  Wees  

creatief!  -­‐   Houd  er  bij  het  operationaliseren  van  je  onderzoeksvraag  rekening  mee,  dat  je  een  binomiale  of  

tekentoets  moet  kunnen  gebruiken.  -­‐     Bedenk  een  passende  titel  voor  het  onderzoek.    -­‐     Ook  aan  de  relevantie  van  het  onderzoek  moet  aandacht  worden  besteed:  voor  wie  is  het    

onderzoek  interessant  en  waarom?  -­‐   Vraag  jezelf  bij  het  formuleren  van  de  hypothesetoets  af  of  het  gaat  om  een  tweezijdige  of  een  

eenzijdige  toets.  Welk(e)  significantieniveau(s)  neem  je?  -­‐   De  onderzoeksvraag  kan  eventueel  opgesplitst  worden  in  deelvragen.  Welke  variabelen  zijn  

interessant?      Tips  bij  het  opstellen  van  een  enquête:  

 Realiseer  je  om  te  beginnen  wat  het  doel  is  van  de  enquête,  dus  wat  je  te  weten  wilt  komen.  Wil  je  bijvoorbeeld  de  service  van  je  bedrijf  verbeteren,  een  voorspelling  voor  de  toekomst  doen,  eventueel  passende  maatregelen  nemen,  etc.  Van  belang  is  ook  de  doelgroep:  zijn  het  mannen,  65+ers,  automobilisten,  veelverdieners,  scholieren,  hooligans?    Bijzondere  aandacht  verdient  het  stellen  van  vragen  in  een  enquête.  Daarbij  moet  je  op  een  heleboel  dingen  letten:  

• Stel  de  vraag  niet  aan  een  bij  voorbaat  selecte  groep.  • Zorg  ervoor  dat  de  vraag  helder  gesteld  is;  vermijd  (dubbele)  ontkenningen.  • De  vraag  mag  niet  suggestief  zijn.  • De  vraag  mag  niet  in  strijd  zijn  met  de  privacy.  • De  vraag  moet  niet  uitgaan  van  vooringenomen  standpunten.  • Wees  specifiek;  vermijd  termen  als  “vaak”,  “zelden”.  • Stel  geen  vragen  die  iedereen  hetzelfde  zal  beantwoorden.  • Stel  geen  vragen  over  het  verre  verleden  of  de  verre  toekomst.  

 Websites  met  data  over  diverse  onderwerpen:    www.verkiezingsuitslagen.nl  

Een  online  databank  met  verkiezingsuitslagen  van  Eerste  Kamer,  Tweede  Kamer,  provincie  en  gemeente,  te  selecteren  op  jaartal,  provincie,  kieskring  en  gemeente.    

 

www.knmi.nl/klimatologie/  en  www.weerdirect.nl  en  http://www.cesar-­‐database.nl/  Websites  met  allerlei  historische  weergegevens  uitgesplitst  naar  weerstation  en  datum.  

Page 35: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

35  

 http://www.gbe-­‐bund.de/  

Duitse  site  over  gezondheid,  ook  internationale  vergelijking  tussen  landen.    

https://easy.dans.knaw.nl/dms  Een  Engelstalige  site  met  data  van  allerlei  Nederlandse  onderzoeken,  waarvan  een  flink  aantal  beschikbaar  zijn  voor  geregistreerde  gebruikers.    

 www.koningvoetbal.nl  

Een  website  met  allerlei  voetbaluitslagen  van  de  Eredivisie,  maar  ook  wedstrijden  van  het  Nederlands  elftal,  Europacupwedstrijden  van  Nederlandse  clubs  en  veel  info  over  WK’s  en  EK’s.  

 http://www.cbsinuwbuurt.nl/  

Hier  kun  je  door  selectie  van  plaats,  buurt  en  thema  allerlei  interessante  gegevens  op  wijkniveau  vinden.  

 http://www.meertens.knaw.nl/nfb/    

Site  met  diverse  databanken,  waaronder  een  familienamendatabank  en  een  voornamendatabank.  

 www.cbs.nl  

Door  te  klikken  op  thema's,  dan  een  thema  te  kiezen  (bijvoorbeeld  bevolking  of  onderwijs)  en  vervolgens  te  klikken  op  cijfers  krijg  je  de  mogelijkheid  om  via  StatLine  de  data  te  sorteren  naar  eigen  inzicht  (m.b.v.  de  knop  Pas  gegevens  aan).  Eenmaal  in  StatLine  kun  je  zelf  tabellen  maken.    

 http://www.census.gov/  

Een  Amerikaanse  site  met  allerlei  historische  gegevens  over  onder  andere  inkomen  opgesplitst  naar  ras  (white,  black,  Hispanic,  Asian),  leeftijd,  gezinssamenstelling  en  sekse.    

www.euphix.org  Engelstalige  internationale  vergelijking  over  gezondheid.  

 www.nationaalkompas  

Over  gezondheid,  waarbij  veel  tabellen  als  grafisch  zijn  omgezet.    http://lib.stat.cmu.edu/DASL/  Kies:  datasubjects  

Een  Amerikaanse  site  met  zeer  veel  data  op  allerlei  gebied.    

Page 36: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

36  

  Bijlage  A  –  Samenvatting  Beschrijvende  Statistiek  H9    

Statistiek  begint  met  het  stellen  van  een  vraag,  bijvoorbeeld  naar  de  verschillen  tussen  twee  groepen  leerlingen.  Om  die  vraag  te  kunnen  beantwoorden  worden  gegevens  verzameld,  bijvoorbeeld  door  middel  van  een  enquête.  De  verzamelde  gegevens  worden  gerangschikt  in  een  datamatrix.  In  de  verticale  kolommen  van  de  matrix  staan  de  scores  van  de  gemeten  variabelen,  in  de  horizontale  rijen  staan  de  objecten  van  het  onderzoek.      Vaak  is  de  datamatrix  zo  uitgebreid,  dat  je  daaruit  niet  rechtstreeks  conclusies  kunt  trekken.  Daarom  worden  de  data  gerepresenteerd  in  getallen,  kleinere  tabellen  of  in  diagrammen.    In  getallen:  mediaan,  kwartielen.  In  kleinere  tabellen:  frequentietabel,  kruistabel.  In  diagrammen:  cirkeldiagram,  staafdiagram,  histogram,  frequentiepolygoon,  boxplot.      De  mediaan  is  de  waarde  die  de  op  volgorde  gezette  scores  van  een  variabele  in  twee  helften  verdeelt:  50%  van  de  scores  heeft  een  waarde  die  kleiner  is  dan  de  mediaan  en  50%  een  waarde  die  groter  is  dan  de  mediaan.  De  kwartielen  zijn  de  waarden  die  de  geordende  scores  in  vier  opeenvolgende  kwarten  verdelen.  Bij  een  oneven  aantal  is  de  mediaan  de  middelste  waarneming,  bij  een  even  aantal  het  gemiddelde  van  de  middelste  twee  waarnemingen.      In  een  frequentietabel  staat  hoe  vaak  de  verschillende  scores  op  een  variabele  voorkomen.    De  relatieve  frequentie  van  een  score  is  het  percentage  van  het  totaal  waarin  de  score  voorkomt.  

In  formule:   (frequentierelatieve frequentie (in %) = 100%)totale aantal ×  

Een  cumulatieve  (relatieve)  frequentie  van  een  score  is  de  (relatieve)  frequentie  van  die  score  plus  die  van  alle  lagere  waarden  (in  procenten).      In  een  kruistabel  worden  twee  variabelen  tegen  elkaar  uitgezet.  Er  staan  de  frequenties  of  de  relatieve  frequenties  in  waarin  de  combinaties  van  scores  voorkomen.  Voorbeeld:      

 

geslacht  

wisgroep    

totaal  A/C   B  

man   13   56   69  

vrouw   30   55   85  

totaal   43   111   154  

 

Page 37: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

37  

Een  steelbladdiagram  geeft  een  overzicht  van  alle  scores,  gerangschikt  in  een  verticale  “steel”  en  horizontale  “bladeren”.  In  een  cirkeldiagram  worden  de  percentages  van  de  scores  uitgezet  als  sectoren  in  een  cirkel.  Voorbeeld:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   In  een  staafdiagram  worden  de  (relatieve)  frequenties  van  de  scores  uitgezet  als  losse  staven.  Een  histogram  is  een  staafdiagram  bij  een  continue  variabele  (de  scores  kunnen  in  principe  alle  getallen  in  een  domein  aannemen).  De  scores  zijn  ingedeeld  in  klassen.  De  staven  staan  aan  elkaar  vast.  Voorbeeld  van  een  reepdiagram  (links)  en  een  geclusterd  staafdiagram  (rechts):    

   Een  frequentiepolygoon  is  een  lijndiagram  bij  een  continue  variabele  die  de  (relatieve)  frequenties  met  elkaar  verbindt.    Bij  een  cumulatieve  frequentiepolygoon  zijn  de  (relatieve)  cumulatieve  frequenties  in  een  lijngrafiek  gezet.  Daaruit  kun  je  bij  een  waarde  aflezen  hoeveel  procent  van  de  data  een  kleinere  of  gelijke  waarde  heeft.  Als  je  de  uiterste  waarden,  de  mediaan  en  het  eerste  en  derde  kwartiel  kent,  kun  je  de  boxplot  maken.          

6   1   3   3   4                

6   5   5   6   6   6   7   8   9   9   9   9  

7   0   0   0   1   1   1   2   3   3   4    

7   5   5   6   6   6   6   7   8   9      

8   0   2   2   4                

8   8                      

9   0                      

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

A/C. B.

erg groot

groot

tamelijk groot

middelmatig

niet zo groot

helemaal geen

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

helemaal geen niet zo groot middelmatig tamelijk groot groot erg groot

A/C. B.

Page 38: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

38  

Voorbeeld:    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kleinste  

 waarde  

   

                 

    eerst  

 kwartie

l  

           

  med

iaan

 

 

%  

B-­‐groep  

6,0                          6,5                  7,0                        7,5                    8,0            8,5                              9,0          cijfer  

Page 39: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

39  

  Bijlage  B    Aan  de  slag  met  VUstat      Het  hoofdmenu  

VUstat  is  meer  dan  alleen  een  statistiekprogramma.  Naast  de  rubrieken  Data  analyse  en  Dataplot  vind  je  verschillende  rubrieken  die  met  statistiek  en  kansrekening  te  maken  hebben.    Hieronder  staan  de  rubrieken  die  je  voor  deze  PO  nodig  hebt,  met  een  korte  toelichting.  In  veel  

schermen  kom  je  de  infoknop    tegen.  Daarmee  krijg  je  specifieke  informatie  op  een  scherm.    *  Data  analyse  Met  VUstat  kun  je  op  een  eenvoudige  manier  statistisch  onderzoek  doen.  Dat  kan  met  kant-­‐en-­‐klare  bestanden,  maar  je  kunt  ook  zelf  een  enquête  houden  en  de  resultaten  in  VUstat  invoeren.  Van  de  uitkomsten  kun  je  allerlei  diagrammen  maken.  Een  uitgebreide  optie  om  statistische  plaatjes  te  maken  vind  je  in  Dataplot.    *  Dataplot  Met  Dataplot  kun  je  diagrammen  van  frequentietabellen  maken.  Dat  kunnen  simpele  diagrammen  zijn,  maar  ook  3  dimensionale  diagrammen.  Je  kunt  zelf  de  vormgeving  doen.    *  Hypothesetoetsen  In  deze  rubriek  wordt  het  toetsen  van  een  hypothese  met  behulp  van  een  grafiek  toegelicht.  Je  ziet  als  het  ware  hoe  de  toets  werkt.  De  conclusie  van  de  toets  wordt  apart  geformuleerd  en  kun  je  afdrukken  of  in  een  tekstbestand  inlezen.  Er  zijn  vier  toetsen:  een  binomiale  toets,  een  t-­‐toets,  een  z-­‐toets  en  een  poissontoets.      Hypothesetoetsen,  Test  met  twee  alternatieven  Open  de  rubriek  Hypothesetoetsen  en  vervolgens  de  rubriek  Test  met  twee  alternatieven.  Je  hebt  nu  enkele  instelmogelijkheden  en  knoppen.    • Hypothesen  Test  met  twee  (binomiale)  alternatieven:  De  nul-­‐hypothese  H0=p0  en  de  alternatieve  hypothese  H1=p1  kun  je  opgeven.  De  resultaten  op  het  scherm  worden  gerelateerd,  zoals  gebruikelijk,  aan  de  nulhypothese.    • Parameters  De  verdelingen  zijn  binomiale  verdelingen,  de  waarde  van  p  komt  overeen  met  p0  en  p1.  De  waarde  van  n,  het  aantal  experimenten,  geef  je  hier  op.  De  beslisgrens  is  het  aantal  successen  waarbij  een  beslissing  voor  p0  of  p1  wordt  genomen.  De  grens  is  de  verticale  lijn,  die  je  aan/uit  kunt  zetten.  Met  de  keuze  van  de  beslisgrens  ligt  de  grootte  van  de  fouten  van  eerste  en  tweede  soort  vast.    • Beeld    • Grens    Toont  de  lijn  die  je  kunt  slepen.  

 • Fouten  

Page 40: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

40  

Toont  de  fouten  van  eerste  en  tweede  soort  in  de  grafiek,  de  kleuren  komen  overeen  met  de  tabel.    • Beslissingsgebied    Toont  onder  de  verdelingsgrafieken  de  ligging  van  de  waarden  waarbij  de  nulhypothese  wordt  verworpen/geaccepteerd.    • Foutentabel    Toont  de  tabel  met  fouten  van  eerste  en  tweede  soort,  de  kleuren  komen  overeen  met  de  grafiek.    Binomiale  toets  Open  binnen  de  rubriek  Hypothesetoetsen  de  rubriek  Binomiale  toets.    Bij  het  formuleren  van  een  toets  gaat  het  om  een  aantal  vaste  elementen.  Bij  de  binomiale  toets  zijn  dat:  -­‐  de  nulhypothese  p  =  …  -­‐  linkszijdige,  rechtszijdige  of  tweezijdige  toets  -­‐  het  significantieniveau  α  -­‐  de  grootte  van  de  steekproef  -­‐  het  aantal  successen  in  de  steekproef  (een  succes  is  een  uitkomst  in  overeenstemming  met  de  nulhypothese)      Het  aantal  successen  in  de  steekproef  is  met  een  verticale  lijn  in  de  verdeling  aangegeven.  Door  invullen  of  door  die  lijn  te  slepen  kun  je  het  aantal  successen  in  de  steekproef  aanpassen.      Ook  hier  heb  je  wederom  enkele  instelmogelijkheden:    • Overschrijdingskans  In  de  verdeling  worden  de  staven  bij  eenzelfde  of  extremer  aantal  successen  rood  gekleurd.  

 • Kritiek  gebied  In  de  verdeling  worden  de  staven  waarbij  het  aantal  successen  dat  tot  verwerpen  van  de  nulhypothese  aanleiding  geeft,  rood  gekleurd.  

 • Normale  benadering  De  best  passende  normale  verdeling  wordt  getekend.  

 • Conclusie  Met  deze  optie  krijg  je  een  uitgebreid  geformuleerde  conclusie.        

     

Page 41: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

41  

Bijlage  C  –  Beoordeling    ! Inleverdatum:     groep  van  docent  ....    op    datum  …  ! Het  te  laat  inleveren  van  de  PO  heeft  consequenties  voor  je  eindcijfer.  Voor  elke  werkdag  dat  de  

PO  te  laat  wordt  ingeleverd  gaat  er  een  half  punt  van  je  eindcijfer  af!  ! De  opdracht  wordt  eigendom  van  de  school,  dit  onder  andere  in  verband  met  de  inspectie.  ! In  geval  van  een  gelijkwaardige  inbreng  van  alle  leden  van  de  groep  krijgen  alle  leden  hetzelfde  

eindcijfer.  Als  dit  niet  het  geval  is,  kan  de  begeleidende  docent  van  deze  regel  afwijken.    Het  werkstuk  wordt  beoordeeld  op  gebruikte  wiskunde,  de  correctheid  van  de  berekeningen  en/of  redeneringen  (toelichtingen),  tekeningen  en  grafieken  en  de  helderheid  van  de  gebruikte  argumentatie;  dus  op  inhoud  en  vorm.  In  de  praktijk  komt  dit  neer  op  de  volgende  criteria:    Inhoud:  • tijdig  inleveren  • onderzoek:  formulering  doel-­‐  of  probleemstelling  • de  gebruikte  wiskunde  moet  zinvol  en  correct  zijn  • wiskundig  niveau  • inhoudelijke  samenhang,  goede  opbouw  (“leest  het  als  een  artikel?”)  • ondersteuning  met  diagrammen,  tabellen,  tekeningen,  enz.  • gebruik  hulpmiddelen  (Microsoft  Excel,  internet,  GR,  computer,  etc.)  • conclusie  • planning  (evt.  tussentijds  bijgesteld)  • logboek  • bronvermelding    Verzorging:  • titelpagina  (namen,  klas,  inleverdatum,  onderzoeksvraag)  • goed  taalgebruik  • leesbaarheid  en  spelling  • totaalindruk  bij  doorbladeren,  zoals:  indeling,  structuur,  overzichtelijkheid  

Page 42: Praktische Opdracht hypothesetoetsen in 5/6 VWO

Dit  materiaal  is  gemaakt  gedurende  de    Leergang  Wiskunde  schooljaar  2013/14  

42  

  Bijlage  D  –  Beoordelingsformulier                         punten     max  

! VERZORGING  (20):  Titelpagina:  onderzoeksvraag  (2),  namen  (1),  klas(sen)  (1),  inleverdatum  (1)   …     5  Taalgebruik   …     5  Leesbaarheid  en  spelling   …     5  Indeling,  structuur  en  overzichtelijkheid   …     5                                                                                                                                                                                                                                                                                      -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐                      -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐    +    

  Subtotaal  A   …     20    ! VERANTWOORDING  (20):  

" Planning                            …     10  " Logboek                            …     10                          -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐                            -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐    +                     Subtotaal  B              …     20  

 ! CONTROLEOPGAVEN  (60):                          …     60                          -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐                              -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐    +                     Subtotaal  C                …      60  ! ONDERZOEK  (100):  

# ONDERZOEKSOPZET                            …      20  " Onderzoeksvraag  (en  deelvragen)  geformuleerd    

*  Onderzoeksvraag  omvangrijk  genoeg?      *  Relevantie  van  onderzoeksvraag  verantwoord    

" Hypothesetoets  geformuleerd    *  Een-­‐  of  tweezijdige  toets  verantwoord              *  Significantieniveau    

# VERZAMELEN  VAN  DATA                                        …    10  " Data  in  bijlage  toegevoegd.  Verantwoord,  representatief  en  niet  suggestief?              

# VERWERKEN  VAN  DATA:  overzichtelijk  (tabellen,  diagrammen,  grafieken)?   …    15  # ANALYSEREN  VAN  DATA:  kansrekening  uit  PO  toegepast?       …    35  

*  Correcte  berekeningen    *  Zinvolle  berekeningen  *  Voldoende  berekeningen    *  Voldoende  wiskundig  niveau    

# CONCLUDEREN  EN  RAPPORTEREN             …    10  Conclusie(s)  en  beantwoording  onderzoeksvraag,  Aanbevelingen  of  vervolgonderzoek  

# BRONNENLIJST                   …        5  # Inhoudelijke  samenhang,  goede  opbouw           …        5  

                                       -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐              -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐    +                                      Subtotaal  D   …   10  

                                  Cijfer  =                                                                        

Subtotaal  A:     …   20  

Subtotaal  B:   …   20  

Subtotaal  C:   …   60  

Subtotaal  D:   …   100  

Totaal:     …   200  

     Eindcijfer:     …  

Cijfer  =