Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einer Urne sind 1 blaue, 5 grüne, 8 gelbe und 6 rote Kugeln. Es wird eine Kugel gezogen. Bestimme jeweils die Wahrscheinlichkeit für die gezogene Farbe.
(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 + 5 + 8 + 6=20

Hieraus ergibt sich für ...

blau: p= 1 20

grün: p= 5 20 = 1 4

gelb: p= 8 20 = 2 5

rot: p= 6 20 = 3 10

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

Ein Würfel wird 3 mal geworfen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, genau 3 mal eine durch 3 teilbare Zahl zu würfeln?

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EreignisP
3er-Zahl -> 3er-Zahl -> 3er-Zahl 1 27
3er-Zahl -> 3er-Zahl -> nicht 3er 2 27
3er-Zahl -> nicht 3er -> 3er-Zahl 2 27
3er-Zahl -> nicht 3er -> nicht 3er 4 27
nicht 3er -> 3er-Zahl -> 3er-Zahl 2 27
nicht 3er -> 3er-Zahl -> nicht 3er 4 27
nicht 3er -> nicht 3er -> 3er-Zahl 4 27
nicht 3er -> nicht 3er -> nicht 3er 8 27

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 3er-Zahl: 1 3 ; nicht 3er: 2 3 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '3er-Zahl'-'3er-Zahl'-'3er-Zahl' (P= 1 27 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 27 = 1 27


Ziehen mit Zurücklegen

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 wie in der Abbildung rechts wird zwei mal gedreht. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal B und 1 mal C"?

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EreignisP
A -> A 1 4
A -> B 1 8
A -> C 1 16
A -> D 1 16
B -> A 1 8
B -> B 1 16
B -> C 1 32
B -> D 1 32
C -> A 1 16
C -> B 1 32
C -> C 1 64
C -> D 1 64
D -> A 1 16
D -> B 1 32
D -> C 1 64
D -> D 1 64

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: A: 1 2 ; B: 1 4 ; C: 1 8 ; D: 1 8 ;

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

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 32 + 1 32 = 1 16


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind verschiedene Karten, 6 vom Typ Kreuz, 3 vom Typ Herz, 3 vom Typ Pik und 3 vom Typ Karo. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, 2 Karten der gleichen Farbe zu ziehen?

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EreignisP
Kreuz -> Kreuz 1 7
Kreuz -> Herz 3 35
Kreuz -> Pik 3 35
Kreuz -> Karo 3 35
Herz -> Kreuz 3 35
Herz -> Herz 1 35
Herz -> Pik 3 70
Herz -> Karo 3 70
Pik -> Kreuz 3 35
Pik -> Herz 3 70
Pik -> Pik 1 35
Pik -> Karo 3 70
Karo -> Kreuz 3 35
Karo -> Herz 3 70
Karo -> Pik 3 70
Karo -> Karo 1 35

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 2 5 ; Herz: 1 5 ; Pik: 1 5 ; Karo: 1 5 ;

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


'Kreuz'-'Kreuz' (P= 1 7 )
'Herz'-'Herz' (P= 1 35 )
'Pik'-'Pik' (P= 1 35 )
'Karo'-'Karo' (P= 1 35 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 7 + 1 35 + 1 35 + 1 35 = 8 35


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Lostopf sind 6 Kugeln mit einer Eins beschriftet, 9 Kugeln mit einer Zwei, 6 mit Drei und 3 mit einer Vier. Es werden zwei Kugeln gleichzeitig gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkiet dass die beiden gezogenen Zahlen zusammen 4 ergeben?

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EreignisP
1 -> 1 5 92
1 -> 2 9 92
1 -> 3 3 46
1 -> 4 3 92
2 -> 1 9 92
2 -> 2 3 23
2 -> 3 9 92
2 -> 4 9 184
3 -> 1 3 46
3 -> 2 9 92
3 -> 3 5 92
3 -> 4 3 92
4 -> 1 3 92
4 -> 2 9 184
4 -> 3 3 92
4 -> 4 1 92

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 4 ; 2: 3 8 ; 3: 1 4 ; 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'-'3' (P= 3 46 )
'3'-'1' (P= 3 46 )
'2'-'2' (P= 3 23 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 46 + 3 46 + 3 23 = 6 23


Ziehen bis erstmals x kommt

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. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies beim 3. Losdurchgang passiert?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 3 27 2 26 24 25
= 3 9 2 13 4 25
= 8 975

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nur Summen

Beispiel:

In einer Urne sind 3 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 4 2er und 3 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 9 100
1 -> 2 3 25
1 -> 3 9 100
2 -> 1 3 25
2 -> 2 4 25
2 -> 3 3 25
3 -> 1 9 100
3 -> 2 3 25
3 -> 3 9 100

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

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '1'-'2' (P= 3 25 )
  • '2'-'1' (P= 3 25 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

3 25 + 3 25 = 6 25


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 5 rote und 5 blaue Kugeln. Es wird 3 mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 1 mal blau"?

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"blau": 1 2 ; "nicht blau": 1 2 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'blau')=1- 1 8 = 7 8

EreignisP
blau -> blau -> blau 1 8
blau -> blau -> nicht blau 1 8
blau -> nicht blau -> blau 1 8
blau -> nicht blau -> nicht blau 1 8
nicht blau -> blau -> blau 1 8
nicht blau -> blau -> nicht blau 1 8
nicht blau -> nicht blau -> blau 1 8
nicht blau -> nicht blau -> nicht blau 1 8

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: blau: 1 2 ; nicht blau: 1 2 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • 'blau'-'nicht blau'-'nicht blau' (P= 1 8 )
  • 'nicht blau'-'blau'-'nicht blau' (P= 1 8 )
  • 'nicht blau'-'nicht blau'-'blau' (P= 1 8 )
  • 'blau'-'blau'-'nicht blau' (P= 1 8 )
  • 'blau'-'nicht blau'-'blau' (P= 1 8 )
  • 'nicht blau'-'blau'-'blau' (P= 1 8 )
  • 'blau'-'blau'-'blau' (P= 1 8 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 8 + 1 8 + 1 8 + 1 8 + 1 8 + 1 8 + 1 8 = 7 8


Kombinatorik (ohne Binom.)

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 8 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 4 Möglichkeiten der Kategorie 'Hosen' kombinieren. Dies ergibt also 3 ⋅ 4 = 12 Möglichkeiten. Und jede dieser Möglichkeiten kann man dann wieder mit den 8 Möglichkeiten der Kategorie 'Schuhe' kombinieren, so dass sich insgesamt 3 ⋅ 4 ⋅ 8 = 96 Möglichkeiten ergeben.

Kombinatorik

Beispiel:

Petra hat sich ein 7-stelliges Passwort erstellt. Als sie eine Woche später das Passwort wieder braucht, erinnert sie sich nur noch, dass jede der Zahlen zwischen 1 und 7 genau einmal vorkam. Wie viele verschiedene Passwörter können es dann noch sein?

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Für die erste Stelle ist jede(r) möglich. Es gibt also 7 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 6 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 5 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 7 ⋅ 6 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 5040 Möglichkeiten.