Aufgabenbeispiele von Vierfeldertafel
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Mengen-Operationen elementar
Beispiel:
Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {3; 4; 6; 7; 8; 10}. Bestimme .
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {3; 4; 6; 7; 8; 10}.
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10},
die nicht in der Menge A={3; 4; 6; 7; 8; 10} sind,
also
= {1; 2; 5; 9}
Mengen-Operationen (allg.)
Beispiel:
Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {1; 4; 7; 9}. Bestimme .
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge A = {1; 4; 7; 9}.
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10},
die nicht in der Menge A={1; 4; 7; 9} sind,
also
= {2; 3; 5; 6; 8; 10}
Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit
Beispiel:
In einer Urne sind 11 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 11 beschriftet. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl dieser Kugel nicht durch 3 teilbar und nicht kleiner als 5 ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11} und die Mengen A = {3; 6; 9} und B = {5; 6; 7; 8; 9; 10; 11}.
Um die Menge
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11},
die nicht in der Menge A={3; 6; 9} sind,
also
= {1; 2; 4; 5; 7; 8; 10; 11}
Die Menge
also
Da alle Elemente aus S gleich wahrscheinlich sind, kann man nun die gesuchte Wahrscheinlichkeit über die Anzahl der Elemente der Mengen bestimmen:
P(
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; 4; 7; 8; 10}. Bestimme .
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 4; 7; 8; 10}.
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10},
die nicht in der Menge B={1; 2; 4; 7; 8; 10} sind,
also
= {3; 5; 6; 9}
Vierfeldertafel mit Anzahlen
Beispiel:
In der angezeigten Vierfeldertafel sind in jeder Zelle Anzahlen. Vervollständige die Vierfeldertafel.
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:
57 + H( ) = 297
Somit gilt: H( ) = 297 - 57 = 240
180 | |||
108 | |||
57 | 240 | 297 |
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:
180 + H( ∩ ) = 240
Somit gilt: H( ∩ ) = 240 - 180 = 60
180 | |||
60 | 108 | ||
57 | 240 | 297 |
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:
H(A) + 108 = 297
Somit gilt: H(A) = 297 - 108 = 189
180 | 189 | ||
60 | 108 | ||
57 | 240 | 297 |
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:
H(A ∩ B) + 180 = 189
Somit gilt: H(A ∩ B) = 189 - 180 = 9
9 | 180 | 189 | |
60 | 108 | ||
57 | 240 | 297 |
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:
H( ∩ B) + 60 = 108
Somit gilt: H( ∩ B) = 108 - 60 = 48
9 | 180 | 189 | |
48 | 60 | 108 | |
57 | 240 | 297 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
Vierfeldertafel mit Wahrscheinlichkeiten
Beispiel:
In der angezeigten Vierfeldertafel stehen in jeder Zelle Wahrscheinlichkeiten. Vervollständige die Vierfeldertafel.
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe P(A)+P( ) = P(B)+P( ) = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass A gilt oder dass gilt 100%.
0,03 | 0,16 | ||
0,25 | |||
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:
0.03 + P(A ∩ ) = 0.16
Somit gilt: P(A ∩ ) = 0.16 - 0.03 = 0.13
0,03 | 0,13 | 0,16 | |
0,25 | |||
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:
0.13 + 0.25 = P( )
Somit gilt: P( ) = 0.13 + 0.25 = 0.38
0,03 | 0,13 | 0,16 | |
0,25 | |||
0,38 | 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:
0.16 + P( ) = 1
Somit gilt: P( ) = 1 - 0.16 = 0.84
0,03 | 0,13 | 0,16 | |
0,25 | 0,84 | ||
0,38 | 1 |
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( ∩ B) + 0.25 = 0.84
Somit gilt: P( ∩ B) = 0.84 - 0.25 = 0.59
0,03 | 0,13 | 0,16 | |
0,59 | 0,25 | 0,84 | |
0,38 | 1 |
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) + 0.38 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.38 = 0.62
0,03 | 0,13 | 0,16 | |
0,59 | 0,25 | 0,84 | |
0,62 | 0,38 | 1 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
VFT Anwend. Häufigkeiten
Beispiel:
Ein Fahrradhändler hat in einem Jahr 1900 Fahrräder verkauft. Davon waren 455 Mountainbikes ohne zusätzlichen Elektroantrieb. Insgesamt wurden 931 E-Bikes verkauft. Von den Rädern, die kein Mountainbike sind, wurden insgesamt (E-Bike und andere zusammen) 1156 Stück verkauft. Wie viele Fahrräder wurden verkauft, die weder ein Mountainbike noch ein E-Bike sind?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: E-Bike
: nicht E-Bike, also kein E-Bike
: Mountainbike
: nicht Mountainbike, also kein Mountainbike
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 931 | ||
(kein E-Bike) | 455 | ||
1156 | 1900 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel 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) + 1156 = 1900
Somit gilt: H(B) = 1900 - 1156 = 744
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 931 | ||
(kein E-Bike) | 455 | ||
744 | 1156 | 1900 |
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:
H(A ∩ B) + 455 = 744
Somit gilt: H(A ∩ B) = 744 - 455 = 289
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 289 | 931 | |
(kein E-Bike) | 455 | ||
744 | 1156 | 1900 |
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:
931 + H( ) = 1900
Somit gilt: H( ) = 1900 - 931 = 969
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 289 | 931 | |
(kein E-Bike) | 455 | 969 | |
744 | 1156 | 1900 |
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:
289 + H(A ∩ ) = 931
Somit gilt: H(A ∩ ) = 931 - 289 = 642
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 289 | 642 | 931 |
(kein E-Bike) | 455 | 969 | |
744 | 1156 | 1900 |
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:
455 + H( ∩ ) = 969
Somit gilt: H( ∩ ) = 969 - 455 = 514
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 289 | 642 | 931 |
(kein E-Bike) | 455 | 514 | 969 |
744 | 1156 | 1900 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
(Mountainbike) |
(kein Mountainbike) | ||
---|---|---|---|
(E-Bike) | 289 | 642 | 931 |
(kein E-Bike) | 455 | 514 | 969 |
744 | 1156 | 1900 |
Der gesuchte Wert, Anzahl verkaufter "normaler" Fahrräder, ist also 514.
VFT Anwend. prozentual (leichter)
Beispiel:
In einer groß angelegten Umfrage waren 53% der Befragten weiblich. Während 27% der männlichen Befragten angaben, Fußballfans zu sein, waren das bei den weiblichen Befragten nur 12%. Wie hoch ist der Prozentsatz der Fußballfans unter allen Befragten?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: weiblich
: nicht weiblich, also männlich
: Fußballfan
: nicht Fußballfan, also kein Fan
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
---|---|---|---|
(weiblich) | 0,53 | ||
(männlich) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe + = + = 1 ein, schließlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass gilt oder dass gilt 100%.
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
---|---|---|---|
(weiblich) | 0,53 | ||
(männlich) | 0,47 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "weiblich" sind es
12% kann man die Wahrscheinlichkeit
=
0,53 ⋅
0,12 =
0,0636 berechnen.
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
---|---|---|---|
(weiblich) | 0,0636 | 0,53 | |
(männlich) | 0,47 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "männlich" sind es
27% kann man die Wahrscheinlichkeit
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
---|---|---|---|
(weiblich) | 0,0636 | 0,53 | |
(männlich) | 0,1269 | 0,47 | |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(Fußballfan) |
(kein Fan) | ||
---|---|---|---|
(weiblich) | 0,0636 | 0,4664 | 0,53 |
(männlich) | 0,1269 | 0,3431 | 0,47 |
0,1905 | 0,8095 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Fußballfans, ist also 0.1905 = 19.05%.
VFT Anwend. prozentual (schwerer)
Beispiel:
Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 2,31% der Bevölkerung diese nicht überleben. In einem Land sind 94% der Bevölkerung nicht älter als 80 Jahre. Von denen, die die Viruskrankheit nicht überleben, sind 38,96% über 80 Jahre alt. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Infizierter nicht älter als 80 ist und die Krankheit überlebt?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(sterben) |
(überleben) | ||
---|---|---|---|
(über 80) | |||
(höchstens 80) | 0,94 | ||
0,0231 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
(sterben) |
(überleben) | ||
---|---|---|---|
(über 80) | 0,06 | ||
(höchstens 80) | 0,94 | ||
0,0231 | 0,9769 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "sterben" sind es
38.96% kann man die Wahrscheinlichkeit
(sterben) |
(überleben) | ||
---|---|---|---|
(über 80) | 0,009 | 0,06 | |
(höchstens 80) | 0,94 | ||
0,0231 | 0,9769 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(sterben) |
(überleben) | ||
---|---|---|---|
(über 80) | 0,009 | 0,051 | 0,06 |
(höchstens 80) | 0,0141 | 0,9259 | 0,94 |
0,0231 | 0,9769 | 1 |
Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit für unter 80 Jahre und Krankheit überleben, ist also 0.9259 = 92.59%.
bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | ||
---|---|---|---|
| 189 | 178 | 367 |
| 37 | 18 | 55 |
226 | 196 | 422 |
Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
also
bedingte Wahrsch. (nur Prozente)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | ||
---|---|---|---|
| 0,12 | 0,07 | 0,19 |
| 0,43 | 0,38 | 0,81 |
0,55 | 0,45 | 1 |
Wir müssen also beim Baumdiagramm zuerst ( - also links - ) die Wahrscheinlichkeiten, ob
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
0,45 ⋅ x
= 0,38 = |:0,45
also
bedingte Wahrsch. Anwendungen
Beispiel:
Schätzungen zufolge sind 9% der Lehrer Informatiklehrer. Von den anderen Lehrern nutzen 91% das MS-Office. Von den Informatik-Lehrern bevorzugen aber 89% ein anderes Office-Paket wie OpenOffice oder LibreOffice. Wie hoch ist der Anteil der Informatiklehrer an den Lehrern die ein offenes Office nutzen?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
---|---|---|---|
(Informatiklehrer) | 0,09 | ||
(andere Lehrer) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
---|---|---|---|
(Informatiklehrer) | 0,09 | ||
(andere Lehrer) | 0,91 | ||
1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "Informatiklehrer" sind es 89%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
---|---|---|---|
(Informatiklehrer) | 0,0801 | 0,09 | |
(andere Lehrer) | 0,91 | ||
1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "andere Lehrer" sind es 91%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
---|---|---|---|
(Informatiklehrer) | 0,0801 | 0,09 | |
(andere Lehrer) | 0,8281 | 0,91 | |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(MS-Office) |
(anderes Office) | ||
---|---|---|---|
(Informatiklehrer) | 0,0099 | 0,0801 | 0,09 |
(andere Lehrer) | 0,8281 | 0,0819 | 0,91 |
0,838 | 0,162 | 1 |
Gesucht ist ja "der Prozentsatz der Informatiklehrer an den OpenOffice-Nutzern", also die Wahrscheinlichkeit für
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
(Danach geht's dann ja - je nach Ausgang von
Wenn man die bekannten Werte der Vierfeldertafel ins Baumdiagramm einträgt, so erkennt man folgende Gleichung:
oder hier im speziellen:
0,162 ⋅ x
= 0,0801 = |:0,162
also
Der gesuchte Wert (der Prozentsatz der Informatiklehrer an den OpenOffice-Nutzern) ist also 0,4944 = 49,44%.
Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen
Beispiel:
In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen die 100 Schülerinnen und Schüler ihre Kurse für die Kurstufe wählen. Jeder muss entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 36 das Leistungsfach. 21 von den insgesamt 45 Basisfachwahlen kommen von den Jungs. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind.
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | ||
(Jungs) | 21 | ||
45 | 100 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel 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) + 45 = 100
Somit gilt: H(B) = 100 - 45 = 55
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | ||
(Jungs) | 21 | ||
55 | 45 | 100 |
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:
36 + H(
Somit gilt: H(
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | ||
(Jungs) | 19 | 21 | |
55 | 45 | 100 |
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 ∩
Somit gilt: H(A ∩
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | 24 | |
(Jungs) | 19 | 21 | |
55 | 45 | 100 |
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:
36 + 24 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 36 + 24 = 60
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | 24 | 60 |
(Jungs) | 19 | 21 | |
55 | 45 | 100 |
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:
19 + 21 = H(
Somit gilt: H(
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | 24 | 60 |
(Jungs) | 19 | 21 | 40 |
55 | 45 | 100 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 36 | 24 | 60 |
(Jungs) | 19 | 21 | 40 |
55 | 45 | 100 |
Um zu überprüfen, ob die beiden Ereignisse A (Mädchen) und B (Leistungsfach) 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: 100. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,36 | 0,24 | 0,6 |
| 0,19 | 0,21 | 0,4 |
0,55 | 0,45 | 1 |
Jetzt können wir P(A)=0.6 mit P(B)=0.55 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.36, also:
P(A) ⋅ P(B) = 0.6 ⋅ 0.55 = 0.33
≠ 0.36 = P(A ∩ B),
A und B sind also stochastisch abhängig.
Stochast. Unabhängigkeit rückwärts
Beispiel:
Vervollständige die Vierfeldertafel so, dass die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind.
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,0528 | 0,16 | |
| |||
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:
0.16 + P(
Somit gilt: P(
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,0528 | 0,16 | |
| 0,84 | ||
1 |
Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch
also 0.16 ⋅
somit gilt:
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,0528 | 0,16 | |
| 0,84 | ||
0,33 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,0528 | 0,1072 | 0,16 |
| 0,2772 | 0,5628 | 0,84 |
0,33 | 0,67 | 1 |
Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)
Beispiel:
An einer Schule müssen alle Schülerinnen und Schüler der 10-ten Klassen für ihre Kurswahl entweder das Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 18 das Leistungsfach. Auf das Basisfach fallen insgesamt 75 Wahlen. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse Geschlecht und Mathewahlen stochastisch unabhängig sind. Wie viele der 120 Schülerinnen und Schüler der 10-ten Klassen sind keine Mädchen?
Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 18 | ||
(Jungs) | |||
75 | 120 |
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) + 75 = 120
Somit gilt: H(B) = 120 - 75 = 45
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 18 | ||
(Jungs) | |||
45 | 75 | 120 |
Wir erkennen nun, dass der Anteil von "Mädchen" in der Spalte "Leistungsfach"
Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "Mädchen" auch
Für den Wert in der Randspalte ergibt sich also
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 18 | 48 | |
(Jungs) | |||
45 | 75 | 120 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 18 | 30 | 48 |
(Jungs) | 27 | 45 | 72 |
45 | 75 | 120 |
Die Anzahl nicht weiblicher Schüler ist somit 72
VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 42% der Bevölkerung zufrieden. 50% dieser Zufriedenen sind aber auch Anhänger seiner eigenen Partei. 86,08% der Bevölkerung sind keine Anhänger seiner Partei oder zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind Anhänger seiner Partei?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,42 | ||
(unzufrieden) | |||
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Als erstes tragen wir rechts unten die Summe
Dann tragen wir alle direkt aus dem Text entnehmbaren und die dadurch berechenbaren Wahrscheinlichkeiten in die Vierfeldertafel ein.
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,42 | ||
(unzufrieden) | 0,58 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "zufrieden" sind es
50% kann man die Wahrscheinlichkeit
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,21 | 0,42 | |
(unzufrieden) | 0,58 | ||
1 |
Die 86.08% von "zufrieden oder andere Partei" verteilen sich ja auf die drei Felder von
also auf alle vier Felder außer
0,8608 =
Damit gilt:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,21 | 0,42 | |
(unzufrieden) | 0,1392 | 0,58 | |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,21 | 0,21 | 0,42 |
(unzufrieden) | 0,1392 | 0,4408 | 0,58 |
0,3492 | 0,6508 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von Anhänger der Partei, ist also 0.3492 = 34.92%.