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:

In einer Urne sind 2 rote, 3 gelbe, 4 blaue und 3 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "genau 2 mal blau"?

Lösung einblenden

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"blau": 1 3 ; "nicht blau": 2 3 ;

EreignisP
blau -> blau 1 9
blau -> nicht blau 2 9
nicht blau -> blau 2 9
nicht blau -> nicht blau 4 9

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: blau: 1 3 ; nicht blau: 2 3 ;

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


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 9 = 1 9


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind verschiedene Kugeln, 6 vom Typ rot und 4 vom Typ blau. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 3 Kugeln gleicher Farbe zu ziehen?

Lösung einblenden
EreignisP
rot -> rot -> rot 27 125
rot -> rot -> blau 18 125
rot -> blau -> rot 18 125
rot -> blau -> blau 12 125
blau -> rot -> rot 18 125
blau -> rot -> blau 12 125
blau -> blau -> rot 12 125
blau -> blau -> blau 8 125

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 3 5 ; blau: 2 5 ;

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'rot'-'rot'-'rot' (P= 27 125 )
'blau'-'blau'-'blau' (P= 8 125 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

27 125 + 8 125 = 7 25


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind verschiedene Karten, 10 vom Typ Kreuz, 3 vom Typ Herz, 6 vom Typ Pik und 5 vom Typ Karo. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 2 Karten der gleichen Farbe zu ziehen?

Lösung einblenden
EreignisP
Kreuz -> Kreuz 15 92
Kreuz -> Herz 5 92
Kreuz -> Pik 5 46
Kreuz -> Karo 25 276
Herz -> Kreuz 5 92
Herz -> Herz 1 92
Herz -> Pik 3 92
Herz -> Karo 5 184
Pik -> Kreuz 5 46
Pik -> Herz 3 92
Pik -> Pik 5 92
Pik -> Karo 5 92
Karo -> Kreuz 25 276
Karo -> Herz 5 184
Karo -> Pik 5 92
Karo -> Karo 5 138

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 5 12 ; Herz: 1 8 ; Pik: 1 4 ; Karo: 5 24 ;

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'Kreuz'-'Kreuz' (P= 15 92 )
'Herz'-'Herz' (P= 1 92 )
'Pik'-'Pik' (P= 5 92 )
'Karo'-'Karo' (P= 5 138 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

15 92 + 1 92 + 5 92 + 5 138 = 73 276


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 10 Mädchen und 5 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den ersten 3 verlosten Plätzen höchstens 1 an ein Mädchen gehen?

Lösung einblenden

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"Mädchen": 2 3 ; "nicht Mädchen": 1 3 ;

EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 24 91
Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 15 91
Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 15 91
Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 20 273
nicht Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 15 91
nicht Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 20 273
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 20 273
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 2 91

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 2 3 ; nicht Mädchen: 1 3 ;

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'Mädchen'-'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 20 273 )
'nicht Mädchen'-'Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 20 273 )
'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen'-'Mädchen' (P= 20 273 )
'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 2 91 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

20 273 + 20 273 + 20 273 + 2 91 = 22 91


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

Werder Bremen hat mal wieder das Halbfinale des DFB-Pokals erreicht. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Auslosung Werder an 2. Stelle gezogen wird?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 3 4 1 3
= 1 4 1
= 1 4

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nur Summen

Beispiel:

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(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Ein Glücksrad wird zwei mal gedreht. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen 6 ist?

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EreignisP
1 -> 1 9 64
1 -> 2 3 32
1 -> 3 3 32
1 -> 4 3 64
2 -> 1 3 32
2 -> 2 1 16
2 -> 3 1 16
2 -> 4 1 32
3 -> 1 3 32
3 -> 2 1 16
3 -> 3 1 16
3 -> 4 1 32
4 -> 1 3 64
4 -> 2 1 32
4 -> 3 1 32
4 -> 4 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 3 8 ; 2: 1 4 ; 3: 1 4 ; 4: 1 8 ;

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'2'-'4' (P= 1 32 )
'4'-'2' (P= 1 32 )
'3'-'3' (P= 1 16 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 32 + 1 32 + 1 16 = 1 8


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

Ein Würfel wird 3 mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, mindestens 1 mal eine 6 zu würfeln?

Lösung einblenden

Da ja ausschließlich nach '6er' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '6er' und 'nicht 6er'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"6er": 1 6 ; "nicht 6er": 5 6 ;

Wie man auch im Baumdiagramm unten gut erkennen kann, sind bei 'mindestens einmal 6er' alle Möglichkeiten enthalten, außer eben kein '6er' bzw. 0 mal '6er'

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

P=1-P(0 mal '6er')=1- 125 216 = 91 216

EreignisP
6er -> 6er -> 6er 1 216
6er -> 6er -> nicht 6er 5 216
6er -> nicht 6er -> 6er 5 216
6er -> nicht 6er -> nicht 6er 25 216
nicht 6er -> 6er -> 6er 5 216
nicht 6er -> 6er -> nicht 6er 25 216
nicht 6er -> nicht 6er -> 6er 25 216
nicht 6er -> nicht 6er -> nicht 6er 125 216

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 6er: 1 6 ; nicht 6er: 5 6 ;

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


'6er'-'nicht 6er'-'nicht 6er' (P= 25 216 )
'nicht 6er'-'6er'-'nicht 6er' (P= 25 216 )
'nicht 6er'-'nicht 6er'-'6er' (P= 25 216 )
'6er'-'6er'-'nicht 6er' (P= 5 216 )
'6er'-'nicht 6er'-'6er' (P= 5 216 )
'nicht 6er'-'6er'-'6er' (P= 5 216 )
'6er'-'6er'-'6er' (P= 1 216 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

25 216 + 25 216 + 25 216 + 5 216 + 5 216 + 5 216 + 1 216 = 91 216


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Eine bestimmte Variable soll im Computer mit 8 Bit abgespeichert werden. Ein Bit kann immer nur die Werte 0 und 1 annehmen. Wie viele Möglichkeiten gibt es die Variable mit verschiedenen Werten zu belegen?

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Bei jedem der 8 'Zufallsversuche' gibt es 2 Möglichkeiten. Dabei ist jedes Ergebnis im ersten 'Durchgang' mit jedem Ergebnis im zweiten Durchgang kombinierbar. Man könnte also alles in einem Baumdiagramm darstellen, das sich in jeder der 8 Ebenen immer 2-fach verzweigt.

Es entstehen so also 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 = 28 = 256 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

Ein spezielles Zahlenschloss hat 4 Ringe mit jeweils 6 verschiedenen Zahlen drauf. Wie viele verschiedene Möglichkeiten kann man bei diesem Zahlenschloss einstellen?

Lösung einblenden

Bei jedem der 4 'Zufallsversuche' gibt es 6 Möglichkeiten. Dabei ist jedes Ergebnis im ersten 'Durchgang' mit jedem Ergebnis im zweiten Durchgang kombinierbar. Man könnte also alles in einem Baumdiagramm darstellen, das sich in jeder der 4 Ebenen immer 6-fach verzweigt.

Es entstehen so also 6 ⋅ 6 ⋅ 6 ⋅ 6 = 64 = 1296 Möglichkeiten.