Die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer (also hier, dass ein entnommener Chips defekt sind) beträgt p = 0,15, für einen Nicht-Treffer (also hier, dass ein entnommener Chips nicht defekt ist) beträgt sie q = 1 - 0,15 = $\mathrm{0,85}$. Da ja der Nicht-Treffer genau im zweiten Durchgang kommen soll, ist auch hier nur ein Pfad im Baumdiagramm möglich. Dessen Wahrscheinlichkeit lässt sich dann wie folgt berechnen:

P = 0,15⋅$\mathrm{0,85}$⋅0,15⋅0,15 = $\mathrm{0,85}·{\mathrm{0,15}}^3$ ≈ 0.0029 .

Wenn man von der allgememeinen Formel für den Binomialkoeffizient
$\left(\begin{array}{c}7\\ 4\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{7!}}{\mathrm{4!\; \cdot \; (7\; -\; 4)!}}$ = $\frac{\mathrm{7!}}{\mathrm{4!\; \cdot \; 3!}}$ = $\frac{\mathrm{7\cdot 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}}{\mathrm{4\cdot 3\cdot 2\cdot 1\; \cdot \; 3\cdot 2\cdot 1}}$
ausgeht, sieht man schnell, dass man mit der
4! = 4⋅3⋅2⋅1
rechts im Zähler und links im Nenner kürzen kann, so dass gilt:

$\left(\begin{array}{c}7\\ 4\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{7\cdot 6\cdot 5}}{\mathrm{3\cdot 2\cdot 1}}$

= $\frac{\mathrm{7\cdot 2\cdot 5}}{\mathrm{2\cdot 1}}$ (gekürzt mit 3)

= $\frac{\mathrm{7\cdot 5}}{1}$ (gekürzt mit 2)

= 35

Für die erste Stelle ist jede SchülerIn möglich. Es gibt also 10 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist die bereits als erstes gewählte SchülerIn nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 9 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 8 möglich sind, usw.

Da ja jede Möglichkeit der ersten Stelle mit den Möglichkeiten der zweiten, dritten, ... Stelle kombinierbar sind, müssen wir die verschiedenen Möglichkeiten an den verschiedenen Stellen multiplizieren:

Es gibt also 10⋅9⋅8⋅7 = 5040 Möglichkeiten, die 10 Möglichkeiten (SchülerInnen) auf die 4 "Ziehungen" (Knobelbücher) zu verteilen.

Wir haben jetzt dabei aber genau unterschieden an welcher Stelle was gezogen bzw. gewählt wurde. Also wären zum Beispiel Antonia - Bea - Carla und Bea - Carla - Antonia zwei unterschiedliche Ergebnisse. In unserem Fall hier soll diese Reihenfolge aber keine Rolle spielen. Es interessiert nur, wer in der 4er-Gruppe drin ist, nicht an welcher Stelle.

Wir berechnen jetzt also, wie viele mögliche Reihenfolgen pro 4er-Gruppe möglich sind.

• Für die erste Stelle ist jede(r) aus der 4er-Gruppe möglich. Es gibt also 4 Möglichkeiten.
• Für die zweite Stelle ist der/die an erster Stelle stehende nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 3 Möglichkeiten.
• Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 2 möglich sind, usw.

Da ja jede Möglichkeit der ersten Stelle mit den Möglichkeiten der zweiten, dritten, ... Stelle kombinierbar sind, müssen wir die verschiedenen Möglichkeiten an den verschiedenen Stellen multiplizieren und erhalten 4⋅3⋅2⋅1 = 24 Möglichkeiten für die verschiedenen Reihenfolgen innerhalb einer 4er-Gruppe.

Wir müssen deswegen die 5040 Möglichkeiten für nach Reihenfolge sortierte 4er-Gruppen durch die 24 Möglichkeiten, die 4er-Gruppe anzuordnen, teilen.

Hieraus ergeben sich $\frac{\mathrm{5040}}{\mathrm{24}}$ = 210 Möglichkeiten für 4er-Gruppen, die aus 10 Elementen (SchülerInnen) gebildet werden.

Die hier durchgeführte Berechnung $\frac{\mathrm{<mn>10</mn><mo>\cdot </mo><mn>9</mn><mo>\cdot </mo><mn>8</mn><mo>\cdot </mo><mn>7</mn>}}{\mathrm{<mn>4</mn><mo>\cdot </mo><mn>3</mn><mo>\cdot </mo><mn>2</mn><mo>\cdot </mo><mn>1</mn>}}$ könnte man mit 6! erweitern würde so auf die Formel für den Binomialkoeffizient kommen:

210 = $\frac{\mathrm{<mn>10</mn><mo>\cdot </mo><mn>9</mn><mo>\cdot </mo><mn>8</mn><mo>\cdot </mo><mn>7</mn>}}{\mathrm{<mn>4</mn><mo>\cdot </mo><mn>3</mn><mo>\cdot </mo><mn>2</mn><mo>\cdot </mo><mn>1</mn>}}$ = $\frac{10\cdot 9\cdot 8\cdot 7\cdot 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}{4\cdot 3\cdot 2\cdot 1\cdot 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}$ = $\frac{\mathrm{10!}}{\mathrm{4!\; \cdot \; 6!}}$ = $\left(\begin{array}{c}10\\ 4\end{array}\right)$

Es gibt insgesamt $\left(\begin{array}{c}40\\ 5\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{40!}}{\mathrm{5!\; \cdot \; 35!}}$ = $\frac{\mathrm{40\cdot 39\cdot 38\cdot 37\cdot 36}}{\mathrm{5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}}$ = 658008 verschiedene Möglichkeiten, die 5 Kugeln aus den 40 zu ziehen, bzw. von 40 Zahlen 5 anzukreuzen.

Wenn man jetzt die Möglichkeiten zählen will, wie viele Möglichkeiten es gibt, wenn zwei der gezogenen Zahlen die 13 und die 31 sind, bzw. wie viele Möglichkeiten es gibt, 5 von 40 Zahlen anzukreuzen, wobei zwei Kreuze sicher auf der der 13 und der 31 sein müssen, dann ist das doch genau das gleiche, wie wenn man die Möglichkeiten zählt, 3 Kreuze auf 38 Zahlen (alle außer der 13 und der 31) zu setzen, also $\left(\begin{array}{c}38\\ 3\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{38!}}{\mathrm{3!\; \cdot \; 35!}}$ = $\frac{\mathrm{38\cdot 37\cdot 36}}{\mathrm{3\cdot 2\cdot 1}}$ = 8436.

Die Wahrscheinlichkeit lässt sich somit mit der Laplace-Formel berechnen:

P = $\frac{\mathrm{Anzahl\; der\; gewünschten\; Ereignisse}}{\mathrm{Anzahl\; der\; möglichen\; Ereignisse}}$ = $\frac{\mathrm{8436}}{\mathrm{658008}}$ ≈ 0.0128, also ca. 1.28%.

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=94 und p=0.6.

$P_{0.6}^{94}(X=54)$ = $\left(\begin{array}{c}94\\ 54\end{array}\right)\cdot {0.6}^{54}\cdot {0.4}^{40}$=0.073110523878389≈ 0.0731
(TI-Befehl: binompdf(94,0.6,54))

Wir lesen einfach die Säulenhöhen aus dem Histogramm ab und addieren diese Werte:

k	P(X = k)	P(X ≤ k)
0	≈ 0	≈ 0 + 0 = 0
1	≈ 0.03	≈ 0 + 0.03 = 0.03
2	≈ 0.08	≈ 0.03 + 0.08 = 0.11
3	≈ 0.17	≈ 0.11 + 0.17 = 0.28
4	≈ 0.22	≈ 0.28 + 0.22 = 0.5
5	≈ 0.22	≈ 0.5 + 0.22 = 0.72
6	≈ 0.15	≈ 0.72 + 0.15 = 0.87

Während P(X ≤ 5) = 0.72 also noch klar unter der geforderten Wahrscheinlichkeit von 0.8 liegt, ist P(X ≤ 6) = 0.87 klar darüber.

Somit ist das gesuchte k = 6.

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=33 und p=0.15.

$P_{0.15}^{33}(X<5)$ = $P_{0.15}^{33}(X\le 4)$ = $P_{0.15}^{33}(X=0)$ + $P_{0.15}^{33}(X=1)$ + $P_{0.15}^{33}(X=2)$ +... + $P_{0.15}^{33}(X=4)$ = 0.43551774867891 ≈ 0.4355
(TI-Befehl: binomcdf(33,0.15,4))

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=43 und p=0.25.

...

$P_{0.25}^{43}(X\ge 13)$ = 1 - $P_{0.25}^{43}(X\le 12)$ = 0.263
(TI-Befehl: 1-binomcdf(43,0.25,12))

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=85 und p=0.125.

$P_{0.125}^{85}(8\le X\le 12)$ =

...

$P_{0.125}^{85}(X\le 12)$ - $P_{0.125}^{85}(X\le 7)$ ≈ 0.739 - 0.1516 ≈ 0.5874
(TI-Befehl: binomcdf(85,0.125,12) - binomcdf(85,0.125,7))