Aufgabenbeispiele von ohne Text-Anwendungen

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Binomialvert. mit vari. n (mind) (ohne Anwend.)

Beispiel:

Bei einem Zufallsexperiment beträgt die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer p=0,85.Wie oft muss man das Zufallsexperiment mindestens wiederholen (oder wie groß muss die Stichprobe sein), um mit mind. 50% Wahrscheinlichkeit, mindestens 26 Treffer zu erzielen ?

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nP(X≤k)
......
290.6513
300.4755
310.3173
......

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.85 und variablem n.

Es muss gelten: P0.85n (X26) ≥ 0.5

Weil man ja aber P0.85n (X26) nicht in den WTR eingeben kann, müssen wir diese Wahrscheinlichkeit über die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen:

P0.85n (X26) = 1 - P0.85n (X25) ≥ 0.5 |+ P0.85n (X25) - 0.5

0.5 ≥ P0.85n (X25) oder P0.85n (X25) ≤ 0.5

Jetzt müssen wir eben so lange mit verschiedenen Werten von n probieren, bis diese Gleichung erstmals erfüllt wird:

Dabei stellt sich nun natürlich die Frage, mit welchem Wert für n wir dabei beginnen. Im Normalfall enden 85% der Versuche mit einem Treffer. Also müssten dann doch bei 26 0.85 ≈ 31 Versuchen auch ungefähr 26 (≈0.85⋅31) Treffer auftreten.

Wir berechnen also mit unserem ersten n=31:
P0.85n (X25) ≈ 0.3173 (TI-Befehl: Binomialcdf ...)

Je nachdem, wie weit nun dieser Wert noch von den gesuchten 0.5 entfernt ist, erhöhen bzw. verkleinern wir das n eben in größeren oder kleineren Schrittweiten.

Dies wiederholen wir solange, bis wir zwei aufeinanderfolgende Werte von n gefunden haben, bei denen die 0.5 überschritten wird.

Aus der Werte-Tabelle (siehe links) erkennt man dann, dass erstmals bei n=30 die gesuchte Wahrscheinlichkeit unter 0.5 ist.

n muss also mindestens 30 sein, damit P0.85n (X25) ≤ 0.5 oder eben P0.85n (X26) ≥ 0.5 gilt.

Binomialvert. mit vari. n (höchst.) (ohne Anwend.)

Beispiel:

Bei einem Zufallsexperiment beträgt die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer p=0,15.Wie oft darf man das Zufallsexperiment höchstens wiederholen (oder wie groß darf die Stichprobe sein), um mit mind. 90% Wahrscheinlichkeit, höchstens 21 Treffer zu erzielen ?

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nP(X≤k)
......
1100.9058
1110.8984
1120.8907
1130.8826
1140.8742
1150.8654
1160.8563
1170.8468
1180.837
1190.8268
1200.8163
1210.8055
1220.7944
1230.783
1240.7713
1250.7594
1260.7471
1270.7347
1280.722
1290.7091
1300.6959
1310.6827
1320.6692
1330.6556
1340.6419
1350.628
1360.6141
1370.6001
1380.5861
1390.572
1400.5579
......

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

Es muss gelten: P0.15n (X21) ≥ 0.9

Jetzt müssen wir eben so lange mit verschiedenen Werten von n probieren, bis diese Gleichung erstmals erfüllt wird:

Dabei stellt sich nun natürlich die Frage, mit welchem Wert für n wir dabei beginnen. Im Normalfall enden 15% der Versuche mit einem Treffer. Also müssten dann doch bei 21 0.15 ≈ 140 Versuchen auch ungefähr 21 (≈0.15⋅140) Treffer auftreten.

Wir berechnen also mit unserem ersten n=140:
P0.15n (X21) ≈ 0.5579 (TI-Befehl: Binomialcdf ...)

Je nachdem, wie weit nun dieser Wert noch von den gesuchten 0.9 entfernt ist, erhöhen bzw. verkleinern wir das n eben in größeren oder kleineren Schrittweiten.

Dies wiederholen wir solange, bis wir zwei aufeinanderfolgende Werte von n gefunden haben, bei denen die 0.9 überschritten wird.

Aus der Werte-Tabelle (siehe links) erkennt man dann, dass letztmals bei n=110 die gesuchte Wahrscheinlichkeit über 90% ist.

Binomialvert. mit vari. n (mind) (ohne Anwend.)

Beispiel:

Bei einem Zufallsexperiment beträgt die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer p=0,7.Wie oft muss man das Zufallsexperiment mindestens wiederholen (oder wie groß muss die Stichprobe sein), um mit mind. 80% Wahrscheinlichkeit, mindestens 22 Treffer zu erzielen ?

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nP(X≤k)
......
310.4584
320.356
330.2666
340.1929
......

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.7 und variablem n.

Es muss gelten: P0.7n (X22) ≥ 0.8

Weil man ja aber P0.7n (X22) nicht in den WTR eingeben kann, müssen wir diese Wahrscheinlichkeit über die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen:

P0.7n (X22) = 1 - P0.7n (X21) ≥ 0.8 |+ P0.7n (X21) - 0.8

0.2 ≥ P0.7n (X21) oder P0.7n (X21) ≤ 0.2

Jetzt müssen wir eben so lange mit verschiedenen Werten von n probieren, bis diese Gleichung erstmals erfüllt wird:

Dabei stellt sich nun natürlich die Frage, mit welchem Wert für n wir dabei beginnen. Im Normalfall enden 70% der Versuche mit einem Treffer. Also müssten dann doch bei 22 0.7 ≈ 31 Versuchen auch ungefähr 22 (≈0.7⋅31) Treffer auftreten.

Wir berechnen also mit unserem ersten n=31:
P0.7n (X21) ≈ 0.4584 (TI-Befehl: Binomialcdf ...)

Je nachdem, wie weit nun dieser Wert noch von den gesuchten 0.2 entfernt ist, erhöhen bzw. verkleinern wir das n eben in größeren oder kleineren Schrittweiten.

Dies wiederholen wir solange, bis wir zwei aufeinanderfolgende Werte von n gefunden haben, bei denen die 0.2 überschritten wird.

Aus der Werte-Tabelle (siehe links) erkennt man dann, dass erstmals bei n=34 die gesuchte Wahrscheinlichkeit unter 0.2 ist.

n muss also mindestens 34 sein, damit P0.7n (X21) ≤ 0.2 oder eben P0.7n (X22) ≥ 0.8 gilt.