Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

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)

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:

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(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Das nebenstehende Glücksrad wird 2 mal gedreht. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal rot und 1 mal gelb"?

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EreignisP
rot -> rot 1 4
rot -> blau 1 8
rot -> gelb 1 16
rot -> schwarz 1 16
blau -> rot 1 8
blau -> blau 1 16
blau -> gelb 1 32
blau -> schwarz 1 32
gelb -> rot 1 16
gelb -> blau 1 32
gelb -> gelb 1 64
gelb -> schwarz 1 64
schwarz -> rot 1 16
schwarz -> blau 1 32
schwarz -> gelb 1 64
schwarz -> schwarz 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 2 ; blau: 1 4 ; gelb: 1 8 ; schwarz: 1 8 ;

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


'rot'-'gelb' (P= 1 16 )
'gelb'-'rot' (P= 1 16 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 16 + 1 16 = 1 8


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 9 rote und 3 blaue Kugeln. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 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": 1 4 ; "nicht blau": 3 4 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'blau')=1- 27 64 = 37 64

EreignisP
blau -> blau -> blau 1 64
blau -> blau -> nicht blau 3 64
blau -> nicht blau -> blau 3 64
blau -> nicht blau -> nicht blau 9 64
nicht blau -> blau -> blau 3 64
nicht blau -> blau -> nicht blau 9 64
nicht blau -> nicht blau -> blau 9 64
nicht blau -> nicht blau -> nicht blau 27 64

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

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'blau'-'nicht blau'-'nicht blau' (P= 9 64 )
'nicht blau'-'blau'-'nicht blau' (P= 9 64 )
'nicht blau'-'nicht blau'-'blau' (P= 9 64 )
'blau'-'blau'-'nicht blau' (P= 3 64 )
'blau'-'nicht blau'-'blau' (P= 3 64 )
'nicht blau'-'blau'-'blau' (P= 3 64 )
'blau'-'blau'-'blau' (P= 1 64 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 64 + 9 64 + 9 64 + 3 64 + 3 64 + 3 64 + 1 64 = 37 64


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 5 rote, 4 blaue , 10 gelbe und 5 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal rot und 1 mal gelb"?

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EreignisP
rot -> rot 5 138
rot -> blau 5 138
rot -> gelb 25 276
rot -> schwarz 25 552
blau -> rot 5 138
blau -> blau 1 46
blau -> gelb 5 69
blau -> schwarz 5 138
gelb -> rot 25 276
gelb -> blau 5 69
gelb -> gelb 15 92
gelb -> schwarz 25 276
schwarz -> rot 25 552
schwarz -> blau 5 138
schwarz -> gelb 25 276
schwarz -> schwarz 5 138

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 5 24 ; blau: 1 6 ; gelb: 5 12 ; schwarz: 5 24 ;

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'rot'-'gelb' (P= 25 276 )
'gelb'-'rot' (P= 25 276 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

25 276 + 25 276 = 25 138


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Lostopf sind 6 Kugeln mit einer Eins beschriftet, 7 Kugeln mit einer Zwei, 3 mit Drei und 4 mit einer Vier. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkiet dass die beiden gezogenen Zahlen zusammen 3 ergeben?

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EreignisP
1 -> 1 3 38
1 -> 2 21 190
1 -> 3 9 190
1 -> 4 6 95
2 -> 1 21 190
2 -> 2 21 190
2 -> 3 21 380
2 -> 4 7 95
3 -> 1 9 190
3 -> 2 21 380
3 -> 3 3 190
3 -> 4 3 95
4 -> 1 6 95
4 -> 2 7 95
4 -> 3 3 95
4 -> 4 3 95

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 3 10 ; 2: 7 20 ; 3: 3 20 ; 4: 1 5 ;

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'1'-'2' (P= 21 190 )
'2'-'1' (P= 21 190 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

21 190 + 21 190 = 21 95


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 2. 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 18 20
= 3 7 6 20
= 9 70

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nur Summen

Beispiel:

In einer 8. Klasse gibt es 10 SchülerInnen, die 13 Jahre alt sind, 10 14-Jährige und 4 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 30 Jahre. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er zufällig richtig getippt hat?

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Da ja ausschließlich nach '15' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '15' und 'nicht 15'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"15": 1 6 ; "nicht 15": 5 6 ;

EreignisP
15 -> 15 1 46
15 -> nicht 15 10 69
nicht 15 -> 15 10 69
nicht 15 -> nicht 15 95 138

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 15: 1 6 ; nicht 15: 5 6 ;

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


'15'-'15' (P= 1 46 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 46 = 1 46


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

In einer Urne sind 4 rote und 12 blaue Kugeln. Es soll (ohne zurücklegen) solange gezogen werden, bis erstmals eine blaue Kugel erscheint. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit die blaue Kugel im 5. 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= 4 16 3 15 2 14 1 13 12 12
= 1 2 1 5 1 7 1 13 1 2
= 1 1820

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Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Eine 5-stellige Zahl soll gewürfelt werden. Dabei wird einfach 5 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 5 '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 5 Ebenen immer 6-fach verzweigt.

Es entstehen so also 6 ⋅ 6 ⋅ 6 ⋅ 6 ⋅ 6 = 65 = 7776 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

In einer Schule gibt es 3 achte Klassen. Für ein Projekt wird aus jeder Klasse je 1 Schüler ausgelost. Wie viele verschiedene Möglichkeiten für solche Trios sind möglich, wenn in der 8a 30 Schüler, in der 8b 24 Schüler und in der in der 8c 27 Schüler hat.

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Für die Kategorie '8a' gibt es 30 Möglichkeiten. Dabei kann man jedes Stück mit jeder der 24 Möglichkeiten der Kategorie '8b' kombinieren. Dies ergibt also 30 ⋅ 24 = 720 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 27 Möglichkeiten der Kategorie '8c' kombinieren, so dass sich insgesamt 30 ⋅ 24 ⋅ 27 = 19440 Möglichkeiten ergeben.