Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 2 Asse, 9 Könige, 8 Damen, und 5 Buben. Eine Karte wird nach Mischen zufällig gezogen. Bestimme jeweils die Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Kartenwerte.
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

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

Hierfür müssen wir erstmal die Gesamtzahl aller Möglichkeiten zusammenzählen: 2 + 9 + 8 + 5=24

Hieraus ergibt sich für ...

Ass: p= 2 24 = 1 12

König: p= 9 24 = 3 8

Dame: p= 8 24 = 1 3

Bube: p= 5 24

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 6 rote, 6 gelbe, 8 blaue und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "höchstens 1 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 ;

Wie man auch im Baumdiagramm unten gut erkennen kann, sind bei 'höchstens einmal blau' alle Möglichkeiten enthalten, außer eben 2 mal 'blau'

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

P=1-P(2 mal 'blau')=1- 1 9 = 8 9

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 ;

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


'blau'-'nicht blau' (P= 2 9 )
'nicht blau'-'blau' (P= 2 9 )
'nicht blau'-'nicht blau' (P= 4 9 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

2 9 + 2 9 + 4 9 = 8 9


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 8 rote, 4 gelbe, 9 blaue und 3 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal blau und 1 mal schwarz"?

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EreignisP
rot -> rot 1 9
rot -> blau 1 8
rot -> gelb 1 18
rot -> schwarz 1 24
blau -> rot 1 8
blau -> blau 9 64
blau -> gelb 1 16
blau -> schwarz 3 64
gelb -> rot 1 18
gelb -> blau 1 16
gelb -> gelb 1 36
gelb -> schwarz 1 48
schwarz -> rot 1 24
schwarz -> blau 3 64
schwarz -> gelb 1 48
schwarz -> schwarz 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 3 ; blau: 3 8 ; gelb: 1 6 ; schwarz: 1 8 ;

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'blau'-'schwarz' (P= 3 64 )
'schwarz'-'blau' (P= 3 64 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 64 + 3 64 = 3 32


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 7 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 2 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": 7 10 ; "nicht Mädchen": 3 10 ;

EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 7 24
Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 7 40
Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 7 40
Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 7 120
nicht Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 7 40
nicht Mädchen -> Mädchen -> nicht Mädchen 7 120
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> Mädchen 7 120
nicht Mädchen -> nicht Mädchen -> nicht Mädchen 1 120

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 7 10 ; nicht Mädchen: 3 10 ;

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


'Mädchen'-'Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 7 40 )
'Mädchen'-'nicht Mädchen'-'Mädchen' (P= 7 40 )
'nicht Mädchen'-'Mädchen'-'Mädchen' (P= 7 40 )
'Mädchen'-'Mädchen'-'Mädchen' (P= 7 24 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

7 40 + 7 40 + 7 40 + 7 24 = 49 60


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 5 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 genau 0 an ein Mädchen gehen?

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EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 1 12
Mädchen -> Mädchen -> Jungs 5 36
Mädchen -> Jungs -> Mädchen 5 36
Mädchen -> Jungs -> Jungs 5 36
Jungs -> Mädchen -> Mädchen 5 36
Jungs -> Mädchen -> Jungs 5 36
Jungs -> Jungs -> Mädchen 5 36
Jungs -> Jungs -> Jungs 1 12

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 1 2 ; Jungs: 1 2 ;

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'Jungs'-'Jungs'-'Jungs' (P= 1 12 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 12 = 1 12


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 4. 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
= 1 2 1 1 2 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 9 64
1 -> 3 3 64
1 -> 4 3 64
2 -> 1 9 64
2 -> 2 9 64
2 -> 3 3 64
2 -> 4 3 64
3 -> 1 3 64
3 -> 2 3 64
3 -> 3 1 64
3 -> 4 1 64
4 -> 1 3 64
4 -> 2 3 64
4 -> 3 1 64
4 -> 4 1 64

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

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'2'-'4' (P= 3 64 )
'4'-'2' (P= 3 64 )
'3'-'3' (P= 1 64 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 64 + 3 64 + 1 64 = 7 64


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Lostopf sind 10 Kugeln mit einer Eins beschriftet, 2 Kugeln mit einer Zwei, 7 mit Drei und 5 mit einer Vier. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkiet dass die beiden gezogenen Zahlen zusammen 7 ergeben?

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EreignisP
1 -> 1 15 92
1 -> 2 5 138
1 -> 3 35 276
1 -> 4 25 276
2 -> 1 5 138
2 -> 2 1 276
2 -> 3 7 276
2 -> 4 5 276
3 -> 1 35 276
3 -> 2 7 276
3 -> 3 7 92
3 -> 4 35 552
4 -> 1 25 276
4 -> 2 5 276
4 -> 3 35 552
4 -> 4 5 138

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 5 12 ; 2: 1 12 ; 3: 7 24 ; 4: 5 24 ;

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


'3'-'4' (P= 35 552 )
'4'-'3' (P= 35 552 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

35 552 + 35 552 = 35 276


Kombinatorik (ohne Binom.)

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.

Kombinatorik

Beispiel:

Kristin hat die ganze Nacht durch MatheBattle gespielt und ist jetzt erste im Highscore in ihrer Klasse, die aus 25 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?

Lösung einblenden

Für die erste Stelle ist jede(r) SchülerIn möglich. Es gibt also 25 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende SchülerIn nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 24 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 23 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 25 ⋅ 24 ⋅ 23 ⋅ 22 = 303600 Möglichkeiten.