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 ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 29 | 0.6513 |
| 30 | 0.4755 |
| 31 | 0.3173 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.85 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 0.5
Weil man ja aber nicht in den WTR eingeben kann, müssen wir diese Wahrscheinlichkeit über die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen:
= 1 - ≥ 0.5 |+ - 0.5
0.5 ≥ oder ≤ 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 ≈ 31 Versuchen auch ungefähr 26 (≈0.85⋅31) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=31:
≈ 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 ≤ 0.5 oder eben ≥ 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 ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 110 | 0.9058 |
| 111 | 0.8984 |
| 112 | 0.8907 |
| 113 | 0.8826 |
| 114 | 0.8742 |
| 115 | 0.8654 |
| 116 | 0.8563 |
| 117 | 0.8468 |
| 118 | 0.837 |
| 119 | 0.8268 |
| 120 | 0.8163 |
| 121 | 0.8055 |
| 122 | 0.7944 |
| 123 | 0.783 |
| 124 | 0.7713 |
| 125 | 0.7594 |
| 126 | 0.7471 |
| 127 | 0.7347 |
| 128 | 0.722 |
| 129 | 0.7091 |
| 130 | 0.6959 |
| 131 | 0.6827 |
| 132 | 0.6692 |
| 133 | 0.6556 |
| 134 | 0.6419 |
| 135 | 0.628 |
| 136 | 0.6141 |
| 137 | 0.6001 |
| 138 | 0.5861 |
| 139 | 0.572 |
| 140 | 0.5579 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.15 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 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 ≈ 140 Versuchen auch ungefähr 21 (≈0.15⋅140) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=140:
≈ 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 ?
| n | P(X≤k) |
|---|---|
| ... | ... |
| 31 | 0.4584 |
| 32 | 0.356 |
| 33 | 0.2666 |
| 34 | 0.1929 |
| ... | ... |
Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an und ist im Idealfall binomialverteilt mit p = 0.7 und variablem n.
Es muss gelten: ≥ 0.8
Weil man ja aber nicht in den WTR eingeben kann, müssen wir diese Wahrscheinlichkeit über die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen:
= 1 - ≥ 0.8 |+ - 0.8
0.2 ≥ oder ≤ 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 ≈ 31 Versuchen auch ungefähr 22 (≈0.7⋅31) Treffer auftreten.
Wir berechnen also mit unserem ersten n=31:
≈ 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 ≤ 0.2 oder eben ≥ 0.8 gilt.
