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 Menge B = {1; 6; 9; 10}. Bestimme B ‾ .

Lösung einblenden

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

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

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

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

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

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

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 ‾ ={4; 5; 7; 10} oder in der Menge B={6; 7; 8; 9; 10} sind,
also A ‾ ∪ B = {4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

In einer Urne sind 9 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 9 beschriftet. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl dieser Kugel nicht durch 5 teilbar und nicht kleiner als 5 ist.

Lösung einblenden

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

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}, die nicht in der Menge A={5} sind,
also A ‾ = {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 ‾ ={1; 2; 3; 4; 6; 7; 8; 9}, als auch in der Menge B={5; 6; 7; 8; 9} sind,
also A ‾ ∩ B = {6; 7; 8; 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| = 4 9

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) + 62 = 104

Somit gilt: H(A ∩ B) = 104 - 62 = 42

  B B ‾  
A 4262104
A ‾ 72 187
    

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:

72 + H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 187

Somit gilt: H( A ‾ ∩ B ‾ ) = 187 - 72 = 115

  B B ‾  
A 4262104
A ‾ 72115187
    

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:

42 + 72 = H(B)

Somit gilt: H(B) = 42 + 72 = 114

  B B ‾  
A 4262104
A ‾ 72115187
 114  

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:

62 + 115 = H( B ‾ )

Somit gilt: H( B ‾ ) = 62 + 115 = 177

  B B ‾  
A 4262104
A ‾ 72115187
 114177 

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:

104 + 187 = H(B + B ‾ )

Somit gilt: H(B + B ‾ ) = 104 + 187 = 291

  B B ‾  
A 4262104
A ‾ 72115187
 114177291

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  0,170,47
A ‾ 0,32  
   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) + 0.17 = 0.47

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

  B B ‾  
A 0,30,170,47
A ‾ 0,32  
   1

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

0.3 + 0.32 = P(B)

Somit gilt: P(B) = 0.3 + 0.32 = 0.62

  B B ‾  
A 0,30,170,47
A ‾ 0,32  
 0,62 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:

0.47 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.47 = 0.53

  B B ‾  
A 0,30,170,47
A ‾ 0,32 0,53
 0,62 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:

0.32 + P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.53

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0.53 - 0.32 = 0.21

  B B ‾  
A 0,30,170,47
A ‾ 0,320,210,53
 0,62 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:

0.62 + P( B ‾ ) = 1

Somit gilt: P( B ‾ ) = 1 - 0.62 = 0.38

  B B ‾  
A 0,30,170,47
A ‾ 0,320,210,53
 0,620,381

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In einem Monat mit 30 Tagen gab es 17 Tage mit schönem Wetter. Dummerweise gab es 12 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 4 Tage an denen keine Schule und kein schönes Wetter war. Wieviele schulfreie Tage gab es in diesem Monat?

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)
 4 
 17 30

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(schönes Wetter)
B ‾
(schlechtes Wetter)
 
A
(Schule)
12921
A ‾
(schulfrei)
549
 171330

Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie Tage, ist also 9.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 36% der Bevölkerung ausmacht, 66% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 27%. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind insgesamt mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden?

Lösung einblenden

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

A : eigene Partei

A ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

B : zufrieden

B ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,36
A ‾
(andere Partei)
   
    

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
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,36
A ‾
(andere Partei)
  0,64
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 66% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,36 ⋅ 0,66 = 0,2376 berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2376 0,36
A ‾
(andere Partei)
  0,64
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 27% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,64 ⋅ 0,27 = 0,1728 berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2376 0,36
A ‾
(andere Partei)
0,1728 0,64
   1

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

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,23760,12240,36
A ‾
(andere Partei)
0,17280,46720,64
 0,41040,58961

Der gesuchte Wert, Zustimmungsquote insgesamt, ist also 0.4104 = 41.04%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 30,89% aller Smartphones installiert. Auf den iPhones ist sie sogar auf 36% der Geräte installiert. Bei der Untersuchung waren 27% 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)
  0,27
A ‾
(anderes Smartphone)
   
 0,3089  

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)
  0,27
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,73
 0,30890,69111

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 36% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,27 ⋅ 0,36 = 0,0972 berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,0972 0,27
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,73
 0,30890,69111

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

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,09720,17280,27
A ‾
(anderes Smartphone)
0,21170,51830,73
 0,30890,69111

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von nicht iPhone und ohne die App, ist also 0.5183 = 51.83%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 8148129
A ‾ 285785
 109105214

Lösung einblenden

P B ‾ ( A ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für A unter der Vorraussetzung, dass B ‾ bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob B ‾ gilt oder nicht, abtragen:

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

= 109 214
= 105 214
=x
= 81 214
= 28 214
= 48 214
= 57 214

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:
105 214 ⋅ x = 48 214 = |:105 ⋅214
also
P B ‾ ( A ) = x = 48 105 ≈ 0,4571

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B ‾  
A 0,130,750,88
A ‾ 0,070,050,12
 0,20,81

Lösung einblenden

P B ‾ ( A ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für A unter der Vorraussetzung, dass B ‾ bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob B ‾ gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,2
=0,8
=x
=0,13
=0,07
=0,75
=0,05

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:
0,8 ⋅ x = 0,75 = |:0,8
also
P B ‾ ( A ) = x = 0,75 0,8 ≈ 0,9375

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 31% der Bevölkerung ausmacht, 66% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 23%. Wie viel Prozent derjenigen, die mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden sind, sind auch Anhänger seiner Partei?

Lösung einblenden

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

A : eigene Partei

A ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

B : zufrieden

B ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,31
A ‾
(andere Partei)
   
    

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
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,31
A ‾
(andere Partei)
  0,69
   1
=0,31
eigene Partei
=0,69
andere Partei
=0,66
zufrieden
unzufrieden
=0,23
zufrieden
unzufrieden
=0,2046

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 66%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,31 ⋅ 0,66 = 0,2046
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2046 0,31
A ‾
(andere Partei)
  0,69
   1
=0,31
eigene Partei
=0,69
andere Partei
=0,66
zufrieden
unzufrieden
=0,23
zufrieden
unzufrieden
=0,2046
=0,1587

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 23%, also P A ‾ ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ) = 0,69 ⋅ 0,23 = 0,1587
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,2046 0,31
A ‾
(andere Partei)
0,1587 0,69
   1

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

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,20460,10540,31
A ‾
(andere Partei)
0,15870,53130,69
 0,36330,63671

Gesucht ist ja "der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind", also die Wahrscheinlichkeit für A (eigene Partei) unter der Vorraussetzung, dass B (zufrieden) 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 (zufrieden) gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,3633
zufrieden
=0,6367
unzufrieden
=x
eigene Partei
andere Partei
eigene Partei
andere Partei
=0,2046
=0,1587
=0,1054
=0,5313

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:
0,3633 ⋅ x = 0,2046 = |:0,3633
also
P B ( A ) = x = 0,2046 0,3633 ≈ 0,5632


Der gesuchte Wert (der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind) ist also 0,5632 = 56,32%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 30,8% aller Smartphones installiert. 48,57% der installierten Apps sind auf einem iPhone. 50,16% 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)
 0,5016 
 0,308  

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)
 0,1904 
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,5016 
 0,3080,6921
=0,308
installiert
=0,692
nicht installiert
=0,4857
iPhone
anderes Smartphone
iPhone
anderes Smartphone
=0,1496
=0,1904
=0,5016

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "installiert" sind es 48.57%, also P B ( A ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = P ( B ) ⋅ P B ( A ) = 0,308 ⋅ 0,4857 = 0,1496
berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14960,1904 
A ‾
(anderes Smartphone)
 0,5016 
 0,3080,6921

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

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,14960,19040,34
A ‾
(anderes Smartphone)
0,15840,50160,66
 0,3080,6921

Jetzt können wir P(A)=0.34 mit P(B)=0.308 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.15, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.34 ⋅ 0.308 = 0.1047 ≈ 0.105 ≠ 0.15 = 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    
A ‾ 0,3649 0,41
   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) + 0.41 = 1

Somit gilt: P(A) = 1 - 0.41 = 0.59

  B B ‾  
A   0,59
A ‾ 0,3649 0,41
   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 0.41 ⋅ P ( B ) = 0.3649 |: 0.41

somit gilt:

P ( B ) = 0.3649 0.41 = 0.89

  B B ‾  
A   0,59
A ‾ 0,3649 0,41
 0,89 1

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

  B B ‾  
A 0,52510,06490,59
A ‾ 0,36490,04510,41
 0,890,111

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

In einem Land sind 4,37% aller Menschen sowohl minderjährig als auch Linkshänder. Insgesamt sind 81% aller Menschen dieses Lands Rechtshänder. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse "Linkshänder" und "Minderjährigkeit" stochastisch unabhängig sind. Wie viel Prozent der Menschen dieses Landes müssten dann volljährige Erwachsene sein?

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
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
0,0437  
A ‾
(Erwachsene)
   
  0,811

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) + 0.81 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.81 = 0.19

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
0,0437  
A ‾
(Erwachsene)
   
 0,190,811

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Minderjährige" in der Spalte "Linkshänder" P B ( A ) = 0.0437 0.19 = 0,23 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "Minderjährige" auch 0,23 sein. Somit gilt auch P ( A ) = P B ( A ) = 0,23.

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
0,0437 0,23
A ‾
(Erwachsene)
   
 0,190,811

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

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
0,04370,18630,23
A ‾
(Erwachsene)
0,14630,62370,77
 0,190,811

Der prozentualer Anteil der Erwachsenen ist somit 77%

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 51% der Bevölkerung unzufrieden. 16% dieser Unzufriedenen sind sogar Anhänger seiner eigenen Partei. 73,22% der Bevölkerung sind entweder unzufrieden mit seiner Arbeit oder Anhänger seiner Partei. Wie viel Prozent der Anhänger seiner eigenen Partei sind mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden?

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)
   
A ‾
(unzufrieden)
  0,51
    

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)
  0,49
A ‾
(unzufrieden)
  0,51
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "unzufrieden" sind es 16% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,51 ⋅ 0,16 = 0,0816 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,49
A ‾
(unzufrieden)
0,0816 0,51
   1

Nach Verrechnung der Zeilen- und Spaltensummen erhält man:

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,49
A ‾
(unzufrieden)
0,08160,42840,51
   1

Die 73.22% von "entweder unzufrieden oder eigene Partei" verteilen sich ja auf die beiden Felder von P ( A ∩ B ) und P ( A ‾ ∩ B ‾ ) weil ja sowohl "unzufrieden und eigene Partei" als auch "Weder unzufrieden noch eigene Partei" nicht in diesen 73.22% enthalten ist. Es gilt somit:

P ( A ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0,7322, also
0.4284 + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 0,7322

Damit gilt: P ( A ∩ B ) = 0,7322 - 0.4284 = 0.3038

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,3038 0,49
A ‾
(unzufrieden)
0,08160,42840,51
   1

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

  B
(eigene Partei)
B ‾
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,30380,18620,49
A ‾
(unzufrieden)
0,08160,42840,51
 0,38540,61461

Gesucht ist ja, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, also P B ( A ) = P( B ∩ A ) P( B ) = 0.3038 0.3854 ≈ 0.7883


Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, ist also 0.7883 = 78.83%.