Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

Wie groß sind jeweils die Wahrscheinlichkeiten beim Würfeln dass die gewürfelte Zahl einen, zwei, drei oder vier Teiler hat?
(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 + 1 + 1=6

Hieraus ergibt sich für ...

1: p= 1 6

2: p= 3 6 = 1 2

3: p= 1 6

4: p= 1 6

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 "genau 2 mal rot"?

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EreignisP
rot -> rot 9 16
rot -> blau 3 16
blau -> rot 3 16
blau -> blau 1 16

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

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


'rot'-'rot' (P= 9 16 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 16 = 9 16


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 10 rote und 5 blaue Kugeln. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 2 mal rot"?

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

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

EreignisP
rot -> rot -> rot 8 27
rot -> rot -> nicht rot 4 27
rot -> nicht rot -> rot 4 27
rot -> nicht rot -> nicht rot 2 27
nicht rot -> rot -> rot 4 27
nicht rot -> rot -> nicht rot 2 27
nicht rot -> nicht rot -> rot 2 27
nicht rot -> nicht rot -> nicht rot 1 27

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

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


'rot'-'rot'-'nicht rot' (P= 4 27 )
'rot'-'nicht rot'-'rot' (P= 4 27 )
'nicht rot'-'rot'-'rot' (P= 4 27 )
'rot'-'rot'-'rot' (P= 8 27 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

4 27 + 4 27 + 4 27 + 8 27 = 20 27


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 9 rote, 2 blaue , 5 gelbe und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal rot und 1 mal blau"?

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EreignisP
rot -> rot 18 95
rot -> blau 9 190
rot -> gelb 9 76
rot -> schwarz 9 95
blau -> rot 9 190
blau -> blau 1 190
blau -> gelb 1 38
blau -> schwarz 2 95
gelb -> rot 9 76
gelb -> blau 1 38
gelb -> gelb 1 19
gelb -> schwarz 1 19
schwarz -> rot 9 95
schwarz -> blau 2 95
schwarz -> gelb 1 19
schwarz -> schwarz 3 95

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 9 20 ; blau: 1 10 ; gelb: 1 4 ; schwarz: 1 5 ;

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'rot'-'blau' (P= 9 190 )
'blau'-'rot' (P= 9 190 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 190 + 9 190 = 9 95


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Lostopf sind 8 Kugeln mit einer Eins beschriftet, 5 Kugeln mit einer Zwei, 4 mit Drei und 3 mit einer Vier. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkiet dass die beiden gezogenen Zahlen zusammen 5 ergeben?

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EreignisP
1 -> 1 14 95
1 -> 2 2 19
1 -> 3 8 95
1 -> 4 6 95
2 -> 1 2 19
2 -> 2 1 19
2 -> 3 1 19
2 -> 4 3 76
3 -> 1 8 95
3 -> 2 1 19
3 -> 3 3 95
3 -> 4 3 95
4 -> 1 6 95
4 -> 2 3 76
4 -> 3 3 95
4 -> 4 3 190

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 2 5 ; 2: 1 4 ; 3: 1 5 ; 4: 3 20 ;

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'1'-'4' (P= 6 95 )
'4'-'1' (P= 6 95 )
'2'-'3' (P= 1 19 )
'3'-'2' (P= 1 19 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

6 95 + 6 95 + 1 19 + 1 19 = 22 95


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

In einer Urne sind 1 rote und 3 blaue Kugeln. Es soll (ohne zurücklegen) solange gezogen werden, bis erstmals eine rote Kugel erscheint. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit die rote 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= 3 4 2 3 1 2
= 1 2 1 1 2
= 1 4

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nur Summen

Beispiel:

In einer 8. Klasse gibt es 15 SchülerInnen, die 13 Jahre alt sind, 10 14-Jährige und 2 15-Jährige. Ein Lehrer, der keine Ahnung über das Alter seiner Schüler hat, muss bei zwei SchülerInnen raten, wie alt die beiden zusammen sind. Er tippt auf 26 Jahre. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er zufällig richtig getippt hat?

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Da ja ausschließlich nach '13' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '13' und 'nicht 13'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"13": 5 9 ; "nicht 13": 4 9 ;

EreignisP
13 -> 13 35 117
13 -> nicht 13 10 39
nicht 13 -> 13 10 39
nicht 13 -> nicht 13 22 117

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 13: 5 9 ; nicht 13: 4 9 ;

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'13'-'13' (P= 35 117 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

35 117 = 35 117


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 2 Asse, 4 Könige und 2 Damen. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit "1 mal Ass und 1 mal König"?

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EreignisP
Ass -> Ass 1 28
Ass -> König 1 7
Ass -> Dame 1 14
König -> Ass 1 7
König -> König 3 14
König -> Dame 1 7
Dame -> Ass 1 14
Dame -> König 1 7
Dame -> Dame 1 28

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Ass: 1 4 ; König: 1 2 ; Dame: 1 4 ;

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'Ass'-'König' (P= 1 7 )
'König'-'Ass' (P= 1 7 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 7 + 1 7 = 2 7


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Eine 2-stellige Zahl soll gewürfelt werden. Dabei wird einfach 2 mal mit einem normalen Würfel gewürfelt und die erwürfelten Zahlen hintereinander geschrieben. Wie viele verschiedene Zahlen können so gewürfelt werden

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Bei jedem der 2 '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 2 Ebenen immer 6-fach verzweigt.

Es entstehen so also 6 ⋅ 6 = 62 = 36 Möglichkeiten.

Kombinatorik

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.