Statistik: Erwartungswert b. Lineartransformation

Hallo,
ich kapiere folgendes nicht, kann mir das bitte jemand mal auf „deutsch“ übersetzen?

Wenn ich eine Zufallsvariable X mit Erwartungswert E(X) einer Lineartransformation Y=aX+b unterziehe erhalte ich: E(aX+b)=a x(mal) E(X)+b. (konnte kein „Mal“ zeichen setzen, gelesen also a mal E(x)+b)

Die Formel lass ich mal so stehen, ich kann mir allerdings nichts konkretes unter einer Lineartransformation vorstellen. Wie oben schon gesagt, kann mir das bitte jemand auf deutsch übersetzen? Ist das so gemeint wie z.B. Y=3X+5 oder so? Aber wozu soll das dann gut sein? Wäre es sowas wie: körpergröße in cm in m umwandeln um irgendwas mit irgendwas anderem zu berechnen? Ich habe im Hinterkopf, dass ich je nach Skalenniveau linear transformieren darf, ohne die Bezugsgröße als solche zu verlieren… ist das das gleiche?

Wie ihr seht, Statistik ist bei mir nicht auf der Erreichbarkeitsskala für einen Nobelpreis, aber vielleicht versteht ja jemand meine Frage und kann mir in einfachen Worten helfen.

(falls zudem jemand hier sitzt und Mitleid (oder die Krise) kriegt und Nachhilfe geben möchte, bitte melden!!! - ich suche seit Wochen erfolglos eine Präsenznachhilfe)

Vielen Dank schon mal
Sabine

Hallo,

Die Sache ist igentlich recht einfach. Du darfst Dir von wild kklingenden Wörtern keine Angst machen lassen.

Erstmal zur Lineartransformation:

Eine solche Transformation kann sein:

a) Das Verzerren durch Multiplizieren oder Dividieren einer Größe mit einem konstanten Faktor. Die Umrechnung von km in m oder cm ist eine solche Transformation, oder die Umrechnung von Stunden in Minuten, oder von V in mV usw usw. Auch Umrechnungen wie von Kalorien in Joule gehören dazu, denn es gilt: 1 Kalorie = 4,19 Joule (der Umrechnungsfaktor ist 4,19 J/cal). Ein Umrechnungsfaktor kann alles mögliche sein; er kann also auch die Bedeutung des transformierten Wertes komplett ändern. Wichtig ist nur: Der Umrechnungsfaktor selbst ist nicht irgendwie abhängig von dem Wert der Größe. Die Umrechnung von zB. Liter Benzin mal dem spez. Brennwert von 35,7 MJ/Liter rechnet ein Volumen um in einen Energiewert. Auch das ist eine lineare Transformation.

Allgemein: Wenn X ein „Originalwert“ ist und a ein Umrechnungsfaktor, dann ist Y = a*X eine solche Transformation (Y ist der transformierte Wert).

b) Das Verschieben durch Addition bzw. Subtraktion eines konstanten Wertes. Beispiel: Die Höhe des Randes meiner Kaffeetasse relativ zur Tischplatte ist 7 cm; gebe ich es relativ zum Fußboden, kommen die 80 cm Tischhöhe dazu, also 87 cm. Die Einheit vom Originalwert und dem „Verschiebewert“ müssen gleich sein. Ich kann eine 5 Meter um 2 Volt verschieben.

Allgemein: Wenn X ein „Originalwert“ ist und b eine Konstante mit der gleichen Einheit wie X, dann ist Y = X+b eine solche Transformation (Y ist der transformierte Wert).

c) Eine Kombination aus Verzerrung und Verschiebung. Beispiel: Wenn ich eine Temeratur in Grad Celsius gegeben habe und sie in Grad Fahrenheit angeben will: Beide Temperaturskalen haben verschiedene Grad-Einteilungen und verschiedene Nullpunkte (s. zB. in Wikipedia). Für die Umrechnung °C in °F muss man den °C-Wert mit 1,8°F/°C multiplizieren und das dann noch um 32°C verschieben. So sind 20°C = 20°C*1,8°F/°C+32°C = 68°F.

Allgemein: Wenn X ein „Originalwert“ ist, a ein Umrechnungsfaktor und b eine Konstante mit der gleichen Einheit wie a*X, dann ist Y = a*X+b eine solche Transformation (Y ist der transformierte Wert).

Jetzt zum Erwartungswert:

Wenn man den Erwartungswert einer Größe kennt und möchte den Erwartungswert einer linear transformierten Größe wissen, kann man die lineare Transformation einfach auf den Erwartungswert anwenden.

Beispiel: Wenn der Erwartungswert von Kalorienverbräuchen bei 120 kcal liegt, dann kann ich den Erwartungswert auch in Form von Joule angeben, indem ich die 120 kcal in kJ umrechne: 120 kcal * 4,19 J/cal = 502 kJ. Das ist dann der Erwartungswert, angegeben in kJ.

VG
Jochen

Hallo,

Die Sache ist igentlich recht einfach. Du darfst Dir von wild
kklingenden Wörtern keine Angst machen lassen.

Genau das ist mein Problem, im Lehr-Script werden mathematische Formeln über teilweise mehrere Seiten sowas von kompliziert und umständlich vermittelt - teilweise werde ich dann im Internet fündig und finde das inhaltlich Gleiche schluessig in wenigen Sätzen erklärt, und sogar für MICH verständlich.

Ansonsten: Prima. Deine Erklärungen waren super, ich kann mir jetzt etwas drunter vorstellen und dank der schlüssigen Beispiele werde ich es mir sogar merken können :smile:

1000 Dank!

Viele Grüße
Sabine

P.S. du hast nicht evtl Lust mir (bezahlte) Nachhilfe bis Ende Februar zu geben?