Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

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(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Ein Klasse bastelt für ihr Klassenfest ein Glückrad. Bestimme die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Sektoren.
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

Wir können am Glücksrad entweder die Winkelweite abschätzen und diese dann durch 360° teilen oder direkt den Winkel-Anteil (als Vielfache von Halb-, Viertel- oder Achtels-Kreisen) ablesen:

blau: Man erkennt einen Halbkreis => p= 1 2

grün: Man erkennt einen Kreisausschnitt, der so groß ist wie ein Viertelskreis zusammen mit einem Achtelskreis => p= 3 8

gelb: Man erkennt einen halben Viertelkreis, also einen Achtelskreis => p= 1 8

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Eine faire Münze (d.h. die Wahrscheinlichkeit für Zahl und Wappen ist gleich groß) wird drei mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "genau 1 mal Zahl"?

Lösung einblenden
EreignisP
Zahl -> Zahl -> Zahl 1 8
Zahl -> Zahl -> Wappen 1 8
Zahl -> Wappen -> Zahl 1 8
Zahl -> Wappen -> Wappen 1 8
Wappen -> Zahl -> Zahl 1 8
Wappen -> Zahl -> Wappen 1 8
Wappen -> Wappen -> Zahl 1 8
Wappen -> Wappen -> Wappen 1 8

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Zahl: 1 2 ; Wappen: 1 2 ;

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'Zahl'-'Wappen'-'Wappen' (P= 1 8 )
'Wappen'-'Zahl'-'Wappen' (P= 1 8 )
'Wappen'-'Wappen'-'Zahl' (P= 1 8 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 8 + 1 8 + 1 8 = 3 8


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 9 rote und 3 blaue Kugeln. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 2 mal rot"?

Lösung einblenden

Da ja ausschließlich nach 'rot' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: 'rot' und 'nicht rot'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"rot": 3 4 ; "nicht rot": 1 4 ;

EreignisP
rot -> rot -> rot 27 64
rot -> rot -> nicht rot 9 64
rot -> nicht rot -> rot 9 64
rot -> nicht rot -> nicht rot 3 64
nicht rot -> rot -> rot 9 64
nicht rot -> rot -> nicht rot 3 64
nicht rot -> nicht rot -> rot 3 64
nicht rot -> nicht rot -> nicht rot 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 3 4 ; nicht rot: 1 4 ;

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'rot'-'rot'-'nicht rot' (P= 9 64 )
'rot'-'nicht rot'-'rot' (P= 9 64 )
'nicht rot'-'rot'-'rot' (P= 9 64 )
'rot'-'rot'-'rot' (P= 27 64 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 64 + 9 64 + 9 64 + 27 64 = 27 32


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 9 Mädchen und 3 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den ersten 3 verlosten Plätzen mindestens 1 an ein Mädchen gehen?

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Da ja ausschließlich nach 'Mädchen' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: 'Mädchen' und 'nicht Mädchen'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"Mädchen": 3 4 ; "nicht Mädchen": 1 4 ;

Wie man auch im Baumdiagramm unten gut erkennen kann, sind bei 'mindestens einmal Mädchen' alle Möglichkeiten enthalten, außer eben kein 'Mädchen' bzw. 0 mal 'Mädchen'

Man kann also am aller einfachsten die gesuchte Wahrscheinlichkeit über das Gegenereignis berechnen:

P=1-P(0 mal 'Mädchen')=1- 1 220 = 219 220

EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 21 55
Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 9 55
Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 9 55
Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 9 220
nicht Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 9 55
nicht Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 9 220
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 9 220
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 1 220

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 3 4 ; nicht Mädchen: 1 4 ;

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'Mädchen'-'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 9 220 )
'nicht Mädchen'-'Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 9 220 )
'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen'-'Mädchen' (P= 9 220 )
'Mädchen'-'Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 9 55 )
'Mädchen'-'nicht Mädchen'-'Mädchen' (P= 9 55 )
'nicht Mädchen'-'Mädchen'-'Mädchen' (P= 9 55 )
'Mädchen'-'Mädchen'-'Mädchen' (P= 21 55 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 220 + 9 220 + 9 220 + 9 55 + 9 55 + 9 55 + 21 55 = 219 220


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Stapel sind 2 Karten vom Wert 7, 4 Karten vom Wert 8 und 2 9er. Man zieht 2 Karten aus dem Stapel. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Karten gerade 18 ist?

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Da ja ausschließlich nach '9' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '9' und 'nicht 9'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"9": 1 4 ; "nicht 9": 3 4 ;

EreignisP
9 -> 9 1 28
9 -> nicht 9 3 14
nicht 9 -> 9 3 14
nicht 9 -> nicht 9 15 28

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 9: 1 4 ; nicht 9: 3 4 ;

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'9'-'9' (P= 1 28 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 28 = 1 28


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

In einer Urne sind 2 rote und 3 blaue Kugeln. Es soll (ohne zurücklegen) solange gezogen werden, bis erstmals eine blaue Kugel erscheint. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit die blaue Kugel im 3. Versuch zu ziehen?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 2 5 1 4 3 3
= 1 5 1 2 3 3
= 1 10

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nur Summen

Beispiel:

In einer Urne sind 6 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 3 kugel mit einer 2 und 3 Kugeln mit einer 3. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der Kugeln 4 ist?

Lösung einblenden
EreignisP
1 -> 1 5 22
1 -> 2 3 22
1 -> 3 3 22
2 -> 1 3 22
2 -> 2 1 22
2 -> 3 3 44
3 -> 1 3 22
3 -> 2 3 44
3 -> 3 1 22

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 2 ; 2: 1 4 ; 3: 1 4 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:


'1'-'3' (P= 3 22 )
'3'-'1' (P= 3 22 )
'2'-'2' (P= 1 22 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 22 + 3 22 + 1 22 = 7 22


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 4 rote, 7 blaue , 5 gelbe und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "genau 1 mal gelb"?

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Da ja ausschließlich nach 'gelb' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: 'gelb' und 'nicht gelb'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"gelb": 1 4 ; "nicht gelb": 3 4 ;

EreignisP
gelb -> gelb 1 19
gelb -> nicht gelb 15 76
nicht gelb -> gelb 15 76
nicht gelb -> nicht gelb 21 38

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: gelb: 1 4 ; nicht gelb: 3 4 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:


'gelb'-'nicht gelb' (P= 15 76 )
'nicht gelb'-'gelb' (P= 15 76 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

15 76 + 15 76 = 15 38


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Petra hat sich ein 7-stelliges Passwort erstellt. Als sie eine Woche später das Passwort wieder braucht, erinnert sie sich nur noch, dass jede der Zahlen zwischen 1 und 7 genau einmal vorkam. Wie viele verschiedene Passwörter können es dann noch sein?

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Für die erste Stelle ist jede(r) möglich. Es gibt also 7 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 6 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 5 möglich sind, usw.

Da ja jede Möglichkeit der ersten Stelle mit den Möglichkeiten der zweiten, dritten, ... Stelle kombinierbar sind, müssen wir die verschiedenen Möglichkeiten an den verschiedenen Stellen multiplizieren:

also 7 ⋅ 6 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 5040 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

Ein Vater möchte seinen 3 Kindern Schokolade mitbringen. Für Markus sucht er dessen Lieblingssorte Vollmilch. Davon findet er im Supermarkt 6 verschiedene Marken. Für Torsten möchte er Nußschokolade kaufen. Dafür muss er sich zwischen 3 Marken entscheiden. Maries Lieblingssorte "weiße Schokolade" hat der Supermarkt von 8 Marken. Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt wie der Papa seine 3 Schokoladentafeln zusammenstellen kann.

Lösung einblenden

Für die Kategorie 'Vollmilch' gibt es 6 Möglichkeiten. Dabei kann man jedes Stück mit jeder der 3 Möglichkeiten der Kategorie 'Nuss' kombinieren. Dies ergibt also 6 ⋅ 3 = 18 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 8 Möglichkeiten der Kategorie 'weiß' kombinieren, so dass sich insgesamt 6 ⋅ 3 ⋅ 8 = 144 Möglichkeiten ergeben.