Aufgabenbeispiele von Vierfeldertafel

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Mengen-Operationen elementar

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 5; 6; 7; 9} und B = {1; 2; 3; 8; 9}. Bestimme A ∪ B .

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 5; 6; 7; 9} und B = {1; 2; 3; 8; 9}.

Die Menge A ∪ B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die in der Menge A={1; 5; 6; 7; 9} oder in der Menge B={1; 2; 3; 8; 9} sind,
also A ∪ B = {1; 2; 3; 5; 6; 7; 8; 9}

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {2; 8; 9}. Bestimme B ‾ .

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {2; 8; 9}.

Die Menge B ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die nicht in der Menge B={2; 8; 9} sind,
also B ‾ = {1; 3; 4; 5; 6; 7; 10}

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 3; 4; 5; 9} und B = {1; 4; 5; 6; 8; 9}. Es wird zufällig ein Element der Ergebnismenge S gewählt. Dabei haben alle Elemente die gleiche Wahrscheinlichkeit. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieses in der Menge A ‾ ∪ B ist?

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {1; 3; 4; 5; 9} und B = {1; 4; 5; 6; 8; 9}.

Um die Menge A ‾ ∪ B bestimmen zu können, müssen wir erst noch die Menge A ‾ bestimmen.

Die Menge A ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die nicht in der Menge A={1; 3; 4; 5; 9} sind,
also A ‾ = {2; 6; 7; 8; 10}

Die Menge A ‾ ∪ B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die in der Menge A ‾ ={2; 6; 7; 8; 10} oder in der Menge B={1; 4; 5; 6; 8; 9} sind,
also A ‾ ∪ B = {1; 2; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}

Da alle Elemente aus S gleich wahrscheinlich sind, kann man nun die gesuchte Wahrscheinlichkeit über die Anzahl der Elemente der Mengen bestimmen:

P( A ‾ ∪ B ) = | A ‾ ∪ B | |S| = 9 10

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 6; 9}. Bestimme B ‾ .

Lösung einblenden

Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 6; 9}.

Die Menge B ‾ umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}, die nicht in der Menge B={1; 2; 6; 9} sind,
also B ‾ = {3; 4; 5; 7; 8; 10}

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

In der angezeigten Vierfeldertafel sind in jeder Zelle Anzahlen. Vervollständige die Vierfeldertafel.

Lösung einblenden

In der 3. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

H(B) + 187 = 444

Somit gilt: H(B) = 444 - 187 = 257

  B B ‾  
A 67  
A ‾  85 
 257187444

In der 1. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

67 + H( A ‾ ∩ B) = 257

Somit gilt: H( A ‾ ∩ B) = 257 - 67 = 190

  B B ‾  
A 67  
A ‾ 19085 
 257187444

In der 2. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

H(A ∩ B ‾ ) + 85 = 187

Somit gilt: H(A ∩ B ‾ ) = 187 - 85 = 102

  B B ‾  
A 67102 
A ‾ 19085 
 257187444

In der 1. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

67 + 102 = H(A)

Somit gilt: H(A) = 67 + 102 = 169

  B B ‾  
A 67102169
A ‾ 19085 
 257187444

In der 2. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

190 + 85 = H( A ‾ )

Somit gilt: H( A ‾ ) = 190 + 85 = 275

  B B ‾  
A 67102169
A ‾ 19085275
 257187444

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

Vierfeldertafel mit Wahrscheinlichkeiten

Beispiel:

In der angezeigten Vierfeldertafel stehen in jeder Zelle Wahrscheinlichkeiten. Vervollständige die Vierfeldertafel.

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P(A)+P( A ‾ ) = P(B)+P( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

  B B ‾  
A  0,020,6
A ‾  0,16 
   1

In der 1. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P(A ∩ B) + 0.02 = 0.6

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.6 - 0.02 = 0.58

  B B ‾  
A 0,580,020,6
A ‾  0,16 
   1

In der 2. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.02 + 0.16 = P( B ‾ )

Somit gilt: P( B ‾ ) = 0.02 + 0.16 = 0.18

  B B ‾  
A 0,580,020,6
A ‾  0,16 
  0,181

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.6 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.6 = 0.4

  B B ‾  
A 0,580,020,6
A ‾  0,160,4
  0,181

In der 2. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P( A ‾ ∩ B) + 0.16 = 0.4

Somit gilt: P( A ‾ ∩ B) = 0.4 - 0.16 = 0.24

  B B ‾  
A 0,580,020,6
A ‾ 0,240,160,4
  0,181

In der 3. Zeile sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle rechts immer die Summe der beiden inneren Zellen ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

P(B) + 0.18 = 1

Somit gilt: P(B) = 1 - 0.18 = 0.82

  B B ‾  
A 0,580,020,6
A ‾ 0,240,160,4
 0,820,181

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen alle Schülerinnen und Schüler entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 23 das Leistungsfach. 18 von den insgesamt 48 Basisfachwahlen kommen von den Jungs. Insgesamt sind 44 Jungs in der Jahrgangstufe. Wie groß ist dann die ganze Jahrgangstufe?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : Mädchen

A ‾ : nicht Mädchen, also Jungs

B : Leistungsfach

B ‾ : nicht Leistungsfach, also Basisfach

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
23  
A ‾
(Jungs)
 1844
  48 

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Leistungsfach)
B ‾
(Basisfach)
 
A
(Mädchen)
233053
A ‾
(Jungs)
261844
 494897

Der gesuchte Wert, Anzahl alle zusammen, ist also 97.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Schätzungen zufolge sind 9% der Lehrer Informatiklehrer. Von den anderen Lehrern nutzen 96% das MS-Office. Von den Informatik-Lehrern bevorzugen aber 83% ein anderes Office-Paket wie OpenOffice oder LibreOffice. Wie viel Prozent der Lehrer insgesamt nutzen nach diesen Schätzungen das MS-Office?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : Informatiklehrer

A ‾ : nicht Informatiklehrer, also andere

B : MS-Office

B ‾ : nicht MS-Office, also anderes Office

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
  0,09
A ‾
(andere)
   
    

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
  0,09
A ‾
(andere)
  0,91
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "Informatiklehrer" sind es 83% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ‾ ) = 0,09 ⋅ 0,83 = 0,0747 berechnen.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
 0,07470,09
A ‾
(andere)
  0,91
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "andere" sind es 96% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = 0,91 ⋅ 0,96 = 0,8736 berechnen.

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
 0,07470,09
A ‾
(andere)
0,8736 0,91
   1

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(MS-Office)
B ‾
(anderes Office)
 
A
(Informatiklehrer)
0,01530,07470,09
A ‾
(andere)
0,87360,03640,91
 0,88890,11111

Der gesuchte Wert, Prozentsatz an MS-Office, ist also 0.8889 = 88.89%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 35,31% aller Smartphones installiert. Auf den iPhones ist sie sogar auf 40% der Geräte installiert. Bei der Untersuchung waren 33% aller Smartphones iPhones. Wie groß ist der Prozentsatz der Smartphones, die keine iPhones sind und die App nicht installiert haben, unter allen Smartphones?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : iPhone

A ‾ : nicht iPhone, also anderes Smartphone

B : installiert

B ‾ : nicht installiert, also nicht installiert

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
  0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
   
 0,3531  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
  0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,67
 0,35310,64691

Aus der Information von der Teilgruppe mit "iPhone" sind es 40% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = 0,33 ⋅ 0,4 = 0,132 berechnen.

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,132 0,33
A ‾
(anderes Smartphone)
  0,67
 0,35310,64691

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(installiert)
B ‾
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,1320,1980,33
A ‾
(anderes Smartphone)
0,22110,44890,67
 0,35310,64691

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von nicht iPhone und ohne die App, ist also 0.4489 = 44.89%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit P A ‾ ( B ‾ ) .

  B B ‾  
A 5899157
A ‾ 147124271
 205223428

Lösung einblenden

P A ‾ ( B ‾ ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für B ‾ unter der Vorraussetzung, dass A ‾ bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob A ‾ gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von A ‾ - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für B ‾ weiter.)

= 157 428
= 271 428
=x
= 58 428
= 99 428
= 147 428
= 124 428

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ‾ ) = P ( A ‾ ∩ B ‾ ) | : P ( A ‾ )

P A ‾ ( B ‾ ) = P( A ‾ ∩ B ‾ ) P( A ‾ )

oder hier im speziellen:
271 428 ⋅ x = 124 428 = |:271 ⋅428
also
P A ‾ ( B ‾ ) = x = 124 271 ≈ 0,4576

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit P A ( B ) .

  B B ‾  
A 0,160,370,53
A ‾ 0,060,410,47
 0,220,781

Lösung einblenden

P A ( B ) bedeutet die Wahrscheinlichkeit für B unter der Vorraussetzung, dass A bereits eingetroffen ist.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob A gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von A - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für B weiter.)

=0,53
=0,47
=x
=0,16
=0,37
=0,06
=0,41

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( A ) ⋅ P A ( B ) = P ( A ∩ B ) | : P ( A )

P A ( B ) = P( A ∩ B ) P( A )

oder hier im speziellen:
0,53 ⋅ x = 0,16 = |:0,53
also
P A ( B ) = x = 0,16 0,53 ≈ 0,3019

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 35% der Bevölkerung ausmacht, 48% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 18%. Wie viel Prozent derjenigen, die mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden sind, sind auch Anhänger seiner Partei?

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst zwei Ereignisse A und B definieren:

A : eigene Partei

A ‾ : nicht eigene Partei, also andere Partei

B : zufrieden

B ‾ : nicht zufrieden, also unzufrieden

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,35
A ‾
(andere Partei)
   
    

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
  0,35
A ‾
(andere Partei)
  0,65
   1
=0,35
eigene Partei
=0,65
andere Partei
=0,48
zufrieden
unzufrieden
=0,18
zufrieden
unzufrieden
=0,168

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 48%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ∩ B ) = P ( A ) ⋅ P A ( B ) = 0,35 ⋅ 0,48 = 0,168
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,168 0,35
A ‾
(andere Partei)
  0,65
   1
=0,35
eigene Partei
=0,65
andere Partei
=0,48
zufrieden
unzufrieden
=0,18
zufrieden
unzufrieden
=0,168
=0,117

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es 18%, also P A ‾ ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A ‾ ∩ B ) = P ( A ‾ ) ⋅ P A ‾ ( B ) = 0,65 ⋅ 0,18 = 0,117
berechnen.

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,168 0,35
A ‾
(andere Partei)
0,117 0,65
   1

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(zufrieden)
B ‾
(unzufrieden)
 
A
(eigene Partei)
0,1680,1820,35
A ‾
(andere Partei)
0,1170,5330,65
 0,2850,7151

Gesucht ist ja "der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind", also die Wahrscheinlichkeit für A (eigene Partei) unter der Vorraussetzung, dass B (zufrieden) bereits eingetroffen ist - kurz P B ( A ) .

Um diese Wahrscheinlichkeit (bzw. prozentualer Anteil) zu bestimmmen, müssen wir nun das Baumdiagramm anders rum zeichnen. Das ist ja aber kein Problem, weil wir bereits die fertige Vierfeldertafel ausgefüllt haben.

Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob B (zufrieden) gilt oder nicht, abtragen:

(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von B (zufrieden) - mit unterschiedlichen bedingten Wahrscheinlichkeiten für A (eigene Partei) weiter.)

=0,285
zufrieden
=0,715
unzufrieden
=x
eigene Partei
andere Partei
eigene Partei
andere Partei
=0,168
=0,117
=0,182
=0,533

Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
P ( B ) ⋅ P B ( A ) = P ( B ∩ A ) | : P ( B )

P B ( A ) = P( B ∩ A ) P( B )

oder hier im speziellen:
0,285 ⋅ x = 0,168 = |:0,285
also
P B ( A ) = x = 0,168 0,285 ≈ 0,5895


Der gesuchte Wert (der Anteil der Parteianhänger unter allen. die mit dem Regierungschef zufrieden sind) ist also 0,5895 = 58,95%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Ein Fahrradhändler hat in einem Jahr 1700 Fahrräder verkauft. Davon waren 251 Mountainbikes ohne zusätzlichen Elektroantrieb. Insgesamt wurden 833 E-Bikes verkauft. Von den Rädern, die kein Mountainbike sind, wurden insgesamt (E-Bike und andere zusammen) 1207 Stück verkauft. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse "Mountainbike" und "E-Bike" stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:

A : E-Bike

A ‾ : nicht E-Bike, also kein E-Bike

B : Mountainbike

B ‾ : nicht Mountainbike, also kein Mountainbike

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Mountainbike)
B ‾
(kein Mountainbike)
 
A
(E-Bike)
  833
A ‾
(kein E-Bike)
251  
  12071700

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Mountainbike)
B ‾
(kein Mountainbike)
 
A
(E-Bike)
242591833
A ‾
(kein E-Bike)
251616867
 49312071700

Um zu überprüfen, ob die beiden Ereignisse A (E-Bike) und B (Mountainbike) stochatisch unabhängig sind, müssen wir die absoluten Zahlen zuerst in relative Häufigkeiten umwandeln. Dazu teilen wir einfach alle Zellen durch den Gesamtwert in der rechten unteren Zelle: 1700. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:

  B B ‾  
A 0,1420,3480,49
A ‾ 0,1480,3620,51
 0,290,711

Jetzt können wir P(A)=0.49 mit P(B)=0.29 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.142, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.49 ⋅ 0.29 = 0.1421 ≈ 0.142 ≈ 0.142 = P(A ∩ B),
A und B sind also näherungsweise stochastisch unabhängig.

Stochast. Unabhängigkeit rückwärts

Beispiel:

Vervollständige die Vierfeldertafel so, dass die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

  B B ‾  
A  0,20280,52
A ‾    
   1

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.52 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.52 = 0.48

  B B ‾  
A  0,20280,52
A ‾   0,48
   1

Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch A und B ‾ ) stochastisch unabhängig sind, muss gelten:

P ( A ) ⋅ P ( B ‾ ) = P ( A ∩ B ‾ )

also 0.52 ⋅ P ( B ‾ ) = 0.2028 |: 0.52

somit gilt:

P ( B ‾ ) = 0.2028 0.52 = 0.39

  B B ‾  
A  0,20280,52
A ‾   0,48
  0,391

Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.

  B B ‾  
A 0,31720,20280,52
A ‾ 0,29280,18720,48
 0,610,391

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

In einem Land sind 11,9% aller Menschen sowohl volljährig als auch Linkshänder. Insgesamt sind 15% aller Menschen dieses Landes noch minderjährig. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse "Linkshänder" und "Minderjährigkeit" stochastisch unabhängig sind. Wie viel Prozent der Menschen dieses Landes müssten dann Rechtshänder sein?

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
  0,15
A ‾
(Erwachsene)
0,119  
   1

In der 3. Spalte sind bereits zwei Werte bekannt, und da wir wissen, dass die weiße Zelle unten immer die Summe der beiden inneren Zellen darüber ist, können wir folgende Gleichung aufstellen:

0.15 + P( A ‾ ) = 1

Somit gilt: P( A ‾ ) = 1 - 0.15 = 0.85

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
  0,15
A ‾
(Erwachsene)
0,119 0,85
   1

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Linkshänder" in der Zeile "Erwachsene" P A ‾ ( B ) = 0.119 0.85 = 0,14 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Zeilen der prozentuale Anteil von "Linkshänder" auch 0,14 sein. Somit gilt auch P ( B ) = P A ‾ ( B ) = 0,14.

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
  0,15
A ‾
(Erwachsene)
0,119 0,85
 0,14 1

Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.

  B
(Linkshänder)
B ‾
(Rechtshänder)
 
A
(Minderjährige)
0,0210,1290,15
A ‾
(Erwachsene)
0,1190,7310,85
 0,140,861

Der prozentualer Anteil der Rechtshänder ist somit 86%

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

In einer groß angelegten Umfrage sind 53,8% der Befragten weiblich. 16,73% dieser weiblichen Befragten sind Fußballfans. 79% der Befragten sind keine Fußballfans oder weiblich. Wie hoch ist der Prozentsatz unter allen Befragten, die keine Fußballfans sind?

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Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:

A : Fußballfan

A ‾ : nicht Fußballfan, also kein Fan

B : weiblich

B ‾ : nicht weiblich, also männlich

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
   
A ‾
(kein Fan)
   
 0,538  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P ( A ) + P ( A ‾ ) = P ( B ) + P ( B ‾ ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass A ‾ gilt 100%.

Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
   
A ‾
(kein Fan)
   
 0,5380,4621

Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es 16.73% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B ∩ A ) = 0,538 ⋅ 0,1673 = 0,09 berechnen.

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,09  
A ‾
(kein Fan)
   
 0,5380,4621

Die 79% von "kein Fan oder weiblich" verteilen sich ja auf die drei Felder von
P ( A ∩ B ) (Fußballfan und weiblich),
P ( A ‾ ∩ B ) (kein Fan und weiblich) und
P ( A ‾ ∩ B ‾ ) (kein Fan und männlich),
also auf alle vier Felder außer P ( A ∩ B ‾ ) (Fußballfan und männlich). Es gilt somit:

0,79 = P ( A ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ) + P ( A ‾ ∩ B ‾ ) = 1 - P ( A ∩ B ‾ )

Damit gilt: P ( A ∩ B ‾ ) = 1 - 0,79 = 0.21

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,090,21 
A ‾
(kein Fan)
   
 0,5380,4621

Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:

  B
(weiblich)
B ‾
(männlich)
 
A
(Fußballfan)
0,090,210,3
A ‾
(kein Fan)
0,4480,2520,7
 0,5380,4621

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Nicht-Fußballfans, ist also 0.7 = 70%.