Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einer Urne sind 7 blaue, 6 grüne, 8 gelbe und 3 rote Kugeln. Es wird eine Kugel gezogen. Bestimme jeweils die Wahrscheinlichkeit für die gezogene Farbe.
(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: 7 + 6 + 8 + 3=24

Hieraus ergibt sich für ...

blau: p= 7 24

grün: p= 6 24 = 1 4

gelb: p= 8 24 = 1 3

rot: p= 3 24 = 1 8

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 3 rote, 10 gelbe, 9 blaue und 3 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 1 mal rot"?

Lösung einblenden

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"rot": 3 25 ; "nicht rot": 22 25 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'rot')=1- 484 625 = 141 625

EreignisP
rot -> rot 9 625
rot -> nicht rot 66 625
nicht rot -> rot 66 625
nicht rot -> nicht rot 484 625

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 3 25 ; nicht rot: 22 25 ;

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


'rot'-'nicht rot' (P= 66 625 )
'nicht rot'-'rot' (P= 66 625 )
'rot'-'rot' (P= 9 625 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

66 625 + 66 625 + 9 625 = 141 625


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind verschiedene Kugeln, 3 vom Typ rot und 7 vom Typ blau. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 3 Kugeln gleicher Farbe zu ziehen?

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EreignisP
rot -> rot -> rot 27 1000
rot -> rot -> blau 63 1000
rot -> blau -> rot 63 1000
rot -> blau -> blau 147 1000
blau -> rot -> rot 63 1000
blau -> rot -> blau 147 1000
blau -> blau -> rot 147 1000
blau -> blau -> blau 343 1000

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

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


'rot'-'rot'-'rot' (P= 27 1000 )
'blau'-'blau'-'blau' (P= 343 1000 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

27 1000 + 343 1000 = 37 100


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Bei der Auslosung zum Championsleague-Achtelfinale sind noch alle 4 deutsche Mannschaften im Lostopf. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den erstem drei gezogenen Mannschaften genau 1 deutsche Mannschaften sind (wenn man mal von der falschen Annahme ausgeht, dass alle Mannschaften im gleichen Lostopf sind)?

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EreignisP
deutsch -> deutsch -> deutsch 1 140
deutsch -> deutsch -> andere 3 70
deutsch -> andere -> deutsch 3 70
deutsch -> andere -> andere 11 70
andere -> deutsch -> deutsch 3 70
andere -> deutsch -> andere 11 70
andere -> andere -> deutsch 11 70
andere -> andere -> andere 11 28

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: deutsch: 1 4 ; andere: 3 4 ;

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'deutsch'-'andere'-'andere' (P= 11 70 )
'andere'-'deutsch'-'andere' (P= 11 70 )
'andere'-'andere'-'deutsch' (P= 11 70 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

11 70 + 11 70 + 11 70 = 33 70


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind verschiedene Karten, 9 vom Typ Kreuz, 10 vom Typ Herz, 7 vom Typ Pik und 4 vom Typ Karo. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 2 Karten der gleichen Farbe zu ziehen?

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EreignisP
Kreuz -> Kreuz 12 145
Kreuz -> Herz 3 29
Kreuz -> Pik 21 290
Kreuz -> Karo 6 145
Herz -> Kreuz 3 29
Herz -> Herz 3 29
Herz -> Pik 7 87
Herz -> Karo 4 87
Pik -> Kreuz 21 290
Pik -> Herz 7 87
Pik -> Pik 7 145
Pik -> Karo 14 435
Karo -> Kreuz 6 145
Karo -> Herz 4 87
Karo -> Pik 14 435
Karo -> Karo 2 145

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 3 10 ; Herz: 1 3 ; Pik: 7 30 ; Karo: 2 15 ;

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'Kreuz'-'Kreuz' (P= 12 145 )
'Herz'-'Herz' (P= 3 29 )
'Pik'-'Pik' (P= 7 145 )
'Karo'-'Karo' (P= 2 145 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

12 145 + 3 29 + 7 145 + 2 145 = 36 145


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

Aus einem Kartenstapel mit 1 Karten der Farbe Herz und 2 weiteren Karten soll solange eine Karte gezogen werden, bis eine Herz-Karte erscheint. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies im 2.Versuch passiert?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 2 3 1 2
= 1 3 1
= 1 3

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nur Summen

Beispiel:

In einer Urne sind 3 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 8 kugel mit einer 2 und 4 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": 4 15 ; "nicht 3": 11 15 ;

EreignisP
3 -> 3 2 35
3 -> nicht 3 22 105
nicht 3 -> 3 22 105
nicht 3 -> nicht 3 11 21

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 3: 4 15 ; nicht 3: 11 15 ;

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'3'-'3' (P= 2 35 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

2 35 = 2 35


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind verschiedene Kugeln, 5 vom Typ rot, 9 vom Typ blau, 8 vom Typ gelb und 3 vom Typ schwarz. Es wird 2 mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 2 Kugeln gleicher Farbe zu ziehen?

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EreignisP
rot -> rot 1 30
rot -> blau 3 40
rot -> gelb 1 15
rot -> schwarz 1 40
blau -> rot 3 40
blau -> blau 3 25
blau -> gelb 3 25
blau -> schwarz 9 200
gelb -> rot 1 15
gelb -> blau 3 25
gelb -> gelb 7 75
gelb -> schwarz 1 25
schwarz -> rot 1 40
schwarz -> blau 9 200
schwarz -> gelb 1 25
schwarz -> schwarz 1 100

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 5 ; blau: 9 25 ; gelb: 8 25 ; schwarz: 3 25 ;

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


'rot'-'rot' (P= 1 30 )
'blau'-'blau' (P= 3 25 )
'gelb'-'gelb' (P= 7 75 )
'schwarz'-'schwarz' (P= 1 100 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 30 + 3 25 + 7 75 + 1 100 = 77 300


Kombinatorik (ohne Binom.)

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 3 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 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 = 13800 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

Ein Vater möchte seinen 3 Kindern Schokolade mitbringen. Für Markus sucht er dessen Lieblingssorte Vollmilch. Davon findet er im Supermarkt 5 verschiedene Marken. Für Torsten möchte er Nußschokolade kaufen. Dafür muss er sich zwischen 5 Marken entscheiden. Maries Lieblingssorte "weiße Schokolade" hat der Supermarkt von 9 Marken. Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt wie der Papa seine 3 Schokoladentafeln zusammenstellen kann.

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Für die Kategorie 'Vollmilch' gibt es 5 Möglichkeiten. Dabei kann man jedes Stück mit jeder der 5 Möglichkeiten der Kategorie 'Nuss' kombinieren. Dies ergibt also 5 ⋅ 5 = 25 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 9 Möglichkeiten der Kategorie 'weiß' kombinieren, so dass sich insgesamt 5 ⋅ 5 ⋅ 9 = 225 Möglichkeiten ergeben.