Aufgabenbeispiele von ohne Text-Anwendungen
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Binomialvert. mit vari. n (höchst.) (ohne Anwend.)
Beispiel:
Bei einem Zufallsexperiment beträgt die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer p=0,8.Wie oft darf man das Zufallsexperiment höchstens wiederholen (oder wie groß darf die Stichprobe sein), um mit mind. 90% Wahrscheinlichkeit, höchstens 36 Treffer zu erzielen ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 41 | 0.9336 |
| 42 | 0.8713 |
| 43 | 0.7842 |
| 44 | 0.6771 |
| 45 | 0.5593 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.8 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 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 80% der Versuche mit einem Treffer. Also müssten dann doch bei ≈ 45 Versuchen auch ungefähr 36 (≈0.8⋅45) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=45:
≈ 0.5593
(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=41 die gesuchte Wahrscheinlichkeit über 90% ist.
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 40 Treffer zu erzielen ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 223 | 0.9046 |
| 224 | 0.8995 |
| 225 | 0.8942 |
| 226 | 0.8888 |
| 227 | 0.8832 |
| 228 | 0.8774 |
| 229 | 0.8714 |
| 230 | 0.8652 |
| 231 | 0.8589 |
| 232 | 0.8524 |
| 233 | 0.8457 |
| 234 | 0.8389 |
| 235 | 0.8318 |
| 236 | 0.8246 |
| 237 | 0.8172 |
| 238 | 0.8097 |
| 239 | 0.802 |
| 240 | 0.7941 |
| 241 | 0.7861 |
| 242 | 0.7779 |
| 243 | 0.7696 |
| 244 | 0.7611 |
| 245 | 0.7525 |
| 246 | 0.7438 |
| 247 | 0.7349 |
| 248 | 0.7259 |
| 249 | 0.7167 |
| 250 | 0.7075 |
| 251 | 0.6981 |
| 252 | 0.6887 |
| 253 | 0.6791 |
| 254 | 0.6695 |
| 255 | 0.6597 |
| 256 | 0.6499 |
| 257 | 0.64 |
| 258 | 0.6301 |
| 259 | 0.6201 |
| 260 | 0.61 |
| 261 | 0.5999 |
| 262 | 0.5897 |
| 263 | 0.5796 |
| 264 | 0.5693 |
| 265 | 0.5591 |
| 266 | 0.5489 |
| 267 | 0.5386 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.15 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 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 ≈ 267 Versuchen auch ungefähr 40 (≈0.15⋅267) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=267:
≈ 0.5386
(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=223 die gesuchte Wahrscheinlichkeit über 90% ist.
Binomialvert. mit vari. n (mind) (ohne Anwend.)
Beispiel:
Bei einem Zufallsexperiment beträgt die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer p=0,4.Wie oft muss man das Zufallsexperiment mindestens wiederholen (oder wie groß muss die Stichprobe sein), um mit mind. 70% Wahrscheinlichkeit, mindestens 36 Treffer zu erzielen ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 91 | 0.4264 |
| 92 | 0.3936 |
| 93 | 0.3619 |
| 94 | 0.3314 |
| 95 | 0.3022 |
| 96 | 0.2745 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.4 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 0.7
Weil man ja aber nicht in den WTR eingeben kann, müssen wir diese Wahrscheinlichkeit über die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen:
= 1 - ≥ 0.7 |+ - 0.7
0.3 ≥ oder ≤ 0.3
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 40% der Versuche mit einem Treffer. Also müssten dann doch bei ≈ 90 Versuchen auch ungefähr 36 (≈0.4⋅90) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=90:
≈ 0.46
(TI-Befehl: Binomialcdf ...)
Je nachdem, wie weit nun dieser Wert noch von den gesuchten 0.3 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 0.3 überschritten wird.
Aus der Werte-Tabelle (siehe links) erkennt man dann, dass erstmals bei n=96 die gesuchte Wahrscheinlichkeit unter 0.3 ist.
n muss also mindestens 96 sein, damit ≤ 0.3 oder eben ≥ 0.7 gilt.
