Jahrgangsstufentest/BMT8 2008 und Laplace-Wahrscheinlichkeit wiederholen und vertiefen/Glücksspiel: Unterschied zwischen den Seiten

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< Jahrgangsstufentest(Unterschied zwischen Seiten)
Main>Karl Kirst
K (Kurzinfo (ohne Ziffer))
 
Main>Florian Bogner
 
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<div style="margin:0; margin-right:4px; margin-left:0px; border:2px solid lightgrey; padding: 0em 0em 0em 1em; background-color:lightgrey">
== „Gustavs Glücksspiel“ ==
<center><span style="color:groove;font-size:12pt;">
[http://www.isb.bayern.de/isb/index.aspx?MNav=0&QNav=11&TNav=0&INav=0&VTyp=1&Fach=30&VJg=29 '''Test + Lösung zum Download''']</span></center>
</div>


<center><span style="background:yellow">Falls es Probleme mit der Ansicht gibt, bitte [[Firefox]] als [[Browser]] verwenden!</span></center>


{{Kasten Mathematik|Gustav bietet dir nach der Schule ein Glücksspiel an:


Du wirfst einen roten und einen grünen Würfel. Bei den Augensummen '''2, 3, 4, 9, 10, 11''' und '''12''' bekommst du deinen Einsatz doppelt zurück, bei den Augensummen '''5, 6, 7''' und '''8''' verlierst du deinen Einsatz.


{{Kurzinfo|DSB ISB|DSB-1}}
:'''Da du bei 7 Augensummen gewinnst und nur bei 4 Augensummen verlierst, beträgt Deine Gewinnwahrscheinlichkeit &nbsp;&nbsp;'''<math> \frac{7}{11} \approx 64%\ .</math>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 1'''</big>


Aus einem Quader wurde an einer Ecke ein Würfel herausgeschnitten (vergleiche nebenstehende Abbildung). Berechne das Volumen des Restkörpers.
Würdest du dich auf das Spiel einlassen?


[[Datei:BMT8_08_A1.jpg||400 px]]
Bild einfügen!!
 
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:Das Volumen beträgt '''333 cm<sup>3</sup>'''.
 
:möglicher Rechenweg:
::V<sub>Quader</sub> - V<sub>Würfel</sub>=
::5&nbsp;cm · 12&nbsp;cm · 6&nbsp;cm - (12&nbsp;cm - 9&nbsp;cm)<sup>3</sup> =
::360&nbsp;cm<sup>3</sup> - 27&nbsp;cm<sup>3</sup> =
::333&nbsp;cm<sup>3</sup>
}}
}}
</div>
</div>




{|
{{Kasten_blass|'''„Racing Game with two Dice“ (Rennspiel mit zwei Würfeln)'''
|<div class="multiplechoice-quiz">
<big>'''Aufgabe 2a'''</big>


{| cellpadding="10"
----
|width="500px" style="vertical-align:top"| <br>Nebenstehende Tabelle zeigt, wie viele Euro-Geldscheine am 31. Mai 2007 in Umlauf waren. Beispielsweise befanden sich von den 200&nbsp;€-Scheinen 153 Millionen Stück in Umlauf.
|
{| class="wikitable"
!style="vertical-align:top" width="50px"| Wert
!Anzahl der Scheine <br> in Millionen
|-
| style="text-align:right" | 500&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 429
|-
| style="text-align:right" | 200&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 153
|-
| style="text-align:right" | 100&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 1116
|-
| style="text-align:right" | 50&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 3983
|-
| style="text-align:right" | 20&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 2244
|-
| style="text-align:right" | 10&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 1804
|-
| style="text-align:right" | 5&nbsp;€&nbsp;&nbsp;
| style="text-align:center" | 1325
|}
|}
Wie hoch war der Gesamtwert aller 50 €-Scheine?
(!ca. 200 000 Euro)  (!ca. 2 Milliarden Euro) (!ca. 20 Milliarden Euro) (ca. 200 Milliarden Euro) (!ca. 2 Billionen Euro)


</div>
:Auf folgender englischsprachigen Seite kannst du das Spiel von Gustav ausprobieren (dazu benötigst du Java):
|}


{{Rechtsklick Fenster}} [http://www.shodor.org/interactivate/activities/RacingGameWithTwoDie/ Racing Game with two Dice]


<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
:*Wähle an der rechten Seite für die Augensummen 5 bis 8 '''„Player A“''' für Gustav.
<big>'''Aufgabe 2b'''</big>


''Diese Aufgabe bezieht sich auf die Tabelle aus Aufgabe 2a!''  
:*Für die restlichen sieben Augensummen wähle '''„Player B“''', das bist du.


Ungefähr wie viel Prozent aller in Umlauf befindlichen Scheine waren 20 €-Scheine? Die notwendigen Rechnungen brauchen nicht exakt ausgeführt zu werden, es genügt jeweils ein Überschlag. Der Lösungsweg muss nachvollziehbar sein.
:*Mit '''„Start the race“''' geht es los!


<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:*Eine neue Seite öffnet sich. Klicke so oft '''„Roll the Dice“''' bis einer das Spiel gewinnt. Der Computer simuliert dabei einen zweifachen Würfelwurf. Wessen Augenzahl geworfen wird kommt einen Schritt weiter. Wer gewinnt?
:{{Lösung versteckt|1=
:'''Ungefähr 20 %''' aller im Umlauf befindlicher Scheine waren 20 € Scheine.


:möglicher Lösungsweg:
:*Spiele nochmal! Um deine Gewinnchancen besser abzuschätzen, kannst du das Spiel mit '''„Automatically Run“''' zum Beispiel 1000 mal auf einmal durchführen lassen. Dann zeigt die Statistik, wer wie oft gewonnen hat.
::ungefähre Anzahl aller Scheine: 400 + 200 + 1100 + 4000 + 2200 + 1800 + 1300 = 5700 + 4000 + 1300 = 11000
::ungefähre Anzahl der 20 € - Scheine: 2200
::<math>\textstyle\frac{2200}{11000}</math> = <math>\textstyle\frac{1}{5}</math> = 20 %
}}
</div>
</div>
 
 
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 3a'''</big>
 
Bestimme die Lösung der Gleichung 12 - 6 · (<math>\textstyle\frac{1}{3}</math>x + 3) = 4x.
 
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:'''x = -1'''
 
:möglicher Rechenweg:
::12 - 6 ·(<math>\textstyle\frac{1}{3}</math>x + 3) = 4x
::12 - 6 · <math>\textstyle\frac{1}{3}</math>x - 6 · 3 = 4x    ''Distributivgesetz''
::12 - 2x - 18 = 4x 
::-6 = 6x
::x = -1


:*Für Interessierte: Mit '''„Change Rules“''' kommst du zurück zu den Einstellungen, falls du etwas ändern und ausprobieren möchtest.
}}
}}
</div>
</div>


{{Aufgabe|Scheinbar sagt Gustav nicht die ganze Wahrheit. Seine Rechnung kann nicht stimmen. Löse die nächsten Aufgaben um die Wahrheit herauszufinden!}}


<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 3b'''</big>


''Diese Aufgabe bezieht sich auf die Gleichung aus Aufgabe 3a!''
{{Aufgaben-M|2.1|Berechne die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse '''E<sub>1</sub>: „Augensumme ist 2“''' bis '''E<sub>12</sub>: „Augensumme ist 12“'''.}}


Durch welche Zahl muss in obiger Gleichung die Zahl 12 ersetzt werden, damit x = 0 Lösung der neuen Gleichung ist?
{{Lösung versteckt|Die Ergebnismenge und damit die Anzahl der günstigen Ergebnisse kennst du bereits von Aufgabe 1.8 aus dem ersten Teil des Lernpfads.


<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
So sehen die Ereignisse aus:
:{{Lösung versteckt|1=
:12 muss durch '''18''' ersetzt werden.


:möglicher Lösungsweg:
<math>E_2 = \{(1,1)\} </math>
::Mit x = 0 und z für die gesuchte Zahl ergibt sich folgende Gleichung:
::z - 6 · 3 = 0
::Also ist die Zahl 12 durch die Zahl 18 zu ersetzen.


}}
<math>E_3 = \{(1,2),(2,1)\}</math>
</div>
</div>


<math>E_4 = \{(1,3),(2,2),(3,1)\}</math>


<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<math>E_5 = \{(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)\}</math>
<big>'''Aufgabe 4a'''</big>


Im Rahmen des Verkehrsunterrichts wurden die Fahrräder der Unterstufenschüler überprüft. Die einzelnen Mängel wurden in folgender Liste zusammengefasst:
<math>\vdots</math>


::* mangelhafte Beleuchtung an jedem 6. Fahrrad
<math>E_{12} = \{(6,6)\} </math>
::* mangelhafte Bremsen an 15 % der Fahrräder
::* mangelhafte Reifen an <math>\textstyle\frac{1}{5}</math> der Fahrräder


Welcher Mangel wurde am häufigsten festgestellt? Begründe deine Antwort durch einen Größenvergleich der in der Liste genannten Anteile.
Die Wahrscheinlichkeiten sind:


<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
<math>p(E_{2})=\frac{1}{36}\ ,\quad p(E_{3})=\frac{2}{36}\ ,\quad p(E_{4})=\frac{3}{36}\ ,\quad p(E_{5})=\frac{4}{36}\ ,\quad p(E_{6})=\frac{5}{36}\ ,</math>
:{{Lösung versteckt|1=
:Am häufigsten wurden '''mangelhafte Reifen''' festgestellt.


:mögliche '''Begründung''' durch Größenvergleich in der '''Bruch'''darstellung:
<math>p(E_{7})=\frac{6}{36}\ ,\quad p(E_{8})=\frac{5}{36}\ ,\quad p(E_{9})=\frac{4}{36}\ ,\quad p(E_{10})=\frac{3}{36}\ ,\quad p(E_{11})=\frac{2}{36}\ ,\quad p(E_{12})=\frac{1}{36}</math>
::*mangelhafte Beleuchtung: "Jedes 6. Fahrrad" entspricht <math>\textstyle\frac{1}{6}</math> aller Fahrräder
::*mangelhafte Bremsen: 15% = <math>\textstyle\frac{15}{100}</math> = <math>\textstyle\frac{3}{20}</math>
::*mangelhafte Reifen: <math>\textstyle\frac{1}{5}</math>
::Größenvergleich der Brüche:
:::*<math>\textstyle\frac{1}{5}</math> > <math>\textstyle\frac{1}{6}</math>
:::*<math>\textstyle\frac{1}{5}</math> = <math>\textstyle\frac{4}{20}</math> > <math>\textstyle\frac{3}{20}</math>
::Der Bruch <math>\textstyle\frac{1}{5}</math> hat den größten Wert, der zugehörigen Mangel wurde am häufigsten festgestellt.
 
:mögliche '''Begründung''' durch Größenvergleich in der '''Prozent'''darstellung:
::*mangelhafte Beleuchtung: <math>\textstyle\frac{1}{6}</math> entspricht ca. 17%
::*mangelhafte Bremsen: 15%
::*mangelhafte Reifen: <math>\textstyle\frac{1}{5}</math> = 20%


}}
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 4b'''</big>
''Diese Aufgabe bezieht sich auf die Liste aus Aufgabe 4a!''
Peter schaut sich die obige Liste mit den Ergebnissen der Überprüfung an, rechnet kurz und sagt dann: „Nach dieser Liste sind mehr als 50 % aller untersuchten Fahrräder mangelhaft.“ Begründe, dass Peter nicht unbedingt Recht hat.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:'''Peter berücksichtigt nicht, dass ein Fahrrad auch zwei oder drei der genannten Mängel aufweisen kann.'''


}}
</div>
</div>




<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
{{Aufgaben-M|2.2|Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit '''p(G)''', dass du gewinnst? Hinweis: Hier bietet es sich an, über das Gegenereignis zu rechnen.}}
<big>'''Aufgabe 5a'''</big>


Die Summe der Innenwinkel in einem n-Eck beträgt (n-2)·180°.
{{Lösung versteckt|Das Gegenereignis tritt ein, wenn '''E<sub>5</sub>, E<sub>6</sub>, E<sub>7</sub>,''' oder '''E<sub>8</sub>''' eintritt.  


Wie viele Ecken hat ein n-Eck mit der Innenwinkelsumme 720°?
<math>\Rightarrow \quad p(\overline G) = p(E_{5})\ +\ p(E_{6})\ +\ p(E_{7})\ +\ p(E_{8}) = \frac{4}{36}\ +\ \frac{5}{36}\ +\ \frac{6}{36}\ +\ \frac{5}{36} = \frac{20}{36} = \frac{5}{9}</math>


<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
<math>\Rightarrow \quad p(G)=1-p(\overline G)= \frac{4}{9}=44{,}\overline 4 \ %</math>
:{{Lösung versteckt|1=
: Es hat '''6''' Ecken.


: Begründung:
Also gibt Gustav die Gewinnwahrscheinlichkeit viel höher an als sie tatsächlich ist. Du kannst natürlich trotzdem mitspielen, solltest aber keinen zu hohen Einsatz wählen, da Gustav die besseren Chancen hat.  
::720° = 4 · 180°
::Also ist n - 2 = 4 und damit n = 6.


}}
}}
</div>
</div>


<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 5b'''</big>
Ein n-Eck mit lauter gleich langen Seiten und gleich großen Innenwinkeln heißt reguläres n-Eck. Berechne die Größe eines Innenwinkels im regulären Zehneck.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:Die Größe des Innenwinkels beträgt '''144°'''.
:möglicher Lösungsweg:
::Zehneck: n = 10
::Innenwinkelsumme (10 - 2)·180° = 1440°
::Größe eines der zehn gleich großen Innenwinkel: 144°
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 6a'''</big>
{|
|style="vertical-align:top"|Von einer Raute sind die Diagonalenlängen e und f bekannt. Überlege, wie man daraus den Flächeninhalt der Raute ermitteln kann, und gib eine entsprechende Formel an.
|width="10px"|
|[[Datei:BMT8_08_A6a_01.jpg|200px]]
|}
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:'''A = 0,5 · e · f'''
:Mögliche Begründung: [[Datei:BMT8_08_A6a_02.jpg|500px]]
::Die beiden Diagonalen teilen die Raute in vier gleiche rechtwinkligen Dreiecke. Gruppiert man die Dreiecke um, erhält man ein Rechteck mit z.B. den Kantenlängen 0,5·e und f. Der Flächeninhalt des Rechtecks (und damit der der Raute) beträgt 0,5·e·f.
::Es gibt noch zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Formel herzuleiten!
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 6b'''</big>
Konstruiere nur mit Zirkel und Lineal eine Raute, bei der ein Innenwinkel 60° beträgt.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:*Zeichne eine beliebige Strecke [AB] der Länge a.
:*Zeichne zwei Kreise mit dem Radius a und den Mittelpunkten A und B. Der Schnittpunkt der beiden Kreise ist der Eckpunkt D der Raute, der Winkel bei A beträgt 60°.
:*Zeichne zwei Kreise mit dem Radius a und den Mittelpunkten B und D. Der Schnittpunkt der beiden Kreise ist der Eckpunkt C der Raute.
::[[Datei:BMT8_08_A6b_01.jpg|200px]]&nbsp;&nbsp;&nbsp;[[Datei:BMT8_08_A6b_02.jpg|200px]]&nbsp;&nbsp;&nbsp;[[Datei:BMT8 08 A06b 03.jpg|310px]]
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 7'''</big>
Berechne den Wert des Terms 0,1 · (2,4 : 0,6).
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:Der Wert des Terms beträgt '''0,4'''.
:Möglicher Rechenweg:
::0,1 · (2,4 : 0,6) = 0,1 · (24 : 6) = 0,1 · 4 = 0,4
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 8a'''</big>
Gib zwei Zahlen mit verschiedenen Vorzeichen an, so dass auf der Zahlengeraden die Zahl 20 in der Mitte zwischen diesen beiden Zahlen liegt.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:z.B.'''-10 und 50'''
:Begründung:
::Geht man von der Zahl 20 aus '''30 nach links''', kommt man zur Zahl -10.
::Geht man von der Zahl 20 aus '''30 nach rechts''', kommt man zur Zahl 50.
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 8b'''</big>
Bestimme den Mittelwert der Zahlen <math>\textstyle\frac{1}{3}</math> und <math>\textstyle\frac{1}{2}</math>.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:Der Mittelwert der beiden Zahlen ist '''<math>\textstyle\frac{5}{12}</math>'''.
:Lösung durch Rechnung:
::(<math>\textstyle\frac{1}{3}</math> + <math>\textstyle\frac{1}{2}</math>) : 2 =
::(<math>\textstyle\frac{2}{6}</math> + <math>\textstyle\frac{3}{6}</math>) : 2 =    ''Hauptnenner bilden''
::<math>\textstyle\frac{5}{6}</math> : 2 =
::<math>\textstyle\frac{5}{12}</math>
:Überlegung an der Zahlengeraden:
::Es gilt: <math>\textstyle\frac{1}{3}</math> = <math>\textstyle\frac{2}{6}</math> = <math>\textstyle\frac{4}{12}</math> und <math>\textstyle\frac{1}{2}</math> = <math>\textstyle\frac{3}{6}</math> = <math>\textstyle\frac{6}{12}</math>
::Der Bruch <math>\textstyle\frac{5}{12}</math> liegt genau in der Mitte zwischen <math>\textstyle\frac{4}{12}</math> und <math>\textstyle\frac{6}{12}</math>
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 9a'''</big>
{|
|Die Nationalfahne der Schweiz zeigt ein weißes Kreuz auf rotem Grund. Für die vier kongruenten Arme des Kreuzes ist durch Beschluss der Schweizer Bundes- versammlung aus dem Jahr 1889 festgelegt: Die Länge l eines Arms ist um <math>\textstyle\frac{1}{6}</math> der Breite b größer als b (vergleiche nebenstehende Abbildung).<br><br>Wie lang ist ein Arm, wenn seine Breite 18 cm beträgt?
|width="10px"|
|[[Datei:BMT8_08_A09_01.jpg|200px]]
|}
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:Der Arm ist '''21 cm''' lang.
:mögliche Lösungswege:
::l = b + <math>\textstyle\frac{1}{6}</math>b = 18 cm + 3 cm = 21 cm
::oder
::l = b + <math>\textstyle\frac{1}{6}</math>b = <math>\textstyle\frac{7}{6}</math>b = <math>\textstyle\frac{7}{6}</math>·18 cm = (18 cm : 6)· 7 = 21 cm
   
   
}}
</div>
</div>
<div style="padding:10px;background:#ffffff;border:1px groove;">
<big>'''Aufgabe 9b'''</big>
Stelle einen Term auf, der den Flächeninhalt des weißen Kreuzes in Abhängigkeit von der Breite b eines Arms beschreibt. Fasse den Term, in dem nur noch b als Variable vorkommen soll, so weit wie möglich zusammen.
<div style="padding:1px;background:#ddeeff;border:1px groove;">
:{{Lösung versteckt|1=
:'''A = <math>\textstyle\frac{17}{3}</math>b<sup>2</sup>'''


:Möglicher Lösungsweg:
----
::A = 4 · l·b + b<sup>2</sup> = 4 · <math>\textstyle\frac{7}{6}</math>b · b + b<sup>2</sup> = <math>\textstyle\frac{28}{6}</math>b<sup>2</sup> + b<sup>2</sup> = <math>\textstyle\frac{34}{6}</math>b<sup>2</sup> = <math>\textstyle\frac{17}{3}</math>b<sup>2</sup> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[[Datei:BMT8_08_A09b__01.jpg||200px]]


}}
</div>
</div>


[[Kategorie:Diagnose- und Vergleichsarbeiten]]
{{Kasten Mathematik|[[Mathematik-digital/Zufallsexperimente_Bogner/Drei-Würfel-Problem| <big> '''→ Weiter zum''' </big><colorize>Drei-Würfel-Problem!</colorize> ]]}}
[[Kategorie:Mathematik]]

Version vom 3. September 2009, 16:35 Uhr

„Gustavs Glücksspiel“

Vorlage:Kasten Mathematik


Vorlage:Kasten blass


Aufgabe
Scheinbar sagt Gustav nicht die ganze Wahrheit. Seine Rechnung kann nicht stimmen. Löse die nächsten Aufgaben um die Wahrheit herauszufinden!


Vorlage:Aufgaben-M

Die Ergebnismenge und damit die Anzahl der günstigen Ergebnisse kennst du bereits von Aufgabe 1.8 aus dem ersten Teil des Lernpfads.

So sehen die Ereignisse aus:

Die Wahrscheinlichkeiten sind:


Vorlage:Aufgaben-M

Das Gegenereignis tritt ein, wenn E5, E6, E7, oder E8 eintritt.

Fehler beim Parsen (Konvertierungsfehler. Der Server („cli“) hat berichtet: „[INVALID]“): {\displaystyle \Rightarrow \quad p(G)=1-p(\overline G)= \frac{4}{9}=44{,}\overline 4 \ %}

Also gibt Gustav die Gewinnwahrscheinlichkeit viel höher an als sie tatsächlich ist. Du kannst natürlich trotzdem mitspielen, solltest aber keinen zu hohen Einsatz wählen, da Gustav die besseren Chancen hat.




Vorlage:Kasten Mathematik