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

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

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

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

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

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

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

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

In einer Urne sind 10 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 10 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl durch 3 teilbar ist oder deren Zahl höchstens die 4 ist.

Lösung einblenden

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

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

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

In einer Urne sind 10 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 10 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; 9; 10} 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; 9; 10}, die nicht in der Menge A={2; 3; 5; 7} sind,
also A = {1; 4; 6; 8; 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; 4; 6; 8; 9; 10}, 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 10 = 1 5

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

H(A ∩ B) + 53 = 241

Somit gilt: H(A ∩ B) = 241 - 53 = 188

  B B  
A 18853241
A  84 
   495

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:

53 + 84 = H( B )

Somit gilt: H( B ) = 53 + 84 = 137

  B B  
A 18853241
A  84 
  137495

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:

241 + H( A ) = 495

Somit gilt: H( A ) = 495 - 241 = 254

  B B  
A 18853241
A  84254
  137495

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:

H( A ∩ B) + 84 = 254

Somit gilt: H( A ∩ B) = 254 - 84 = 170

  B B  
A 18853241
A 17084254
  137495

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) + 137 = 495

Somit gilt: H(B) = 495 - 137 = 358

  B B  
A 18853241
A 17084254
 358137495

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  0,17 
A 0,03  
 0,53 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:

0.53 + P( B ) = 1

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

  B B  
A  0,17 
A 0,03  
 0,530,471

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:

P(A ∩ B) + 0.03 = 0.53

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.53 - 0.03 = 0.5

  B B  
A 0,50,17 
A 0,03  
 0,530,471

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:

0.17 + P( A B ) = 0.47

Somit gilt: P( A B ) = 0.47 - 0.17 = 0.3

  B B  
A 0,50,17 
A 0,030,3 
 0,530,471

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:

0.5 + 0.17 = P(A)

Somit gilt: P(A) = 0.5 + 0.17 = 0.67

  B B  
A 0,50,170,67
A 0,030,3 
 0,530,471

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:

0.03 + 0.3 = P( A )

Somit gilt: P( A ) = 0.03 + 0.3 = 0.33

  B B  
A 0,50,170,67
A 0,030,30,33
 0,530,471

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 nicht weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen fahren trotzdem 213 mit dem Bus oder Auto. Von den 418 SchülerInnen, die weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen, kommen aber immerhin 79 mit dem Fahrrad oder zu Fuß. Insgesamt fahren 284 mit dem Fahrrad oder gehen zu Fuß. Wie viele SchülerInnen hat die Schule ?

Lösung einblenden

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

A : nah

A : nicht nah, also entfernt

B : Fahrrad/Fuß

B : nicht Fahrrad/Fuß, also Bus/Auto

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Fahrrad/Fuß)
B
(Bus/Auto)
 
A
(nah)
 213 
A
(entfernt)
79 418
 284  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Fahrrad/Fuß)
B
(Bus/Auto)
 
A
(nah)
205213418
A
(entfernt)
79339418
 284552836

Der gesuchte Wert, Anzahl der Schüler der Schule, ist also 836.

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 18% 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)
  0,18
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)
  0,18
A
(anderes Smartphone)
  0,82
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 44% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,18 0,44 = 0,0792 berechnen.

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0792 0,18
A
(anderes Smartphone)
  0,82
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "anderes Smartphone" sind es 22% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,82 0,22 = 0,1804 berechnen.

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0792 0,18
A
(anderes Smartphone)
0,1804 0,82
   1

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

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,07920,10080,18
A
(anderes Smartphone)
0,18040,63960,82
 0,25960,74041

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von nicht iPhone und ohne die App, ist also 0.6396 = 63.96%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 31% der Bevölkerung zufrieden. Unter den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 33,64% der Bevölkerung ausmacht, hat er sogar Zustimmungswerte von 58,98%. 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)
  0,31
A
(unzufrieden)
   
 0,3364  

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)
  0,31
A
(unzufrieden)
  0,69
 0,33640,66361

Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 58.98% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B A ) = 0,3364 0,5898 = 0,1984 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,1984 0,31
A
(unzufrieden)
  0,69
 0,33640,66361

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

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,19840,11160,31
A
(unzufrieden)
0,1380,5520,69
 0,33640,66361

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von unzufrieden und kein Anhänger der Partei, ist also 0.552 = 55.2%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B  
A 120147267
A 12379202
 243226469

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.)

= 267 469
= 202 469
=x
= 120 469
= 147 469
= 123 469
= 79 469

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:
202 469 x = 123 469 = |:202 ⋅469
also
P A ( B ) = x = 123 202 ≈ 0,6089

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B  
A 0,280,310,59
A 0,320,090,41
 0,60,41

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.)

=0,59
=0,41
=x
=0,28
=0,31
=0,32
=0,09

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:
0,41x = 0,09 = |:0,41
also
P A ( B ) = x = 0,09 0,41 ≈ 0,2195

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Schätzungen zufolge sind 0,1% 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 98,7% 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?

Lösung einblenden

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

A : infiziert

A : nicht infiziert, also nicht infiziert

B : Test positiv

B : nicht Test positiv, also Test negativ

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
  0,001
A
(nicht infiziert)
   
    

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
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
  0,001
A
(nicht infiziert)
  0,999
   1
=0,001
infiziert
=0,999
nicht infiziert
=0,991
Test positiv
Test negativ
=0,013
Test positiv
Test negativ
=0,000991

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "infiziert" sind es 99.1%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = P ( A ) P A ( B ) = 0,001 0,991 = 0,000991
berechnen.

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,000991 0,001
A
(nicht infiziert)
  0,999
   1
=0,001
infiziert
=0,999
nicht infiziert
=0,991
Test positiv
Test negativ
=0,013
Test positiv
Test negativ
=0,000991
=0,012987

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "nicht infiziert" sind es 1.3%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = P ( A ) P A ( B ) = 0,999 0,013 = 0,012987
berechnen.

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,000991 0,001
A
(nicht infiziert)
0,012987 0,999
   1

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

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,0009910,0000090,001
A
(nicht infiziert)
0,0129870,9860130,999
 0,0139780,9860221

Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein", also die Wahrscheinlichkeit für A (infiziert) unter der Vorraussetzung, dass B (Test positiv) 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 (Test positiv) gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,013978
Test positiv
=0,986022
Test negativ
=x
infiziert
nicht infiziert
infiziert
nicht infiziert
=0,000991
=0,012987
=0,000009
=0,986013

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:
0,013978x = 0,000991 = |:0,013978
also
P B ( A ) = x = 0,000991 0,013978 ≈ 0,0709


Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein) ist also 0,0709 = 7,09%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 37,34% aller Smartphones installiert. 39,02% der installierten Apps sind auf einem iPhone. 46,23% 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)
 0,4623 
 0,3734  

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)
 0,1643 
A
(anderes Smartphone)
 0,4623 
 0,37340,62661
=0,3734
installiert
=0,6266
nicht installiert
=0,3902
iPhone
anderes Smartphone
iPhone
anderes Smartphone
=0,1457
=0,1643
=0,4623

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "installiert" sind es 39.02%, also P B ( A ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( B A ) = P ( B ) P B ( A ) = 0,3734 0,3902 = 0,1457
berechnen.

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14570,1643 
A
(anderes Smartphone)
 0,4623 
 0,37340,62661

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

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14570,16430,31
A
(anderes Smartphone)
0,22770,46230,69
 0,37340,62661

Jetzt können wir P(A)=0.31 mit P(B)=0.373 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.146, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.31 ⋅ 0.373 = 0.1158 ≈ 0.116 ≠ 0.146 = 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 0,032  
A   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:

P(A) + 0.8 = 1

Somit gilt: P(A) = 1 - 0.8 = 0.2

  B B  
A 0,032 0,2
A   0,8
   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 0.2 ⋅ P ( B ) = 0.032 |: 0.2

somit gilt:

P ( B ) = 0.032 0.2 = 0.16

  B B  
A 0,032 0,2
A   0,8
 0,16 1

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

  B B  
A 0,0320,1680,2
A 0,1280,6720,8
 0,160,841

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 800 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den Autos, die nicht zu den E-Autos zählen, werden 128 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt fuhren 160 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)
  160
A
(Verbrenner)
128  
   800

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:

160 + H( A ) = 800

Somit gilt: H( A ) = 800 - 160 = 640

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  160
A
(Verbrenner)
128 640
   800

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "geblitzte Autos" in der Zeile "Verbrenner" P A ( B ) = 128 640 = 1 5 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "geblitzte Autos" auch 1 5 sein. Somit gilt auch P ( B ) = P A ( B ) = 1 5 .

Für den Wert in der Randzeile ergibt sich also 1 5 ⋅800 = 160

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
  160
A
(Verbrenner)
128 640
 160 800

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

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
32128160
A
(Verbrenner)
128512640
 160640800

Die Anzahl der nicht geblitzten Autos ist somit 640

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Bei der Untersuchung waren 20% aller Smartphones iPhones. Bei den iPhones ist die App auf 36% der Geräte installiert. 46,4% 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)
  0,2
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)
  0,2
A
(anderes Smartphone)
  0,8
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 36% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,2 0,36 = 0,072 berechnen.

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,072 0,2
A
(anderes Smartphone)
  0,8
   1

Die 46.4% 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:

0,464 = P ( A B ) + P ( A B ) + P ( A B ) = 1 - P ( A B )

Damit gilt: P ( A B ) = 1 - 0,464 = 0.536

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,072 0,2
A
(anderes Smartphone)
 0,5360,8
   1

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

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0720,1280,2
A
(anderes Smartphone)
0,2640,5360,8
 0,3360,6641

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Smartphones ohne die App, ist also 0.664 = 66.4%.