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.

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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:

Eine (faire) Münze wird 3 mal geworfen. Die Zufallsgröße X beschreibt die Anzahl, der Würfe bei denen "Zahl" erscheint. Stelle eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X auf.

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Für die Zufallsgröße X: 'Anzahl von Zahl-Würfen' sind folgende Werte möglich:

Zufallsgröße X	X = 0	X = 1	X = 2	X = 3
zugehörige Ergebnisse	0 - 0 - 0	0 - 0 - 1 0 - 1 - 0 1 - 0 - 0	0 - 1 - 1 1 - 0 - 1 1 - 1 - 0	1 - 1 - 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 = 0	X = 1	X = 2	X = 3
zugehörige Wahrscheinlichkeit P(X)	$\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$	$\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$	$\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ + $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$	$\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{1}{2}$
=	$\frac{1}{8}$	$\frac{1}{8}$ + $\frac{1}{8}$ + $\frac{1}{8}$	$\frac{1}{8}$ + $\frac{1}{8}$ + $\frac{1}{8}$	$\frac{1}{8}$

Hiermit ergibt sich die gesuchte Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X:

Zufallsgröße X	0	1	2	3
P(X=k)	$\frac{1}{8}$	$\frac{3}{8}$	$\frac{3}{8}$	$\frac{1}{8}$

Zufallsgröße (auch ohne zur.)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind nur noch vier Karten mit dem Wert 4, zwei Karten mit dem Wert 7 und vier 8er.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.

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

Zufallsgröße X	X = 8	X = 11	X = 12	X = 14	X = 15	X = 16
zugehörige Ergebnisse	4 - 4	4 - 7 7 - 4	4 - 8 8 - 4	7 - 7	7 - 8 8 - 7	8 - 8

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 = 8	X = 11	X = 12	X = 14	X = 15	X = 16
zugehörige Wahrscheinlichkeit P(X)	$\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{3}{9}$	$\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{2}{9}$ + $\frac{1}{5}$ ⋅ $\frac{4}{9}$	$\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{4}{9}$ + $\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{4}{9}$	$\frac{1}{5}$ ⋅ $\frac{1}{9}$	$\frac{1}{5}$ ⋅ $\frac{4}{9}$ + $\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{2}{9}$	$\frac{2}{5}$ ⋅ $\frac{3}{9}$
=	$\frac{2}{15}$	$\frac{4}{45}$ + $\frac{4}{45}$	$\frac{8}{45}$ + $\frac{8}{45}$	$\frac{1}{45}$	$\frac{4}{45}$ + $\frac{4}{45}$	$\frac{2}{15}$

Hiermit ergibt sich die gesuchte Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Zufallsgröße X:

Zufallsgröße X	8	11	12	14	15	16
P(X=k)	$\frac{2}{15}$	$\frac{8}{45}$	$\frac{16}{45}$	$\frac{1}{45}$	$\frac{8}{45}$	$\frac{2}{15}$

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 24 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!)

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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)	$\frac{8}{9}$	$\frac{4}{39}$	$\frac{8}{975}$	$\frac{1}{2925}$

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 die Summe 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	2	3	4	5	6
P(X=k)	$\frac{49}{324}$	?	?	?	$\frac{49}{144}$

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(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Für X=2 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=2) = p1 ⋅ p1 (siehe Baumdiagramm).

Aus der Tabelle können wir aber P(X=2) = $\frac{49}{324}$ heraus lesen, also muss gelten:

p1 ⋅ p1 = (p1)² = $\frac{49}{324}$ und somit p1 = $\frac{7}{18}$ .

Ebenso gibt es für X=6 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=6) = p3 ⋅ p3 (siehe Baumdiagramm).

Aus der Tabelle können wir aber P(X=6) = $\frac{49}{144}$ heraus lesen, also muss gelten:

p3 ⋅ p3 = (p3)² = $\frac{49}{144}$ und somit p3 = $\frac{7}{12}$ .

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

p2 = 1 - p1 - p3 = $1$ $- \frac{7}{18}$ $- \frac{7}{12}$ = $\frac{36}{36}$ $- \frac{14}{36}$ $- \frac{21}{36}$ = $\frac{1}{36}$

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 = $\frac{7}{18}$ ⋅ 360° = 140°

α₂ = $\frac{1}{36}$ ⋅ 360° = 10°

α₃ = $\frac{7}{12}$ ⋅ 360° = 210°

Erwartungswerte

Beispiel:

Ein Spieler darf einmal Würfeln. Bei einer 6 bekommt er 36€, bei einer 5 bekommt er 18€, bei einer 4 bekommt er 12€. Würfelt er eine 1, 2 oder 3 so bekommt er 6€. Wie hoch müsste der Einsatz sein, damit das Spiel fair ist?

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Die Zufallsgröße X beschreibt den Auszahlungsbetrag.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	1-3	4	5	6
Zufallsgröße x_i	6	12	18	36
P(X=x_i)	$\frac{1}{2}$	$\frac{1}{6}$	$\frac{1}{6}$	$\frac{1}{6}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$3$	$2$	$3$	$6$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 6⋅ $\frac{1}{2}$ + 12⋅ $\frac{1}{6}$ + 18⋅ $\frac{1}{6}$ + 36⋅ $\frac{1}{6}$

= $3$ $+$ $2$ $+$ $3$ $+$ $6$
= $14$

Einsatz für faires Spiel bestimmen

Beispiel:

Ein Spieler darf aus einer Urne mit 8 blauen, 7 roten, 7 grünen und 3 weißen Kugeln eine Kugel ziehen. Erwischt er eine blaue, so erhält er 25€. Bei rot erhält er 50€ und bei grün erhält er 100€. Welchen Betrag muss er bei weiß erhalten damit das Spiel fair ist, wenn der Einsatz 74€ beträgt ?

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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	25	50	100	x
Zufallsgröße y_i (Gewinn)	-49	-24	26	x-74
P(X=x_i)	$\frac{8}{25}$	$\frac{7}{25}$	$\frac{7}{25}$	$\frac{3}{25}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$8$	$14$	$28$	$\frac{3}{25}$ ⋅ x
y_i ⋅ P(Y=y_i)	$- \frac{392}{25}$	$- \frac{168}{25}$	$\frac{182}{25}$	$\frac{3}{25}$ ⋅(x-74)

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) = 74

$\frac{8}{25} \cdot 25 + \frac{7}{25} \cdot 50 + \frac{7}{25} \cdot 100 + \frac{3}{25} x$ = 74

8 + 14 + 28 + \frac{3}{25} x

= 74

$8 + 14 + 28 + \frac{3}{25} x$	=	$74$
$\frac{3}{25} x + 50$	=	$74$	\|⋅ 25
$25 (\frac{3}{25} x + 50)$	=	$1 850$
$3 x + 1 250$	=	$1 850$	\| $- 1 250$
$3 x$	=	$600$	\|: $3$
$x$	=	$200$

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

E(Y) = 0

\frac{8}{25} \cdot (- 49) + \frac{7}{25} \cdot (- 24) + \frac{7}{25} \cdot 26 + \frac{3}{25} (x - 74)

= 0

- \frac{392}{25} - \frac{168}{25} + \frac{182}{25} + \frac{3}{25} \cdot x + \frac{3}{25} \cdot (- 74)

= 0

$- \frac{392}{25} - \frac{168}{25} + \frac{182}{25} + \frac{3}{25} \cdot x + \frac{3}{25} \cdot (- 74)$	=	0
$- \frac{392}{25} - \frac{168}{25} + \frac{182}{25} + \frac{3}{25} x - \frac{222}{25}$	=	0
$\frac{3}{25} x - 24$	=	0	\|⋅ 25
$25 (\frac{3}{25} x - 24)$	=	0
$3 x - 600$	=	0	\| $+ 600$
$3 x$	=	$600$	\|: $3$
$x$	=	$200$

In beiden Fällen ist also der gesuchte Betrag: 200€

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 7€ betragen
Der minimale Auszahlungsbetrag soll 3€ sein
Der maximale Auszahlungsbetrag soll soll 21€ 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.

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Eine (von vielen möglichen) Lösungen:

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

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	3			21
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-4			14
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)	3			21
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-4			14
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{4}$			$\frac{1}{14}$
Y ⋅ P(Y)	$- 1$			$1$

Die bisherigen Optionen vereinen eine Wahrscheinlichkeit von $\frac{1}{4}$ + $\frac{1}{14}$ = $\frac{9}{28}$
Als Restwahrscheinlichkeit für die verbleibenden Beträge bleibt nun also 1- $\frac{9}{28}$ = $\frac{19}{28}$ .
Diese wird auf die beiden verbleibenden Optionen verteilt:

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	3			21
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-4			14
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{4}$	$\frac{19}{56}$	$\frac{19}{56}$	$\frac{1}{14}$
Y ⋅ P(Y)	$- 1$			$1$

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 $2$ ) setzt.

	Feld1	Feld2	Feld3	Feld4
X (z.B. Auszahlung)	3	5	9	21
Y Gewinn (Ausz. - Einsatz)	-4	-2	2	14
P(X) = P(Y)	$\frac{1}{4}$	$\frac{19}{56}$	$\frac{19}{56}$	$\frac{1}{14}$
Winkel	90°	122.14°	122.14°	25.71°
Y ⋅ P(Y)	$- 1$	$- \frac{19}{28}$	$\frac{19}{28}$	$1$

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

E(Y)= -4⋅ $\frac{1}{4}$ + -2⋅ $\frac{19}{56}$ + 2⋅ $\frac{19}{56}$ + 14⋅ $\frac{1}{14}$

= $- 1$ $- \frac{19}{28}$ $+$ $\frac{19}{28}$ $+$ $1$
= $- \frac{28}{28}$ $- \frac{19}{28}$ $+$ $\frac{19}{28}$ $+$ $\frac{28}{28}$
= $\frac{0}{28}$
= $0$

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 21 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!)

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Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 1-ten Versuch st: $\frac{7}{8}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 2-ten Versuch st: $\frac{21}{184}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 3-ten Versuch st: $\frac{21}{2024}$

Die Wahrscheinlichkeit für ein 'Mädchen' im 4-ten Versuch st: $\frac{1}{2024}$

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)	$\frac{7}{8}$	$\frac{21}{184}$	$\frac{21}{2024}$	$\frac{1}{2024}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$\frac{7}{8}$	$\frac{21}{92}$	$\frac{63}{2024}$	$\frac{1}{506}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 1⋅ $\frac{7}{8}$ + 2⋅ $\frac{21}{184}$ + 3⋅ $\frac{21}{2024}$ + 4⋅ $\frac{1}{2024}$

= $\frac{7}{8}$ $+$ $\frac{21}{92}$ $+$ $\frac{63}{2024}$ $+$ $\frac{1}{506}$
= $\frac{1771}{2024}$ $+$ $\frac{462}{2024}$ $+$ $\frac{63}{2024}$ $+$ $\frac{4}{2024}$
= $\frac{2300}{2024}$
= $\frac{25}{22}$

≈ 1.14

Erwartungswerte mit gesuchten Anzahlen im WS-Baum

Beispiel:

Auf einen Schüleraustausch bewerben sich 12 Mädchen und 8 Jungs. Weil aber leider weniger Plätze zur Verfügung stehen, muss gelost werden. Wie viele Mädchen kann man bei den ersten 3 verlosten Plätzen erwarten?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Ereignis	P
Mädchen -> Mädchen -> Mädchen	$\frac{11}{57}$
Mädchen -> Mädchen -> Jungs	$\frac{44}{285}$
Mädchen -> Jungs -> Mädchen	$\frac{44}{285}$
Mädchen -> Jungs -> Jungs	$\frac{28}{285}$
Jungs -> Mädchen -> Mädchen	$\frac{44}{285}$
Jungs -> Mädchen -> Jungs	$\frac{28}{285}$
Jungs -> Jungs -> Mädchen	$\frac{28}{285}$
Jungs -> Jungs -> Jungs	$\frac{14}{285}$

Die Wahrscheinlichkeit für 0 mal 'Mädchen' ist: $\frac{14}{285}$

Die Wahrscheinlichkeit für 1 mal 'Mädchen' ist: $\frac{28}{285}$ + $\frac{28}{285}$ + $\frac{28}{285}$ = $\frac{28}{95}$

Die Wahrscheinlichkeit für 2 mal 'Mädchen' ist: $\frac{44}{285}$ + $\frac{44}{285}$ + $\frac{44}{285}$ = $\frac{44}{95}$

Die Wahrscheinlichkeit für 3 mal 'Mädchen' ist: $\frac{11}{57}$

Die Zufallsgröße X beschreibt die Anzahl an Mädchen unter den drei verlosten Plätzen.

Erwartungswert der Zufallsgröße X

Ereignis	0	1	2	3
Zufallsgröße x_i	0	1	2	3
P(X=x_i)	$\frac{14}{285}$	$\frac{28}{95}$	$\frac{44}{95}$	$\frac{11}{57}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$0$	$\frac{28}{95}$	$\frac{88}{95}$	$\frac{11}{19}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 0⋅ $\frac{14}{285}$ + 1⋅ $\frac{28}{95}$ + 2⋅ $\frac{44}{95}$ + 3⋅ $\frac{11}{57}$

= $0$ $+$ $\frac{28}{95}$ $+$ $\frac{88}{95}$ $+$ $\frac{11}{19}$
= $\frac{0}{95}$ $+$ $\frac{28}{95}$ $+$ $\frac{88}{95}$ $+$ $\frac{55}{95}$
= $\frac{171}{95}$
= $\frac{9}{5}$

≈ 1.8

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 10€. Erscheinen zwei gleiche Dinge (außer Kronen), so erhält man 1€. 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!)

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Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Ausgänge

Ereignis	P
Blume -> Blume	$\frac{9}{64}$
Blume -> Raute	$\frac{3}{32}$
Blume -> Stein	$\frac{3}{32}$
Blume -> Krone	$\frac{3}{64}$
Raute -> Blume	$\frac{3}{32}$
Raute -> Raute	$\frac{1}{16}$
Raute -> Stein	$\frac{1}{16}$
Raute -> Krone	$\frac{1}{32}$
Stein -> Blume	$\frac{3}{32}$
Stein -> Raute	$\frac{1}{16}$
Stein -> Stein	$\frac{1}{16}$
Stein -> Krone	$\frac{1}{32}$
Krone -> Blume	$\frac{3}{64}$
Krone -> Raute	$\frac{1}{32}$
Krone -> Stein	$\frac{1}{32}$
Krone -> Krone	$\frac{1}{64}$

Die Wahrscheinlichkeit für '2 gleiche' ist:

P('Blume'-'Blume') + P('Raute'-'Raute') + P('Stein'-'Stein')
= $\frac{9}{64}$ + $\frac{1}{16}$ + $\frac{1}{16}$ = $\frac{17}{64}$

Die Wahrscheinlichkeit für '1 Krone' ist:

P('Blume'-'Krone') + P('Raute'-'Krone') + P('Stein'-'Krone') + P('Krone'-'Blume') + P('Krone'-'Raute') + P('Krone'-'Stein')
= $\frac{3}{64}$ + $\frac{1}{32}$ + $\frac{1}{32}$ + $\frac{3}{64}$ + $\frac{1}{32}$ + $\frac{1}{32}$ = $\frac{7}{32}$

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	1	10	40
P(X=x_i)	$\frac{17}{64}$	$\frac{7}{32}$	$\frac{1}{64}$
x_i ⋅ P(X=x_i)	$\frac{17}{64}$	$\frac{35}{16}$	$\frac{5}{8}$

Der Erwartungswert verechnet sich aus der Summe der einzelnen Produkte:

E(X)= 1⋅ $\frac{17}{64}$ + 10⋅ $\frac{7}{32}$ + 40⋅ $\frac{1}{64}$

= $\frac{17}{64}$ $+$ $\frac{35}{16}$ $+$ $\frac{5}{8}$
= $\frac{17}{64}$ $+$ $\frac{140}{64}$ $+$ $\frac{40}{64}$
= $\frac{197}{64}$

≈ 3.08

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