Aufgabenbeispiele von Vierfeldertafel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mengen-Operationen elementar

Beispiel:

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

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

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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; 3; 8; 9; 10} sind,
also B ‾ = {4; 5; 6; 7}

Mengen-Operationen Anwendungen

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)

Bestimme alle Sektoren, deren Zahl durch 2 teilbar ist und deren Hintergrund eingefärbt ist.

Lösung einblenden

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

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

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

In einer Urne sind 8 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 8 beschriftet. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl dieser Kugel keine Primzahl und nicht größer als 5 ist.

Lösung einblenden

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

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}, die nicht in der Menge A={2; 3; 5; 7} sind,
also A ‾ = {1; 4; 6; 8}

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

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

P( A ‾ ∩ B ) = | A ‾ ∩ B | |S| = 2 8 = 1 4

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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:

H(B) + 216 = 407

Somit gilt: H(B) = 407 - 216 = 191

  B B ‾  
A  110 
A ‾ 66  
 191216407

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:

H(A ∩ B) + 66 = 191

Somit gilt: H(A ∩ B) = 191 - 66 = 125

  B B ‾  
A 125110 
A ‾ 66  
 191216407

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:

110 + H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 216

Somit gilt: H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 216 - 110 = 106

  B B ‾  
A 125110 
A ‾ 66106 
 191216407

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:

125 + 110 = H(A)

Somit gilt: H(A) = 125 + 110 = 235

  B B ‾  
A 125110235
A ‾ 66106 
 191216407

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:

66 + 106 = H( A ‾ )

Somit gilt: H( A ‾ ) = 66 + 106 = 172

  B B ‾  
A 125110235
A ‾ 66106172
 191216407

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 0,110,12 
A ‾ 0,69  
   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:

0.11 + 0.12 = P(A)

Somit gilt: P(A) = 0.11 + 0.12 = 0.23

  B B ‾  
A 0,110,120,23
A ‾ 0,69  
   1

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:

0.11 + 0.69 = P(B)

Somit gilt: P(B) = 0.11 + 0.69 = 0.8

  B B ‾  
A 0,110,120,23
A ‾ 0,69  
 0,8 1

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:

0.23 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.23 = 0.77

  B B ‾  
A 0,110,120,23
A ‾ 0,69 0,77
 0,8 1

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:

0.69 + P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.77

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.77 - 0.69 = 0.08

  B B ‾  
A 0,110,120,23
A ‾ 0,690,080,77
 0,8 1

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:

0.8 + P( B ‾ ) = 1

Somit gilt: P( B ‾ ) = 1 - 0.8 = 0.2

  B B ‾  
A 0,110,120,23
A ‾ 0,690,080,77
 0,80,21

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In einem Monat mit 30 Tagen gab es 14 Tage, an denen keine Schule war. Dummerweise gab es 7 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 6 Tage an denen keine Schule und kein schönes Wetter war. Wieviele schulfreie Tage mit schönem Wetter gab es?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse 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)
7  
A ‾
(schulfrei)
 614
   30

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(schönes Wetter)
B ‾
(schlechtes Wetter)
 
A
(Schule)
7916
A ‾
(schulfrei)
8614
 151530

Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie schöne Tage, ist also 8.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 31% der Bevölkerung ausmacht, 66% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 28%. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind insgesamt mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden?

Lösung einblenden

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

A : eigene Partei

A ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

B : zufrieden

B ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,31
A ‾
(andere Partei)
   
    

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
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,31
A ‾
(andere Partei)
  0,69
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 66% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,31 ⋅ 0,66 = 0,2046 berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2046 0,31
A ‾
(andere Partei)
  0,69
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 28% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,69 ⋅ 0,28 = 0,1932 berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2046 0,31
A ‾
(andere Partei)
0,1932 0,69
   1

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

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,20460,10540,31
A ‾
(andere Partei)
0,19320,49680,69
 0,39780,60221

Der gesuchte Wert, Zustimmungsquote insgesamt, ist also 0.3978 = 39.78%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 38% der Bevölkerung zufrieden. Unter den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 31,88% der Bevölkerung ausmacht, hat er sogar Zustimmungswerte von 57,21%. Wie viel Prozent der Bevölkerung ist weder Anhänger seiner Partei noch zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs?

Lösung einblenden

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

A : zufrieden

A ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

B : eigene Partei

B ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,38
A ‾
(unzufrieden)
   
 0,3188  

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
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,38
A ‾
(unzufrieden)
  0,62
 0,31880,68121

Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 57.21% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = 0,3188 ⋅ 0,5721 = 0,1824 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,1824 0,38
A ‾
(unzufrieden)
  0,62
 0,31880,68121

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

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,18240,19760,38
A ‾
(unzufrieden)
0,13640,48360,62
 0,31880,68121

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von unzufrieden und kein Anhänger der Partei, ist also 0.4836 = 48.36%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 112125237
A ‾ 179167346
 291292583

Lösung einblenden

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

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

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

= 291 583
= 292 583
=x
= 112 583
= 179 583
= 125 583
= 167 583

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:
292 583 ⋅ x = 167 583 = |:292 ⋅583
also
P B ‾ ( A ‾ ) = x = 167 292 ≈ 0,5719

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 0,270,050,32
A ‾ 0,160,520,68
 0,430,571

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.)

=0,32
=0,68
=x
=0,27
=0,05
=0,16
=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:
0,68 ⋅ x = 0,16 = |:0,68
also
P A ‾ ( B ) = x = 0,16 0,68 ≈ 0,2353

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 37% der Bevölkerung ausmacht, 42% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 26%. Wie viel Prozent derjenigen, die mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden sind, sind auch Anhänger seiner Partei?

Lösung einblenden

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

A : eigene Partei

A ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

B : zufrieden

B ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,37
A ‾
(andere Partei)
   
    

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
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,37
A ‾
(andere Partei)
  0,63
   1
=0,37
eigene Partei
=0,63
andere Partei
=0,42
zufrieden
unzufrieden
=0,26
zufrieden
unzufrieden
=0,1554

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 42%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,37 ⋅ 0,42 = 0,1554
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,1554 0,37
A ‾
(andere Partei)
  0,63
   1
=0,37
eigene Partei
=0,63
andere Partei
=0,42
zufrieden
unzufrieden
=0,26
zufrieden
unzufrieden
=0,1554
=0,1638

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 26%, also P A ‾ ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ) = 0,63 ⋅ 0,26 = 0,1638
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,1554 0,37
A ‾
(andere Partei)
0,1638 0,63
   1

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

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,15540,21460,37
A ‾
(andere Partei)
0,16380,46620,63
 0,31920,68081

Gesucht ist ja "der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind", also die Wahrscheinlichkeit für A (eigene Partei) unter der Vorraussetzung, dass B (zufrieden) 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 (zufrieden) gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,3192
zufrieden
=0,6808
unzufrieden
=x
eigene Partei
andere Partei
eigene Partei
andere Partei
=0,1554
=0,1638
=0,2146
=0,4662

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:
0,3192 ⋅ x = 0,1554 = |:0,3192
also
P B ( A ) = x = 0,1554 0,3192 ≈ 0,4868


Der gesuchte Wert (der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind) ist also 0,4868 = 48,68%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen die 120 Schülerinnen und Schüler ihre Kurse für die Kurstufe wählen. Jeder muss entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 43 das Leistungsfach. 24 von den insgesamt 53 Basisfachwahlen kommen von den Jungs. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

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

A : Mädchen

A ‾ : nicht Mädchen, also Jungs

B : Leistungsfach

B ‾ : nicht Leistungsfach, also Basisfach

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
43  
A ‾
(Jungs)
 24 
  53120

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
432972
A ‾
(Jungs)
242448
 6753120

Um zu überprüfen, ob die beiden Ereignisse A (Mädchen) und B (Leistungsfach) stochatisch unabhängig sind, müssen wir die absoluten Zahlen zuerst in relative Häufigkeiten umwandeln. Dazu teilen wir einfach alle Zellen durch den Gesamtwert in der rechten unteren Zelle: 120. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:

  B B ‾  
A 0,3580,2420,6
A ‾ 0,20,20,4
 0,5580,4421

Jetzt können wir P(A)=0.6 mit P(B)=0.558 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.358, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.6 ⋅ 0.558 = 0.335 ≠ 0.358 = 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 0,1826 0,22
A ‾    
   1

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:

0.22 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.22 = 0.78

  B B ‾  
A 0,1826 0,22
A ‾   0,78
   1

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 0.22 ⋅ P ( B ) = 0.1826 |: 0.22

somit gilt:

P ( B ) = 0.1826 0.22 = 0.83

  B B ‾  
A 0,1826 0,22
A ‾   0,78
 0,83 1

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

  B B ‾  
A 0,18260,03740,22
A ‾ 0,64740,13260,78
 0,830,171

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 448 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den Autos, die nicht zu den E-Autos zählen, werden 70 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt fuhren 168 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)
  168
A ‾
(Verbrenner)
70  
   448

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:

168 + H( A ‾ ) = 448

Somit gilt: H( A ‾ ) = 448 - 168 = 280

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  168
A ‾
(Verbrenner)
70 280
   448

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "geblitzte Autos" in der Zeile "Verbrenner" P A ‾ ( B ) = 70 280 = 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 ⋅448 = 112

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  168
A ‾
(Verbrenner)
70 280
 112 448

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

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
42126168
A ‾
(Verbrenner)
70210280
 112336448

Die Anzahl der nicht geblitzten Autos ist somit 336

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 50% der Bevölkerung zufrieden. 69% dieser Zufriedenen sind aber auch Anhänger seiner eigenen Partei. 91,5% der Bevölkerung sind keine Anhänger seiner Partei oder zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind Anhänger seiner Partei?

Lösung einblenden

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

A : zufrieden

A ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

B : eigene Partei

B ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,5
A ‾
(unzufrieden)
   
    

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
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,5
A ‾
(unzufrieden)
  0,5
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "zufrieden" sind es 69% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,5 ⋅ 0,69 = 0,345 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,345 0,5
A ‾
(unzufrieden)
  0,5
   1

Die 91.5% von "zufrieden oder andere Partei" verteilen sich ja auf die drei Felder von
P ( A ∩ B ) (zufrieden und eigene Partei),
P ( A ∩ B ‾ ) (zufrieden und andere Partei) und
P ( A ‾ ∩ B ‾ ) (unzufrieden und andere Partei),
also auf alle vier Felder außer P ( A ‾ ∩ B ) (unzufrieden und eigene Partei). Es gilt somit:

0,915 = P ( A ∩ B ) + P ( A ∩ B ‾ ) + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 1 - P ( A ‾ ∩ B )

Damit gilt: P ( A ‾ ∩ B ) = 1 - 0,915 = 0.085

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,345 0,5
A ‾
(unzufrieden)
0,085 0,5
   1

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

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,3450,1550,5
A ‾
(unzufrieden)
0,0850,4150,5
 0,430,571

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von Anhänger der Partei, ist also 0.43 = 43%.