Aufgabenbeispiele von Vierfeldertafel

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Mengen-Operationen elementar

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {3; 4; 5; 7; 9; 10} und B = {1; 3; 6; 8; 10}. Bestimme A ∪ B .

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {3; 4; 5; 7; 9; 10} und B = {1; 3; 6; 8; 10}.

Die Menge A ∪ B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die in der Menge A={3; 4; 5; 7; 9; 10} oder in der Menge B={1; 3; 6; 8; 10} sind,
also A ∪ B = {1; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {2; 3; 4; 5; 7; 8}. Bestimme A ‾ .

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {2; 3; 4; 5; 7; 8}.

Die Menge A ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die nicht in der Menge A={2; 3; 4; 5; 7; 8} sind,
also A ‾ = {1; 6; 9; 10}

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

In einer Urne sind 12 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 12 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl nicht durch 4 teilbar ist, aber mindestens die 7 ist.

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12} und die Mengen A = {4; 8; 12} und B = {7; 8; 9; 10; 11; 12}.

Um die Menge A ‾ ∩ B bestimmen zu können, müssen wir erst noch die Menge A ‾ bestimmen.

Die Menge A ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12}, die nicht in der Menge A={4; 8; 12} sind,
also A ‾ = {1; 2; 3; 5; 6; 7; 9; 10; 11}

Die Menge A ‾ ∩ B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12}, die sowohl in der Menge A ‾ ={1; 2; 3; 5; 6; 7; 9; 10; 11}, als auch in der Menge B={7; 8; 9; 10; 11; 12} sind,
also A ‾ ∩ B = {7; 9; 10; 11}

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 4; 5}. Es wird zufällig ein Element der Ergebnismenge S gewählt. Dabei haben alle Elemente die gleiche Wahrscheinlichkeit. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieses in der Menge B ‾ ist?

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 4; 5}.

Die Menge B ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die nicht in der Menge B={1; 2; 4; 5} sind,
also B ‾ = {3; 6; 7; 8; 9; 10}

Da alle Elemente aus S gleich wahrscheinlich sind, kann man nun die gesuchte Wahrscheinlichkeit über die Anzahl der Elemente der Mengen bestimmen:

P( B ‾ ) = | B ‾ | |S| = 6 10 = 3 5

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

In der angezeigten Vierfeldertafel sind in jeder Zelle Anzahlen. Vervollständige die Vierfeldertafel.

Lösung einblenden

In der 1. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

H(A ∩ B) + 130 = 234

Somit gilt: H(A ∩ B) = 234 - 130 = 104

  B B ‾  
A 104130234
A ‾ 152  
   478

In der 1. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

104 + 152 = H(B)

Somit gilt: H(B) = 104 + 152 = 256

  B B ‾  
A 104130234
A ‾ 152  
 256 478

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

234 + H( A ‾ ) = 478

Somit gilt: H( A ‾ ) = 478 - 234 = 244

  B B ‾  
A 104130234
A ‾ 152 244
 256 478

In der 2. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

152 + H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 244

Somit gilt: H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 244 - 152 = 92

  B B ‾  
A 104130234
A ‾ 15292244
 256 478

In der 3. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

256 + H( B ‾ ) = 478

Somit gilt: H( B ‾ ) = 478 - 256 = 222

  B B ‾  
A 104130234
A ‾ 15292244
 256222478

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

Vierfeldertafel mit Wahrscheinlichkeiten

Beispiel:

In der angezeigten Vierfeldertafel stehen in jeder Zelle Wahrscheinlichkeiten. Vervollständige die Vierfeldertafel.

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P(A)+P( A ‾ ) = P(B)+P( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

  B B ‾  
A  0,020,41
A ‾  0,46 
   1

In der 1. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P(A ∩ B) + 0.02 = 0.41

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.41 - 0.02 = 0.39

  B B ‾  
A 0,390,020,41
A ‾  0,46 
   1

In der 2. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.02 + 0.46 = P( B ‾ )

Somit gilt: P( B ‾ ) = 0.02 + 0.46 = 0.48

  B B ‾  
A 0,390,020,41
A ‾  0,46 
  0,481

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.41 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.41 = 0.59

  B B ‾  
A 0,390,020,41
A ‾  0,460,59
  0,481

In der 2. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P( A ‾ ∩ B) + 0.46 = 0.59

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B) = 0.59 - 0.46 = 0.13

  B B ‾  
A 0,390,020,41
A ‾ 0,130,460,59
  0,481

In der 3. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P(B) + 0.48 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.48 = 0.52

  B B ‾  
A 0,390,020,41
A ‾ 0,130,460,59
 0,520,481

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In einem Monat mit 31 Tagen gab es 17 Tage mit schönem Wetter. Dummerweise gab es 12 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 5 Tage an denen keine Schule und kein schönes Wetter war. Wieviele schulfreie Tage gab es in diesem Monat?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : Schule

A ‾ : nicht Schule, also schulfrei

B : schönes Wetter

B ‾ : nicht schönes Wetter, also schlechtes Wetter

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(schönes Wetter)
B ‾
(schlechtes Wetter)
 
A
(Schule)
12  
A ‾
(schulfrei)
 5 
 17 31

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(schönes Wetter)
B ‾
(schlechtes Wetter)
 
A
(Schule)
12921
A ‾
(schulfrei)
5510
 171431

Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie Tage, ist also 10.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

In einer groß angelegten Umfrage waren 57% der Befragten weiblich. Während 33% der männlichen Befragten angaben, Fußballfans zu sein, waren das bei den weiblichen Befragten nur 10%. Wie viel Prozent der Fußballfans sind weiblich?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : weiblich

A ‾ : nicht weiblich, also männlich

B : Fußballfan

B ‾ : nicht Fußballfan, also kein Fan

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Fußballfan)
B ‾
(kein Fan)
 
A
(weiblich)
  0,57
A ‾
(männlich)
   
    

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(Fußballfan)
B ‾
(kein Fan)
 
A
(weiblich)
  0,57
A ‾
(männlich)
  0,43
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es 10% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,57 ⋅ 0,1 = 0,057 berechnen.

  B
(Fußballfan)
B ‾
(kein Fan)
 
A
(weiblich)
0,057 0,57
A ‾
(männlich)
  0,43
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "männlich" sind es 33% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,43 ⋅ 0,33 = 0,1419 berechnen.

  B
(Fußballfan)
B ‾
(kein Fan)
 
A
(weiblich)
0,057 0,57
A ‾
(männlich)
0,1419 0,43
   1

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(Fußballfan)
B ‾
(kein Fan)
 
A
(weiblich)
0,0570,5130,57
A ‾
(männlich)
0,14190,28810,43
 0,19890,80111

Gesucht ist ja, der Prozentsatz der Frauen unter den Fußballfans, also P B ( A ) = P( B ∩ A ) P( B ) = 0.057 0.1989


Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Frauen unter den Fußballfans, ist also 0.2866 = 28.66%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 34,59% aller Smartphones installiert. Auf den iPhones ist sie sogar auf 50% der Geräte installiert. Bei der Untersuchung waren 33% aller Smartphones iPhones. Wie groß ist der Prozentsatz der Smartphones, die keine iPhones sind und die App nicht installiert haben, unter allen Smartphones?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : iPhone

A ‾ : nicht iPhone, also anderes Smartphone

B : installiert

B ‾ : nicht installiert, also nicht installiert

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
  0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
   
 0,3459  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
  0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,67
 0,34590,65411

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 50% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,33 ⋅ 0,5 = 0,165 berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,165 0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,67
 0,34590,65411

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,1650,1650,33
A ‾
(anderes Smartphone)
0,18090,48910,67
 0,34590,65411

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von nicht iPhone und ohne die App, ist also 0.4891 = 48.91%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit P A ( B ) .

  B B ‾  
A 10651157
A ‾ 1738181
 27959338

Lösung einblenden

P A ( B ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für B unter der Vorraussetzung, dass A bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob A gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von A - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für B weiter.)

= 157 338
= 181 338
=x
= 106 338
= 51 338
= 173 338
= 8 338

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( A ) ⋅ P A ( B ) = P ( A ∩ B ) | : P ( A )

P A ( B ) = P( A ∩ B ) P( A )

oder hier im speziellen:
157 338 ⋅ x = 106 338 = |:157 ⋅338
also
P A ( B ) = x = 106 157 ≈ 0,6752

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit P A ‾ ( B ‾ ) .

  B B ‾  
A 0,170,120,29
A ‾ 0,190,520,71
 0,360,641

Lösung einblenden

P A ‾ ( B ‾ ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für B ‾ unter der Vorraussetzung, dass A ‾ bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob A ‾ gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von A ‾ - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für B ‾ weiter.)

=0,29
=0,71
=x
=0,17
=0,12
=0,19
=0,52

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ‾ ) = P ( A ‾ ∩ B ‾ ) | : P ( A ‾ )

P A ‾ ( B ‾ ) = P( A ‾ ∩ B ‾ ) P( A ‾ )

oder hier im speziellen:
0,71 ⋅ x = 0,52 = |:0,71
also
P A ‾ ( B ‾ ) = x = 0,52 0,71 ≈ 0,7324

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Schätzungen zufolge sind 6% der Lehrer Informatiklehrer. Von den anderen Lehrern nutzen 92% das MS-Office. Von den Informatik-Lehrern bevorzugen aber 83% ein anderes Office-Paket wie OpenOffice oder LibreOffice. Wie hoch ist der Anteil der Informatiklehrer an den Lehrern die ein offenes Office nutzen?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : Informatiklehrer

A ‾ : nicht Informatiklehrer, also andere Lehrer

B : MS-Office

B ‾ : nicht MS-Office, also anderes Office

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
  0,06
A ‾
(andere Lehrer)
   
    

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
  0,06
A ‾
(andere Lehrer)
  0,94
   1
=0,06
Informatiklehrer
=0,94
andere Lehrer
MS-Office
=0,83
anderes Office
=0,92
MS-Office
anderes Office
=0,0498

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "Informatiklehrer" sind es 83%, also P A ( B ‾ ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ‾ ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ‾ ) = 0,06 ⋅ 0,83 = 0,0498
berechnen.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
 0,04980,06
A ‾
(andere Lehrer)
  0,94
   1
=0,06
Informatiklehrer
=0,94
andere Lehrer
MS-Office
=0,83
anderes Office
=0,92
MS-Office
anderes Office
=0,0498
=0,8648

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Lehrer" sind es 92%, also P A ‾ ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ) = 0,94 ⋅ 0,92 = 0,8648
berechnen.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
 0,04980,06
A ‾
(andere Lehrer)
0,8648 0,94
   1

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
0,01020,04980,06
A ‾
(andere Lehrer)
0,86480,07520,94
 0,8750,1251

Gesucht ist ja "der Prozentsatz der Informatiklehrer an den OpenOffice-Nutzern", also die Wahrscheinlichkeit für A (Informatiklehrer) unter der Vorraussetzung, dass B ‾ (anderes Office) bereits eingetroffen ist - kurz P B ‾ ( A ) .

Um diese Wahrscheinlichkeit (bzw. prozentualer Anteil) zu bestimmmen, müssen wir nun das Baumdiagramm anders rum zeichnen. Das ist ja aber kein Problem, weil wir bereits die fertige Vierfeldertafel ausgefüllt haben.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob B ‾ (anderes Office) gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von B ‾ (anderes Office) - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für A (Informatiklehrer) weiter.)

=0,875
MS-Office
=0,125
anderes Office
Informatiklehrer
andere Lehrer
=x
Informatiklehrer
andere Lehrer
=0,0102
=0,8648
=0,0498
=0,0752

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( B ‾ ) ⋅ P B ‾ ( A ) = P ( B ‾ ∩ A ) | : P ( B ‾ )

P B ‾ ( A ) = P( B ‾ ∩ A ) P( B ‾ )

oder hier im speziellen:
0,125 ⋅ x = 0,0498 = |:0,125
also
P B ‾ ( A ) = x = 0,0498 0,125 ≈ 0,3984


Der gesuchte Wert (der Prozentsatz der Informatiklehrer an den OpenOffice-Nutzern) ist also 0,3984 = 39,84%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Nach einer Umfrage könnten sich 48% der Befragten vorstellen, sich als nächstes Auto ein Elektroauto zu kaufen. 46% davon seien auch schon einmal in einem E-Auto gefahren. 39,52% der Befragten meinten, dass sie noch nie in einem E-Auto gesessen sind und sich sicher auch nie eines kaufen werden. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse "E-Auto kaufen" und "Erfahrung mit E-Auto" stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:

A : E-Auto kaufen

A ‾ : nicht E-Auto kaufen, also nicht kaufen

B : E-Auto kennen

B ‾ : nicht E-Auto kennen, also nicht kennen

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
  0,48
A ‾
(nicht kaufen)
 0,3952 
    

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
  0,48
A ‾
(nicht kaufen)
0,12480,39520,52
   1
=0,48
E-Auto kaufen
=0,52
nicht kaufen
=0,46
E-Auto kennen
nicht kennen
E-Auto kennen
nicht kennen
=0,2208
=0,1248
=0,3952

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "E-Auto kaufen" sind es 46%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,48 ⋅ 0,46 = 0,2208
berechnen.

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
0,2208 0,48
A ‾
(nicht kaufen)
0,12480,39520,52
   1

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
0,22080,25920,48
A ‾
(nicht kaufen)
0,12480,39520,52
 0,34560,65441

Jetzt können wir P(A)=0.48 mit P(B)=0.346 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.221, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.48 ⋅ 0.346 = 0.1659 ≈ 0.166 ≠ 0.221 = P(A ∩ B),
A und B sind also stochastisch abhängig.

Stochast. Unabhängigkeit rückwärts

Beispiel:

Vervollständige die Vierfeldertafel so, dass die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

  B B ‾  
A 0,0406  
A ‾    
  0,711

In der 3. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P(B) + 0.71 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.71 = 0.29

  B B ‾  
A 0,0406  
A ‾    
 0,290,711

Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch A und B ) stochastisch unabhängig sind, muss gelten:

P ( A ) ⋅ P ( B ) = P ( A ∩ B )

also P ( A ) ⋅ 0.29 = 0.0406 |: 0.29

somit gilt:

P ( A ) = 0.0406 0.29 = 0.14

  B B ‾  
A 0,0406 0,14
A ‾    
 0,290,711

Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.

  B B ‾  
A 0,04060,09940,14
A ‾ 0,24940,61060,86
 0,290,711

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 840 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den Autos, die nicht zu den E-Autos zählen, werden 147 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt fuhren 252 E-Autos durch die Geschwindigkeitskontrolle. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse "Antriebsart des Auto" und "Geschwindigkeitsübertretung" stochastisch unabhängig sind. Wie viele Autos insgesamt fuhren mit angemessener Geschwindigkeit und wurden nicht geblitzt?

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  252
A ‾
(Verbrenner)
147  
   840

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

252 + H( A ‾ ) = 840

Somit gilt: H( A ‾ ) = 840 - 252 = 588

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  252
A ‾
(Verbrenner)
147 588
   840

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "geblitzte Autos" in der Zeile "Verbrenner" P A ‾ ( B ) = 147 588 = 1 4 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "geblitzte Autos" auch 1 4 sein. Somit gilt auch P ( B ) = P A ‾ ( B ) = 1 4 .

Für den Wert in der Randzeile ergibt sich also 1 4 ⋅840 = 210

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  252
A ‾
(Verbrenner)
147 588
 210 840

Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
63189252
A ‾
(Verbrenner)
147441588
 210630840

Die Anzahl der nicht geblitzten Autos ist somit 630

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

In einer groß angelegten Umfrage sind 50,35% der Befragten weiblich. 17,38% dieser weiblichen Befragten sind Fußballfans. 73,75% der Befragten sind keine Fußballfans oder weiblich. Wie hoch ist der Prozentsatz unter allen Befragten, die keine Fußballfans sind?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:

A : Fußballfan

A ‾ : nicht Fußballfan, also kein Fan

B : weiblich

B ‾ : nicht weiblich, also männlich

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
   
A ‾
(kein Fan)
   
 0,5035  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
   
A ‾
(kein Fan)
   
 0,50350,49651

Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es 17.38% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = 0,5035 ⋅ 0,1738 = 0,0875 berechnen.

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,0875  
A ‾
(kein Fan)
   
 0,50350,49651

Die 73.75% von "kein Fan oder weiblich" verteilen sich ja auf die drei Felder von
P ( A ∩ B ) (Fußballfan und weiblich),
P ( A ‾ ∩ B ) (kein Fan und weiblich) und
P ( A ‾ ∩ B ‾ ) (kein Fan und männlich),
also auf alle vier Felder außer P ( A ∩ B ‾ ) (Fußballfan und männlich). Es gilt somit:

0,7375 = P ( A ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 1 - P ( A ∩ B ‾ )

Damit gilt: P ( A ∩ B ‾ ) = 1 - 0,7375 = 0.2625

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,08750,2625 
A ‾
(kein Fan)
   
 0,50350,49651

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,08750,26250,35
A ‾
(kein Fan)
0,4160,2340,65
 0,50350,49651

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Nicht-Fußballfans, ist also 0.65 = 65%.