Aufgabenbeispiele von Vierfeldertafel
Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen
Mengen-Operationen elementar
Beispiel:
Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {4; 5; 9} und B = {7; 9}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {4; 5; 9} und B = {7; 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 = {1; 3; 10} und B = {1; 2; 3; 4; 6; 10}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 3; 10} und B = {1; 2; 3; 4; 6; 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={1; 3; 10} sind,
also
= {2; 4; 5; 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={1; 2; 3; 4; 6; 10} sind,
also
= {5; 7; 8; 9}
Die Menge
also
Mengen-Operationen Anwendungen
Beispiel:
In einer Urne sind 13 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 13 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl keine Primzahl, aber höchstens die 6 ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13} und die Mengen A = {2; 3; 5; 7; 11; 13} und B = {1; 2; 3; 4; 5; 6}.
Um die Menge
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13},
die nicht in der Menge A={2; 3; 5; 7; 11; 13} sind,
also
= {1; 4; 6; 8; 9; 10; 12}
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 nicht durch 4 teilbar ist und deren Hintergrund eingefärbt ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 2; 4; 9} und B = {4; 8}.
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 B={4; 8} sind,
also
= {1; 2; 3; 5; 6; 7; 9; 10}
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 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( ∩ B) + 40 = 101
Somit gilt: H( ∩ B) = 101 - 40 = 61
| 86 | |||
| 61 | 40 | 101 | |
| 182 |
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:
86 + 61 = H(B)
Somit gilt: H(B) = 86 + 61 = 147
| 86 | |||
| 61 | 40 | 101 | |
| 147 | 182 |
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:
H(A ∩ ) + 40 = 182
Somit gilt: H(A ∩ ) = 182 - 40 = 142
| 86 | 142 | ||
| 61 | 40 | 101 | |
| 147 | 182 |
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:
86 + 142 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 86 + 142 = 228
| 86 | 142 | 228 | |
| 61 | 40 | 101 | |
| 147 | 182 |
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:
147 + 182 = H(B + )
Somit gilt: H(B + ) = 147 + 182 = 329
| 86 | 142 | 228 | |
| 61 | 40 | 101 | |
| 147 | 182 | 329 |
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%.
| 0,54 | |||
| 0,4 | |||
| 0,59 | 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) + 0.59 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.59 = 0.41
| 0,54 | |||
| 0,4 | |||
| 0,41 | 0,59 | 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:
0.54 + P( ∩ ) = 0.59
Somit gilt: P( ∩ ) = 0.59 - 0.54 = 0.05
| 0,54 | |||
| 0,05 | 0,4 | ||
| 0,41 | 0,59 | 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) + 0.4 = 1
Somit gilt: P(A) = 1 - 0.4 = 0.6
| 0,54 | 0,6 | ||
| 0,05 | 0,4 | ||
| 0,41 | 0,59 | 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:
P(A ∩ B) + 0.54 = 0.6
Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.6 - 0.54 = 0.06
| 0,06 | 0,54 | 0,6 | |
| 0,05 | 0,4 | ||
| 0,41 | 0,59 | 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( ∩ B) + 0.05 = 0.4
Somit gilt: P( ∩ B) = 0.4 - 0.05 = 0.35
| 0,06 | 0,54 | 0,6 | |
| 0,35 | 0,05 | 0,4 | |
| 0,41 | 0,59 | 1 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
VFT Anwend. Häufigkeiten
Beispiel:
In einem Monat mit 31 Tagen gab es 17 Tage mit schönem Wetter. Dummerweise gab es 10 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 6 Tage an denen keine Schule und kein schönes Wetter war. Wieviele schulfreie Tage gab es in diesem Monat?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: Schule
: nicht Schule, also schulfrei
: schönes Wetter
: nicht schönes Wetter, also schlechtes Wetter
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | ||
|
(schulfrei) | 6 | ||
| 17 | 31 |
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:
17 + H( ) = 31
Somit gilt: H( ) = 31 - 17 = 14
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | ||
|
(schulfrei) | 6 | ||
| 17 | 14 | 31 |
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:
10 + H( ∩ B) = 17
Somit gilt: H( ∩ B) = 17 - 10 = 7
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | ||
|
(schulfrei) | 7 | 6 | |
| 17 | 14 | 31 |
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:
H(A ∩ ) + 6 = 14
Somit gilt: H(A ∩ ) = 14 - 6 = 8
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | 8 | |
|
(schulfrei) | 7 | 6 | |
| 17 | 14 | 31 |
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:
10 + 8 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 10 + 8 = 18
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | 8 | 18 |
|
(schulfrei) | 7 | 6 | |
| 17 | 14 | 31 |
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:
7 + 6 = H( )
Somit gilt: H( ) = 7 + 6 = 13
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | 8 | 18 |
|
(schulfrei) | 7 | 6 | 13 |
| 17 | 14 | 31 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 10 | 8 | 18 |
|
(schulfrei) | 7 | 6 | 13 |
| 17 | 14 | 31 |
Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie Tage, ist also 13.
VFT Anwend. prozentual (leichter)
Beispiel:
Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 20% der Menschen, die älter als 80 Jahre sind, diese nicht überleben. Von den jüngeren sterben nur 1,2% daran. In einem Land sind 6% der Bevölkerung älter als 80 Jahre. Wie hoch ist in diesem Land das Risiko, an dieser Krankheit zu sterben?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: über 80
: nicht über 80, also höchstens 80
: sterben
: nicht sterben, also überleben
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,06 | ||
|
(höchstens 80) | |||
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.
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,06 | ||
|
(höchstens 80) | 0,94 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "über 80" sind es
20% kann man die Wahrscheinlichkeit
=
0,06 ⋅
0,2 =
0,012 berechnen.
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,012 | 0,06 | |
|
(höchstens 80) | 0,94 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "höchstens 80" sind es
1.2% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,012 | 0,06 | |
|
(höchstens 80) | 0,0113 | 0,94 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,012 | 0,048 | 0,06 |
|
(höchstens 80) | 0,0113 | 0,9287 | 0,94 |
| 0,0233 | 0,9767 | 1 |
Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit an der Krankheit zu sterben, ist also 0.0233 = 2.33%.
VFT Anwend. prozentual (schwerer)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 40% der Bevölkerung zufrieden. Unter den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 39,4% der Bevölkerung ausmacht, hat er sogar Zustimmungswerte von 64,97%. Wie viel Prozent der Bevölkerung ist weder Anhänger seiner Partei noch zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,4 | ||
|
(unzufrieden) | |||
| 0,394 |
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.
|
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,4 | ||
|
(unzufrieden) | 0,6 | ||
| 0,394 | 0,606 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es
64.97% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,256 | 0,4 | |
|
(unzufrieden) | 0,6 | ||
| 0,394 | 0,606 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,256 | 0,144 | 0,4 |
|
(unzufrieden) | 0,138 | 0,462 | 0,6 |
| 0,394 | 0,606 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von unzufrieden und kein Anhänger der Partei, ist also 0.462 = 46.2%.
bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 107 | 68 | 175 |
| | 35 | 155 | 190 |
| 142 | 223 | 365 |
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
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 0,08 | 0,33 | 0,41 |
| | 0,12 | 0,47 | 0,59 |
| 0,2 | 0,8 | 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:
0,41 ⋅ x
= 0,08 = |:0,41
also
bedingte Wahrsch. Anwendungen
Beispiel:
Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 26,72% aller Smartphones installiert. Auf den iPhones ist sie sogar auf 40% der Geräte installiert. Bei der Untersuchung waren 17% aller Smartphones iPhones. Ein Bekannter erzählt, dass er die App installiert hat. Wie groß ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass dieser ein iPhones hat?
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) | 0,17 | ||
|
(anderes Smartphone) | |||
| 0,2672 |
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) | 0,17 | ||
|
(anderes Smartphone) | 0,83 | ||
| 0,2672 | 0,7328 | 1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 40%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,068 | 0,17 | |
|
(anderes Smartphone) | 0,83 | ||
| 0,2672 | 0,7328 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(installiert) |
(nicht installiert) | ||
|---|---|---|---|
|
(iPhone) | 0,068 | 0,102 | 0,17 |
|
(anderes Smartphone) | 0,1992 | 0,6308 | 0,83 |
| 0,2672 | 0,7328 | 1 |
Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit. dass ein Handy mit der App ein iPhone ist", 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:
0,2672 ⋅ x
= 0,068 = |:0,2672
also
Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit. dass ein Handy mit der App ein iPhone ist) ist also 0,2545 = 25,45%.
Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen
Beispiel:
In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen die 120 Schülerinnen und Schüler ihre Kurse für die Kurstufe wählen. Jeder muss entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 29 das Leistungsfach. 39 von den insgesamt 58 Basisfachwahlen kommen von den Jungs. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen 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:
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | ||
|
(Jungs) | 39 | ||
| 58 | 120 |
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) + 58 = 120
Somit gilt: H(B) = 120 - 58 = 62
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | ||
|
(Jungs) | 39 | ||
| 62 | 58 | 120 |
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:
29 + H(
Somit gilt: H(
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | ||
|
(Jungs) | 33 | 39 | |
| 62 | 58 | 120 |
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:
H(A ∩
Somit gilt: H(A ∩
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | 19 | |
|
(Jungs) | 33 | 39 | |
| 62 | 58 | 120 |
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:
29 + 19 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 29 + 19 = 48
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | 19 | 48 |
|
(Jungs) | 33 | 39 | |
| 62 | 58 | 120 |
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:
33 + 39 = H(
Somit gilt: H(
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | 19 | 48 |
|
(Jungs) | 33 | 39 | 72 |
| 62 | 58 | 120 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 29 | 19 | 48 |
|
(Jungs) | 33 | 39 | 72 |
| 62 | 58 | 120 |
Um zu überprüfen, ob die beiden Ereignisse A (Mädchen) und B (Leistungsfach) stochatisch unabhängig sind, müssen wir die absoluten Zahlen zuerst in relative Häufigkeiten umwandeln. Dazu teilen wir einfach alle Zellen durch den Gesamtwert in der rechten unteren Zelle: 120. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,242 | 0,158 | 0,4 |
|
| 0,275 | 0,325 | 0,6 |
| 0,517 | 0,483 | 1 |
Jetzt können wir P(A)=0.4 mit P(B)=0.517 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.242, also:
P(A) ⋅ P(B) = 0.4 ⋅ 0.517 = 0.2067 ≈ 0.207
≠ 0.242 = 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
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,4212 | ||
| 0,54 | 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) + 0.54 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.54 = 0.46
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,4212 | ||
| 0,46 | 0,54 | 1 |
Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch
also
somit gilt:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,4212 | 0,78 | |
| 0,46 | 0,54 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,1012 | 0,1188 | 0,22 |
|
| 0,3588 | 0,4212 | 0,78 |
| 0,46 | 0,54 | 1 |
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 Mädchen wählen 14 das Leistungsfach. Auf das Basisfach fallen insgesamt 24 Wahlen. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind. Wie viele der 48 Schülerinnen und Schüler der 10-ten Klassen sind keine Mädchen?
Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 14 | ||
|
(Jungs) | |||
| 24 | 48 |
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) + 24 = 48
Somit gilt: H(B) = 48 - 24 = 24
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 14 | ||
|
(Jungs) | |||
| 24 | 24 | 48 |
Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Mädchen" in der Spalte "Leistungsfach"
Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "Mädchen" auch
Für den Wert in der Randspalte ergibt sich also
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 14 | 28 | |
|
(Jungs) | |||
| 24 | 24 | 48 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 14 | 14 | 28 |
|
(Jungs) | 10 | 10 | 20 |
| 24 | 24 | 48 |
Die Anzahl nicht weiblicher Schüler ist somit 20
VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)
Beispiel:
In einer groß angelegten Umfrage sind 48,3% der Befragten weiblich. 13,04% dieser weiblichen Befragten sind Fußballfans. 76,3% der Befragten sind keine Fußballfans oder weiblich. Wie hoch ist der Prozentsatz unter allen Befragten, die keine Fußballfans sind?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(weiblich) |
(männlich) | ||
|---|---|---|---|
|
(Fußballfan) | |||
|
(kein Fan) | |||
| 0,483 |
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.
|
(weiblich) |
(männlich) | ||
|---|---|---|---|
|
(Fußballfan) | |||
|
(kein Fan) | |||
| 0,483 | 0,517 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es
13.04% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(weiblich) |
(männlich) | ||
|---|---|---|---|
|
(Fußballfan) | 0,063 | ||
|
(kein Fan) | |||
| 0,483 | 0,517 | 1 |
Die 76.3% von "kein Fan oder weiblich" verteilen sich ja auf die drei Felder von
also auf alle vier Felder außer
0,763 =
Damit gilt:
|
(weiblich) |
(männlich) | ||
|---|---|---|---|
|
(Fußballfan) | 0,063 | 0,237 | |
|
(kein Fan) | |||
| 0,483 | 0,517 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(weiblich) |
(männlich) | ||
|---|---|---|---|
|
(Fußballfan) | 0,063 | 0,237 | 0,3 |
|
(kein Fan) | 0,42 | 0,28 | 0,7 |
| 0,483 | 0,517 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Nicht-Fußballfans, ist also 0.7 = 70%.
