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 Menge A = {3; 4; 6; 7}. Bestimme A ‾ .

Lösung einblenden

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

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

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

In einer Urne sind 13 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 13 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl durch 3 teilbar ist oder deren Zahl höchstens die 5 ist.

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13} und die Mengen A = {3; 6; 9; 12} und B = {1; 2; 3; 4; 5}.

Die Menge A ∪ B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13}, die in der Menge A={3; 6; 9; 12} oder in der Menge B={1; 2; 3; 4; 5} sind,
also A ∪ B = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 12}

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

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)

Ein Glücksrad wie rechts abgebildet wird einmal gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl des gewählten Sektors nicht durch 5 teilbar ist und deren Hintergrund eingefärbt ist.

Lösung einblenden

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

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

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

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

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| = 3 9 = 1 3

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) + 116 = 299

Somit gilt: H(A ∩ B) = 299 - 116 = 183

  B B ‾  
A 183116299
A ‾ 7072 
    

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:

70 + 72 = H( A ‾ )

Somit gilt: H( A ‾ ) = 70 + 72 = 142

  B B ‾  
A 183116299
A ‾ 7072142
    

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:

183 + 70 = H(B)

Somit gilt: H(B) = 183 + 70 = 253

  B B ‾  
A 183116299
A ‾ 7072142
 253  

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:

116 + 72 = H( B ‾ )

Somit gilt: H( B ‾ ) = 116 + 72 = 188

  B B ‾  
A 183116299
A ‾ 7072142
 253188 

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:

299 + 142 = H(B + B ‾ )

Somit gilt: H(B + B ‾ ) = 299 + 142 = 441

  B B ‾  
A 183116299
A ‾ 7072142
 253188441

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  0,14 
A ‾ 0,22 0,24
   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:

0.22 + P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.24

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.24 - 0.22 = 0.02

  B B ‾  
A  0,14 
A ‾ 0,220,020,24
   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:

0.14 + 0.02 = P( B ‾ )

Somit gilt: P( B ‾ ) = 0.14 + 0.02 = 0.16

  B B ‾  
A  0,14 
A ‾ 0,220,020,24
  0,161

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) + 0.24 = 1

Somit gilt: P(A) = 1 - 0.24 = 0.76

  B B ‾  
A  0,140,76
A ‾ 0,220,020,24
  0,161

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) + 0.14 = 0.76

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.76 - 0.14 = 0.62

  B B ‾  
A 0,620,140,76
A ‾ 0,220,020,24
  0,161

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) + 0.16 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.16 = 0.84

  B B ‾  
A 0,620,140,76
A ‾ 0,220,020,24
 0,840,161

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In einem Monat mit 30 Tagen gab es 8 Tage, an denen keine Schule war. Dummerweise gab es 12 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 3 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)
12  
A ‾
(schulfrei)
 38
   30

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(schönes Wetter)
B ‾
(schlechtes Wetter)
 
A
(Schule)
121022
A ‾
(schulfrei)
538
 171330

Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie schöne Tage, ist also 5.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 16% der Menschen, die älter als 80 Jahre sind, diese nicht überleben. Von den jüngeren sterben nur 1,2% daran. In einem Land sind 8% der Bevölkerung älter als 80 Jahre. Wie hoch ist in diesem Land das Risiko, an dieser Krankheit zu sterben?

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)
  0,08
A ‾
(höchstens 80)
   
    

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)
  0,08
A ‾
(höchstens 80)
  0,92
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "über 80" sind es 16% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,08 ⋅ 0,16 = 0,0128 berechnen.

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,0128 0,08
A ‾
(höchstens 80)
  0,92
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "höchstens 80" sind es 1.2% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,92 ⋅ 0,012 = 0,011 berechnen.

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,0128 0,08
A ‾
(höchstens 80)
0,011 0,92
   1

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

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,01280,06720,08
A ‾
(höchstens 80)
0,0110,9090,92
 0,02380,97621

Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit an der Krankheit zu sterben, ist also 0.0238 = 2.38%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 1,96% der Bevölkerung diese nicht überleben. In einem Land sind 92% der Bevölkerung nicht älter als 80 Jahre. Von denen, die die Viruskrankheit nicht überleben, sind 53,06% 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)
  0,92
 0,0196  

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)
  0,08
A ‾
(höchstens 80)
  0,92
 0,01960,98041

Aus der Information von der Teilgruppe mit "sterben" sind es 53.06% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = 0,0196 ⋅ 0,5306 = 0,0104 berechnen.

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,0104 0,08
A ‾
(höchstens 80)
  0,92
 0,01960,98041

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

  B
(sterben)
B ‾
(überleben)
 
A
(über 80)
0,01040,06960,08
A ‾
(höchstens 80)
0,00920,91080,92
 0,01960,98041

Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit für unter 80 Jahre und Krankheit überleben, ist also 0.9108 = 91.08%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 33187220
A ‾ 184866
 51235286

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.)

= 220 286
= 66 286
=x
= 33 286
= 187 286
= 18 286
= 48 286

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:
66 286 ⋅ x = 48 286 = |:66 ⋅286
also
P A ‾ ( B ‾ ) = x = 48 66 ≈ 0,7273

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 0,190,20,39
A ‾ 0,060,550,61
 0,250,751

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.)

=0,39
=0,61
=x
=0,19
=0,2
=0,06
=0,55

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:
0,39 ⋅ x = 0,19 = |:0,39
also
P A ( B ) = x = 0,19 0,39 ≈ 0,4872

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 29,75% aller Smartphones installiert. Auf den iPhones ist sie sogar auf 50% der Geräte installiert. Bei der Untersuchung waren 25% aller Smartphones iPhones. Ein Bekannter erzählt, dass er die App installiert hat. Wie groß ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass dieser ein iPhones hat?

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)
  0,25
A ‾
(anderes Smartphone)
   
 0,2975  

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)
  0,25
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,75
 0,29750,70251
=0,25
iPhone
=0,75
anderes Smartphone
=0,5
installiert
nicht installiert
installiert
nicht installiert
=0,125

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 50%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,25 ⋅ 0,5 = 0,125
berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,125 0,25
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,75
 0,29750,70251

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

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,1250,1250,25
A ‾
(anderes Smartphone)
0,17250,57750,75
 0,29750,70251

Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit. dass ein Handy mit der App ein iPhone ist", also die Wahrscheinlichkeit für A (iPhone) unter der Vorraussetzung, dass B (installiert) 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 (installiert) gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,2975
installiert
=0,7025
nicht installiert
=x
iPhone
anderes Smartphone
iPhone
anderes Smartphone
=0,125
=0,1725
=0,125
=0,5775

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:
0,2975 ⋅ x = 0,125 = |:0,2975
also
P B ( A ) = x = 0,125 0,2975 ≈ 0,4202


Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit. dass ein Handy mit der App ein iPhone ist) ist also 0,4202 = 42,02%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Nach einer Umfrage könnten sich 18% der Befragten vorstellen, sich als nächstes Auto ein Elektroauto zu kaufen. 42% davon seien auch schon einmal in einem E-Auto gefahren. 47,56% 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)
  0,18
A ‾
(nicht kaufen)
 0,4756 
    

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)
  0,18
A ‾
(nicht kaufen)
0,34440,47560,82
   1
=0,18
E-Auto kaufen
=0,82
nicht kaufen
=0,42
E-Auto kennen
nicht kennen
E-Auto kennen
nicht kennen
=0,0756
=0,3444
=0,4756

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "E-Auto kaufen" sind es 42%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,18 ⋅ 0,42 = 0,0756
berechnen.

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
0,0756 0,18
A ‾
(nicht kaufen)
0,34440,47560,82
   1

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

  B
(E-Auto kennen)
B ‾
(nicht kennen)
 
A
(E-Auto kaufen)
0,07560,10440,18
A ‾
(nicht kaufen)
0,34440,47560,82
 0,420,581

Jetzt können wir P(A)=0.18 mit P(B)=0.42 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.076, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.18 ⋅ 0.42 = 0.0756 ≈ 0.076 ≈ 0.076 = P(A ∩ B),
A und B sind also näherungsweise stochastisch unabhängig.

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 0,188  
A ‾    
  0,531

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) + 0.53 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.53 = 0.47

  B B ‾  
A 0,188  
A ‾    
 0,470,531

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 ) ⋅ 0.47 = 0.188 |: 0.47

somit gilt:

P ( A ) = 0.188 0.47 = 0.4

  B B ‾  
A 0,188 0,4
A ‾    
 0,470,531

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

  B B ‾  
A 0,1880,2120,4
A ‾ 0,2820,3180,6
 0,470,531

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

An einer Schule müssen alle Schülerinnen und Schüler der 10-ten Klassen für ihre Kurswahl entweder das Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Schülern, die keine Mädchen sind, wählen 18 das Leistungsfach. Insgesamt gibt es 112 Mädchen in dieser Klassenstufe. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind. Wie viele der insgeamt 160 Wahlen entfielen auf das Basisfach Mathe?

Lösung einblenden

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

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
  112
A ‾
(Jungs)
18  
   160

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:

112 + H( A ‾ ) = 160

Somit gilt: H( A ‾ ) = 160 - 112 = 48

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
  112
A ‾
(Jungs)
18 48
   160

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Leistungsfach" in der Zeile "Jungs" P A ‾ ( B ) = 18 48 = 3 8 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "Leistungsfach" auch 3 8 sein. Somit gilt auch P ( B ) = P A ‾ ( B ) = 3 8 .

Für den Wert in der Randzeile ergibt sich also 3 8 ⋅160 = 60

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
  112
A ‾
(Jungs)
18 48
 60 160

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

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
4270112
A ‾
(Jungs)
183048
 60100160

Die Anzahl der Schüler:innen mit Basisfach ist somit 100

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Bei der Untersuchung waren 19% aller Smartphones iPhones. Bei den iPhones ist die App auf 44% der Geräte installiert. 42,49% aller untersuchten Smartphones sind iPhones oder haben diese App installiert. Wie groß ist der Prozentsatz der Smartphones, die die App nicht installiert haben?

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

Die 42.49% von "iPhone oder installiert" verteilen sich ja auf die drei Felder von
P ( A ∩ B ) (iPhone und installiert),
P ( A ∩ B ‾ ) (iPhone und nicht installiert) und
P ( A ‾ ∩ B ) (anderes Smartphone und installiert),
also auf alle vier Felder außer P ( A ‾ ∩ B ‾ ) (anderes Smartphone und nicht installiert). Es gilt somit:

0,4249 = P ( A ∩ B ) + P ( A ∩ B ‾ ) + P ( A ‾ ∩ B ) = 1 - P ( A ‾ ∩ B ‾ )

Damit gilt: P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 1 - 0,4249 = 0.5751

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0836 0,19
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,57510,81
   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)
0,23490,57510,81
 0,31850,68151

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Smartphones ohne die App, ist also 0.6815 = 68.15%.