Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einer Klasse besuchen 5 Schülerinnen und Schüler den katholischen Religionsunterricht, 5 den evangelischen, und 5 sind in Ethik. Wie groß ist jeweils die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Schüler der Klasse im jeweiligen Religionsunterricht ist?
(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: 5 + 5 + 5=15

Hieraus ergibt sich für ...

rk: p= 5 15 = 1 3

ev: p= 5 15 = 1 3

Eth: p= 5 15 = 1 3

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 8 rote, 8 gelbe, 4 blaue und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal blau und 1 mal gelb"?

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EreignisP
rot -> rot 1 9
rot -> blau 1 18
rot -> gelb 1 9
rot -> schwarz 1 18
blau -> rot 1 18
blau -> blau 1 36
blau -> gelb 1 18
blau -> schwarz 1 36
gelb -> rot 1 9
gelb -> blau 1 18
gelb -> gelb 1 9
gelb -> schwarz 1 18
schwarz -> rot 1 18
schwarz -> blau 1 36
schwarz -> gelb 1 18
schwarz -> schwarz 1 36

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 3 ; blau: 1 6 ; gelb: 1 3 ; schwarz: 1 6 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • 'blau'-'gelb' (P= 1 18 )
  • 'gelb'-'blau' (P= 1 18 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 18 + 1 18 = 1 9


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 6 rote und 4 blaue Kugeln. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 1 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": 3 5 ; "nicht rot": 2 5 ;

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- 8 125 = 117 125

EreignisP
rot -> rot -> rot 27 125
rot -> rot -> nicht rot 18 125
rot -> nicht rot -> rot 18 125
rot -> nicht rot -> nicht rot 12 125
nicht rot -> rot -> rot 18 125
nicht rot -> rot -> nicht rot 12 125
nicht rot -> nicht rot -> rot 12 125
nicht rot -> nicht rot -> nicht rot 8 125

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 3 5 ; nicht rot: 2 5 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • 'rot'-'nicht rot'-'nicht rot' (P= 12 125 )
  • 'nicht rot'-'rot'-'nicht rot' (P= 12 125 )
  • 'nicht rot'-'nicht rot'-'rot' (P= 12 125 )
  • 'rot'-'rot'-'nicht rot' (P= 18 125 )
  • 'rot'-'nicht rot'-'rot' (P= 18 125 )
  • 'nicht rot'-'rot'-'rot' (P= 18 125 )
  • 'rot'-'rot'-'rot' (P= 27 125 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

12 125 + 12 125 + 12 125 + 18 125 + 18 125 + 18 125 + 27 125 = 117 125


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer 8-ten Klasse gibt es 4 Schüler mit NWT-Profil, 9 Schüler mit sprachlichem Profil, 10 Schüler mit Musik-Profil und 7 Schüler mit IMP-Profil. Der NWT-Lehrer hört, dass heute 2 Schüler fehlen würden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dass genau 0 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": 2 15 ; "nicht NWT": 13 15 ;

EreignisP
NWT -> NWT 2 145
NWT -> nicht NWT 52 435
nicht NWT -> NWT 52 435
nicht NWT -> nicht NWT 65 87

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: NWT: 2 15 ; nicht NWT: 13 15 ;

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


'nicht NWT'-'nicht NWT' (P= 65 87 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

65 87 = 65 87


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 7 Mädchen und 3 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den ersten 3 verlosten Plätzen höchstens 1 an ein Mädchen gehen?

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

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

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

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

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


'Mädchen'-'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 7 120 )
'nicht Mädchen'-'Mädchen'-'nicht Mädchen' (P= 7 120 )
'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen'-'Mädchen' (P= 7 120 )
'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen'-'nicht Mädchen' (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 4 rote und 2 blaue Kugeln. Es soll (ohne zurücklegen) solange gezogen werden, bis erstmals eine rote Kugel erscheint. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit die rote 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 6 4 5
= 2 3 2 5
= 4 15

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nur Summen

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 Glücksrad wird zwei mal gedreht. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe der beiden Zahlen 5 ist?

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EreignisP
1 -> 1 1 4
1 -> 2 1 8
1 -> 3 1 16
1 -> 4 1 16
2 -> 1 1 8
2 -> 2 1 16
2 -> 3 1 32
2 -> 4 1 32
3 -> 1 1 16
3 -> 2 1 32
3 -> 3 1 64
3 -> 4 1 64
4 -> 1 1 16
4 -> 2 1 32
4 -> 3 1 64
4 -> 4 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 2 ; 2: 1 4 ; 3: 1 8 ; 4: 1 8 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '1'-'4' (P= 1 16 )
  • '4'-'1' (P= 1 16 )
  • '2'-'3' (P= 1 32 )
  • '3'-'2' (P= 1 32 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 16 + 1 16 + 1 32 + 1 32 = 3 16


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 9 Mädchen und 3 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den ersten 3 verlosten Plätzen genau 1 an ein Mädchen gehen?

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EreignisP
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen 21 55
Mädchen -> Mädchen -> Jungs 9 55
Mädchen -> Jungs -> Mädchen 9 55
Mädchen -> Jungs -> Jungs 9 220
Jungs -> Mädchen -> Mädchen 9 55
Jungs -> Mädchen -> Jungs 9 220
Jungs -> Jungs -> Mädchen 9 220
Jungs -> Jungs -> Jungs 1 220

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Mädchen: 3 4 ; Jungs: 1 4 ;

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


'Mädchen'-'Jungs'-'Jungs' (P= 9 220 )
'Jungs'-'Mädchen'-'Jungs' (P= 9 220 )
'Jungs'-'Jungs'-'Mädchen' (P= 9 220 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

9 220 + 9 220 + 9 220 = 27 220


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Eine Mathelehrerin war bei 4 SchülerInnen ihrer Klasse mit den Ergebnissen der letzten Klassenarbeit nicht zufrieden. Deswegen möchte sie jetzt diese Schüler immer in kleinen Abfragen erneut überprüfen. Als sie sich eine Reihenfolge überlegen wollte, bemerkt sie, dass es dafür ja ziemlich viele Möglichkeiten gibt. Wie viele genau?

Lösung einblenden

Für die erste Stelle ist jede(r) möglich. Es gibt also 4 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 3 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 2 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 4 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 24 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 5 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 5 Möglichkeiten der Kategorie 'Hosen' kombinieren. Dies ergibt also 3 ⋅ 5 = 15 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 6 Möglichkeiten der Kategorie 'Schuhe' kombinieren, so dass sich insgesamt 3 ⋅ 5 ⋅ 6 = 90 Möglichkeiten ergeben.