Steigung Polynomkurve

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Steigung Polynomkurve

Beitragvon Melisato » Fr 23. Okt 2015, 14:00

Hallo, ich würde gerne eine Regressionsgrade durch ein Exceldiagramm legen und die Steigung berechnen, allerdings komme ich in meinem Fall mit der Funktion Steigung oder anderen geläufigen Methoden einfach nicht weiter. Vielleicht kann mir ja hier jemand helfen:

Ich habe eine polynome Trendlinie durch ein Diagramm gelegt, das die Entwicklung von Kraftstoffverbräuchen über zehn Jahre zeigt. Einmal habe ich auf der X-Achse die Jahre im Format 01 / 2010, 02 / 2010 etc. eingetragen und einmal in der Form "Jahre seit..." mit ganzen Zahlen eins bis zehn. Mein Ziel ist, zu zeigen, um wie viel Prozent sich die schwankenden Verbräuche im Laufe der Jahre verändert haben. Die lineare Kurve kann ich schlecht benutzen, da sie laut dem Regressionskoeffizient nur wenig aussagekräftig ist.

Wie aber lese ich die Steigung einer Polynomen Kurve ab bzw. wie berechne ich sie? Kann ich dazu einfach die einzelnen Steigungen summieren, also z. B. bei einer Formel von

y = 0,02x^4 - 0,3439x³ + 1,6625x³ - 2,6868x + 34,184
R² = 0,8384

--> Steigung = 0,02-0,3439 + 1,6625-2,6868 = -1,35 ??

Oder nehme ich einfach einen Durchschnitt?

Ist dieser Wert eine Prozentangabe?
Also in diesem Fall -1,35 % Verringerung über die Jahre? Ist wahrscheinlich ne höchst dumme Frage, aber ich find konkret dazu nirgends etwas, überall wird die Steigung immer nur als Zahl angegeben, obwohl doch eine Prozentzahl viel aussagekräftiger ist...

Und noch eine Frage: Im ersten Fall (Y-Achse mit 01 / 2010, 02/2010 usw.) wird mir, wenn ich die Polynome Kurve auswähle, diese Kurve angezeigt:
y = -1E-08x6 + 3E-06x5 - 0,0003x4 + 0,0109x3 - 0,1995x2 + 1,4781x + 72,822
R² = 0,723

Warum und was bedeutet das E? Hier kommen selbst bei der linearen Kurve komplett andere Steigungen raus, obwohl es sich um dieselben Werte handelt...

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe!! :)
Melisato
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Re: Steigung Polynomkurve

Beitragvon strukturmarionette » Sa 24. Okt 2015, 02:49

Hallo, ich würde gerne eine Regressionsgrade durch ein Exceldiagramm legen und die Steigung berechnen

excel-f20/
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Re: Steigung Polynomkurve

Beitragvon bele » Mo 26. Okt 2015, 09:56

Hallo Melisato,
Melisato hat geschrieben:Wie aber lese ich die Steigung einer Polynomen Kurve ab bzw. wie berechne ich sie?

Dazu könntest Du die erste Ableitung bilden, mit der man die Steigung berechnen kann. Polynome ableiten wird doch in der Schule ständig eingeübt (Stichwort: Kurvendiskussion?). Ansonsten wäre das ein Stichwort zum Googlen.

Ich wollte Dir die Ableitung Deines Polynoms schon posten aber das hier:
y = 0,02x^4 - 0,3439x³ + 1,6625x³ - 2,6868x + 34,184
ist bestimmt nicht richtig.

--> Steigung = 0,02-0,3439 + 1,6625-2,6868 = -1,35 ??

Nein. Ganz sicher nicht. Das wäre ja die Steigung überall gleich -1,35. Es ist aber die Eigenart solcher Kurven, dass sie an jeder Stelle eine andere Steigung haben. Wenn Du nur einen fixen Steigungswert haben willst, dann bist Du wieder bei einer Geraden.

Ist dieser Wert eine Prozentangabe?

Welcher Wert? Steigungen werden eigentlich nur im Straßenverkehr in Prozent angegeben. Voraussetzung für eine Steigungsangabe in Prozent wäre, dass X und Y in derselben Einheit gemessen werden.

y = -1E-08x6 + 3E-06x5 - 0,0003x4 + 0,0109x3 - 0,1995x2 + 1,4781x + 72,822

Warum und was bedeutet das E?


3E-06 heißt "Drei mal Zehn hoch minus Sechs". Du hast noch nicht viel mit Computern gerechnet, oder?

LG,
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Re: Steigung Polynomkurve

Beitragvon Melisato » Di 27. Okt 2015, 00:13

Hi Bele, vielen Dank für deine Antwort! Tatsächlich hatte ich in den letzten 4 Jahren weder mit höherer Mathematik, noch mit Statistik viel zu tun. Ableiten und Kurvendiskussion konnte ich mal sehr gut, aber den Begriff "Polynom" kannte ich tatsächlich nicht mehr. Und die Ableitung der Funktion würde ja immer noch das X enthalten, für das ich in meinem Fall nichts Konkretes einsetzen kann. Aber ich habe jetzt verstanden, dass ich eine eindeutige Steigung nur von einer linearen Gerade ablesen kann.

Ich wollte Dir die Ableitung Deines Polynoms schon posten aber das hier:
y = 0,02x^4 - 0,3439x³ + 1,6625x³ - 2,6868x + 34,184
ist bestimmt nicht richtig.[quote]

Inwiefern ist das nicht richtig? Das ist die Gleichung zu der Regressionskurve, die mir Excel ausgespuckt hat.
Melisato
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Re: Steigung Polynomkurve

Beitragvon bele » Di 27. Okt 2015, 08:38

Hi,

dass ich eine eindeutige Steigung nur von einer linearen Gerade ablesen kann.


Eine über alle X-Werte konstante Steigung kannst Du nur von einer Geraden ablesen (eindeutig ist die Ableitung auch und lineare Geraden sind doppelt gemoppelt. Ich will nicht die Sprachpolizei spielen aber in der Mathematik gilt: Eine präzise Sprache hilft beim präzisen Denken).
Wenn sich Deine Messwerte durch eine Gerade nicht vernünftig annähern lassen, dann ist eben auch der Satz "Pro Jahr ändert sich Y um soundsoviel" nicht vernünftig.

Ich denke, es ist ein Tippfehler, dass Du zwei kubische Terme aber keinen quadratischen hast. Sonst ist nichts falsch mit Deinem Polynom.

LG,
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