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LernenMathematikSekundarstufe IIStochastikSignifikanzniveau

Themenübersicht

Signifikanzniveau

Das Signifikanzniveau legt fest, wie gross das Risiko einer fälschlichen Ablehnung der Nullhypothese höchstens sein darf.

MathematikSekundarstufe II

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

α = Fehler 1. Artα = 5%
Illustration zu Signifikanzniveau

Das Signifikanzniveau als Fehlerschranke festlegen

Das Signifikanzniveau α begrenzt die Wahrscheinlichkeit, H₀ zu verwerfen, obwohl H₀ wahr ist. Der Ablehnungsbereich wird so gewählt, dass seine Wahrscheinlichkeit unter H₀ höchstens α beträgt.

PH0​​(X∈K)≤α

Ein kleineres α verlangt stärkere Evidenz und macht den Ablehnungsbereich gewöhnlich kleiner.

Merke

α ist eine vor der Beobachtung festgelegte Fehlergrenze – nicht die Wahrscheinlichkeit, dass H₀ wahr ist.

Das lernst du

  • •Deute α als maximale Fehlerwahrscheinlichkeit erster Art.
  • •Prüfe einen Ablehnungsbereich unter H₀.
  • •Erkläre die Wirkung eines kleineren Signifikanzniveaus.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Kritische Grenze wählen

Unter H₀ gilt X∼B(10,0,5). Bestimme für einen rechtsseitigen Test bei α=5% die kleinste kritische Grenze k mit Ablehnung für X≥k.

  1. 1Grenze 8 prüfen

    P(X≥8)=102456​≈0,0547>0,05
  2. 2Grenze 9 prüfen

    P(X≥9)=102411​≈0,0107≤0,05
  3. 3Bereich

    K={9,10}

Ergebnis

k=9

Musteraufgabe 2

Mittel

Tatsächliches Niveau einer kritischen Regel

Unter H₀ gilt X~B(8;0,5). Ein rechtsseitiger Test verwirft H₀ bei X≥7. Bestimme das tatsächliche α.

α = 5%
Visualisierung zur Aufgabenstruktur
  1. 1Ablehnungsbereich

    Der Rand enthält die Werte 7 und 8.

    α=P(X=7)+P(X=8)
  2. 2Berechnen

    Bei p=0,5 ist der Nenner 2⁸.

    α=28(78​)+(88​)​=2569​=0,03515625

Ergebnis

Das tatsächliche Signifikanzniveau beträgt etwa 3,516% und liegt unter 5%.

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Prozent

Schreibe α=0,01 in Prozent.

Aufgabe 2

Einfach

Deutung

Was begrenzt α?

Aufgabe 3

Einfach

Kleineres α

Was geschieht typischerweise bei kleinerem α?

Aufgabe 4

Einfach

Bereich prüfen

Unter H₀ hat ein Ablehnungsbereich Wahrscheinlichkeit 0,038. Ist er bei α = 0,05 zulässig? Gib 1 für ja ein.

Aufgabe 5

Mittel

Ablehnungsbereich auf 5 % prüfen

Unter H₀ gilt X~B(10;0,5). Ein rechtsseitiger Test soll bei X≥8 ablehnen. Berechne die tatsächliche Wahrscheinlichkeit dieses Ablehnungsbereichs.

Aufgabe 6

Mittel

Kleineres α deuten

Stichprobengröße und Testseite bleiben gleich. Welche typische Wirkung hat die Senkung von α=5% auf α=1%?

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Kritische Grenze bei n=12

Unter H0​ gilt X∼B(12;0,5). Für einen rechtsseitigen Test soll α≤0,05 gelten. Bestimme die kleinste kritische Zahl k mit dem Ablehnungsbereich K={k,k+1,…,12}.

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

Zweiseitiges tatsächliches α bei n=16

Unter H₀ gilt X~B(16;0,5). Der Ablehnungsbereich ist K={0,1,15,16}. Berechne das tatsächliche Signifikanzniveau.