Aufgabenbeispiele von Erwartungsw., Standardabw.

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Binomialvert. Abstand vom Erwartungswert

Beispiel:

Ein Basketballspieler hat eine Trefferquote von p=45%. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dass er bei 90 Versuchen nicht mehr als 10% von seinem Erwartungswert abweicht?

Lösung einblenden

Den Erwartungswert berechnet man als E=n⋅p=90⋅0.45 = 40.5

Die 10% Abweichung wären dann zwischen 90% von 40.5, also 0.9⋅ 40.5 = 36.45 und 110% von 40.5, also 1.1⋅ 40.5 = 44.55

Da die Trefferzahl ja nicht weiter von 40.5 entfernt sein darf als 36.45 bzw. 44.55, muss sie also zwischen 37 und 44 liegen.

Die Zufallsgröße X gibt die Anzahl der Treffer an. X ist binomialverteilt mit n=90 und p=0.45.

P0.4590 (37X44) =

...
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
...

P0.4590 (X44) - P0.4590 (X36) ≈ 0.8019 - 0.1987 ≈ 0.6032
(TI-Befehl: binomcdf(90,0.45,44) - binomcdf(90,0.45,36))

n und p aus Erwartungswert und Standardabw.

Beispiel:

Bei einer Binomialverteilung sind der Erwartungswert μ = 60 und die Standardabweichung σ = 6 bekannt.

Bestimme die Parameter n (Stichprobengröße) und p (Einzelwahrscheinlichkeit) dieser Binomialverteilung.

Lösung einblenden

Für den Erwartungswert μ und die Standardabweichung σ gelten die Formeln:
(1) μ = n ⋅ p, also 60 = n ⋅ p
(2) σ = n p (1-p)

Setzt man nun 6 für σ und 60 für n ⋅ p in die 2. Formel ein, so erhält man:

6 = 60 (1-p)

(wenn man nun auf beiden Seiten quadriert braucht man anschließend keine Probe, weil wir es ausschließlich mit positiven Werten zu tun haben)

36 = 60 ⋅ (1-p) |:60

36 60 = 1-p

3 5 = 1-p

Also gilt p = 1 - 3 5 = 2 5

Jetzt kann man das n einfach durch Einsetzen von p in (1) bestimmen:

60 = n ⋅ 2 5 |⋅ 5 2

Somit gilt: n = 150