Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 1 Asse, 6 Könige, 6 Damen, und 7 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: 1 + 6 + 6 + 7=20

Hieraus ergibt sich für ...

Ass: p= 1 20

König: p= 6 20 = 3 10

Dame: p= 6 20 = 3 10

Bube: p= 7 20

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Ein Würfel wird 3 mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, genau 1 mal eine 6 zu würfeln?

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EreignisP
6er -> 6er -> 6er 1 216
6er -> 6er -> keine_6 5 216
6er -> keine_6 -> 6er 5 216
6er -> keine_6 -> keine_6 25 216
keine_6 -> 6er -> 6er 5 216
keine_6 -> 6er -> keine_6 25 216
keine_6 -> keine_6 -> 6er 25 216
keine_6 -> keine_6 -> keine_6 125 216

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 6er: 1 6 ; keine_6: 5 6 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '6er'-'keine_6'-'keine_6' (P= 25 216 )
  • 'keine_6'-'6er'-'keine_6' (P= 25 216 )
  • 'keine_6'-'keine_6'-'6er' (P= 25 216 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

25 216 + 25 216 + 25 216 = 25 72


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 6 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 4 2er und 5 Kugeln mit einer 3. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen gerade 4 ist?

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EreignisP
1 -> 1 4 25
1 -> 2 8 75
1 -> 3 2 15
2 -> 1 8 75
2 -> 2 16 225
2 -> 3 4 45
3 -> 1 2 15
3 -> 2 4 45
3 -> 3 1 9

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 2 5 ; 2: 4 15 ; 3: 1 3 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '1'-'3' (P= 2 15 )
  • '3'-'1' (P= 2 15 )
  • '2'-'2' (P= 16 225 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

2 15 + 2 15 + 16 225 = 76 225


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer 8-ten Klasse gibt es 10 Schüler mit NWT-Profil, 6 Schüler mit sprachlichem Profil, 5 Schüler mit Musik-Profil und 3 Schüler mit IMP-Profil. Der NWT-Lehrer hört, dass heute 2 Schüler fehlen würden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dass mindestens 1 Schüler mit NWT-Profil fehlen?

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"NWT": 5 12 ; "nicht NWT": 7 12 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'NWT')=1- 91 276 = 185 276

EreignisP
NWT -> NWT 15 92
NWT -> nicht NWT 35 138
nicht NWT -> NWT 35 138
nicht NWT -> nicht NWT 91 276

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: NWT: 5 12 ; nicht NWT: 7 12 ;

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'NWT'-'nicht NWT' (P= 35 138 )
'nicht NWT'-'NWT' (P= 35 138 )
'NWT'-'NWT' (P= 15 92 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

35 138 + 35 138 + 15 92 = 185 276


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 7 Karten der Farbe Kreuz, 7 der Farbe Pik, 10 der Farbe Herz und 6 der Farbe Karo. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal Kreuz und 1 mal Herz"?

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EreignisP
Kreuz -> Kreuz 7 145
Kreuz -> Pik 49 870
Kreuz -> Herz 7 87
Kreuz -> Karo 7 145
Pik -> Kreuz 49 870
Pik -> Pik 7 145
Pik -> Herz 7 87
Pik -> Karo 7 145
Herz -> Kreuz 7 87
Herz -> Pik 7 87
Herz -> Herz 3 29
Herz -> Karo 2 29
Karo -> Kreuz 7 145
Karo -> Pik 7 145
Karo -> Herz 2 29
Karo -> Karo 1 29

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 7 30 ; Pik: 7 30 ; Herz: 1 3 ; Karo: 1 5 ;

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'Kreuz'-'Herz' (P= 7 87 )
'Herz'-'Kreuz' (P= 7 87 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

7 87 + 7 87 = 14 87


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 2. 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 ⋅ 1 3
= 1 4 ⋅ 1
= 1 4

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nur Summen

Beispiel:

In einer Urne sind 2 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 3 2er und 5 Kugeln mit einer 3. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen gerade 3 ist?

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EreignisP
1 -> 1 1 25
1 -> 2 3 50
1 -> 3 1 10
2 -> 1 3 50
2 -> 2 9 100
2 -> 3 3 20
3 -> 1 1 10
3 -> 2 3 20
3 -> 3 1 4

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 5 ; 2: 3 10 ; 3: 1 2 ;

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  • '1'-'2' (P= 3 50 )
  • '2'-'1' (P= 3 50 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 50 + 3 50 = 3 25


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 "genau 2 mal Ass"?

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"Ass": 1 4 ; "nicht Ass": 3 4 ;

EreignisP
Ass -> Ass 1 28
Ass -> nicht Ass 3 14
nicht Ass -> Ass 3 14
nicht Ass -> nicht Ass 15 28

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

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'Ass'-'Ass' (P= 1 28 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 28 = 1 28


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Kristin hat die ganze Nacht durch MatheBattle gespielt und ist jetzt erste im Highscore in ihrer Klasse, die aus 20 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 20 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende SchülerIn nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 19 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 18 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 20 ⋅ 19 ⋅ 18 = 6840 Möglichkeiten.

Kombinatorik

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 4 Hosen entscheiden. Für die Füße stehen ihr 7 Paar Schuhe zur Verfügung. Wie viele verschiedene Outfits kann sie sich mit diesen Kleidungsstücken zusammenkombinieren?

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Für die Kategorie 'Oberteile' gibt es 3 Möglichkeiten. Dabei kann man jedes Stück mit jeder der 4 Möglichkeiten der Kategorie 'Hosen' kombinieren. Dies ergibt also 3 ⋅ 4 = 12 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 7 Möglichkeiten der Kategorie 'Schuhe' kombinieren, so dass sich insgesamt 3 ⋅ 4 ⋅ 7 = 84 Möglichkeiten ergeben.