Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einer Klasse besuchen 1 Schülerinnen und Schüler den katholischen Religionsunterricht, 3 den evangelischen, und 6 sind in Ethik. Wie groß ist jeweils die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Schüler der Klasse im jeweiligen Religionsunterricht ist?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses lässt sich berechen als p= Anzahl gesuchter Möglichkeiten Anzahl aller Möglichkeiten

Hierfür müssen wir erstmal die Gesamtzahl aller Möglichkeiten zusammenzählen: 1 + 3 + 6=10

Hieraus ergibt sich für ...

rk: p= 1 10

ev: p= 3 10

Eth: p= 6 10 = 3 5

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

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

(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Das nebenstehende Glücksrad wird 2 mal gedreht. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 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 8 ; "nicht gelb": 7 8 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'gelb')=1- 49 64 = 15 64

EreignisP
gelb -> gelb 1 64
gelb -> nicht gelb 7 64
nicht gelb -> gelb 7 64
nicht gelb -> nicht gelb 49 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: gelb: 1 8 ; nicht gelb: 7 8 ;

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= 7 64 )
'nicht gelb'-'gelb' (P= 7 64 )
'gelb'-'gelb' (P= 1 64 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

7 64 + 7 64 + 1 64 = 15 64


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 3 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 2 2er und 5 Kugeln mit einer 3. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen gerade 6 ist?

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Da ja ausschließlich nach '3' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '3' und 'nicht 3'

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

EreignisP
3 -> 3 1 4
3 -> nicht 3 1 4
nicht 3 -> 3 1 4
nicht 3 -> nicht 3 1 4

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

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'3'-'3' (P= 1 4 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 4 = 1 4


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 2 Asse, 2 Könige und 2 Damen. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit "1 mal Ass und 1 mal Dame"?

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EreignisP
Ass -> Ass 1 15
Ass -> König 2 15
Ass -> Dame 2 15
König -> Ass 2 15
König -> König 1 15
König -> Dame 2 15
Dame -> Ass 2 15
Dame -> König 2 15
Dame -> Dame 1 15

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Ass: 1 3 ; König: 1 3 ; Dame: 1 3 ;

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'Ass'-'Dame' (P= 2 15 )
'Dame'-'Ass' (P= 2 15 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

2 15 + 2 15 = 4 15


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 2 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 8 kugel mit einer 2 und 5 Kugeln mit einer 3. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der Kugeln 6 ist?

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Da ja ausschließlich nach '3' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '3' und 'nicht 3'

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

EreignisP
3 -> 3 2 21
3 -> nicht 3 5 21
nicht 3 -> 3 5 21
nicht 3 -> nicht 3 3 7

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

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'3'-'3' (P= 2 21 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

2 21 = 2 21


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 3. 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 2 3 1 2
= 1 2 1 1 2
= 1 4

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nur Summen

Beispiel:

In einer Urne sind 8 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 10 kugel mit einer 2 und 6 Kugeln mit einer 3. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der Kugeln 3 ist?

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EreignisP
1 -> 1 7 69
1 -> 2 10 69
1 -> 3 2 23
2 -> 1 10 69
2 -> 2 15 92
2 -> 3 5 46
3 -> 1 2 23
3 -> 2 5 46
3 -> 3 5 92

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 3 ; 2: 5 12 ; 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'-'2' (P= 10 69 )
'2'-'1' (P= 10 69 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

10 69 + 10 69 = 20 69


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 4 Mädchen und 6 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den ersten 3 verlosten Plätzen genau 1 an ein Mädchen gehen?

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EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 1 30
Mädchen -> Mädchen -> Jungs 1 10
Mädchen -> Jungs -> Mädchen 1 10
Mädchen -> Jungs -> Jungs 1 6
Jungs -> Mädchen -> Mädchen 1 10
Jungs -> Mädchen -> Jungs 1 6
Jungs -> Jungs -> Mädchen 1 6
Jungs -> Jungs -> Jungs 1 6

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 2 5 ; Jungs: 3 5 ;

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'Mädchen'-'Jungs'-'Jungs' (P= 1 6 )
'Jungs'-'Mädchen'-'Jungs' (P= 1 6 )
'Jungs'-'Jungs'-'Mädchen' (P= 1 6 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 6 + 1 6 + 1 6 = 1 2


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Kristin hat die ganze Nacht durch MatheBattle gespielt und ist jetzt erste im Highscore in ihrer Klasse, die aus 21 Schülerinnen und Schülern besteht. Da überlegt sie sich, wie viele Möglichkeiten es eigentlich gibt, wie die ersten 4 Plätze belegt sein können. Berechne diese Anzahl aller Möglichkeiten?

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Für die erste Stelle ist jede(r) SchülerIn möglich. Es gibt also 21 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende SchülerIn nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 20 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 19 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 21 ⋅ 20 ⋅ 19 ⋅ 18 = 143640 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

Eine Mathelehrerin war bei 4 SchülerInnen ihrer Klasse mit den Ergebnissen der letzten Klassenarbeit nicht zufrieden. Deswegen möchte sie jetzt diese Schüler immer in kleinen Abfragen erneut überprüfen. Als sie sich eine Reihenfolge überlegen wollte, bemerkt sie, dass es dafür ja ziemlich viele Möglichkeiten gibt. Wie viele genau?

Lösung einblenden

Für die erste Stelle ist jede(r) möglich. Es gibt also 4 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 3 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 2 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 4 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 24 Möglichkeiten.