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 = {2; 6; 8; 9} und B = {1; 2; 5; 8; 9}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {2; 6; 8; 9} und B = {1; 2; 5; 8; 9}.
Die Menge
also
Mengen-Operationen (allg.)
Beispiel:
Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {5; 10} und B = {2; 7; 10}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {5; 10} und B = {2; 7; 10}.
Um die Menge
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10},
die nicht in der Menge A={5; 10} sind,
also
= {1; 2; 3; 4; 6; 7; 8; 9}
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10},
die nicht in der Menge B={2; 7; 10} sind,
also
= {1; 3; 4; 5; 6; 8; 9}
Die Menge
also
Mengen-Operationen Anwendungen
Beispiel:
(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)
Bestimme alle Sektoren, deren Zahl durch 5 teilbar ist und deren Hintergrund eingefärbt ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6} und die Mengen A = {1; 4} und B = {5}.
Die Menge
also
Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit
Beispiel:
(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)
Ein Glücksrad wie rechts abgebildet wird einmal gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl des gewählten Sektors durch 3 teilbar ist oder der Hintergrund dieses Sektors eingefärbt ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8} und die Mengen A = {4; 7; 8} und B = {3; 6}.
Die Menge
also
Da alle Elemente aus S gleich wahrscheinlich sind, kann man nun die gesuchte Wahrscheinlichkeit über die Anzahl der Elemente der Mengen bestimmen:
P(
Vierfeldertafel mit Anzahlen
Beispiel:
In der angezeigten Vierfeldertafel sind in jeder Zelle Anzahlen. Vervollständige die Vierfeldertafel.
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:
263 + 183 = H(B + )
Somit gilt: H(B + ) = 263 + 183 = 446
| 179 | |||
| 104 | |||
| 263 | 183 | 446 |
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) + 104 = 263
Somit gilt: H(A ∩ B) = 263 - 104 = 159
| 159 | 179 | ||
| 104 | |||
| 263 | 183 | 446 |
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:
179 + H( ) = 446
Somit gilt: H( ) = 446 - 179 = 267
| 159 | 179 | ||
| 104 | 267 | ||
| 263 | 183 | 446 |
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:
159 + H(A ∩ ) = 179
Somit gilt: H(A ∩ ) = 179 - 159 = 20
| 159 | 20 | 179 | |
| 104 | 267 | ||
| 263 | 183 | 446 |
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:
104 + H( ∩ ) = 267
Somit gilt: H( ∩ ) = 267 - 104 = 163
| 159 | 20 | 179 | |
| 104 | 163 | 267 | |
| 263 | 183 | 446 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
Vierfeldertafel mit Wahrscheinlichkeiten
Beispiel:
In der angezeigten Vierfeldertafel stehen in jeder Zelle Wahrscheinlichkeiten. Vervollständige die Vierfeldertafel.
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P(A)+P( ) = P(B)+P( ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass gilt 100%.
| 0,11 | |||
| 0,4 | 0,81 | ||
| 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:
0.4 + P( ∩ ) = 0.81
Somit gilt: P( ∩ ) = 0.81 - 0.4 = 0.41
| 0,11 | |||
| 0,4 | 0,41 | 0,81 | |
| 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 + 0.4 = P(B)
Somit gilt: P(B) = 0.11 + 0.4 = 0.51
| 0,11 | |||
| 0,4 | 0,41 | 0,81 | |
| 0,51 | 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:
P(A) + 0.81 = 1
Somit gilt: P(A) = 1 - 0.81 = 0.19
| 0,11 | 0,19 | ||
| 0,4 | 0,41 | 0,81 | |
| 0,51 | 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 + P(A ∩ ) = 0.19
Somit gilt: P(A ∩ ) = 0.19 - 0.11 = 0.08
| 0,11 | 0,08 | 0,19 | |
| 0,4 | 0,41 | 0,81 | |
| 0,51 | 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:
0.51 + P( ) = 1
Somit gilt: P( ) = 1 - 0.51 = 0.49
| 0,11 | 0,08 | 0,19 | |
| 0,4 | 0,41 | 0,81 | |
| 0,51 | 0,49 | 1 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
VFT Anwend. Häufigkeiten
Beispiel:
Alle SchülerInnen eines Gymnasiums kommen entweder mit dem Fahrrad bzw. zu Fuß oder aber mit dem Bus oder einem Auto zur Schule. Von denen, die weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen, fahren 509 mit dem Bus oder Auto. Von den 384 SchülerInnen, die nicht weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen, kommen aber immerhin 173 mit dem Fahrrad oder zu Fuß. Insgesamt fahren 217 mit dem Fahrrad oder gehen zu Fuß. Wie viele SchülerInnen hat die Schule ?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: nah
: nicht nah, also entfernt
: Fahrrad/Fuß
: nicht Fahrrad/Fuß, also Bus/Auto
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 384 | |
|
(entfernt) | 509 | ||
| 217 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel 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:
173 + H(A ∩ ) = 384
Somit gilt: H(A ∩ ) = 384 - 173 = 211
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 509 | ||
| 217 |
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:
173 + H( ∩ B) = 217
Somit gilt: H( ∩ B) = 217 - 173 = 44
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 44 | 509 | |
| 217 |
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:
211 + 509 = H( )
Somit gilt: H( ) = 211 + 509 = 720
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 44 | 509 | |
| 217 | 720 |
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:
44 + 509 = H( )
Somit gilt: H( ) = 44 + 509 = 553
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 44 | 509 | 553 |
| 217 | 720 |
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:
217 + 720 = H(B + )
Somit gilt: H(B + ) = 217 + 720 = 937
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 44 | 509 | 553 |
| 217 | 720 | 937 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(Fahrrad/Fuß) |
(Bus/Auto) | ||
|---|---|---|---|
|
(nah) | 173 | 211 | 384 |
|
(entfernt) | 44 | 509 | 553 |
| 217 | 720 | 937 |
Der gesuchte Wert, Anzahl der Schüler der Schule, ist also 937.
VFT Anwend. prozentual (leichter)
Beispiel:
In einer groß angelegten Umfrage waren 49% der Befragten weiblich. Während 31% der männlichen Befragten angaben, Fußballfans zu sein, waren das bei den weiblichen Befragten nur 13%. Wie viel Prozent der Fußballfans sind weiblich?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: weiblich
: nicht weiblich, also männlich
: Fußballfan
: nicht Fußballfan, also kein Fan
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
|---|---|---|---|
|
(weiblich) | 0,49 | ||
|
(männlich) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe + = + = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass gilt oder dass gilt 100%.
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
|
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
|---|---|---|---|
|
(weiblich) | 0,49 | ||
|
(männlich) | 0,51 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es
13% kann man die Wahrscheinlichkeit
=
0,49 ⋅
0,13 =
0,0637 berechnen.
|
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
|---|---|---|---|
|
(weiblich) | 0,0637 | 0,49 | |
|
(männlich) | 0,51 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "männlich" sind es
31% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
|---|---|---|---|
|
(weiblich) | 0,0637 | 0,49 | |
|
(männlich) | 0,1581 | 0,51 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
|---|---|---|---|
|
(weiblich) | 0,0637 | 0,4263 | 0,49 |
|
(männlich) | 0,1581 | 0,3519 | 0,51 |
| 0,2218 | 0,7782 | 1 |
Gesucht ist ja, der Prozentsatz der Frauen unter den Fußballfans, also
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Frauen unter den Fußballfans, ist also 0.2872 = 28.72%.
VFT Anwend. prozentual (schwerer)
Beispiel:
Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 30,23% aller Smartphones installiert. 27,65% der installierten Apps sind auf einem iPhone. 59,13% aller Smartphones waren keine iPhones und hatten die App nicht installiert. Als Smartphones gibt es iPhones und Nicht-iPhones. Wie groß ist der Prozentsatz der iPhones unter allen Smartphones?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | |||
|
(anderes Smartphone) | 0,5913 | ||
| 0,3023 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,1064 | ||
|
(anderes Smartphone) | 0,5913 | ||
| 0,3023 | 0,6977 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "installiert" sind es
27.65% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,0836 | 0,1064 | |
|
(anderes Smartphone) | 0,5913 | ||
| 0,3023 | 0,6977 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,0836 | 0,1064 | 0,19 |
|
(anderes Smartphone) | 0,2187 | 0,5913 | 0,81 |
| 0,3023 | 0,6977 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz iPhones unter allen Smartphones, ist also 0.19 = 19%.
bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 122 | 98 | 220 |
| | 115 | 44 | 159 |
| 237 | 142 | 379 |
Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
also
bedingte Wahrsch. (nur Prozente)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 0,07 | 0,04 | 0,11 |
| | 0,77 | 0,12 | 0,89 |
| 0,84 | 0,16 | 1 |
Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
0,84 ⋅ x
= 0,77 = |:0,84
also
bedingte Wahrsch. Anwendungen
Beispiel:
Schätzungen zufolge sind 0,2% der Bevölkerung an einem Virus infiziert. Ein Testverfahren auf diesen Virus liefert bei 99,1% der tatsächlich infizierten auch einen positives Ergebnis. Bei den nicht infizierten zeigt dies der Test auch zu 99% an. Beim Blutspenden wird ein Mensch positiv auf dieses Virus getestet. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er auch tatsächlich mit diesem Virus infiziert ist?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
|---|---|---|---|
|
(infiziert) | 0,002 | ||
|
(nicht infiziert) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
|
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
|---|---|---|---|
|
(infiziert) | 0,002 | ||
|
(nicht infiziert) | 0,998 | ||
| 1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "infiziert" sind es 99.1%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
|
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
|---|---|---|---|
|
(infiziert) | 0,001982 | 0,002 | |
|
(nicht infiziert) | 0,998 | ||
| 1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "nicht infiziert" sind es 1%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
|
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
|---|---|---|---|
|
(infiziert) | 0,001982 | 0,002 | |
|
(nicht infiziert) | 0,00998 | 0,998 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
|---|---|---|---|
|
(infiziert) | 0,001982 | 0,000018 | 0,002 |
|
(nicht infiziert) | 0,00998 | 0,98802 | 0,998 |
| 0,011962 | 0,988038 | 1 |
Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein", also die Wahrscheinlichkeit für
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
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
0,011962 ⋅ x
= 0,001982 = |:0,011962
also
Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein) ist also 0,1657 = 16,57%.
Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen
Beispiel:
Ein Fahrradhändler hat in einem Jahr 2000 Fahrräder verkauft. Davon waren 439 Mountainbikes ohne zusätzlichen Elektroantrieb. Insgesamt wurden 980 E-Bikes verkauft. Von den Rädern, die kein Mountainbike sind, wurden insgesamt (E-Bike und andere zusammen) 1257 Stück verkauft. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse "Mountainbike" und "E-Bike" stochastisch unabhängig sind.
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 980 | ||
|
(kein E-Bike) | 439 | ||
| 1257 | 2000 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel 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) + 1257 = 2000
Somit gilt: H(B) = 2000 - 1257 = 743
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 980 | ||
|
(kein E-Bike) | 439 | ||
| 743 | 1257 | 2000 |
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) + 439 = 743
Somit gilt: H(A ∩ B) = 743 - 439 = 304
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 304 | 980 | |
|
(kein E-Bike) | 439 | ||
| 743 | 1257 | 2000 |
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:
980 + H(
Somit gilt: H(
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 304 | 980 | |
|
(kein E-Bike) | 439 | 1020 | |
| 743 | 1257 | 2000 |
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:
304 + H(A ∩
Somit gilt: H(A ∩
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 304 | 676 | 980 |
|
(kein E-Bike) | 439 | 1020 | |
| 743 | 1257 | 2000 |
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:
439 + H(
Somit gilt: H(
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 304 | 676 | 980 |
|
(kein E-Bike) | 439 | 581 | 1020 |
| 743 | 1257 | 2000 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 304 | 676 | 980 |
|
(kein E-Bike) | 439 | 581 | 1020 |
| 743 | 1257 | 2000 |
Um zu überprüfen, ob die beiden Ereignisse A (E-Bike) und B (Mountainbike) 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: 2000. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,152 | 0,338 | 0,49 |
|
| 0,22 | 0,291 | 0,51 |
| 0,372 | 0,629 | 1 |
Jetzt können wir P(A)=0.49 mit P(B)=0.372 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.152, also:
P(A) ⋅ P(B) = 0.49 ⋅ 0.372 = 0.182 ≈ 0.182
≠ 0.152 = 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.
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1978 | ||
| 0,86 | 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:
0.86 + P(
Somit gilt: P(
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1978 | ||
| 0,86 | 0,14 | 1 |
Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch
also
somit gilt:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1978 | 0,23 | |
| 0,86 | 0,14 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,6622 | 0,1078 | 0,77 |
|
| 0,1978 | 0,0322 | 0,23 |
| 0,86 | 0,14 | 1 |
Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)
Beispiel:
In einem Land sind 2,53% aller Menschen sowohl minderjährig als auch Linkshänder. Insgesamt sind 89% aller Menschen dieses Lands Rechtshänder. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse "Linkshänder" und "Minderjährigkeit" stochastisch unabhängig sind. Wie viel Prozent der Menschen dieses Landes müssten dann volljährige Erwachsene sein?
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
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(Linkshänder) |
(Rechtshänder) | ||
|---|---|---|---|
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(Minderjährige) | 0,0253 | ||
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(Erwachsene) | |||
| 0,89 | 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:
P(B) + 0.89 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.89 = 0.11
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(Linkshänder) |
(Rechtshänder) | ||
|---|---|---|---|
|
(Minderjährige) | 0,0253 | ||
|
(Erwachsene) | |||
| 0,11 | 0,89 | 1 |
Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Minderjährige" in der Spalte "Linkshänder"
Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "Minderjährige" auch
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(Linkshänder) |
(Rechtshänder) | ||
|---|---|---|---|
|
(Minderjährige) | 0,0253 | 0,23 | |
|
(Erwachsene) | |||
| 0,11 | 0,89 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
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(Linkshänder) |
(Rechtshänder) | ||
|---|---|---|---|
|
(Minderjährige) | 0,0253 | 0,2047 | 0,23 |
|
(Erwachsene) | 0,0847 | 0,6853 | 0,77 |
| 0,11 | 0,89 | 1 |
Der prozentualer Anteil der Erwachsenen ist somit 77%
VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)
Beispiel:
Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Bei der Untersuchung waren 30% aller Smartphones iPhones. Bei den iPhones ist die App auf 40% der Geräte installiert. 51% aller untersuchten Smartphones sind iPhones oder haben diese App installiert. Wie groß ist der Prozentsatz der Smartphones, die die App nicht installiert haben?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
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(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,3 | ||
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(anderes Smartphone) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
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(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,3 | ||
|
(anderes Smartphone) | 0,7 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es
40% kann man die Wahrscheinlichkeit
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(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,12 | 0,3 | |
|
(anderes Smartphone) | 0,7 | ||
| 1 |
Die 51% von "iPhone oder installiert" verteilen sich ja auf die drei Felder von
also auf alle vier Felder außer
0,51 =
Damit gilt:
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(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,12 | 0,3 | |
|
(anderes Smartphone) | 0,49 | 0,7 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
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(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,12 | 0,18 | 0,3 |
|
(anderes Smartphone) | 0,21 | 0,49 | 0,7 |
| 0,33 | 0,67 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Smartphones ohne die App, ist also 0.67 = 67%.
