Aufgabenbeispiele von Pfadregel, Kombinatorik
Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen
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 4. Stelle gezogen wird?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)
Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:
P= ⋅ ⋅ ⋅
= ⋅ ⋅ ⋅
=
Ziehen ohne Zurücklegen
Beispiel:
In einer Urne sind 10 rote und 5 blaue Kugeln. Es wird 2 mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "genau 2 mal rot"?
Ereignis | P |
---|---|
rot -> rot | |
rot -> blau | |
blau -> rot | |
blau -> blau |
Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: ; blau: ;
Die relevanten Pfade sind:
'rot'-'rot' (P=)
Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:
=
Kombinatorik
Beispiel:
Ein spezielles Zahlenschloss hat 5 Ringe mit jeweils 6 verschiedenen Zahlen drauf. Wie viele verschiedene Möglichkeiten kann man bei diesem Zahlenschloss einstellen?
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.
n Richtige tippen (ohne Zurücklegen)
Beispiel:
In einem Behälter sind 10 blaue, 13 gelbe und 15 grüne Kugeln. Es werden 15 Kugeln aus dem Behälter zufällig gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass davon genau 2 Kugeln blau und genau 8 Kugeln grün sind.
(Bitte auf 4 Stellen nach dem Komma runden - keine Prozentzahl)
Zum besseren Verständnis könnnen wir uns ja vorstellen, dass alle Kugeln mit den Zahlen 1 bis 38 durchnummeriert wären.
Zuerst überlegen wir uns die Anzahl der Möglichkeiten welche 15 der insgesamt 38 Kugeln gewählt werden. Da dies ja der klassische Fall ist, bei dem man 15 von 38 Kugeln ohne Zurücklegen und ohne Berücksichtigung der Reihenfolge auswählt, können wir hierfür einfach den Binomialkoeffizienten verwenden.
Jetzt überlegen wir uns, wie viele günstige Möglichkeiten es gibt:
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
Es gibt verschiedene Möglichkeiten 2 Kreuzchen auf 10 Kästchen zu verteilen.
Für die Anzahl der Möglichkeiten, die 2 gezogenen blauen unter den 10 blauen Kugeln auszuwählen, können wir wieder das gleiche Modell verwenden, eben "2 verschiedene Kugeln ohne Berücksichtigung der Reihenfolge unter den 10 blauen Kugeln ziehen", also Möglichkeiten.
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
Es gibt verschiedene Möglichkeiten 5 Kreuzchen auf 13 Kästchen zu verteilen.
Für die Anzahl der Möglichkeiten, die 5 gezogenen gelben unter den 13 gelben Kugeln auszuwählen, können wir wieder das gleiche Modell verwenden, eben "5 verschiedene Kugeln ohne Berücksichtigung der Reihenfolge unter den 13 gelben Kugeln ziehen", also Möglichkeiten.
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
Es gibt verschiedene Möglichkeiten 8 Kreuzchen auf 15 Kästchen zu verteilen.
Für die Anzahl der Möglichkeiten, die 8 gezogenen grünen unter den 15 grünen Kugeln auszuwählen, können wir wieder das gleiche Modell verwenden, eben "8 verschiedene Kugeln ohne Berücksichtigung der Reihenfolge unter den 15 grünen Kugeln ziehen", also Möglichkeiten.
Wenn wir jetzt die günstigen Fälle betrachten, kommen wir auf ⋅ ⋅ Möglichkeiten, weil ja jeder Fall der gezogenen blauen mit jedem Fall der gezogenen gelben uns mit jedem Fall der gezogenen grünen kombiniert werden kann. Da ja die Anzahl der insgesamt möglichen Fälle für "15 Kugeln aus 38 Kugeln ziehen" ist, können wir nun die Wahrscheinlichkiet als Quotient der günstigen Fälle durch alle möglichen Fälle berechnen:
P = = ≈ 0,0241 = 2,41%
nur verschiedene (mit Zurücklegen)
Beispiel:
Ein Glücksrad mit 12 gleich großen Sektoren, die mit den Zahlen von 1 bis 12 beschriftet sind, wird 7 mal gedreht.Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dabei keine Zahl zweimal als Ergebnis erscheint?
(Bitte auf 4 Stellen nach dem Komma runden - keine Prozentzahl)
Anzahl der möglichen Fälle
Man erkennt schnell, dass es für jedes Feld (hier: Drehung) 12 Möglichkeiten gibt, die sich mit den 12 Möglichkeiten jedes anderen Feldes (Drehung) kombinieren lassen, so dass es insgesamt 12⋅12⋅...⋅12 = 127 Möglichkeiten für eine solche Serie von Glücksraddrehungen gibt.
Anzahl der günstigen Fälle
Für die Anzahl der günstigen (oder gesuchten) Möglichkeiten suchen wir also alle möglichen Kombinationen, bei denen 7 verschiedene Zahlen auftreten.
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen20.png)
![](/edu_beta/img/icons/kaestchen_mit20.png)
Es gibt
Bei jeder dieser
Insgesamt kommen wir so auf
Die gesuchte Wahrscheinlichkeit können wir somit als Quotient der günstigen Fälle durch alle möglichen Fälle berechnen:
P =
Ohne Zurücklegen rückwärts
Beispiel:
In einem Behälter sind 2 rote und ein unbekannte Zahl n blaue Kugeln. Es wird 2 mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Dabei beträgt die Wahrscheinlichkeit, zwei blaue Kugeln zu ziehen, P(b-b) =
Insgesamt sind also n + 2 Kugeln im Behälter.
Die Wahrscheinlichkeit für "blau" beim ersten Versuch ist damit:
Wenn dann auch tatsächlich
"blau" aufgetreten ist, ist die Wahrscheinlichkeit für "blau" beim zweiten Versuch ist dann:
Die Wahrscheinlichkeit, zwei blaue Kugeln zu ziehen ist also
D=R\{
|
= |
|
Wir multiplizieren den Nenner
|
= |
|
|⋅(
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
= |
|
|⋅ 45 |
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):
n1,2 =
n1,2 =
n1,2 =
n1 =
n2 =
(Alle Lösungen sind auch in der Definitionsmenge).
Es waren also 8 blaue Kugeln im Behälter.
2 Urnen
Beispiel:
In einem Kartenstapel A sind 2 Herz-Karten und 2 Kreuz-Karten. Im Kartenstapel B sind 4 Herz- und 6 Kreuz-Karten. Es wird eine Karte zufällig aus dem Stapel A gezogen und auf den Stapel B gelegt. Nach längerem Mischen werden dann die obersten beiden Karten vom Stapel B gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass diese beiden aus dem Stapel B gezogenen Karten Kreuz-Karten sind.
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Stapel B nach der ersten Ziehung aus Stapel A bestückt ist:
1. Möglichkeit: 5 Herz und 6 Kreuz
Diese Möglichkeit tritt ein, wenn aus Stapel A eine Herz Karte gezogen wird.
Die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Fall überhaupt eintritt, ist
Wenn dann dieser Fall eingetreten ist, können wir über ein Baumdiagramm die Wahrscheinlichkeit, zwei Kreuz-Karten zu ziehen, bestimmen:
P(Kreuz-Kreuz) =
Insgesamt gilt also für die Wahrscheinlichkeit, zwei Kreuz-Karten zu ziehen wenn zuvor eine Herz
Karte von Stapel A gezogen wurde:
P1 =
2. Möglichkeit: 4 Herz und 7 Kreuz
Diese Möglichkeit tritt ein, wenn aus Stapel A eine Kreuz Karte gezogen wird.
Die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Fall überhaupt eintritt, ist
Wenn dann dieser Fall eingetreten ist, verändern sich am Baumdiagramm eben die Wahrscheinlichkeiten.
Die Wahrscheinlichkeit, zwei Kreuz-Karten zu ziehen, ist in diesem Fall dann:
P(Kreuz-Kreuz) =
Insgesamt gilt also für die Wahrscheinlichkeit, zwei Kreuz-Karten zu ziehen wenn zuvor eine Kreuz
Karte von Stapel A gezogen wurde:
P2 =
Beide Möglichkeiten zusammen:
Insgesamt gilt somit für die Wahrscheinlichkeit, zwei Kreuz-Karten zu ziehen:
P = P1 + P2 =