Aufgabe vollständig gelöst
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Ein Körper von 175 cm und 70 kg, der seine Größe ohne Formänderung ändert 5 Schritte
Finden Sie heraus, wie sich der BMI auf einen Körper auswirkt, der seine Größe ändert, ohne seine Form zu verändern. Dies ist der Referenz-Erwachsene: 175 cm und 70 kg.
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Beginnen wir mit dem Index gemäß seiner Definition. Der Zähler ist eine Masse und der Nenner eine Fläche; der BMI ist also kein Verhältnis gleichartiger Größen — und genau um dieses Missverhältnis geht es im Rest der Aufgabe.
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Vergrößern wir nun den gesamten Körper: Multiplizieren Sie jede Länge mit s und halten Sie die Dichte konstant. Die Masse folgt dem Volumen und nimmt um s³ zu, während der Nenner nur um s² zunimmt; somit übersteht eine Potenz von s die Division.
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Ein Index, der die Skalierung übersteht, muss zum Exponenten der Masse passen, und genau das leistet das Kubieren der Körpergröße. Der Ponderal-Index ist dann für jedes Mitglied der Familie identisch — nicht näherungsweise, sondern exakt.
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Schreibt man den BMI als Ponderal-Index mal Körpergröße, wird die Größenabhängigkeit explizit, sodass bei jeder Größe keine Masse neu berechnet werden muss. Viereinhalb BMI-Einheiten trennen die 155 cm und die 190 cm große Version desselben Körpers — ohne ein einziges Gramm zusätzliches Fett irgendwo darin.
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Die Kategoriengrenzen sind feste Zahlen, während der Index dies nicht ist; die Schwellenwert-Größen ergeben sich daher durch eine einzige Division.
Antwort
Das Werkzeug gibt BMI = 22,857 und einen Ponderal-Index von 13,061 aus, und die zweite Zahl bleibt für die 155 cm und 190 cm großen Versionen desselben Körpers unverändert. Die Schwellenwert-Größen sind der entscheidende Punkt: Diese exakte Statur wird bei 191,4 cm als übergewichtig und bei 141,6 cm als untergewichtig eingestuft. Kaum ein Erwachsener ist 142 cm groß, sodass bei reiner geometrischer Skalierung die Verzerrung nur in eine Richtung verläuft — sie kann eine Person in eine höhere Kategorie verschieben, aber niemals in eine niedrigere. Der tatsächliche Effekt ist kleiner als 4,6 Einheiten, da Erwachsene keine skalierten Kopien voneinander sind: Größere Erwachsene sind tatsächlich relativ schlanker, und wenn die Masse einer Population exakt wie h² skalieren würde, wäre der BMI unabhängig von der Körpergröße und das Quadrat wäre Geometrie statt einer Anpassung. Es ist eine Anpassung, und das ist die vollständige Antwort darauf, warum der Exponent 2 und nicht 3 beträgt — zusammen mit dem Grund, warum ein auf eine Population abgestimmter Exponent Individuen an ihren Rändern fehleinschätzt.
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Quellen (2)
- The body-fat equation this tool actually evaluates: P. Deurenberg, J. A. Weststrate and J. C. Seidell, "Body mass index as a measure of body fatness: age- and sex-specific prediction formulas." British Journal of Nutrition 65(2), 105–114, 1991.
- Insight block 3 — why the denominator is height squared and not cubed: A. Keys, F. Fidanza, M. J. Karvonen, N. Kimura and H. L. Taylor, "Indices of relative weight and obesity." Journal of Chronic Diseases 25(6–7), 329–343, 1972 — the study that compared the candidate indices against measured body fat, and coined the name "body mass index".