Pestalozzi Gymnasium Biberach EduRandomtasks

Zufallsgröße (ohne Wahrscheinlichkeit)

Beispiel:

Drei normale Würfel werden gleichzeitig geworfen. Die Zufallsgröße X beschreibt die Anzahl der gewürfelten 6er. Gib alle Werte an, die die Zufallsgröße X annehmen kann.

Lösung einblenden

Für die Zufallsgröße X: 'Anzahl der 6er' sind folgende Werte möglich:

Zufallsgröße X	0	1	2	3
zugehörige Ereignisse	0 - 0 - 0	0 - 0 - 1 0 - 1 - 0 1 - 0 - 0	0 - 1 - 1 1 - 0 - 1 1 - 1 - 0	1 - 1 - 1

Zufallsgröße WS-Verteilung

Beispiel:

(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Zwei gleiche Glücksräder wie rechts in der Abbildung werden gleichzeitig gedreht. Die Zufallsgröße X beschreibt die Differenz: Zahl des ersten Glücksrads - Zahl des zweiten Glücksrads. Stelle eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X auf.

Lösung einblenden

Für die Zufallsgröße X: 'Differenz Glücksrad 1 - Glücksrad 2' sind folgende Werte möglich:

Zufallsgröße X	X = -2	X = -1	X = 0	X = 1	X = 2
zugehörige Ergebnisse	1 - 3	1 - 2 2 - 3	1 - 1 2 - 2 3 - 3	2 - 1 3 - 2	3 - 1

Jetzt müssen die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Ereignisse erst mal (mit Hilfe eines Baums) berechnet werden.

Und somit können wir dann auch die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Werte der Zufallsgröße berechnen.

Zufallsgröße X	X = -2	X = -1	X = 0	X = 1	X = 2
zugehörige Wahrscheinlichkeit P(X)	$\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{1}{4}$	$\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{3}{8}$ + $\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{1}{4}$	$\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{3}{8}$ + $\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{3}{8}$ + $\frac{1}{4}$ ⋅ $\frac{1}{4}$	$\frac{3}{8}$ ⋅ $\frac{3}{8}$ + $\frac{1}{4}$ ⋅ $\frac{3}{8}$	$\frac{1}{4}$ ⋅ $\frac{3}{8}$
=	$\frac{3}{32}$	$\frac{9}{64}$ + $\frac{3}{32}$	$\frac{9}{64}$ + $\frac{9}{64}$ + $\frac{1}{16}$	$\frac{9}{64}$ + $\frac{3}{32}$	$\frac{3}{32}$

Hiermit ergibt sich die gesuchte Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X:

Zufallsgröße X	-2	-1	0	1	2
P(X=k)	$\frac{3}{32}$	$\frac{15}{64}$	$\frac{11}{32}$	$\frac{15}{64}$	$\frac{3}{32}$

Zufallsgröße (auch ohne zur.)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind nur noch vier Karten mit dem Wert 2, vier Karten mit dem Wert 7 und vier 10er.Es werden zwei Karten ohne Zurücklegen gezogen. Die Zufallsgröße X beschreibt die Summe der Werte der beiden gezogenen Karten. Stelle eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X auf.

Lösung einblenden

Für die Zufallsgröße X: 'Summe der beiden Karten' sind folgende Werte möglich:

Zufallsgröße X	X = 4	X = 9	X = 12	X = 14	X = 17	X = 20
zugehörige Ergebnisse	2 - 2	2 - 7 7 - 2	2 - 10 10 - 2	7 - 7	7 - 10 10 - 7	10 - 10

Jetzt müssen die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Ereignisse erst mal (mit Hilfe eines Baums) berechnet werden.

Und somit können wir dann auch die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Werte der Zufallsgröße berechnen.

Zufallsgröße X	X = 4	X = 9	X = 12	X = 14	X = 17	X = 20
zugehörige Wahrscheinlichkeit P(X)	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{3}{11}$	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$ + $\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$ + $\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{3}{11}$	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$ + $\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{4}{11}$	$\frac{1}{3}$ ⋅ $\frac{3}{11}$
=	$\frac{1}{11}$	$\frac{4}{33}$ + $\frac{4}{33}$	$\frac{4}{33}$ + $\frac{4}{33}$	$\frac{1}{11}$	$\frac{4}{33}$ + $\frac{4}{33}$	$\frac{1}{11}$

Hiermit ergibt sich die gesuchte Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X:

Zufallsgröße X	4	9	12	14	17	20
P(X=k)	$\frac{1}{11}$	$\frac{8}{33}$	$\frac{8}{33}$	$\frac{1}{11}$	$\frac{8}{33}$	$\frac{1}{11}$

Zufallsgr. WS-Vert. (ziehen bis erstmals ...)

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.Die Zufallsgröße X beschreibt dabei die Anzahl der nach diesem Verfahren einsammelten Hausaufgaben. Stelle eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X auf.
(Denk daran, die Brüche vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

Da ja nur 3 Hausaufgaben vom Typ 'Jungs' vorhanden sind, muss spätestens im 4-ten Versuch (wenn dann alle Hausaufgaben vom Typ 'Jungs' bereits gezogen und damit weg sind) eine Hausaufgabe vom Typ 'Mädchen' gezogen werden.

Das heißt die Zufallsgröße X kann nur Werte zwischen 1 und 4 annehmen.

Aus dem reduzierten Baumdiagramm rechts kann man nun die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zufallsgröße X übernehmen:

Zufallsgröße X	1	2	3	4
P(X=k)	$\frac{6}{7}$	$\frac{9}{70}$	$\frac{9}{665}$	$\frac{1}{1330}$

Zufallsgröße rückwärts

Beispiel:

Ein Glücksrad hat drei Sektoren, die mit den Zahlen 1, 2 und 3 beschriftet sind. Es wird zwei mal gedreht. Die Zufallsgröße X beschreibt dabei das Produkt der Zahlen die bei den beiden Glücksraddrehungen erscheinen. Bei der Wahrscheinlichkeitsverteilung von X sind nur der erste und der letzte Wert bekannt (siehe Tabelle). Wie groß müssen jeweils die Winkel der Sektoren sein?

Zufallsgröße X	1	2	3	4	6	9
P(X=k)	$\frac{529}{1296}$	?	?	?	?	$\frac{1}{9}$

Lösung einblenden

(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Für X=1 gibt es nur das Ereignis: '1'-'1', also dass zwei mal hintereinander '1' kommt.

Wenn p1 die Wahrscheinlichkeit von '1' ist, dann muss also für die Wahrscheinlichkeit, dass zwei mal hintereinander '1' kommt, gelten: P(X=1) = p1 ⋅ p1 (siehe Baumdiagramm).

Aus der Tabelle können wir aber P(X=1) = $\frac{529}{1296}$ heraus lesen, also muss gelten:

p1 ⋅ p1 = (p1)² = $\frac{529}{1296}$ und somit p1 = $\frac{23}{36}$ .

Ebenso gibt es für X=9 nur das Ereignis: '3'-'3', also dass zwei mal hintereinander '3' kommt.

Wenn p3 die Wahrscheinlichkeit von '3' ist, dann muss also für die Wahrscheinlichkeit, dass zwei mal hintereinander '3' kommt, gelten: P(X=9) = p3 ⋅ p3 (siehe Baumdiagramm).

Aus der Tabelle können wir aber P(X=9) = $\frac{1}{9}$ heraus lesen, also muss gelten:

p3 ⋅ p3 = (p3)² = $\frac{1}{9}$ und somit p3 = $\frac{1}{3}$ .

Da es aber nur drei Optionen gibt, muss p1 + p2 + p3 = 1 gelten, also

p2 = 1 - p1 - p3 = $1$ $- \frac{23}{36}$ $- \frac{1}{3}$ = $\frac{36}{36}$ $- \frac{23}{36}$ $- \frac{12}{36}$ = $\frac{1}{36}$

Um nun noch die Mittelpunktswinkel der drei Sektoren zu ermittlen, müssen wir einfach die Wahrscheinlichkeit mit 360° multiplizieren, weil ja für die Wahrscheinlichkeit eines Sektors mit Mittelpunktswinkel α gilt: p = $\frac{α}{360°}$

Somit erhalten wir:

α₁ = $\frac{23}{36}$ ⋅ 360° = 230°

α₂ = $\frac{1}{36}$ ⋅ 360° = 10°

α₃ = $\frac{1}{3}$ ⋅ 360° = 120°

Erwartungswerte

Beispiel:

Bei einer Tombola steht auf jedem zehnten Los 300 Punkte, auf jedem fünften Los 15 Punkte, auf jedem vierten Los 8 Punkte und auf allen anderen 1 Punkt. Wie viele Punkte bringt ein Los durchschnttlich ein?

Lösung einblenden

Die Zufallsgröße X beschreibt die Anzahl der Punkte auf einem Los.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	300	15	8	1
Zufallsgröße x_i	300	15	8	1
P(X=x_i)	$\frac{1}{10}$	$\frac{1}{5}$	$\frac{1}{4}$	$\frac{9}{20}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$30$	$3$	$2$	$\frac{9}{20}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 300⋅ $\frac{1}{10}$ + 15⋅ $\frac{1}{5}$ + 8⋅ $\frac{1}{4}$ + 1⋅ $\frac{9}{20}$

= $30$ $+$ $3$ $+$ $2$ $+$ $\frac{9}{20}$
= $\frac{709}{20}$

≈ 35.45

Einsatz für faires Spiel bestimmen

Beispiel:

Ein Spieler darf aus einer Urne mit 7 blauen, 10 roten, 3 grünen und 4 weißen Kugeln eine Kugel ziehen. Erwischt er eine blaue, so erhält er 24€. Bei rot erhält er 12€ und bei grün erhält er 96€. Welchen Betrag muss er bei weiß erhalten damit das Spiel fair ist, wenn der Einsatz 32€ beträgt ?

Lösung einblenden

Die Zufallsgröße X beschreibt die Auszahlung.

Die Zufallsgröße Y beschreibt den Gewinn, also Auszahlung - Einsatz.

Erwartungswerte der Zufallsgrößen X und Y

Ereignis	blau	rot	grün	weiß
Zufallsgröße x_i	24	12	96	x
Zufallsgröße y_i (Gewinn)	-8	-20	64	x-32
P(X=x_i)	$\frac{7}{24}$	$\frac{10}{24}$	$\frac{3}{24}$	$\frac{4}{24}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$7$	$5$	$12$	$\frac{4}{24}$ ⋅ x
y_i ⋅ P(Y=y_i)	$- \frac{7}{3}$	$- \frac{25}{3}$	$8$	$\frac{4}{24}$ ⋅(x-32)

Um den gesuchten Auszahlungsbetrag zu berrechnen hat man zwei Möglichkeiten:

Entweder stellt man eine Gleichung auf, so dass der Erwartungswert des Auszahlungsbetrags gleich des Einsatzes ist ...

E(X) = 32

$\frac{7}{24} \cdot 24 + \frac{10}{24} \cdot 12 + \frac{3}{24} \cdot 96 + \frac{4}{24} x$ = 32

7 + 5 + 12 + \frac{4}{24} x

= 32

$7 + 5 + 12 + \frac{1}{6} x$	=	$32$
$\frac{1}{6} x + 24$	=	$32$	\|⋅ 6
$6 (\frac{1}{6} x + 24)$	=	$192$
$x + 144$	=	$192$	\| $- 144$
$x$	=	$48$

... oder man stellt eine Gleichung auf, so dass der Erwartungswert des Gewinns gleich null ist:

E(Y) = 0

\frac{7}{24} \cdot (- 8) + \frac{10}{24} \cdot (- 20) + \frac{3}{24} \cdot 64 + \frac{4}{24} (x - 32)

= 0

- \frac{7}{3} - \frac{25}{3} + 8 + \frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{6} \cdot (- 32)

= 0

$- \frac{7}{3} - \frac{25}{3} + 8 + \frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{6} \cdot (- 32)$	=	0
$- \frac{7}{3} - \frac{25}{3} + 8 + \frac{1}{6} x - \frac{16}{3}$	=	0
$\frac{1}{6} x - 8$	=	0	\|⋅ 6
$6 (\frac{1}{6} x - 8)$	=	0
$x - 48$	=	0	\| $+ 48$
$x$	=	$48$

In beiden Fällen ist also der gesuchte Betrag: 48€

Erwartungswert ganz offen

Beispiel:

Eine Klasse möchte beim Schulfest ein Glücksrad mit Spielgeld anbieten. Dabei soll das Glücksrad in Sektoren aufgeteilt werden, in denen der Auszahlungsbetrag (z.B. 3€) drin steht. Nach langer Diskussion einigt man sich auf folgende Punkte:

Das Spiel mit dem Glücksrad muss fair sein
Der Einsatz soll 3€ betragen
Der minimale Auszahlungsbetrag soll 2€ sein
Der maximale Auszahlungsbetrag soll soll 13€ sein
Es sollen genau 4 Sektoren mit verschiedenen Auszahlungsbeträgen auf dem Glücksrad sein

Finde eine Möglichkeit für solch ein Glücksrad und trage diese in die Tabelle ein.

Lösung einblenden

Eine (von vielen möglichen) Lösungen:

Als erstes schreiben wir mal die Vorgaben in die Tabelle rein.

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	2			13
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-1			10
P(X) = P(Y)
Y ⋅ P(Y)

Jetzt setzen wir die Wahrscheinlichkeiten so, dass der negative Beitrag vom minimalen Betrag zum Erwartungswert den gleichen Betrag hat wie der positve vom maximalen Betrag.(dazu einfach jeweils den Gewinn in den Nenner der Wahrscheinlichkeit)

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	2			13
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-1			10
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{2}$			$\frac{1}{20}$
Y ⋅ P(Y)	$- \frac{1}{2}$			$\frac{1}{2}$

Die bisherigen Optionen vereinen eine Wahrscheinlichkeit von $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{20}$ = $\frac{11}{20}$
Als Restwahrscheinlichkeit für die verbleibenden Beträge bleibt nun also 1- $\frac{11}{20}$ = $\frac{9}{20}$ .
Diese wird auf die beiden verbleibenden Optionen verteilt:

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	2			13
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-1			10
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{2}$	$\frac{9}{40}$	$\frac{9}{40}$	$\frac{1}{20}$
Y ⋅ P(Y)	$- \frac{1}{2}$			$\frac{1}{2}$

Damit nun der Erwartungswert =0 wird, müssen sich die beiden noch verbleibenden Anteile daran gegenseitig aufheben. Dies erreicht man, in dem man den Gewinn jeweils gleich 'weit vom Einsatz weg' (nämlich $\frac{1}{2}$ ) setzt.

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	2	2.5	3.5	13
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-1	-0.5	0.5	10
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{2}$	$\frac{9}{40}$	$\frac{9}{40}$	$\frac{1}{20}$
Winkel	180°	81°	81°	18°
Y ⋅ P(Y)	$- \frac{1}{2}$	$- \frac{9}{80}$	$\frac{9}{80}$	$\frac{1}{2}$

Wenn man nun den Erwartungswert berechnet, kommt der gesuchte heraus:

E(Y)= -1⋅ $\frac{1}{2}$ + -0.5⋅ $\frac{9}{40}$ + 0.5⋅ $\frac{9}{40}$ + 10⋅ $\frac{1}{20}$

= $- \frac{1}{2}$ $- \frac{9}{80}$ $+$ $\frac{9}{80}$ $+$ $\frac{1}{2}$
= $- \frac{40}{80}$ $- \frac{9}{80}$ $+$ $\frac{9}{80}$ $+$ $\frac{40}{80}$
= $\frac{0}{80}$
= $0$

Erwartungswerte bei 'Ziehen bis erstmals ...'

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. Mit wie vielen Hausaufgabenüberprüfungen muss die Lehrerin im Durchschnitt rechnen?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 1-ten Versuch st: $\frac{6}{7}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 2-ten Versuch st: $\frac{9}{70}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 3-ten Versuch st: $\frac{9}{665}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 4-ten Versuch st: $\frac{1}{1330}$

Die Zufallsgröße X beschreibt Anzahl der eingesammelten Hausaufgaben bis das erste Mädchen gezogen wird.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	1	2	3	4
Zufallsgröße x_i	1	2	3	4
P(X=x_i)	$\frac{6}{7}$	$\frac{9}{70}$	$\frac{9}{665}$	$\frac{1}{1330}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$\frac{6}{7}$	$\frac{9}{35}$	$\frac{27}{665}$	$\frac{2}{665}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 1⋅ $\frac{6}{7}$ + 2⋅ $\frac{9}{70}$ + 3⋅ $\frac{9}{665}$ + 4⋅ $\frac{1}{1330}$

= $\frac{6}{7}$ $+$ $\frac{9}{35}$ $+$ $\frac{27}{665}$ $+$ $\frac{2}{665}$
= $\frac{570}{665}$ $+$ $\frac{171}{665}$ $+$ $\frac{27}{665}$ $+$ $\frac{2}{665}$
= $\frac{770}{665}$
= $\frac{22}{19}$

≈ 1.16

Erwartungswerte mit gesuchten Anzahlen im WS-Baum

Beispiel:

Ein Spieler darf aus einer Urne mit 9 blauen und 3 roten Kugeln 3 Kugeln ohne zurücklegen ziehen. Zieht er dabei 3 blaue Kugeln, so erhält er 85€, bei 2 blauen bekommt er noch 13€, bei einer 5€. Ist gar keine blaue Kugel dabei, erhält er 0€. Welchen Gewinn kann er erwarten?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Ereignis	P
blau -> blau -> blau	$\frac{21}{55}$
blau -> blau -> rot	$\frac{9}{55}$
blau -> rot -> blau	$\frac{9}{55}$
blau -> rot -> rot	$\frac{9}{220}$
rot -> blau -> blau	$\frac{9}{55}$
rot -> blau -> rot	$\frac{9}{220}$
rot -> rot -> blau	$\frac{9}{220}$
rot -> rot -> rot	$\frac{1}{220}$

Die Wahrscheinlichkeit für 0 mal 'blau' ist: $\frac{1}{220}$

Die Wahrscheinlichkeit für 1 mal 'blau' ist: $\frac{9}{220}$ + $\frac{9}{220}$ + $\frac{9}{220}$ = $\frac{27}{220}$

Die Wahrscheinlichkeit für 2 mal 'blau' ist: $\frac{9}{55}$ + $\frac{9}{55}$ + $\frac{9}{55}$ = $\frac{27}{55}$

Die Wahrscheinlichkeit für 3 mal 'blau' ist: $\frac{21}{55}$

Die Zufallsgröße X beschreibt den ausbezahlten Euro-Betrag.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	0	1	2	3
Zufallsgröße x_i	0	5	13	85
P(X=x_i)	$\frac{1}{220}$	$\frac{27}{220}$	$\frac{27}{55}$	$\frac{21}{55}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$0$	$\frac{27}{44}$	$\frac{351}{55}$	$\frac{357}{11}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 0⋅ $\frac{1}{220}$ + 5⋅ $\frac{27}{220}$ + 13⋅ $\frac{27}{55}$ + 85⋅ $\frac{21}{55}$

= $0$ $+$ $\frac{27}{44}$ $+$ $\frac{351}{55}$ $+$ $\frac{357}{11}$
= $\frac{0}{220}$ $+$ $\frac{135}{220}$ $+$ $\frac{1404}{220}$ $+$ $\frac{7140}{220}$
= $\frac{8679}{220}$
= $\frac{789}{20}$

≈ 39.45

Erwartungswerte mit best. Optionen im WS-Baum

Beispiel:

(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Zwei Glücksräder wie rechts in der Abbildung werden gleichzeitig gedreht. Erscheinen zwei Kronen, so erhält man 40€. Bei einer Krone erhält man immer hin noch 6€. Erscheinen zwei gleiche Dinge (außer Kronen), so erhält man 5€. In allen anderen Fällen geht man leer aus. Mit wie viel Euro kann man bei einem Spiel durchschnittlich rechnen?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

Lösung einblenden

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Ereignis	P
Blume -> Blume	$\frac{1}{4}$
Blume -> Raute	$\frac{1}{8}$
Blume -> Stein	$\frac{1}{16}$
Blume -> Krone	$\frac{1}{16}$
Raute -> Blume	$\frac{1}{8}$
Raute -> Raute	$\frac{1}{16}$
Raute -> Stein	$\frac{1}{32}$
Raute -> Krone	$\frac{1}{32}$
Stein -> Blume	$\frac{1}{16}$
Stein -> Raute	$\frac{1}{32}$
Stein -> Stein	$\frac{1}{64}$
Stein -> Krone	$\frac{1}{64}$
Krone -> Blume	$\frac{1}{16}$
Krone -> Raute	$\frac{1}{32}$
Krone -> Stein	$\frac{1}{64}$
Krone -> Krone	$\frac{1}{64}$

Die Wahrscheinlichkeit für '2 gleiche' ist:

P('Blume'-'Blume') + P('Raute'-'Raute') + P('Stein'-'Stein')
= $\frac{1}{4}$ + $\frac{1}{16}$ + $\frac{1}{64}$ = $\frac{21}{64}$

Die Wahrscheinlichkeit für '1 Krone' ist:

P('Blume'-'Krone') + P('Raute'-'Krone') + P('Stein'-'Krone') + P('Krone'-'Blume') + P('Krone'-'Raute') + P('Krone'-'Stein')
= $\frac{1}{16}$ + $\frac{1}{32}$ + $\frac{1}{64}$ + $\frac{1}{16}$ + $\frac{1}{32}$ + $\frac{1}{64}$ = $\frac{7}{32}$

Die Wahrscheinlichkeit für '2 Kronen' ist:

P('Krone'-'Krone')
= $\frac{1}{64}$

Die Zufallsgröße X beschreibt den ausbezahlten Gewinn bei einem Spiel.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	2 gleiche	1 Krone	2 Kronen
Zufallsgröße x_i	5	6	40
P(X=x_i)	$\frac{21}{64}$	$\frac{7}{32}$	$\frac{1}{64}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$\frac{105}{64}$	$\frac{21}{16}$	$\frac{5}{8}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 5⋅ $\frac{21}{64}$ + 6⋅ $\frac{7}{32}$ + 40⋅ $\frac{1}{64}$

= $\frac{105}{64}$ $+$ $\frac{21}{16}$ $+$ $\frac{5}{8}$
= $\frac{105}{64}$ $+$ $\frac{84}{64}$ $+$ $\frac{40}{64}$
= $\frac{229}{64}$

≈ 3.58

Aufgabenbeispiele von Erwartungswert

Zufallsgröße (ohne Wahrscheinlichkeit)

Zufallsgröße WS-Verteilung

Zufallsgröße (auch ohne zur.)

Zufallsgr. WS-Vert. (ziehen bis erstmals ...)

Zufallsgröße rückwärts

Erwartungswerte

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Einsatz für faires Spiel bestimmen

Erwartungswerte der Zufallsgrößen X und Y

Erwartungswert ganz offen

Eine (von vielen möglichen) Lösungen:

Erwartungswerte bei 'Ziehen bis erstmals ...'

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Erwartungswerte mit gesuchten Anzahlen im WS-Baum

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Erwartungswerte mit best. Optionen im WS-Baum

Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Erwartungswert der Zufallsgröße X