Da die Wahrscheinlichkeit für keinen Treffer (also hier, dass nicht in den grünen Bereich gedreht wird) q = 1 - 0,3 = $\mathrm{0,7}$ beträgt, muss die Wahrscheinlichkeit für 3 Nicht-Treffer bei 3 Versuchen P = ${\mathrm{0,7}}^3$ ≈ 0.343 betragen, da ja bei jedem Versuch kein Treffer erzielt wird, und es somit nur einen möglichen Pfad im Baumdiagramm gibt.

Wenn man von der allgememeinen Formel für den Binomialkoeffizient
$\left(\begin{array}{c}10\\ 3\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{10!}}{\mathrm{3!\; \cdot \; (10\; -\; 3)!}}$ = $\frac{\mathrm{10!}}{\mathrm{3!\; \cdot \; 7!}}$ = $\frac{\mathrm{10\cdot 9\cdot 8\cdot 7\cdot 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}}{\mathrm{3\cdot 2\cdot 1\; \cdot \; 7\cdot 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}}$
ausgeht, sieht man schnell, dass man mit der
7! = 7⋅6⋅5⋅4⋅3⋅2⋅1
rechts im Zähler und Nenner kürzen kann, so dass gilt:

$\left(\begin{array}{c}10\\ 3\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{10\cdot 9\cdot 8}}{\mathrm{3\cdot 2\cdot 1}}$

= $\frac{\mathrm{10\cdot 3\cdot 8}}{\mathrm{2\cdot 1}}$ (gekürzt mit 3)

= $\frac{\mathrm{5\cdot 3\cdot 8}}{1}$ (gekürzt mit 2)

= 120

Für die erste Stelle ist jede SchülerIn möglich. Es gibt also 6 Möglichkeiten. Für die zweite Stelle ist die bereits als erstes gewählte SchülerIn nicht mehr möglich, es gibt also nur noch 5 Möglichkeiten. Für die 3. Stelle fehlen dann schon 2, so dass nur noch 4 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 6⋅5⋅4⋅3 = 360 Möglichkeiten, die 6 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 360 Möglichkeiten für nach Reihenfolge sortierte 4er-Gruppen durch die 24 Möglichkeiten, die 4er-Gruppe anzuordnen, teilen.

Hieraus ergeben sich $\frac{\mathrm{360}}{\mathrm{24}}$ = 15 Möglichkeiten für 4er-Gruppen, die aus 6 Elementen (SchülerInnen) gebildet werden.

Die hier durchgeführte Berechnung $\frac{\mathrm{<mn>6</mn><mo>\cdot </mo><mn>5</mn><mo>\cdot </mo><mn>4</mn><mo>\cdot </mo><mn>3</mn>}}{\mathrm{<mn>4</mn><mo>\cdot </mo><mn>3</mn><mo>\cdot </mo><mn>2</mn><mo>\cdot </mo><mn>1</mn>}}$ könnte man mit 2! erweitern würde so auf die Formel für den Binomialkoeffizient kommen:

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

Es gibt insgesamt $\left(\begin{array}{c}30\\ 6\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{30!}}{\mathrm{6!\; \cdot \; 24!}}$ = $\frac{\mathrm{30\cdot 29\cdot 28\cdot 27\cdot 26\cdot 25}}{\mathrm{6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1}}$ = 593775 verschiedene Möglichkeiten, die 6 Kugeln aus den 30 zu ziehen, bzw. von 30 Zahlen 6 anzukreuzen.

Wenn man jetzt die Möglichkeiten zählen will, wie viele Möglichkeiten es gibt, wenn drei der gezogenen Zahlen die 9, die 12 und die 20 sind, bzw. wie viele Möglichkeiten es gibt, 6 von 30 Zahlen anzukreuzen, wobei drei Kreuze sicher auf der der 9, der 12 und der 20 sein müssen, dann ist das doch genau das gleiche, wie wenn man die Möglichkeiten zählt, 3 Kreuze auf 27 Zahlen (alle außer der 9, der 12 und der 20) zu setzen, also $\left(\begin{array}{c}27\\ 3\end{array}\right)$ = $\frac{\mathrm{27!}}{\mathrm{3!\; \cdot \; 24!}}$ = $\frac{\mathrm{27\cdot 26\cdot 25}}{\mathrm{3\cdot 2\cdot 1}}$ = 2925.

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

P = $\frac{\mathrm{Anzahl\; der\; gewünschten\; Ereignisse}}{\mathrm{Anzahl\; der\; möglichen\; Ereignisse}}$ = $\frac{\mathrm{2925}}{\mathrm{593775}}$ ≈ 0.0049, also ca. 0.49%.

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=90 und p=0.5.

$P_{0.5}^{90}(X=38)$ = $\left(\begin{array}{c}90\\ 38\end{array}\right)\cdot {0.5}^{38}\cdot {0.5}^{52}$=0.028449020501327≈ 0.0284
(TI-Befehl: binompdf(90,0.5,38))

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	≈ 0.02	≈ 0 + 0.02 = 0.02
2	≈ 0.06	≈ 0.02 + 0.06 = 0.08
3	≈ 0.14	≈ 0.08 + 0.14 = 0.22
4	≈ 0.2	≈ 0.22 + 0.2 = 0.42
5	≈ 0.22	≈ 0.42 + 0.22 = 0.64
6	≈ 0.18	≈ 0.64 + 0.18 = 0.82

Während P(X ≤ 5) = 0.64 also noch klar unter der geforderten Wahrscheinlichkeit von 0.75 liegt, ist P(X ≤ 6) = 0.82 klar darüber.

Somit ist das gesuchte k = 6.

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=31 und p=0.17.

$P_{0.17}^{31}(X\le 6)$ = $P_{0.17}^{31}(X=0)$ + $P_{0.17}^{31}(X=1)$ + $P_{0.17}^{31}(X=2)$ +... + $P_{0.17}^{31}(X=6)$ = 0.73312043259567 ≈ 0.7331
(TI-Befehl: binomcdf(31,0.17,6))

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=27 und p=0.25.

...

$P_{0.25}^{27}(X\ge 8)$ = 1 - $P_{0.25}^{27}(X\le 7)$ = 0.3573
(TI-Befehl: 1-binomcdf(27,0.25,7))

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=65 und p=0.25.

$P_{0.25}^{65}(15\le X\le 17)$ =

...

$P_{0.25}^{65}(X\le 17)$ - $P_{0.25}^{65}(X\le 14)$ ≈ 0.6475 - 0.3147 ≈ 0.3328
(TI-Befehl: binomcdf(65,0.25,17) - binomcdf(65,0.25,14))