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 Menge A = {1; 2; 6; 7; 8; 9; 10}. Bestimme A ‾ .

Lösung einblenden

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

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={1; 2; 6; 7; 8; 9; 10} sind,
also A ‾ = {3; 4; 5}

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

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

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; 4; 5; 6} sind,
also B ‾ = {2; 3; 7; 8; 9; 10}

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

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

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 durch 3 teilbar ist oder dass die Zahl dieser Kugel höchstens die 4 ist.

Lösung einblenden

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

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

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| = 5 8

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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:

180 + 173 = H( A ‾ )

Somit gilt: H( A ‾ ) = 180 + 173 = 353

  B B ‾  
A   89
A ‾ 180173353
 236  

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) + 180 = 236

Somit gilt: H(A ∩ B) = 236 - 180 = 56

  B B ‾  
A 56 89
A ‾ 180173353
 236  

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:

89 + 353 = H(B + B ‾ )

Somit gilt: H(B + B ‾ ) = 89 + 353 = 442

  B B ‾  
A 56 89
A ‾ 180173353
 236 442

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:

56 + H(A ∩ B ‾ ) = 89

Somit gilt: H(A ∩ B ‾ ) = 89 - 56 = 33

  B B ‾  
A 563389
A ‾ 180173353
 236 442

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:

236 + H( B ‾ ) = 442

Somit gilt: H( B ‾ ) = 442 - 236 = 206

  B B ‾  
A 563389
A ‾ 180173353
 236206442

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  0,27 
A ‾  0,290,49
   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:

P( A ‾ ∩ B) + 0.29 = 0.49

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B) = 0.49 - 0.29 = 0.2

  B B ‾  
A  0,27 
A ‾ 0,20,290,49
   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:

0.27 + 0.29 = P( B ‾ )

Somit gilt: P( B ‾ ) = 0.27 + 0.29 = 0.56

  B B ‾  
A  0,27 
A ‾ 0,20,290,49
  0,561

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:

P(A) + 0.49 = 1

Somit gilt: P(A) = 1 - 0.49 = 0.51

  B B ‾  
A  0,270,51
A ‾ 0,20,290,49
  0,561

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) + 0.27 = 0.51

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.51 - 0.27 = 0.24

  B B ‾  
A 0,240,270,51
A ‾ 0,20,290,49
  0,561

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) + 0.56 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.56 = 0.44

  B B ‾  
A 0,240,270,51
A ‾ 0,20,290,49
 0,440,561

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen alle Schülerinnen und Schüler entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 23 das Leistungsfach. 22 von den insgesamt 39 Basisfachwahlen kommen von den Jungs. Insgesamt sind 43 Jungs in der Jahrgangstufe. Wie groß ist dann die ganze Jahrgangstufe?

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)
23  
A ‾
(Jungs)
 2243
  39 

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
231740
A ‾
(Jungs)
212243
 443983

Der gesuchte Wert, Anzahl alle zusammen, ist also 83.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Bei iPhones ist die App auf 44% der Geräte installiert, bei anderen Smartphones nur auf 22% der Geräte. Bei der Untersuchung waren 19% 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 unsere Ergebnisse 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)
  0,19
A ‾
(anderes Smartphone)
   
    

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)
  0,19
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,81
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 44% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,19 ⋅ 0,44 = 0,0836 berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0836 0,19
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,81
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "anderes Smartphone" sind es 22% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,81 ⋅ 0,22 = 0,1782 berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0836 0,19
A ‾
(anderes Smartphone)
0,1782 0,81
   1

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

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,08360,10640,19
A ‾
(anderes Smartphone)
0,17820,63180,81
 0,26180,73821

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von nicht iPhone und ohne die App, ist also 0.6318 = 63.18%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 2,61% der Bevölkerung diese nicht überleben. In einem Land sind 94% der Bevölkerung nicht älter als 80 Jahre. Von denen, die die Viruskrankheit nicht überleben, sind 45,98% über 80 Jahre alt. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Infizierter nicht älter als 80 ist und die Krankheit überlebt?

Lösung einblenden

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

A : über 80

A ‾ : nicht über 80, also höchstens 80

B : sterben

B ‾ : nicht sterben, also überleben

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
   
A ‾
(höchstens 80)
  0,94
 0,0261  

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
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
  0,06
A ‾
(höchstens 80)
  0,94
 0,02610,97391

Aus der Information von der Teilgruppe mit "sterben" sind es 45.98% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = 0,0261 ⋅ 0,4598 = 0,012 berechnen.

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,012 0,06
A ‾
(höchstens 80)
  0,94
 0,02610,97391

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

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,0120,0480,06
A ‾
(höchstens 80)
0,01410,92590,94
 0,02610,97391

Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit für unter 80 Jahre und Krankheit überleben, ist also 0.9259 = 92.59%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 91125216
A ‾ 4290132
 133215348

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.)

= 133 348
= 215 348
=x
= 91 348
= 42 348
= 125 348
= 90 348

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:
215 348 ⋅ x = 125 348 = |:215 ⋅348
also
P B ‾ ( A ) = x = 125 215 ≈ 0,5814

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 0,480,40,88
A ‾ 0,080,040,12
 0,560,441

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.)

=0,88
=0,12
=x
=0,48
=0,4
=0,08
=0,04

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:
0,88 ⋅ x = 0,4 = |:0,88
also
P A ( B ‾ ) = x = 0,4 0,88 ≈ 0,4545

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 38% der Bevölkerung ausmacht, 41% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 23%. 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)
  0,38
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)
  0,38
A ‾
(andere Partei)
  0,62
   1
=0,38
eigene Partei
=0,62
andere Partei
=0,41
zufrieden
unzufrieden
=0,23
zufrieden
unzufrieden
=0,1558

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 41%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,38 ⋅ 0,41 = 0,1558
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,1558 0,38
A ‾
(andere Partei)
  0,62
   1
=0,38
eigene Partei
=0,62
andere Partei
=0,41
zufrieden
unzufrieden
=0,23
zufrieden
unzufrieden
=0,1558
=0,1426

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 23%, also P A ‾ ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ) = 0,62 ⋅ 0,23 = 0,1426
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,1558 0,38
A ‾
(andere Partei)
0,1426 0,62
   1

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

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,15580,22420,38
A ‾
(andere Partei)
0,14260,47740,62
 0,29840,70161

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.)

=0,2984
zufrieden
=0,7016
unzufrieden
=x
eigene Partei
andere Partei
eigene Partei
andere Partei
=0,1558
=0,1426
=0,2242
=0,4774

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:
0,2984 ⋅ x = 0,1558 = |:0,2984
also
P B ( A ) = x = 0,1558 0,2984 ≈ 0,5221


Der gesuchte Wert (der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind) ist also 0,5221 = 52,21%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 33,08% aller Smartphones installiert. 44,5% der installierten Apps sind auf einem iPhone. 49,64% aller Smartphones waren keine iPhones und hatten die App nicht installiert. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse "iPhone" und "App ist installiert" stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse 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)
   
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,4964 
 0,3308  

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)
 0,1728 
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,4964 
 0,33080,66921
=0,3308
installiert
=0,6692
nicht installiert
=0,445
iPhone
anderes Smartphone
iPhone
anderes Smartphone
=0,1472
=0,1728
=0,4964

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "installiert" sind es 44.5%, also P B ( A ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = P ( B ) ⋅ P B ( A ) = 0,3308 ⋅ 0,445 = 0,1472
berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14720,1728 
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,4964 
 0,33080,66921

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

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14720,17280,32
A ‾
(anderes Smartphone)
0,18360,49640,68
 0,33080,66921

Jetzt können wir P(A)=0.32 mit P(B)=0.331 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.147, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.32 ⋅ 0.331 = 0.1059 ≈ 0.106 ≠ 0.147 = 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   0,56
A ‾ 0,308  
   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:

0.56 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.56 = 0.44

  B B ‾  
A   0,56
A ‾ 0,308 0,44
   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 0.44 ⋅ P ( B ) = 0.308 |: 0.44

somit gilt:

P ( B ) = 0.308 0.44 = 0.7

  B B ‾  
A   0,56
A ‾ 0,308 0,44
 0,7 1

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

  B B ‾  
A 0,3920,1680,56
A ‾ 0,3080,1320,44
 0,70,31

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 480 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den Autos, die nicht zu den E-Autos zählen, werden 36 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt fuhren 192 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)
  192
A ‾
(Verbrenner)
36  
   480

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:

192 + H( A ‾ ) = 480

Somit gilt: H( A ‾ ) = 480 - 192 = 288

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  192
A ‾
(Verbrenner)
36 288
   480

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "geblitzte Autos" in der Zeile "Verbrenner" P A ‾ ( B ) = 36 288 = 1 8 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "geblitzte Autos" auch 1 8 sein. Somit gilt auch P ( B ) = P A ‾ ( B ) = 1 8 .

Für den Wert in der Randzeile ergibt sich also 1 8 ⋅480 = 60

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  192
A ‾
(Verbrenner)
36 288
 60 480

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

  B
(geblitzte Autos)
B ‾
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
24168192
A ‾
(Verbrenner)
36252288
 60420480

Die Anzahl der nicht geblitzten Autos ist somit 420

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 39% der Bevölkerung unzufrieden. 26% dieser Unzufriedenen sind sogar Anhänger seiner eigenen Partei. 74,61% der Bevölkerung sind entweder unzufrieden mit seiner Arbeit oder Anhänger seiner Partei. Wie viel Prozent der Anhänger seiner eigenen Partei sind 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 : 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)
   
A ‾
(unzufrieden)
  0,39
    

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)
  0,61
A ‾
(unzufrieden)
  0,39
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "unzufrieden" sind es 26% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,39 ⋅ 0,26 = 0,1014 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,61
A ‾
(unzufrieden)
0,1014 0,39
   1

Nach Verrechnung der Zeilen- und Spaltensummen erhält man:

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,61
A ‾
(unzufrieden)
0,10140,28860,39
   1

Die 74.61% von "entweder unzufrieden oder eigene Partei" verteilen sich ja auf die beiden Felder von P ( A ∩ B ) und P ( A ‾ ∩ B ‾ ) weil ja sowohl "unzufrieden und eigene Partei" als auch "Weder unzufrieden noch eigene Partei" nicht in diesen 74.61% enthalten ist. Es gilt somit:

P ( A ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0,7461, also
0.2886 + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0,7461

Damit gilt: P ( A ∩ B ) = 0,7461 - 0.2886 = 0.4575

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,4575 0,61
A ‾
(unzufrieden)
0,10140,28860,39
   1

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

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,45750,15250,61
A ‾
(unzufrieden)
0,10140,28860,39
 0,55890,44111

Gesucht ist ja, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, also P B ( A ) = P( B ∩ A ) P( B ) = 0.4575 0.5589 ≈ 0.8186


Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, ist also 0.8186 = 81.86%.