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Klasse 9-10
Kursstufe
cosh
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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 Mengen A = {2; 4; 5; 7; 10} und B = {2; 4; 6; 7}. Bestimme
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Mengen A = {2; 4; 5; 7; 10} und B = {2; 4; 6; 7}.
Die Menge
also
Mengen-Operationen (allg.)
Beispiel:
Gegeben ist die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10}. Bestimme .
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} und die Menge B = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 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; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10} sind,
also
= {}
Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit
Beispiel:
(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)
Ein Glücksrad wie rechts abgebildet wird einmal gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl des gewählten Sektors nicht durch 3 teilbar ist und deren Hintergrund eingefärbt ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9} und die Mengen A = {1; 2; 4; 5; 7; 9} und B = {3; 6; 9}.
Um die Menge
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9},
die nicht in der Menge B={3; 6; 9} sind,
also
= {1; 2; 4; 5; 7; 8}
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:
In einer Urne sind 12 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 12 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl keine Primzahl, aber höchstens die 6 ist.
Gegeben sind ja die Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12} und die Mengen A = {2; 3; 5; 7; 11} und B = {1; 2; 3; 4; 5; 6}.
Um die Menge
Die Menge
umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12},
die nicht in der Menge A={2; 3; 5; 7; 11} sind,
also
= {1; 4; 6; 8; 9; 10; 12}
Die Menge
also
Vierfeldertafel mit Anzahlen
Beispiel:
In der angezeigten Vierfeldertafel sind in jeder Zelle Anzahlen. Vervollständige die Vierfeldertafel.
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 + H( ∩ ) = 212
Somit gilt: H( ∩ ) = 212 - 190 = 22
175 | |||
190 | 22 | 212 | |
166 |
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 ∩ ) + 22 = 166
Somit gilt: H(A ∩ ) = 166 - 22 = 144
144 | 175 | ||
190 | 22 | 212 | |
166 |
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:
175 + 212 = H(B + )
Somit gilt: H(B + ) = 175 + 212 = 387
144 | 175 | ||
190 | 22 | 212 | |
166 | 387 |
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) + 144 = 175
Somit gilt: H(A ∩ B) = 175 - 144 = 31
31 | 144 | 175 | |
190 | 22 | 212 | |
166 | 387 |
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) + 166 = 387
Somit gilt: H(B) = 387 - 166 = 221
31 | 144 | 175 | |
190 | 22 | 212 | |
221 | 166 | 387 |
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%.
0,23 | 0,38 | ||
0,55 | |||
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:
0.23 + P(A ∩ ) = 0.38
Somit gilt: P(A ∩ ) = 0.38 - 0.23 = 0.15
0,23 | 0,15 | 0,38 | |
0,55 | |||
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:
0.15 + 0.55 = P( )
Somit gilt: P( ) = 0.15 + 0.55 = 0.7
0,23 | 0,15 | 0,38 | |
0,55 | |||
0,7 | 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:
0.38 + P( ) = 1
Somit gilt: P( ) = 1 - 0.38 = 0.62
0,23 | 0,15 | 0,38 | |
0,55 | 0,62 | ||
0,7 | 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) + 0.55 = 0.62
Somit gilt: P( ∩ B) = 0.62 - 0.55 = 0.07
0,23 | 0,15 | 0,38 | |
0,07 | 0,55 | 0,62 | |
0,7 | 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) + 0.7 = 1
Somit gilt: P(B) = 1 - 0.7 = 0.3
0,23 | 0,15 | 0,38 | |
0,07 | 0,55 | 0,62 | |
0,3 | 0,7 | 1 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
VFT Anwend. Häufigkeiten
Beispiel:
In einem Monat mit 31 Tagen gab es 11 Tage, an denen keine Schule war. Dummerweise gab es 10 Tage an denen Schule und schönes Wetter war und 5 Tage an denen keine Schule und kein schönes Wetter war. Wieviele schulfreie Tage mit schönem Wetter gab es?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: Schule
: nicht Schule, also schulfrei
: schönes Wetter
: nicht schönes Wetter, also schlechtes Wetter
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | ||
(schulfrei) | 5 | 11 | |
31 |
Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:
Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden
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) + 5 = 11
Somit gilt: H( ∩ B) = 11 - 5 = 6
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | ||
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
31 |
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:
10 + 6 = H(B)
Somit gilt: H(B) = 10 + 6 = 16
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | ||
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
16 | 31 |
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) + 11 = 31
Somit gilt: H(A) = 31 - 11 = 20
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | 20 | |
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
16 | 31 |
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:
10 + H(A ∩ ) = 20
Somit gilt: H(A ∩ ) = 20 - 10 = 10
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | 10 | 20 |
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
16 | 31 |
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:
16 + H( ) = 31
Somit gilt: H( ) = 31 - 16 = 15
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | 10 | 20 |
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
16 | 15 | 31 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
(schönes Wetter) |
(schlechtes Wetter) | ||
---|---|---|---|
(Schule) | 10 | 10 | 20 |
(schulfrei) | 6 | 5 | 11 |
16 | 15 | 31 |
Der gesuchte Wert, Anzahl schulfreie schöne Tage, ist also 6.
VFT Anwend. prozentual (leichter)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind von den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 31% der Bevölkerung ausmacht, 67% zufrieden. Bei denen, die aber keine Anhängern dessen Partei sind, liegen die Zustimmungswerte nur bei 28%. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind insgesamt mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
: eigene Partei
: nicht eigene Partei, also andere Partei
: zufrieden
: nicht zufrieden, also unzufrieden
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
---|---|---|---|
(eigene Partei) | 0,31 | ||
(andere Partei) | |||
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.
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
---|---|---|---|
(eigene Partei) | 0,31 | ||
(andere Partei) | 0,69 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es
67% kann man die Wahrscheinlichkeit
=
0,31 ⋅
0,67 =
0,2077 berechnen.
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
---|---|---|---|
(eigene Partei) | 0,2077 | 0,31 | |
(andere Partei) | 0,69 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "andere Partei" sind es
28% kann man die Wahrscheinlichkeit
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
---|---|---|---|
(eigene Partei) | 0,2077 | 0,31 | |
(andere Partei) | 0,1932 | 0,69 | |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(zufrieden) |
(unzufrieden) | ||
---|---|---|---|
(eigene Partei) | 0,2077 | 0,1023 | 0,31 |
(andere Partei) | 0,1932 | 0,4968 | 0,69 |
0,4009 | 0,5991 | 1 |
Der gesuchte Wert, Zustimmungsquote insgesamt, ist also 0.4009 = 40.09%.
VFT Anwend. prozentual (schwerer)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 40% der Bevölkerung zufrieden. Unter den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 33% der Bevölkerung ausmacht, hat er sogar Zustimmungswerte von 65,45%. Wie viel Prozent der Bevölkerung ist weder Anhänger seiner Partei noch zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs?
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) | 0,4 | ||
(unzufrieden) | |||
0,33 |
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) | 0,4 | ||
(unzufrieden) | 0,6 | ||
0,33 | 0,67 | 1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es
65.45% kann man die Wahrscheinlichkeit
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,216 | 0,4 | |
(unzufrieden) | 0,6 | ||
0,33 | 0,67 | 1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,216 | 0,184 | 0,4 |
(unzufrieden) | 0,114 | 0,486 | 0,6 |
0,33 | 0,67 | 1 |
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von unzufrieden und kein Anhänger der Partei, ist also 0.486 = 48.6%.
bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)
Beispiel:
Gegeben ist die vollständige Vierfeldertafel. Berechne die bedingte Wahrscheinlichkeit
| | ||
---|---|---|---|
| 99 | 130 | 229 |
| 182 | 116 | 298 |
281 | 246 | 527 |
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
| | ||
---|---|---|---|
| 0,16 | 0,52 | 0,68 |
| 0,14 | 0,18 | 0,32 |
0,3 | 0,7 | 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:
0,7 ⋅ x
= 0,18 = |:0,7
also
bedingte Wahrsch. Anwendungen
Beispiel:
Schätzungen zufolge sind 0,1% der Bevölkerung an einem Virus infiziert. Ein Testverfahren auf diesen Virus liefert bei 98,8% der tatsächlich Infizierten auch ein positives Ergebnis. Bei den nicht Infizierten zeigt der Test zu 98,3% das richtige Ergebnis an, also dass keine Infektion vorliegt. Beim Blutspenden wird ein Mensch positiv auf dieses Virus getestet. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er auch tatsächlich mit diesem Virus infiziert ist?
Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse A und B definieren:
Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
---|---|---|---|
(infiziert) | 0,001 | ||
(nicht infiziert) | |||
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.
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
---|---|---|---|
(infiziert) | 0,001 | ||
(nicht infiziert) | 0,999 | ||
1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "infiziert" sind es 98.8%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
---|---|---|---|
(infiziert) | 0,000988 | 0,001 | |
(nicht infiziert) | 0,999 | ||
1 |
Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "nicht infiziert" sind es 1.7%, also
die Wahrscheinlichkeit
berechnen.
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
---|---|---|---|
(infiziert) | 0,000988 | 0,001 | |
(nicht infiziert) | 0,016983 | 0,999 | |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(Test positiv) |
(Test negativ) | ||
---|---|---|---|
(infiziert) | 0,000988 | 0,000012 | 0,001 |
(nicht infiziert) | 0,016983 | 0,982017 | 0,999 |
0,017971 | 0,982029 | 1 |
Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein", 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:
0,017971 ⋅ x
= 0,000988 = |:0,017971
also
Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein) ist also 0,055 = 5,5%.
Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen
Beispiel:
In der Jahrgangstufe der 10-Klässler müssen die 120 Schülerinnen und Schüler ihre Kurse für die Kurstufe wählen. Jeder muss entweder Mathe Leistungsfach oder Mathe Basisfach wählen. Von den Mädchen wählen 32 das Leistungsfach. 21 von den insgesamt 61 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) | 32 | ||
(Jungs) | 21 | ||
61 | 120 |
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) + 61 = 120
Somit gilt: H(B) = 120 - 61 = 59
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 32 | ||
(Jungs) | 21 | ||
59 | 61 | 120 |
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:
32 + H(
Somit gilt: H(
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 32 | ||
(Jungs) | 27 | 21 | |
59 | 61 | 120 |
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) | 32 | 40 | |
(Jungs) | 27 | 21 | |
59 | 61 | 120 |
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:
32 + 40 = H(A)
Somit gilt: H(A) = 32 + 40 = 72
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 32 | 40 | 72 |
(Jungs) | 27 | 21 | |
59 | 61 | 120 |
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:
27 + 21 = H(
Somit gilt: H(
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 32 | 40 | 72 |
(Jungs) | 27 | 21 | 48 |
59 | 61 | 120 |
Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.
(Leistungsfach) |
(Basisfach) | ||
---|---|---|---|
(Mädchen) | 32 | 40 | 72 |
(Jungs) | 27 | 21 | 48 |
59 | 61 | 120 |
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: 120. und runden diese auf drei Stellen hinter dem Komma. Wir erhalten so erhalten:
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,267 | 0,333 | 0,6 |
| 0,225 | 0,175 | 0,4 |
0,492 | 0,508 | 1 |
Jetzt können wir P(A)=0.6 mit P(B)=0.492 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.267, also:
P(A) ⋅ P(B) = 0.6 ⋅ 0.492 = 0.295
≠ 0.267 = 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
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,62 | ||
| 0,1178 | ||
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:
0.62 + P(
Somit gilt: P(
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,62 | ||
| 0,1178 | 0,38 | |
1 |
Weil wir ja wissen, dass die beiden Ereignisse A und B (und damit auch
also 0.38 ⋅
somit gilt:
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,62 | ||
| 0,1178 | 0,38 | |
0,31 | 1 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
|
| ||
---|---|---|---|
| 0,1922 | 0,4278 | 0,62 |
| 0,1178 | 0,2622 | 0,38 |
0,31 | 0,69 | 1 |
Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)
Beispiel:
Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 300 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den E-Autos wurden 36 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt hielten sich 210 Autos an die Geschwindigkeitsbegrenzung und wurden nicht geblitzt. Man kann davon ausgehen, dass die beiden Ereignisse "Antriebsart des Auto" und "Geschwindigkeitsübertretung" stochastisch unabhängig sind. Wie viele Autos, die nicht zu den E-Autos zählen, fuhren insgesamt durch die Geschwindigkeitskontrolle?
Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:
(geblitzte Autos) |
(nicht geblitzte Autos) | ||
---|---|---|---|
(E-Autos) | 36 | ||
(Verbrenner) | |||
210 | 300 |
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) + 210 = 300
Somit gilt: H(B) = 300 - 210 = 90
(geblitzte Autos) |
(nicht geblitzte Autos) | ||
---|---|---|---|
(E-Autos) | 36 | ||
(Verbrenner) | |||
90 | 210 | 300 |
Wir erkennen nun, dass der Anteil von "E-Autos" in der Spalte "geblitzte Autos"
Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "E-Autos" auch
Für den Wert in der Randspalte ergibt sich also
(geblitzte Autos) |
(nicht geblitzte Autos) | ||
---|---|---|---|
(E-Autos) | 36 | 120 | |
(Verbrenner) | |||
90 | 210 | 300 |
Jetzt können wir einfach mit den Summen die Vierfeldertafel vollends wie üblich füllen.
(geblitzte Autos) |
(nicht geblitzte Autos) | ||
---|---|---|---|
(E-Autos) | 36 | 84 | 120 |
(Verbrenner) | 54 | 126 | 180 |
90 | 210 | 300 |
Die Anzahl der Verbrenner-Autos ist somit 180
VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)
Beispiel:
Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 52% der Bevölkerung unzufrieden. 26% dieser Unzufriedenen sind sogar Anhänger seiner eigenen Partei. 69,2% der Bevölkerung sind entweder unzufrieden mit seiner Arbeit oder Anhänger seiner Partei. Wie viel Prozent der Anhänger seiner eigenen Partei sind mit der Arbeit des Regierungschefs zufrieden?
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) | |||
(unzufrieden) | 0,52 | ||
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) | 0,48 | ||
(unzufrieden) | 0,52 | ||
1 |
Aus der Information von der Teilgruppe mit "unzufrieden" sind es
26% kann man die Wahrscheinlichkeit
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,48 | ||
(unzufrieden) | 0,1352 | 0,52 | |
1 |
Nach Verrechnung der Zeilen- und Spaltensummen erhält man:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,48 | ||
(unzufrieden) | 0,1352 | 0,3848 | 0,52 |
1 |
Die 69.2% von "entweder unzufrieden oder eigene Partei" verteilen sich ja auf die beiden Felder von
0.3848 +
Damit gilt:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,3072 | 0,48 | |
(unzufrieden) | 0,1352 | 0,3848 | 0,52 |
1 |
Jetzt können wir wieder die restlichen Wahrscheinlichkeiten einfach mit der Vierfeldertafel berechnen:
(eigene Partei) |
(andere Partei) | ||
---|---|---|---|
(zufrieden) | 0,3072 | 0,1728 | 0,48 |
(unzufrieden) | 0,1352 | 0,3848 | 0,52 |
0,4424 | 0,5576 | 1 |
Gesucht ist ja, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, also
Der gesuchte Wert, der Prozentsatz der Zufriedenen unter den Anhängern der eigenen Partei, ist also 0.6944 = 69.44%.