Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung/Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Laplace-Experiment und Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung/Abschlusstest: Unterschied zwischen den Seiten

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Main>Maria Eirich
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Du hast schon eine Strategie zur Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten durch das Gesetz der großen Zahlen kennengelernt. Nun lernst du noch eine weitere Strategie kennen, wie man Wahrscheinlichkeiten bei bestimmten Zufallsexperimenten bestimmen kann.
Du bist nun am Ende des Lernpfades zur Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung angekommen.


= Zum Überlegen =
Um dein Wissen über Wahrscheinlichkeiten zu testen, bearbeite alle Aufgaben des folgenden Abschlusstest, der durchmischt Aufgaben zu allen Themen dieses Lernpfades erhält.
{| class="hintergrundfarbe8"
 
|-
Die Lösungen enthalten nur die Antworten, jedoch nicht den Lösungsweg, sondern ein Hinweis zu dem Themengebiet, den du wiederholen solltest, falls die jeweilige Aufgabe noch nicht so gut geklappt hat.
| [[Datei:Idee-Icon.png|40px]] || Wir hatten bei der Shuffle-Funktion festgestellt, das alle Lieder gleichwahrscheinlich abgespielt werden.
Überlege dir weitere Zufallsexperimente, bei dem alle Ausgänge gleichwahrscheinlich sind. Welche sind dir im Alltag schon begegnet?


Tausche dich anschließend mit deinem Übungspartner/ deiner Übungspartnerin aus.
== Abschlusstest ==
|}


= Was ist ein Laplace-Experiment? =
=== Aufgabe 1 ===
{| class="hintergrundfarbe3"
<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Zuordnung'''</big><br>
Bestimme, ob es sich bei den Vorgängen um Zufallsexperimente handelt oder nicht.
{|
|-
|Zufallsexperiment || Eine Karte aus einem Kartenstapel ziehen || Wettervorhersage || Glücksrad drehen || Eine Person befragen, welche Partei sie wählen wird
|-
| kein Zufallsexperiment || Hütchenspielen || Testen wann Wasser zu kochen beginnt
|-
|-
| [[Datei:Definition-Icon.png|50px]] || Ein '''Laplace-Experiment''' ist ein Zufallsexperiment, bei dem alle möglichen Ergebnisse die gleiche Wahrscheinlichkeit besitzen. Alle Ausgänge des Experiments sind also ''gleichwahrscheinlich''.
|}
Wie bestimmt man bei einem Laplace-Experiment nun Wahrscheinlichkeiten?


Dies geht ganz simpel mit dem folgenden Zusammenhang:
{| class="wikitable center"
|-
|    <math>P(E) = \frac{\text{Anzahl der günstigen Ergebnisse}}{\text{Anzahl aller möglichen Ergebnisse}} = \frac{\#E}{\#\Omega} </math>   
|}
|}
Um die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses zu bestimmen, teilt man einfach die ''Anzahl der günstigen Ergebnisse für das Ereignis'' durch die ''Anzahl aller möglichen Ergebnisse''.
</div>


Thema der Aufgabe: [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Zufallsexperiment Zufallsexperiment]


= Beispiel: Das Urnen-Experiment =
=== Aufgabe 2 ===
Betrachtet folgendes Zufallsexperiment:
Bei dem jährlichen Schulfest findet eine Verlosung statt. Dabei wurde eine Kugel aus einem Eimer mit 65 schwarzen, 18 roten und 3 weißen Kugeln gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit...


[[Datei:Urn2.png|150px]]
:a) eine schwarze Kugel zu ziehen?


Man zieht eine der Kugeln aus der Urne. Da jede Kugel gleich groß ist, zieht man jede Kugel mit der '''gleichen Wahrscheinlichkeit'''. Es handelt sich also um ein '''Laplace-Experiment'''.
:b) keine rote Kugel zu ziehen?


'''Wie wahrscheinlich ist es die Farbe grün zu ziehen?'''
:c) eine rote oder weiße Kugel zu ziehen?


:Betrachtet man die gezogene Farbe als Ergebnis, dann haben wir 1-mal die Farbe grün und 3-mal die Farbe blau in der Urne.
:Da es insgesamt 4 Kugeln gibt, folgt für die Wahrscheinlichkeit für die Farbe grün:
:P(grün) = <math>\frac{1}{4} = 0,25</math>, da eine der 4 Kugeln die gewünschte Farbe hat.
:Für blau gilt dementsprechend:
:P(blau) = <math>\frac{3}{4} = 0,75</math>, da 3 der 4 Kugeln die gewünschte Farbe haben.
'''Wie wahrscheinlich ist es die Zahl Zwei zu ziehen?'''
:Betrachtet man die gezogene Zahl als Ergebnis, dann haben wir 2-mal die Zahl Eins und 2-mal die Zahl Zwei in der Urne.
:Da es insgesamt 4 Kugeln gibt, folgt für die Wahrscheinlichkeit der Zahl Zwei:
:P(Zwei) = <math>\frac{2}{4} = 0,5</math>, da 2 der 4 Kugeln die gewünschte Zahl Zwei beschriftet haben.
= Aufgaben zu Laplace-Experimenten =
== Aufgabe 1: Gewinnregeln vergleichen  ==
In einem Würfel-Spiel gibt es folgende Spielregeln: Du würfelst einmal mit einem normalen Spielwürfel und...
:a) du gewinnst bei einer geraden Zahl
:b) du gewinnst bei einer ungeraden Zahl
:c) du gewinnst, wenn eine Zahl kleiner 5 fällt
:d) du gewinnst, wenn eine Zahl größer 5 fällt.
*Für welche Spielregel würdest du dich entscheiden, um zu gewinnen?
:Begründe deine Antwort!
*Berechne die Wahrscheinlichkeit zu gewinnen bei allen Spielregeln.


<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
Am besten du entscheidest dich für die Regel c), da es am wahrscheinlichsten ist eine Zahl kleiner 4 zu würfeln.
:a) P("schwarze Kugel") = 0,7558 => 75,58%
Es gibt nämlich 6 mögliche Ergebnisse bei einem Würfelwurf <math>\Omega =</math>{1, 2, 3, 4, 5, 6} und das Ereignis: C:"Es fällt eine Zahl kleiner 4" hat folgende Ereignismenge C={1, 2, 3, 4}, also 4 günstige Ergebnisse. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit von dem Ereignis C nach Laplace:
 
: P(C) = <math>\frac{4}{6} = 0,833</math>.
 
Für die anderen Gewinnregeln gelten folgende Wahrscheinlichkeiten:
:a) A: "Es fällt eine gerade Zahl", die Ereignismenge lautet A={2, 4, 6}
:P(A) = <math>\frac{3}{6} = 0,5</math>.


:b) B: "Es fällt eine ungerade Zahl", die Ereignismenge lautet B={1, 3, 5}
:b) P("keine rote Kugel") = 0,7907 => 79,07%
:P(B) = <math>\frac{3}{6} = 0,5</math>.


:d) D: "Es fällt eine Zahl größer 4", die Ereignismenge lautet D={6}
:c) P("weiße oder rote Kugel") = 0,2442 => 24,42%
:P(D) = <math>\frac{1}{6} = 0,167</math>.
</popup>
</popup>


== Aufgabe 2: Welcher Würfel ist besser zum Gewinnen? ==
Thema der Aufgabe: [[../Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Laplace-Experiment|Laplace-Experiment]]
Du gewinnst, wenn du die Augenzahl 6 würfelst. Für welchen Würfel entscheidest du dich?
 
:1) [[Datei:Sechsseiter.jpg|Sechsseitiger Würfel|100px]] Sechsseiter  2) [[Datei:D8.jpg|100px]] Achtseiter


Begründe deine Antwort, berechne dazu die Gewinnwahrscheilichkeiten für beide Würfel.
=== Aufgabe 3 ===
Man wählt eine zufällige Zahl zwischen 13 und 53. Gib die Ereignismenge und die Wahrscheinlichkeiten für folgende Ereignisse an:
:a) Die Zahl ist ungerade
:b) Die Zahl ist durch 4 teilbar
:c) Die Zahl ist eine Primzahl und gerade
:d) Die Zahl enthält die Ziffer 5




<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
Du entscheidest dich am besten für den Würfel 1). Denn der Würfel hat sechs mögliche Ergebnisse: <math>\Omega=</math>{1, 2, 3, 4, 5, 6} und es ist einmal die Augenzahl 6 dabei. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit eine 6 zu würfeln:
'''Lösung für a):'''


P(A) = <math>\frac{1}{6}</math> = 0,167
A: Eine ungerade Zahl wird gezogen


Für den Würfel unter 2) gilt:
A = {13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53}
Die Ergebnismenge lautet: <math>\Omega=</math> {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}, wobei einmal die Augenzahl 6 vorkommt. Daher gilt für den Würfel 2) eine 6 zu würfeln:


P(B) = <math>\frac{1}{8}</math> = 0,125
P(A) = 0,5122 => 51,22%


Es ist also wahrscheinlicher mit dem Sechsseiter eine 6 zu würfeln, als mit dem Achtseiter.
'''Lösung für b):'''
</popup>


== Aufgabe 3: Welcher Würfel? ==
B: Eine Zahl wird gezogen, die durch 4 teilbar ist
Zwei Würfel stehen für dich zur Auswahl:


- [[Datei:Sechsseiter.jpg|Sechsseitiger Würfel|100px]] Sechsseiter
B = {16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52}


- [[Datei:D12 - orangener Würfel.jpg|100px]] Zwölfseiter
P(B) = 0,2439 => 24,39%


:a) Du gewinnst, wenn du eine ungerade Zahl würfelst. Für welchen Würfel würdest du dich entscheiden? Begründe deine Antwort!
'''Lösung für c):'''


:b) Du gewinnst, wenn du eine Zahl würfelst, die durch 4 teilbar ist. Für welchen Würfel würdest du dich entscheiden? Begründe deine Antwort!
C: Eine Zahl wird gezogen, die Primzahl ist und gerade


C = { }


<popup name="Lösung">
P(C) = 0
'''a)''': Der Sechsseiter hat mit den Augenzahlen 2, 4 und 6 drei gerade Zahlen. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit eine gerade Zahl zu würfeln:


P("gerade Zahl bei Sechsseiter") = <math>\frac{3}{6}</math> = 0,5
'''Lösung für d):'''
 
Der Zwölfseiter hat mit den Augenzahlen 2, 4, 6, 8, 10 und 12 sechs gerade Zahlen. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit eine gerade Zahl zu würfeln:
 
P("gerade Zahl bei Zwölfseiter") = <math>\frac{6}{12}</math> = 0,5
 
Es ist also egal für welchen Würfel man sich entscheidet, da beide die gleiche Wahrscheinlichkeit zum Gewinnen haben.
 
'''b)''': Bei dem Sechsseiter ist nur die Augenzahl 4 durch vier teilbar. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit:
 
P("durch 4 teilbar bei Sechsseiter") = <math>\frac{1}{6}</math> = 0,167
 
Bei dem Zwölfseiter sind die Augenzahlen 4, 8, und 12 durch vier teilbar. Daher gilt für die Wahrscheinlichkeit:


P("durch 4 teilbar bei Zwölfseiter") = <math>\frac{3}{12}</math> = 0,25
D: Die Zahl die gezogen wird, enthält die Ziffer 5


Es ist wahrscheinlicher zu gewinnen, wenn man sich für den Zwölfseiter entscheidet.
D = {15, 25, 35, 45, 50, 51, 52, 53}


P(D) = 0,1951 => 19,51%
</popup>
</popup>
Themen der Aufgabe: [[../Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Ereignis|Ereignisse]] und [[../Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Laplace-Experiment|Laplace-Experiment]]


== Aufgabe 4: Aus Urnen ziehen ==
=== Aufgabe 4 ===
Folgende Urnen sind gegeben:
In einer Box sind 12 verschieden farbige Kugeln, darunter befindet sich eine rote Kugel.
 
:a) Es werden nacheinander vier Kugeln gezogen und zur Seite gelegt. Darunter befindet sich die rote Kugel nicht. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, als Nächstes die rote Kugel zu ziehen?
:a)
::1) [[Datei:Urne1.png|Urne mit 11 Kugeln|225px]]    2)[[Datei:Urne2.png|Urne mit 11 Kugeln|225px]]
 
*Wenn du eine rote Kugel ziehen müsstest, um zu gewinnen, für welche Urne würdest du dich entscheiden? Begründe deine Antwort.
Berechne die Wahrscheinlichkeit eine rote Kugel zu ziehen in beiden Urnen.
 
:b)
::1)[[Datei:Urne3.png|Urne mit 8 Kugeln|225px]]      2)[[Datei:U7.png|Urne mit 7 Kugeln|225px]]


*Wenn du eine rote Kugel ziehen müsstest, um zu gewinnen, für welche Urne würdest du dich entscheiden? Begründe deine Antwort.
:b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, im vierten Zug die rote zu ziehen, wenn die drei zuvor gezogenen Kugeln jedes Mal wieder zurückgelegt werden?
Berechne die Wahrscheinlichkeit eine rote Kugel zu ziehen in beiden Urnen.
 
:c)
::1)[[Datei:Urne6.png|Urne mit 13 Kugeln|225px]]      2)[[Datei:Urne5.png|Urne mit 6 Kugeln|225px]]
 
*Wenn du eine rote Kugel ziehen müsstest, um zu gewinnen, für welche Urne würdest du dich entscheiden? Begründe deine Antwort.
Berechne die Wahrscheinlichkeit eine rote Kugel zu ziehen in beiden Urnen.




<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
'''Lösung für a)''': Du solltest dich für die Urne 2 entscheiden. Beide Urnen haben insgesamt 11 Kugeln im Gefäß, Urne 1 hat dabei vier rote Kugeln und die Urne 2 hat fünf rote Kugeln. Es ist also wahrscheinlicher eine rote Kugel aus der Urne 2 zu ziehen.
'''Lösung für a):'''


Es gilt:
P("rote Kugel ziehen") = 0,125 => 12,5%


P("rote Kugel aus Urne 1") = <math>\frac{4}{11}</math> = 0,36
'''Lösung für b):'''
 
P("rote Kugel aus Urne 2") = <math>\frac{5}{11}</math> = 0,45
 
'''Lösung für b)''': Du solltest dich für die Urne 2 entscheiden. Beide Urnen haben insgesamt jeweils drei rote Kugeln im Gefäß, jedoch hat Urne 1 insgesamt 8 Kugeln im Gefäß und die Urne 2 insgesamt 7 Kugel. Es ist also wahrscheinlicher eine rote Kugel aus der Urne 2 zu ziehen, da die Chance größer ist aus einer kleineren Grundmenge eine der drei roten Kugeln zu ziehen.
 
Es gilt:
 
P("rote Kugel aus Urne 1") = <math>\frac{3}{8}</math> = 0,375
 
P("rote Kugel aus Urne 2") = <math>\frac{3}{7}</math> = 0,428
 
'''Lösung für c)''': Hier sind jeweils die Anzahl der roten Kugeln pro Urne, als auch die Anzahl aller Kugeln in den Urnen verschieden. Ein Vergleich der Gewinnchance wird mit einer Berechnung der Wahrscheinlichkeiten leicht zu bestimmen sein:
 
 
P("rote Kugel aus Urne 1") = <math>\frac{5}{13}</math> = 0,385
 
P("rote Kugel aus Urne 2") = <math>\frac{2}{6}</math> = 0,333


Da es wahrscheinlicher ist aus der Urne 1 eine rote Kugel zu ziehen, sollte man sich für die erste Urne entscheiden
P("rote Kugel ziehen") = 0,0833 => 8,33%
</popup>
</popup>


== Aufgabe 5: Urne mit Kugeln ==
Thema der Aufgabe: [[Benutzer:DinRoe/Übungsseite/Laplace Experiment|Laplace-Experiment]]
In einer Urne befinden sich 20 Kugeln, die mit den Zahlen von 1 bis 20 beschriftet sind.


Felix zieht eine Kugel. Mit welcher Wahrscheinlichkeit...
=== Aufgabe 5 ===
Ein nicht fairer Würfel mit den Augenzahlen 1-4 hat bei 500 Testdurchläufen folgende Daten geliefert:


:a) zieht er die Kugel mit der Zahl 12?
{| class="wikitable"
|-
! Augenzahl!! Eins !! Zwei !! Drei !! Vier
|-
| Anzahl || 152 || 49 || 190 || 109
|}


:b) zieht er eine Zahl, die durch 3 teilbar ist?
Bestimme die folgenden Wahrscheinlichkeiten:


:c) zieht er eine Zahl, die größer als 11 ist?
:a) Wie häufig fällt die Augenzahl 3?


:d) zieht er eine Quadratzahl?
:b) Wie häufig fällt eine gerade Augenzahl?


Schreibe für jede Teilaufgabe die passenden Ereignismengen auf.
:c) Wie wahrscheinlich ist es, dass nicht die 1 fällt?


<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
Es handelt sich um ein Laplace-Experiment, da jede Kugel mit der gleichen Wahrscheinlichkeit gezogen wird. Es gibt insgesamt 20 mögliche Ergebnisse bei der Ziehung
:a) P(A) = 0,38 => 38%


:'''a)''' Die Ereignismenge ist: A = {12}
:b) P(B) = 0,396 => 39,6%


:In der Ereignismenge ist also ein günstiges Ergebnis => <math>\frac{1}{20} = 0,05</math>  
:c) P(C) = 0,696 => 69,6%
</popup>


:'''b)''' Die Ereignismenge ist: B = {3, 6, 9, 12, 15, 18}
Thema der Aufgabe: [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Wahrscheinlichkeit Gesetz der großen Zahlen]


:In der Ereignismenge sind also sechs günstige Ergebnisse => <math>\frac{6}{20} = 0,3</math>
=== Aufgabe 6 ===
Aus dem Wort „ZUFALLSEXPERIMENT“ wird zufällig ein Buchstabe ausgewählt. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse:
:a) A: Es handelt sich um ein „E“.
:b) B: Es handelt sich um einen Konsonanten.
:c) C: Es handelt sich um einen Vokal.


:'''c)''' Die Ereignismenge ist: C = {12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}


:In der Ereignismenge sind also neun günstige Ergebnisse => <math>\frac{9}{20} = 0,45</math>
<popup name="Lösung">
:a) P(A) = 0,1176


:'''d)''' Die Ereignismenge ist: D = {1, 4, 9, 16}
:b) P(B) = 0,647


:In der Ereignismenge sind also vier günstige Ergebnisse => <math>\frac{4}{20} = 0,2</math>
:c) P(C) = 0,3529
</popup>
</popup>


== Aufgabe 6: Vergleich zweier Glücksräder ==
Thema der Aufgabe: [[Benutzer:DinRoe/Übungsseite/Laplace Experiment|Laplace-Experiment]]
Du siehst hier zwei Glücksräder
 
1.) [[Datei:Wheel2.png|Glücksrad mit 6 Sektoren|175px]]   2.) [[Datei:Wheel3.png|Glücksrad mit 8 Sektoren|175px]]
 
:a) Du gewinnst, wenn das Glücksrad auf der Farbe Grün landet.


:Bei welchem ist die Gewinnchance höher? Begründe deine Antwort!
=== Aufgabe 7 ===
In einem Würfelspielt steht folgende Spielregel: "Man werfe zwei Würfel und bilde die größtmögliche Zahl aus den beiden Augenzahlen" (Beispiel: Wenn man eine 2 und eine 4 würfelt, ist das die Zahl 42)


:b) Wie wahrscheinlich ist es beim Glücksrad 1 einen Sektor zu bekommen, der neben einem grünen Sektor liegt?
:a) Gib den Ergebnisraum für dieses Spiel an.


:c) Wieviele rote Sektoren müsste Glücksrad 2 haben, damit die Wahrscheinlichkeit für einen roten Sektor bei 75% liegt?
:b) Gib folgende Ereignismengen an:
::1) A: Die gebildete Zahl besteht aus zwei gleichen Ziffern.
::2) B: Die Zahl enthält mindestens eine 4.
::3) D: Die Zahl ist größer als 50.




<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
:a) Es ist besser sich für das 1. Glücksrad zu entscheiden, da es dort wahrscheinlicher ist auf grün zu landen.
:a) <math>\Omega</math> = {11, 21, 31, 41, 51, 61, 22, 32, 42, 52, 62, 33, 43, 53, 63, 44, 54, 64, 55, 65, 66}
Denn es gilt für das 1. Glücksrad: Es gibt insgesamt 6 gleichgroße Sektoren und 2 davon sind grün. Daher gilt für die Gewinnwahrscheinlichkeit:
:P(A) = <math>\frac{2}{6} = 0,332</math>


Für das 2. Glücksrad gilt: Es gibt insgesamt 8 gleichgroße Sektoren und 2 davon sind grün. Daher gilt für die Gewinnwahrscheinlichkeit:  
:b)
:P(B) = <math>\frac{2}{8} = 0,25</math>
::1) A = {11, 22, 33, 44, 55, 66}
::2) B = {41, 42, 43, 44, 54, 64}
::3) C = {53, 54, 55, 61, 62, 63, 64, 65, 66}
</popup>


:b) Es gibt insgesamt 4 Sektoren aus den 6 Sektoren, die neben einem grünem Sektor liegen. Daher gilt:
Themen der Aufgabe: [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Ergebnis_und_Ergebnismenge Ergebnisraum] und [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Ereignis Ereignisse]


:P("neben grün") = <math>\frac{4}{6} = 0,667</math>
=== Aufgabe 8 ===
 
Eine Klassenarbeit in Mathematik hat den folgenden Notenspiegel:
:c) Wir müssen die Anzahl x berechnen, um die Wahrscheinlichkeit für 75% zu bestimmen:
{| class="wikitable"
 
|-
:<math>\frac{x}{8} = 0,75  |*8</math>
| Eins || Zwei || Drei || Vier || Fünf || Sechs
 
|-
:<math> x = 6 </math>
| 2 || 6 || 9 || 7 || 3 || 1
 
|}
Es müssten also 6 Sektoren rot sein, damit bei dem Glücksrad 2 eine 75%-Wahrscheinlichkeit für einen roten Sektor ist.
</popup>
 
== Aufgabe 7: Gewinnregeln beim Glücksrad ==
Du siehst folgendes Glücksrad


[[Datei:Wheel1.png|Glücksrad mit Farben und Zahlen|250px]]
:a)Wie wahrscheinlich ist es eine Zwei zu haben?


Es werden folgende Regeln zum Gewinnen angeboten:
:b) Wie wahrscheinlich ist es durchgefallen zu sein?


:a) Du gewinnst bei einer Zahl die durch 3 teilbar ist
:c) Wie wahrscheinlich ist es, dass man die Note 3 oder besser geschrieben hat?
:b) Du gewinnst bei rot und einer geraden Zahl
:c) Du gewinnst bei grün oder blau
:d) Du gewinnst bei 4, 5, 6


*Für welche Regel entscheidest du dich, um zu gewinnen? Begründe deine Antwort.
:d) Wie viele Schülerinnen und Schüler hätten eine 2 schreiben müssen, damit die Wahrscheinlichkeit für eine 2 bei P(„Die Note 2“) = 0,25 liegt?




<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
Um zu entscheiden, welche Gewinnregel die größte Chance hat zu gewinnen, sollte man die Wahrscheinlichkeiten zu den einzelnen Ereignissen der Regeln bestimmen:
:a) P("Note Zwei") = 0,214 => 21,4%


P(A) = <math>\frac{4}{12}</math> = 0,333
:b) P("durchgefallen") = 0,143 => 14,3%


P(B) = <math>\frac{1}{12}</math> = 0,083
:c) P("Note 3 oder besser") = 0,607 => 60,7%


P(C) = <math>\frac{5}{12}</math> = 0,417
:d) Es hätten 7 SchülerInnen die Note 2 schreiben müssen.
</popup>
Thema der Aufgabe: [[Benutzer:DinRoe/Übungsseite/Laplace Experiment|Laplace-Experiment]]


P(D) = <math>\frac{3}{12}</math> = 0,25
=== Aufgabe 9 ===
Im Sommer 2009 gab es in Berlin folgende Zahlen an Schulabgängern:


Man sollte sich für die Regel c) entscheiden, da die Wahrscheinlichkeit zu gewinnen dort am größten ist.
{| class="wikitable"
 
|-
</popup>
| Gesamtzahl || mit allgemeiner Hochschulreife || mit mittlerem Schulabschluss || Hauptschulabschluss || ohne Schulabschluss
 
|-
== Aufgabe 8: Urne oder Würfel? ==
| 24 600 || 11 600 || 6 400 || 4 500 || 2 100
Du hast zwei Möglichkeiten dich für ein Gewinnspiel zu entscheiden:
|}


:1) Entweder du ziehst aus der folgenden Urne und gewinnst bei der Farbe gelb oder blau
Berechne die Wahrscheinlichkeit...


::[[Datei:Urne6.png|Urne mit 13 Kugeln|200px]]
:a) dass ein Schulabgänger im Jahr 2009 mit mittlerem Schulabschluss von der Schule gegangen ist.


:2) Oder du Würfelst einen sechsseitigen Würfel und gewinnst bei den Zahlen kleiner als 3
:b) dass ein Schüler mit allgemeiner Hochschulreife oder mittlerem Schulabschluss von der Schule gegangen ist.


:: [[Datei:Sechsseiter.jpg|Sechsseitiger Würfel|100px]]
:c) dass ein Schüler mit Schulabschluss von der Schule gegangen ist.


Für welches Gewinnspiel entscheidest du dich?
Berechne zur Begründung deiner Etscheidung die Gewinnwahrscheinlichkeiten der Spiele aus.
<popup name="Lösung">
<popup name="Lösung">
Man sollte sich für das Urne in dem Gewinnspiel entscheiden, da es dort wahrscheinlicher zu gewinnen.
:a) P("mittlerer Schulabschluss") = 0,2602 => 26,02%
 
Die Urne hat insgesamt 13 Kugeln, darunter sind 3 gelbe und 2 blaue Kugeln.
 
P("Urne") = <math>\frac{5}{13}</math> = 0,385


Ein Würfel hat Sechs mögliche Ergebnisse, darunter ist einmal die Augenzahl 2 und einmal die Augenzahl 1. Daher gilt für die Gewinnwahrscheinlichkeit:
:b) P("Hochschuleife oder mittlerer Schulabschluss") = 0,7317 => 73,17%


P("Würfel") = <math>\frac{2}{6}</math> = 0,33
:c) P("Schulabschluss") = 0,9146 => 91,46%
</popup>
</popup>
Themen der Aufgabe: [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Wahrscheinlichkeit Gesetz der großen Zahlen] und [https://wiki.zum.de/wiki/Benutzer:DinRoe/%C3%9Cbungsseite/Einf%C3%BChrung_in_die_Wahrscheinlichkeitsrechnung/Ereignis Ereignisse]


== Aufgabe 9: Spielkarten ziehen ==
=== Aufgabe 10 ===
Ein Kartenspiel hat 32 Karten mit den vier Farben: Herz, Karo, Pik und Kreuz.
Ein Glücksrad ist in 12 gleichgroße Sektoren eingeteilt, die von 1 bis 12 nummeriert sind. Das Glücksrad wird einmal gedreht.
In jeder Farbe gibt es jeweils die Karten 7, 8, 9, 10, Bube, Dame, König und Ass.


Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse:
Mit welcher Wahrscheinlichkeit erhält man...


:a) Es wird eine Karte der Farbe Karo gezogen?
a) eine Zahl, die größer 10 oder kleiner als 3 ist?


:b) Es wird eine Dame gezogen?
b) eine Primzahl?


:c) Es wird nicht eine schwarze 10 gezogen?
c) eine Zahl, die durch 4 teilbar ist?


:d) Es wird keine Bildkarte gezogen?




Zeile 333: Zeile 244:
'''Lösung für a):'''
'''Lösung für a):'''


In dem Kartendeck gibt es insgesamt 32 Karten, wovon 8 Karten der Farbe Karo angehören. Daher folgt:
P(A) = 0,33
 
P("Karo-Karte wird gezogen") = <math>\frac{8}{32}=0,25</math>
 
Es wird also mit einer Wahrscheinlichkeit von 25% eine Karo-Karte gezogen.


'''Lösung für b):'''
'''Lösung für b):'''


Es gibt 4 Damen in einem Kartendeck, daher gilt:
P(B) = 0,4167
 
P("Dame wird gezogen") = <math>\frac{4}{32}=0,125</math>
 
Es wird also mit einer Wahrscheinlichkeit von 12,5% eine Dame gezogen.


'''Lösung für c):'''
'''Lösung für c):'''


Es gibt zwei schwarze 10 in Deck (Pik und Kreuz), daher folgt:
P(C) = 0,25
 
P("schwarze 10 wird gezogen") = <math>\frac{2}{32}=0,0625</math>
 
Es wird also mit einer Wahrscheinlichkeit von 6,25% eine schwarze 10 gezogen.
 
'''Lösung für d):'''
 
Hier soll KEINE Bildkarte gezogen werden, man muss also die Anzahl der Karten zählen, die keine Bildkarten sind. Die 7,8,9,10 sind keine Bildkarten und von jeder Karte gibt es durch die unterschiedlichen Farben 4 Stück. Es gibt also insgesamt 16 Karten im Deck, die nicht zu den Bildkarten zählen, daher folgt:
 
P("keine Bildkarte wird gezogen") = <math>\frac{16}{32}=0,5</math>
 
Es wird also mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% keine Bildkarte gezogen.
</popup>
 
== Aufgabe 10: Urnen befüllen ==
Zu sehen ist eine Urne, die noch keine Kugeln enthält.
 
[[Datei:Urn.png|150px]]
 
Befülle für jede Teilaufgabe eine Urne so (selber skizzieren), dass folgende Wahrscheinlichkeiten eintreten:
 
Die Grundmenge der Kugeln kann bei jeder Teilaufgabe frei gewählt werden.
 
:a) Die Wahrscheinlichkeit eine blaue Kugel zu ziehen ist P("blaue Kugel") = 0,25.
:b) Die Wahrscheinlichkeit eine rote Kugel zu ziehen ist P("rote Kugel") = 0,10.
:c) Die Wahrscheinlichkeit eine grüne Kugel zu ziehen ist P("grüne Kugel") = 0,15.
:d) Die Wahrscheinlichkeit eine gelbe Kugel zu ziehen ist P("gelbe Kugel") = 0,50.
:e) alle Wahrscheinlichkeiten aus a), b), c), d) sollen gleichzeitig eintreffen
 
<popup name="Hilfestellung">
Es ist einfacher sich zunächst über eine geeignete Menge an Kugeln in der Urne Gedanken zu machen.
 
Hier sind geeignte Mengen an Kugeln in der Urne, um die Aufgabe gut lösen zu können.
:a) 4
 
:b) 10
 
:c) 20
 
:d) 2
 
:e) 20
 
Jetzt müsst ihr nur überlegen, wie ihr die Kugeln einfärben müsst.
</popup>
 
<popup name="Lösung">
:a) z.B. bei 1 blaue Kugel und 3 Kugeln anderer Farbe.
 
:b) z.B. 1 rote Kugel und 9 Kugeln anderer Farbe.
 
:c) z.B. 3 grüne Kugel und 17 Kugeln anderer Farbe.
 
:d) z.B. 1 gelbe Kugel und 1 Kugel anderer Farbe.
 
:e) z.B. 10 gelbe Kugeln, 3 grüne Kugeln, 2 rote Kugeln und 5 blaue Kugeln.
</popup>
</popup>
Thema der Aufgabe: [[../Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Laplace-Experiment|Laplace-Experiment]]


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[[Kategorie:Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung]]
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Version vom 21. Januar 2018, 23:49 Uhr

Du bist nun am Ende des Lernpfades zur Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung angekommen.

Um dein Wissen über Wahrscheinlichkeiten zu testen, bearbeite alle Aufgaben des folgenden Abschlusstest, der durchmischt Aufgaben zu allen Themen dieses Lernpfades erhält.

Die Lösungen enthalten nur die Antworten, jedoch nicht den Lösungsweg, sondern ein Hinweis zu dem Themengebiet, den du wiederholen solltest, falls die jeweilige Aufgabe noch nicht so gut geklappt hat.

Abschlusstest

Aufgabe 1

Zuordnung
Bestimme, ob es sich bei den Vorgängen um Zufallsexperimente handelt oder nicht.

Zufallsexperiment Eine Karte aus einem Kartenstapel ziehen Wettervorhersage Glücksrad drehen Eine Person befragen, welche Partei sie wählen wird
kein Zufallsexperiment Hütchenspielen Testen wann Wasser zu kochen beginnt

Thema der Aufgabe: Zufallsexperiment

Aufgabe 2

Bei dem jährlichen Schulfest findet eine Verlosung statt. Dabei wurde eine Kugel aus einem Eimer mit 65 schwarzen, 18 roten und 3 weißen Kugeln gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit...

a) eine schwarze Kugel zu ziehen?
b) keine rote Kugel zu ziehen?
c) eine rote oder weiße Kugel zu ziehen?


<popup name="Lösung">

a) P("schwarze Kugel") = 0,7558 => 75,58%
b) P("keine rote Kugel") = 0,7907 => 79,07%
c) P("weiße oder rote Kugel") = 0,2442 => 24,42%

</popup>

Thema der Aufgabe: Laplace-Experiment

Aufgabe 3

Man wählt eine zufällige Zahl zwischen 13 und 53. Gib die Ereignismenge und die Wahrscheinlichkeiten für folgende Ereignisse an:

a) Die Zahl ist ungerade
b) Die Zahl ist durch 4 teilbar
c) Die Zahl ist eine Primzahl und gerade
d) Die Zahl enthält die Ziffer 5


<popup name="Lösung"> Lösung für a):

A: Eine ungerade Zahl wird gezogen

A = {13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53}

P(A) = 0,5122 => 51,22%

Lösung für b):

B: Eine Zahl wird gezogen, die durch 4 teilbar ist

B = {16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52}

P(B) = 0,2439 => 24,39%

Lösung für c):

C: Eine Zahl wird gezogen, die Primzahl ist und gerade

C = { }

P(C) = 0

Lösung für d):

D: Die Zahl die gezogen wird, enthält die Ziffer 5

D = {15, 25, 35, 45, 50, 51, 52, 53}

P(D) = 0,1951 => 19,51% </popup> Themen der Aufgabe: Ereignisse und Laplace-Experiment

Aufgabe 4

In einer Box sind 12 verschieden farbige Kugeln, darunter befindet sich eine rote Kugel.

a) Es werden nacheinander vier Kugeln gezogen und zur Seite gelegt. Darunter befindet sich die rote Kugel nicht. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, als Nächstes die rote Kugel zu ziehen?
b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, im vierten Zug die rote zu ziehen, wenn die drei zuvor gezogenen Kugeln jedes Mal wieder zurückgelegt werden?


<popup name="Lösung"> Lösung für a):

P("rote Kugel ziehen") = 0,125 => 12,5%

Lösung für b):

P("rote Kugel ziehen") = 0,0833 => 8,33% </popup>

Thema der Aufgabe: Laplace-Experiment

Aufgabe 5

Ein nicht fairer Würfel mit den Augenzahlen 1-4 hat bei 500 Testdurchläufen folgende Daten geliefert:

Augenzahl Eins Zwei Drei Vier
Anzahl 152 49 190 109

Bestimme die folgenden Wahrscheinlichkeiten:

a) Wie häufig fällt die Augenzahl 3?
b) Wie häufig fällt eine gerade Augenzahl?
c) Wie wahrscheinlich ist es, dass nicht die 1 fällt?

<popup name="Lösung">

a) P(A) = 0,38 => 38%
b) P(B) = 0,396 => 39,6%
c) P(C) = 0,696 => 69,6%

</popup>

Thema der Aufgabe: Gesetz der großen Zahlen

Aufgabe 6

Aus dem Wort „ZUFALLSEXPERIMENT“ wird zufällig ein Buchstabe ausgewählt. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse:

a) A: Es handelt sich um ein „E“.
b) B: Es handelt sich um einen Konsonanten.
c) C: Es handelt sich um einen Vokal.


<popup name="Lösung">

a) P(A) = 0,1176
b) P(B) = 0,647
c) P(C) = 0,3529

</popup>

Thema der Aufgabe: Laplace-Experiment

Aufgabe 7

In einem Würfelspielt steht folgende Spielregel: "Man werfe zwei Würfel und bilde die größtmögliche Zahl aus den beiden Augenzahlen" (Beispiel: Wenn man eine 2 und eine 4 würfelt, ist das die Zahl 42)

a) Gib den Ergebnisraum für dieses Spiel an.
b) Gib folgende Ereignismengen an:
1) A: Die gebildete Zahl besteht aus zwei gleichen Ziffern.
2) B: Die Zahl enthält mindestens eine 4.
3) D: Die Zahl ist größer als 50.


<popup name="Lösung">

a) = {11, 21, 31, 41, 51, 61, 22, 32, 42, 52, 62, 33, 43, 53, 63, 44, 54, 64, 55, 65, 66}
b)
1) A = {11, 22, 33, 44, 55, 66}
2) B = {41, 42, 43, 44, 54, 64}
3) C = {53, 54, 55, 61, 62, 63, 64, 65, 66}

</popup>

Themen der Aufgabe: Ergebnisraum und Ereignisse

Aufgabe 8

Eine Klassenarbeit in Mathematik hat den folgenden Notenspiegel:

Eins Zwei Drei Vier Fünf Sechs
2 6 9 7 3 1
a)Wie wahrscheinlich ist es eine Zwei zu haben?
b) Wie wahrscheinlich ist es durchgefallen zu sein?
c) Wie wahrscheinlich ist es, dass man die Note 3 oder besser geschrieben hat?
d) Wie viele Schülerinnen und Schüler hätten eine 2 schreiben müssen, damit die Wahrscheinlichkeit für eine 2 bei P(„Die Note 2“) = 0,25 liegt?


<popup name="Lösung">

a) P("Note Zwei") = 0,214 => 21,4%
b) P("durchgefallen") = 0,143 => 14,3%
c) P("Note 3 oder besser") = 0,607 => 60,7%
d) Es hätten 7 SchülerInnen die Note 2 schreiben müssen.

</popup> Thema der Aufgabe: Laplace-Experiment

Aufgabe 9

Im Sommer 2009 gab es in Berlin folgende Zahlen an Schulabgängern:

Gesamtzahl mit allgemeiner Hochschulreife mit mittlerem Schulabschluss Hauptschulabschluss ohne Schulabschluss
24 600 11 600 6 400 4 500 2 100

Berechne die Wahrscheinlichkeit...

a) dass ein Schulabgänger im Jahr 2009 mit mittlerem Schulabschluss von der Schule gegangen ist.
b) dass ein Schüler mit allgemeiner Hochschulreife oder mittlerem Schulabschluss von der Schule gegangen ist.
c) dass ein Schüler mit Schulabschluss von der Schule gegangen ist.

<popup name="Lösung">

a) P("mittlerer Schulabschluss") = 0,2602 => 26,02%
b) P("Hochschuleife oder mittlerer Schulabschluss") = 0,7317 => 73,17%
c) P("Schulabschluss") = 0,9146 => 91,46%

</popup> Themen der Aufgabe: Gesetz der großen Zahlen und Ereignisse

Aufgabe 10

Ein Glücksrad ist in 12 gleichgroße Sektoren eingeteilt, die von 1 bis 12 nummeriert sind. Das Glücksrad wird einmal gedreht.

Mit welcher Wahrscheinlichkeit erhält man...

a) eine Zahl, die größer 10 oder kleiner als 3 ist?

b) eine Primzahl?

c) eine Zahl, die durch 4 teilbar ist?


<popup name="Lösung"> Lösung für a):

P(A) = 0,33

Lösung für b):

P(B) = 0,4167

Lösung für c):

P(C) = 0,25 </popup> Thema der Aufgabe: Laplace-Experiment