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 = {1; 2; 4; 5; 7; 9; 10} und B = {5; 8; 10}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 2; 4; 5; 7; 9; 10} und B = {5; 8; 10}.
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 = {4; 8; 9; 10} und B = {1; 3; 4; 6; 8; 10}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {4; 8; 9; 10} und B = {1; 3; 4; 6; 8; 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 B={1; 3; 4; 6; 8; 10} sind,
also
= {2; 5; 7; 9}
Die Menge
also
Mengen-Operationen Anwendungen
Beispiel:
In einer Urne sind 10 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 10 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl nicht durch 2 teilbar ist, aber mindestens die 7 ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {2; 4; 6; 8; 10} und B = {7; 8; 9; 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={2; 4; 6; 8; 10} sind,
also
= {1; 3; 5; 7; 9}
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 2 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 = {2; 8} und B = {2; 4; 6; 8}.
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 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) + 13 = 178
Somit gilt: H(A ∩ B) = 178 - 13 = 165
| 165 | 13 | 178 | |
| 110 | |||
| 86 |
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:
165 + 110 = H(B)
Somit gilt: H(B) = 165 + 110 = 275
| 165 | 13 | 178 | |
| 110 | |||
| 275 | 86 |
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:
13 + H( ∩ ) = 86
Somit gilt: H( ∩ ) = 86 - 13 = 73
| 165 | 13 | 178 | |
| 110 | 73 | ||
| 275 | 86 |
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:
110 + 73 = H( )
Somit gilt: H( ) = 110 + 73 = 183
| 165 | 13 | 178 | |
| 110 | 73 | 183 | |
| 275 | 86 |
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:
275 + 86 = H(B + )
Somit gilt: H(B + ) = 275 + 86 = 361
| 165 | 13 | 178 | |
| 110 | 73 | 183 | |
| 275 | 86 | 361 |
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%.
| 0,05 | |||
| 0,33 | |||
| 0,28 | 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) + 0.28 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.28 = 0.72
| 0,05 | |||
| 0,33 | |||
| 0,72 | 0,28 | 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:
0.05 + P( ∩ ) = 0.28
Somit gilt: P( ∩ ) = 0.28 - 0.05 = 0.23
| 0,05 | |||
| 0,23 | 0,33 | ||
| 0,72 | 0,28 | 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) + 0.33 = 1
Somit gilt: P(A) = 1 - 0.33 = 0.67
| 0,05 | 0,67 | ||
| 0,23 | 0,33 | ||
| 0,72 | 0,28 | 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) + 0.05 = 0.67
Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.67 - 0.05 = 0.62
| 0,62 | 0,05 | 0,67 | |
| 0,23 | 0,33 | ||
| 0,72 | 0,28 | 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) + 0.23 = 0.33
Somit gilt: P( ∩ B) = 0.33 - 0.23 = 0.1
| 0,62 | 0,05 | 0,67 | |
| 0,1 | 0,23 | 0,33 | |
| 0,72 | 0,28 | 1 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
VFT Anwend. Häufigkeiten
Beispiel:
In einem Monat mit 31 Tagen gab es 15 Tage mit schönem Wetter. Dummerweise gab es 8 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 5 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) | 8 | ||
|
(schulfrei) | 5 | ||
| 15 | 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:
15 + H( ) = 31
Somit gilt: H( ) = 31 - 15 = 16
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | ||
|
(schulfrei) | 5 | ||
| 15 | 16 | 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:
8 + H( ∩ B) = 15
Somit gilt: H( ∩ B) = 15 - 8 = 7
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | ||
|
(schulfrei) | 7 | 5 | |
| 15 | 16 | 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 ∩ ) + 5 = 16
Somit gilt: H(A ∩ ) = 16 - 5 = 11
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | 11 | |
|
(schulfrei) | 7 | 5 | |
| 15 | 16 | 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:
8 + 11 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 8 + 11 = 19
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | 11 | 19 |
|
(schulfrei) | 7 | 5 | |
| 15 | 16 | 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 + 5 = H( )
Somit gilt: H( ) = 7 + 5 = 12
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | 11 | 19 |
|
(schulfrei) | 7 | 5 | 12 |
| 15 | 16 | 31 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
|---|---|---|---|
|
(Schule) | 8 | 11 | 19 |
|
(schulfrei) | 7 | 5 | 12 |
| 15 | 16 | 31 |
Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie Tage, ist also 12.
VFT Anwend. prozentual (leichter)
Beispiel:
Schätzungen zufolge sind 7% der Lehrer Informatiklehrer. Von den anderen Lehrern nutzen 96% das MS-Office. Von den Informatik-Lehrern bevorzugen aber 89% ein anderes Office-Paket wie OpenOffice oder LibreOffice. Wie viel Prozent der Lehrer insgesamt nutzen nach diesen Schätzungen das MS-Office?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: Informatiklehrer
: nicht Informatiklehrer, also andere
: MS-Office
: nicht MS-Office, also anderes Office
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
|---|---|---|---|
|
(Informatiklehrer) | 0,07 | ||
|
(andere) | |||
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.
|
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
|---|---|---|---|
|
(Informatiklehrer) | 0,07 | ||
|
(andere) | 0,93 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "Informatiklehrer" sind es
89% kann man die Wahrscheinlichkeit
=
0,07 ⋅
0,89 =
0,0623 berechnen.
|
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
|---|---|---|---|
|
(Informatiklehrer) | 0,0623 | 0,07 | |
|
(andere) | 0,93 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "andere" sind es
96% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
|---|---|---|---|
|
(Informatiklehrer) | 0,0623 | 0,07 | |
|
(andere) | 0,8928 | 0,93 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
|---|---|---|---|
|
(Informatiklehrer) | 0,0077 | 0,0623 | 0,07 |
|
(andere) | 0,8928 | 0,0372 | 0,93 |
| 0,9005 | 0,0995 | 1 |
Der gesuchte Wert, Prozentsatz an MS-Office, ist also 0.9005 = 90.05%.
VFT Anwend. prozentual (schwerer)
Beispiel:
Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 1,85% der Bevölkerung diese nicht überleben. In einem Land sind 95% der Bevölkerung nicht älter als 80 Jahre. Von den über 80-jährigen sterben sogar 18% an dieser Viruskrankheit. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Infizierter nicht älter als 80 ist und die Krankheit überlebt?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | |||
|
(höchstens 80) | 0,95 | ||
| 0,0185 |
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.
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,05 | ||
|
(höchstens 80) | 0,95 | ||
| 0,0185 | 0,9815 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "über 80" sind es
18% kann man die Wahrscheinlichkeit
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,009 | 0,05 | |
|
(höchstens 80) | 0,95 | ||
| 0,0185 | 0,9815 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(sterben) |
(überleben) | ||
|---|---|---|---|
|
(über 80) | 0,009 | 0,041 | 0,05 |
|
(höchstens 80) | 0,0095 | 0,9405 | 0,95 |
| 0,0185 | 0,9815 | 1 |
Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit für unter 80 Jahre und Krankheit überleben, ist also 0.9405 = 94.05%.
bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 136 | 42 | 178 |
| | 85 | 40 | 125 |
| 221 | 82 | 303 |
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
| | | ||
|---|---|---|---|
| | 0,24 | 0,13 | 0,37 |
| | 0,15 | 0,48 | 0,63 |
| 0,39 | 0,61 | 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:
0,63 ⋅ x
= 0,48 = |:0,63
also
bedingte Wahrsch. Anwendungen
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 24% der Bevölkerung ausmacht, 52% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 18%. Wie viel Prozent derjenigen, die mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden sind, sind auch Anhänger seiner Partei?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
|
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
|---|---|---|---|
|
(eigene Partei) | 0,24 | ||
|
(andere Partei) | |||
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.
|
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
|---|---|---|---|
|
(eigene Partei) | 0,24 | ||
|
(andere Partei) | 0,76 | ||
| 1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 52%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
|
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
|---|---|---|---|
|
(eigene Partei) | 0,1248 | 0,24 | |
|
(andere Partei) | 0,76 | ||
| 1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 18%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
|
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
|---|---|---|---|
|
(eigene Partei) | 0,1248 | 0,24 | |
|
(andere Partei) | 0,1368 | 0,76 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
|
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
|---|---|---|---|
|
(eigene Partei) | 0,1248 | 0,1152 | 0,24 |
|
(andere Partei) | 0,1368 | 0,6232 | 0,76 |
| 0,2616 | 0,7384 | 1 |
Gesucht ist ja "der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind", 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:
0,2616 ⋅ x
= 0,1248 = |:0,2616
also
Der gesuchte Wert (der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind) ist also 0,4771 = 47,71%.
Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen
Beispiel:
Ein Fahrradhändler hat in einem Jahr 2500 Fahrräder verkauft. Davon waren 765 Mountainbikes ohne zusätzlichen Elektroantrieb. Insgesamt wurden 1225 E-Bikes verkauft. Von den Rädern, die kein Mountainbike sind, wurden insgesamt (E-Bike und andere zusammen) 1343 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) | 1225 | ||
|
(kein E-Bike) | 765 | ||
| 1343 | 2500 |
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) + 1343 = 2500
Somit gilt: H(B) = 2500 - 1343 = 1157
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 1225 | ||
|
(kein E-Bike) | 765 | ||
| 1157 | 1343 | 2500 |
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) + 765 = 1157
Somit gilt: H(A ∩ B) = 1157 - 765 = 392
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 392 | 1225 | |
|
(kein E-Bike) | 765 | ||
| 1157 | 1343 | 2500 |
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:
1225 + H(
Somit gilt: H(
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 392 | 1225 | |
|
(kein E-Bike) | 765 | 1275 | |
| 1157 | 1343 | 2500 |
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:
392 + H(A ∩
Somit gilt: H(A ∩
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 392 | 833 | 1225 |
|
(kein E-Bike) | 765 | 1275 | |
| 1157 | 1343 | 2500 |
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:
765 + H(
Somit gilt: H(
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 392 | 833 | 1225 |
|
(kein E-Bike) | 765 | 510 | 1275 |
| 1157 | 1343 | 2500 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
|
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
|---|---|---|---|
|
(E-Bike) | 392 | 833 | 1225 |
|
(kein E-Bike) | 765 | 510 | 1275 |
| 1157 | 1343 | 2500 |
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: 2500. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,157 | 0,333 | 0,49 |
|
| 0,306 | 0,204 | 0,51 |
| 0,463 | 0,537 | 1 |
Jetzt können wir P(A)=0.49 mit P(B)=0.463 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.157, also:
P(A) ⋅ P(B) = 0.49 ⋅ 0.463 = 0.2268 ≈ 0.227
≠ 0.157 = 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
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1426 | ||
| 0,46 | 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) + 0.46 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.46 = 0.54
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1426 | ||
| 0,54 | 0,46 | 1 |
Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch
also
somit gilt:
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| |||
|
| 0,1426 | 0,31 | |
| 0,54 | 0,46 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
|
| ||
|---|---|---|---|
|
| 0,3726 | 0,3174 | 0,69 |
|
| 0,1674 | 0,1426 | 0,31 |
| 0,54 | 0,46 | 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 Schülern, die keine Mädchen sind, wählen 12 das Leistungsfach. Insgesamt gibt es 30 Mädchen in dieser Klassenstufe. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind. Wie viele der insgeamt 60 Wahlen entfielen auf das Basisfach Mathe?
Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:
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(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 30 | ||
|
(Jungs) | 12 | ||
| 60 |
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:
30 + H(
Somit gilt: H(
|
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 30 | ||
|
(Jungs) | 12 | 30 | |
| 60 |
Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Leistungsfach" in der Zeile "Jungs"
Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "Leistungsfach" auch
Für den Wert in der Randzeile ergibt sich also
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(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 30 | ||
|
(Jungs) | 12 | 30 | |
| 24 | 60 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
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(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
|---|---|---|---|
|
(Mädchen) | 12 | 18 | 30 |
|
(Jungs) | 12 | 18 | 30 |
| 24 | 36 | 60 |
Die Anzahl der Schüler:innen mit Basisfach ist somit 36
VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 34% der Bevölkerung zufrieden. 68% dieser Zufriedenen sind aber auch Anhänger seiner eigenen Partei. 86,14% der Bevölkerung sind keine Anhänger seiner Partei oder zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind Anhänger seiner Partei?
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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(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,34 | ||
|
(unzufrieden) | |||
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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(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,34 | ||
|
(unzufrieden) | 0,66 | ||
| 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "zufrieden" sind es
68% kann man die Wahrscheinlichkeit
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(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,2312 | 0,34 | |
|
(unzufrieden) | 0,66 | ||
| 1 |
Die 86.14% von "zufrieden oder andere Partei" verteilen sich ja auf die drei Felder von
also auf alle vier Felder außer
0,8614 =
Damit gilt:
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(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,2312 | 0,34 | |
|
(unzufrieden) | 0,1386 | 0,66 | |
| 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
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(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
|---|---|---|---|
|
(zufrieden) | 0,2312 | 0,1088 | 0,34 |
|
(unzufrieden) | 0,1386 | 0,5214 | 0,66 |
| 0,3698 | 0,6302 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von Anhänger der Partei, ist also 0.3698 = 36.98%.
