Aufgabenbeispiele von Zufallsexperimente

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Zufallsexperiment (einstufig)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 2 Asse, 1 Könige, 3 Damen, und 4 Buben. Eine Karte wird nach Mischen zufällig gezogen. Bestimme jeweils die Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Kartenwerte.
(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: 2 + 1 + 3 + 4=10

Hieraus ergibt sich für ...

Ass: p= 2 10 = 1 5

König: p= 1 10

Dame: p= 3 10

Bube: p= 4 10 = 2 5

mit Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einer Urne sind 3 rote, 8 gelbe, 9 blaue und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal mit zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "1 mal rot und 1 mal gelb"?

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EreignisP
rot -> rot 1 64
rot -> blau 3 64
rot -> gelb 1 24
rot -> schwarz 1 48
blau -> rot 3 64
blau -> blau 9 64
blau -> gelb 1 8
blau -> schwarz 1 16
gelb -> rot 1 24
gelb -> blau 1 8
gelb -> gelb 1 9
gelb -> schwarz 1 18
schwarz -> rot 1 48
schwarz -> blau 1 16
schwarz -> gelb 1 18
schwarz -> schwarz 1 36

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: rot: 1 8 ; blau: 3 8 ; 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:
  • 'rot'-'gelb' (P= 1 24 )
  • 'gelb'-'rot' (P= 1 24 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 24 + 1 24 = 1 12


Ziehen mit Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 10 Kugeln, die mit einer 1 beschriftet sind, 3 2er und 7 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 4 ist?

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EreignisP
1 -> 1 1 4
1 -> 2 3 40
1 -> 3 7 40
2 -> 1 3 40
2 -> 2 9 400
2 -> 3 21 400
3 -> 1 7 40
3 -> 2 21 400
3 -> 3 49 400

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 1: 1 2 ; 2: 3 20 ; 3: 7 20 ;

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :( Die relevanten Pfade sind:
  • '1'-'3' (P= 7 40 )
  • '3'-'1' (P= 7 40 )
  • '2'-'2' (P= 9 400 )

Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

7 40 + 7 40 + 9 400 = 149 400


ohne Zurücklegen (einfach)

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind verschiedene Karten, 8 vom Typ Kreuz, 3 vom Typ Herz, 2 vom Typ Pik und 7 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 14 95
Kreuz -> Herz 6 95
Kreuz -> Pik 4 95
Kreuz -> Karo 14 95
Herz -> Kreuz 6 95
Herz -> Herz 3 190
Herz -> Pik 3 190
Herz -> Karo 21 380
Pik -> Kreuz 4 95
Pik -> Herz 3 190
Pik -> Pik 1 190
Pik -> Karo 7 190
Karo -> Kreuz 14 95
Karo -> Herz 21 380
Karo -> Pik 7 190
Karo -> Karo 21 190

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 2 5 ; Herz: 3 20 ; Pik: 1 10 ; Karo: 7 20 ;

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


'Kreuz'-'Kreuz' (P= 14 95 )
'Herz'-'Herz' (P= 3 190 )
'Pik'-'Pik' (P= 1 190 )
'Karo'-'Karo' (P= 21 190 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

14 95 + 3 190 + 1 190 + 21 190 = 53 190


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einer Urne sind 8 rote, 4 blaue , 8 gelbe und 4 schwarze Kugeln. Es wird zwei mal ohne zurücklegen eine Kugel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "höchstens 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 6 ; "nicht blau": 5 6 ;

Wie man auch im Baumdiagramm unten gut erkennen kann, sind bei 'höchstens einmal blau' alle Möglichkeiten enthalten, außer eben 2 mal 'blau'

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

P=1-P(2 mal 'blau')=1- 1 46 = 45 46

EreignisP
blau -> blau 1 46
blau -> nicht blau 10 69
nicht blau -> blau 10 69
nicht blau -> nicht blau 95 138

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: blau: 1 6 ; nicht blau: 5 6 ;

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


'blau'-'nicht blau' (P= 10 69 )
'nicht blau'-'blau' (P= 10 69 )
'nicht blau'-'nicht blau' (P= 95 138 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

10 69 + 10 69 + 95 138 = 45 46


Ziehen bis erstmals x kommt

Beispiel:

Aus einem Kartenstapel mit 3 Karten der Farbe Herz und 3 weiteren Karten soll solange eine Karte gezogen werden, bis eine Herz-Karte erscheint. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies im 2.Versuch passiert?
(Denk daran, den Bruch vollständig zu kürzen!)

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Die Wahrscheinlichkeit kann man dem einzig möglichen Pfad entlang ablesen:

P= 3 6 3 5
= 3 2 1 5
= 3 10

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

nur Summen

Beispiel:

In einer 8. Klasse gibt es 15 SchülerInnen, die 13 Jahre alt sind, 10 14-Jährige und 2 15-Jährige. Ein Lehrer, der keine Ahnung über das Alter seiner Schüler hat, muss bei zwei SchülerInnen raten, wie alt die beiden zusammen sind. Er tippt auf 30 Jahre. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er zufällig richtig getippt hat?

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Da ja ausschließlich nach '15' gefragt ist, genügt es das Modell auf zwei Möglichkeiten zu beschränken: '15' und 'nicht 15'

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"15": 2 27 ; "nicht 15": 25 27 ;

EreignisP
15 -> 15 1 351
15 -> nicht 15 25 351
nicht 15 -> 15 25 351
nicht 15 -> nicht 15 100 117

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: 15: 2 27 ; nicht 15: 25 27 ;

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


'15'-'15' (P= 1 351 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

1 351 = 1 351


Ziehen ohne Zurücklegen

Beispiel:

In einem Kartenstapel sind 7 Karten der Farbe Kreuz, 5 der Farbe Pik, 7 der Farbe Herz und 5 der Farbe Karo. Es werden 2 Karten vom Stapel gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für "mindestens 1 mal Kreuz"?

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

Einzel-Wahrscheinlichkeiten :"Kreuz": 7 24 ; "nicht Kreuz": 17 24 ;

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

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

P=1-P(0 mal 'Kreuz')=1- 34 69 = 35 69

EreignisP
Kreuz -> Kreuz 7 92
Kreuz -> nicht Kreuz 119 552
nicht Kreuz -> Kreuz 119 552
nicht Kreuz -> nicht Kreuz 34 69

Einzel-Wahrscheinlichkeiten: Kreuz: 7 24 ; nicht Kreuz: 17 24 ;

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


'Kreuz'-'nicht Kreuz' (P= 119 552 )
'nicht Kreuz'-'Kreuz' (P= 119 552 )
'Kreuz'-'Kreuz' (P= 7 92 )


Die Lösung ist also die Summe dieser Wahrscheinlichkeiten:

119 552 + 119 552 + 7 92 = 35 69


Kombinatorik (ohne Binom.)

Beispiel:

Eine Mathelehrerin war bei 8 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?

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Für die erste Stelle ist jede(r) möglich. Es gibt also 8 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 7 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 6 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 8 ⋅ 7 ⋅ 6 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 40320 Möglichkeiten.

Kombinatorik

Beispiel:

Es findet ein Staffellauf im Biathlon der Herren statt. Der Trainer muss 3 Starter und auch die Reihenfolge der Starter nennen. In seinem Team sind 9 geeignete Kandidaten.Wie viele Startmöglichkeiten gibt es?

Lösung einblenden

Für die erste Stelle ist jede(r) Kandidat möglich. Es gibt also 9 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende Kandidat nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 8 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 7 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 9 ⋅ 8 ⋅ 7 = 504 Möglichkeiten.