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 Viertelkreis => p= 1 4

gelb: Man erkennt einen Viertelkreis => p= 1 4

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 9 rote, 4 gelbe, 6 blaue und 5 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal rot und 1 mal blau"?

Lösung einblenden
EreignisP
rot -> rot 9 64
rot -> blau 3 32
rot -> gelb 1 16
rot -> schwarz 5 64
blau -> rot 3 32
blau -> blau 1 16
blau -> gelb 1 24
blau -> schwarz 5 96
gelb -> rot 1 16
gelb -> blau 1 24
gelb -> gelb 1 36
gelb -> schwarz 5 144
schwarz -> rot 5 64
schwarz -> blau 5 96
schwarz -> gelb 5 144
schwarz -> schwarz 25 576

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 3 8 ; blau: 1 4 ; gelb: 1 6 ; schwarz: 5 24 ;

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'rot'-'blau' (P= 3 32 )
'blau'-'rot' (P= 3 32 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 32 + 3 32 = 3 16


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

Beim Roulette gibt es 18 rote, 18 scharze und ein grünes Feld (für die Null). Es wird zwei mal eine Kugel im Roulette gespielt. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "höchstens 1 mal grün"?

Lösung einblenden

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"grün": 1 37 ; "nicht grün": 36 37 ;

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

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

P=1-P(2 mal 'grün')=1- 1 1369 = 1368 1369

EreignisP
grün -> grün 1 1369
grün -> nicht grün 36 1369
nicht grün -> grün 36 1369
nicht grün -> nicht grün 1296 1369

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: grün: 1 37 ; nicht grün: 36 37 ;

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'grün'-'nicht grün' (P= 36 1369 )
'nicht grün'-'grün' (P= 36 1369 )
'nicht grün'-'nicht grün' (P= 1296 1369 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

36 1369 + 36 1369 + 1296 1369 = 1368 1369


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 2 rote und 8 blaue Kugeln. Es wird 2 mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "genau 2 mal blau"?

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EreignisP
rot -> rot 1 45
rot -> blau 8 45
blau -> rot 8 45
blau -> blau 28 45

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 5 ; blau: 4 5 ;

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'blau'-'blau' (P= 28 45 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

28 45 = 28 45


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 3 rote und 7 blaue Kugeln. Es wird 3 mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "höchstens 1 mal blau"?

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"blau": 7 10 ; "nicht blau": 3 10 ;

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

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

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'blau'-'nicht blau'-'nicht blau' (P= 7 120 )
'nicht blau'-'blau'-'nicht blau' (P= 7 120 )
'nicht blau'-'nicht blau'-'blau' (P= 7 120 )
'nicht blau'-'nicht blau'-'nicht blau' (P= 1 120 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

7 120 + 7 120 + 7 120 + 1 120 = 11 60


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

In einer Urne sind 2 rote und 9 blaue Kugeln. Es soll (ohne zurücklegen) solange gezogen werden, bis erstmals eine blaue Kugel erscheint. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit die blaue Kugel im 2. 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 11 9 10
= 1 11 9 5
= 9 55

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nur Summen

Beispiel:

Ein Würfel wird zwei mal geworfen. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen 7 ist?

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EreignisP
1 -> 1 1 36
1 -> 2 1 36
1 -> 3 1 36
1 -> 4 1 36
1 -> 5 1 36
1 -> 6 1 36
2 -> 1 1 36
2 -> 2 1 36
2 -> 3 1 36
2 -> 4 1 36
2 -> 5 1 36
2 -> 6 1 36
3 -> 1 1 36
3 -> 2 1 36
3 -> 3 1 36
3 -> 4 1 36
3 -> 5 1 36
3 -> 6 1 36
4 -> 1 1 36
4 -> 2 1 36
4 -> 3 1 36
4 -> 4 1 36
4 -> 5 1 36
4 -> 6 1 36
5 -> 1 1 36
5 -> 2 1 36
5 -> 3 1 36
5 -> 4 1 36
5 -> 5 1 36
5 -> 6 1 36
6 -> 1 1 36
6 -> 2 1 36
6 -> 3 1 36
6 -> 4 1 36
6 -> 5 1 36
6 -> 6 1 36

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 6 ; 2: 1 6 ; 3: 1 6 ; 4: 1 6 ; 5: 1 6 ; 6: 1 6 ;

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'1'-'6' (P= 1 36 )
'6'-'1' (P= 1 36 )
'2'-'5' (P= 1 36 )
'5'-'2' (P= 1 36 )
'3'-'4' (P= 1 36 )
'4'-'3' (P= 1 36 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 36 + 1 36 + 1 36 + 1 36 + 1 36 + 1 36 = 1 6


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

Eine Lehrerin sammelt die Hausaufgaben von einigen Schülern ein, um zu kontrollieren, ob diese auch ordentlich gemacht wurden. Aus Zeitgründen möchte sie aber nicht alle, sondern nur ein paar wenige einsammeln, welche durch ein Losverfahren ausgewählt werden. Aus (der unbegründeten) Angst ungerecht behandelt zu werden, bestehen die 3 Jungs darauf, dass unbedingt immer eine Hausaufgabe eines der 18 Mädchen der Klasse eingesammelt wird. Deswegen wird solange gelost, bis das erste Mädchen gezogen wird. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies beim 4. Losdurchgang passiert?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 3 21 2 20 1 19 18 18
= 1 7 1 10 1 19 3 3
= 1 1330

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Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Sandy möchte sich ein Outfit zusammenstellen. Dabei kann sie beim Oberteil zwischen einer Bluse, einem T-Shirt und einem Pullover wählen. Außerdem muss sie sich für eine ihrer 2 Hosen entscheiden. Für die Füße stehen ihr 6 Paar Schuhe zur Verfügung. Wie viele verschiedene Outfits kann sie sich mit diesen Kleidungsstücken zusammenkombinieren?

Lösung einblenden

Für die Kategorie 'Oberteile' gibt es 3 Möglichkeiten. Dabei kann man jedes Stück mit jeder der 2 Möglichkeiten der Kategorie 'Hosen' kombinieren. Dies ergibt also 3 ⋅ 2 = 6 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 6 Möglichkeiten der Kategorie 'Schuhe' kombinieren, so dass sich insgesamt 3 ⋅ 2 ⋅ 6 = 36 Möglichkeiten ergeben.

Kombinatorik

Beispiel:

Eine 3-stellige Zahl soll gewürfelt werden. Dabei wird einfach 3 mal mit einem normalen Würfel gewürfelt und die erwürfelten Zahlen hintereinander geschrieben. Wie viele verschiedene Zahlen können so gewürfelt werden.

Lösung einblenden

Bei jedem der 3 '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 3 Ebenen immer 6-fach verzweigt.

Es entstehen so also 6 ⋅ 6 ⋅ 6 = 63 = 216 Möglichkeiten.