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Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

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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 = {1; 2; 4; 6} und B = {2; 4; 6; 8}. 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; 2; 4; 6} und B = {2; 4; 6; 8}.

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; 2; 4; 6} oder in der Menge B={2; 4; 6; 8} sind,
also A B = {1; 2; 4; 6; 8}

Mengen-Operationen (allg.)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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={4; 7; 8; 10} sind,
also B = {1; 2; 3; 5; 6; 9}

Mengen-Operationen Wahrscheinlichkeit

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das SchaubBild nicht sehen :(

(Alle Sektoren sind Vielfache
von Achtels-Kreisen)

Ein Glücksrad wie rechts abgebildet wird einmal gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahl des gewählten Sektors durch 2 teilbar ist und der Hintergrund dieses Sektors eingefärbt ist.

Lösung einblenden

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

Die Menge A B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, die sowohl in der Menge A={1; 7}, als auch in der Menge B={2; 4; 6} sind,
also A B = {}

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| = 0

Mengen-Operationen Anwendungen

Beispiel:

In einer Urne sind 7 Kugeln mit den Zahlen 1 bis 7 beschriftet. Bestimme alle Kugeln deren Zahl keine Primzahl, aber höchstens die 6 ist.

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

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}, die nicht in der Menge A={2; 3; 5; 7} sind,
also A = {1; 4; 6}

Die Menge A B umfasst alle Elemente der Ergebnismenge S={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, die sowohl in der Menge A ={1; 4; 6}, als auch in der Menge B={1; 2; 3; 4; 5; 6} sind,
also A B = {1; 4; 6}

Vierfeldertafel mit Anzahlen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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:

55 + 62 = H(A)

Somit gilt: H(A) = 55 + 62 = 117

  B B  
A 5562117
A 137  
  155 

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:

55 + 137 = H(B)

Somit gilt: H(B) = 55 + 137 = 192

  B B  
A 5562117
A 137  
 192155 

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:

62 + H( A B ) = 155

Somit gilt: H( A B ) = 155 - 62 = 93

  B B  
A 5562117
A 13793 
 192155 

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:

137 + 93 = H( A )

Somit gilt: H( A ) = 137 + 93 = 230

  B B  
A 5562117
A 13793230
 192155 

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:

192 + 155 = H(B + B )

Somit gilt: H(B + B ) = 192 + 155 = 347

  B B  
A 5562117
A 13793230
 192155347

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  0,480,57
A 0,05  
   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) + 0.48 = 0.57

Somit gilt: P(A ∩ B) = 0.57 - 0.48 = 0.09

  B B  
A 0,090,480,57
A 0,05  
   1

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:

0.09 + 0.05 = P(B)

Somit gilt: P(B) = 0.09 + 0.05 = 0.14

  B B  
A 0,090,480,57
A 0,05  
 0,14 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:

0.57 + P( A ) = 1

Somit gilt: P( A ) = 1 - 0.57 = 0.43

  B B  
A 0,090,480,57
A 0,05 0,43
 0,14 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:

0.05 + P( A B ) = 0.43

Somit gilt: P( A B ) = 0.43 - 0.05 = 0.38

  B B  
A 0,090,480,57
A 0,050,380,43
 0,14 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:

0.14 + P( B ) = 1

Somit gilt: P( B ) = 1 - 0.14 = 0.86

  B B  
A 0,090,480,57
A 0,050,380,43
 0,140,861

Somit ist die Vierfeldertafel komplett ausgefüllt.

VFT Anwend. Häufigkeiten

Beispiel:

Alle SchülerInnen eines Gymnasiums kommen entweder mit dem Fahrrad bzw. zu Fuß oder aber mit dem Bus oder einem Auto zur Schule. Von denen, die weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen, fahren 398 mit dem Bus oder Auto. Von den 349 SchülerInnen, die nicht weiter als 2 km von der Schule entfernt wohnen, kommen aber immerhin 154 mit dem Fahrrad oder zu Fuß. Insgesamt fahren 280 mit dem Fahrrad oder gehen zu Fuß. Wie viele SchülerInnen hat die Schule ?

Lösung einblenden

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

A : nah

A : nicht nah, also entfernt

B : Fahrrad/Fuß

B : nicht Fahrrad/Fuß, also Bus/Auto

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Fahrrad/Fuß)
B
(Bus/Auto)
 
A
(nah)
154 349
A
(entfernt)
 398 
 280  

Diese müssen wir nun vollends ausfüllen:


Rechenweg zum Ausfüllen der Vierfeldertafel einblenden

  B
(Fahrrad/Fuß)
B
(Bus/Auto)
 
A
(nah)
154195349
A
(entfernt)
126398524
 280593873

Der gesuchte Wert, Anzahl der Schüler der Schule, ist also 873.

VFT Anwend. prozentual (leichter)

Beispiel:

Bei einer neuen Viruskrankkeit, geht man davon aus, dass 20% der Menschen, die älter als 80 Jahre sind, diese nicht überleben. Von den jüngeren sterben nur 0,7% daran. In einem Land sind 6% der Bevölkerung älter als 80 Jahre. Wie hoch ist in diesem Land das Risiko, an dieser Krankheit zu sterben?

Lösung einblenden

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

A : über 80

A : nicht über 80, also höchstens 80

B : sterben

B : nicht sterben, also überleben

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(sterben)
B
(überleben)
 
A
(über 80)
  0,06
A
(höchstens 80)
   
    

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
(sterben)
B
(überleben)
 
A
(über 80)
  0,06
A
(höchstens 80)
  0,94
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "über 80" sind es 20% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,06 0,2 = 0,012 berechnen.

  B
(sterben)
B
(überleben)
 
A
(über 80)
0,012 0,06
A
(höchstens 80)
  0,94
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "höchstens 80" sind es 0.7% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,94 0,007 = 0,0066 berechnen.

  B
(sterben)
B
(überleben)
 
A
(über 80)
0,012 0,06
A
(höchstens 80)
0,0066 0,94
   1

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

  B
(sterben)
B
(überleben)
 
A
(über 80)
0,0120,0480,06
A
(höchstens 80)
0,00660,93340,94
 0,01860,98141

Der gesuchte Wert, die Wahrscheinlichkeit an der Krankheit zu sterben, ist also 0.0186 = 1.86%.

VFT Anwend. prozentual (schwerer)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 42% der Bevölkerung zufrieden. Unter den Anhängern seiner eigenen Partei, deren Anteil 33,24% der Bevölkerung ausmacht, hat er sogar Zustimmungswerte von 58,12%. Wie viel Prozent der Bevölkerung ist weder Anhänger seiner Partei noch zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs?

Lösung einblenden

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

A : zufrieden

A : nicht zufrieden, also unzufrieden

B : eigene Partei

B : nicht eigene Partei, also andere Partei

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,42
A
(unzufrieden)
   
 0,3324  

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
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,42
A
(unzufrieden)
  0,58
 0,33240,66761

Aus der Information von der Teilgruppe mit "eigene Partei" sind es 58.12% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( B A ) = 0,3324 0,5812 = 0,1932 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,1932 0,42
A
(unzufrieden)
  0,58
 0,33240,66761

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

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,19320,22680,42
A
(unzufrieden)
0,13920,44080,58
 0,33240,66761

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von unzufrieden und kein Anhänger der Partei, ist also 0.4408 = 44.08%.

bedingte Wahrsch. (nur Zahlen)

Beispiel:

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

  B B  
A 84114198
A 142147289
 226261487

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.)

= 198 487
= 289 487
=x
= 84 487
= 114 487
= 142 487
= 147 487

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:
289 487 x = 142 487 = |:289 ⋅487
also
P A ( B ) = x = 142 289 ≈ 0,4913

bedingte Wahrsch. (nur Prozente)

Beispiel:

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

  B B  
A 0,180,370,55
A 0,080,370,45
 0,260,741

Lösung einblenden

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

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

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

=0,26
=0,74
=x
=0,18
=0,08
=0,37
=0,37

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:
0,74x = 0,37 = |:0,74
also
P B ( A ) = x = 0,37 0,74 ≈ 0,5

bedingte Wahrsch. Anwendungen

Beispiel:

Schätzungen zufolge sind 0,2% der Bevölkerung an einem Virus infiziert. Ein Testverfahren auf diesen Virus liefert bei 99,3% der tatsächlich Infizierten auch ein positives Ergebnis. Bei den nicht Infizierten zeigt der Test zu 99% 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?

Lösung einblenden

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

A : infiziert

A : nicht infiziert, also nicht infiziert

B : Test positiv

B : nicht Test positiv, also Test negativ

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
  0,002
A
(nicht infiziert)
   
    

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
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
  0,002
A
(nicht infiziert)
  0,998
   1
=0,002
infiziert
=0,998
nicht infiziert
=0,993
Test positiv
Test negativ
=0,01
Test positiv
Test negativ
=0,001986

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "infiziert" sind es 99.3%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = P ( A ) P A ( B ) = 0,002 0,993 = 0,001986
berechnen.

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,001986 0,002
A
(nicht infiziert)
  0,998
   1
=0,002
infiziert
=0,998
nicht infiziert
=0,993
Test positiv
Test negativ
=0,01
Test positiv
Test negativ
=0,001986
=0,00998

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "nicht infiziert" sind es 1%, also P A ( B ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = P ( A ) P A ( B ) = 0,998 0,01 = 0,00998
berechnen.

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,001986 0,002
A
(nicht infiziert)
0,00998 0,998
   1

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

  B
(Test positiv)
B
(Test negativ)
 
A
(infiziert)
0,0019860,0000140,002
A
(nicht infiziert)
0,009980,988020,998
 0,0119660,9880341

Gesucht ist ja "die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein", also die Wahrscheinlichkeit für A (infiziert) unter der Vorraussetzung, dass B (Test positiv) 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 (Test positiv) gilt oder nicht, abtragen:

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

=0,011966
Test positiv
=0,988034
Test negativ
=x
infiziert
nicht infiziert
infiziert
nicht infiziert
=0,001986
=0,00998
=0,000014
=0,98802

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:
0,011966x = 0,001986 = |:0,011966
also
P B ( A ) = x = 0,001986 0,011966 ≈ 0,166


Der gesuchte Wert (die Wahrscheinlichkeit nach positiven Test tatsächlich infiziert zu sein) ist also 0,166 = 16,6%.

Stochast. Unabhängigkeit Anwendungen

Beispiel:

Ein Marktforschungsinstitut untersucht die Verbreitung einer Handy-App und kommt dabei zu folgenden Ergebnissen. Insgesamt ist die App auf 29,98% aller Smartphones installiert. 38,36% der installierten Apps sind auf einem iPhone. 58,52% aller Smartphones waren keine iPhones und hatten die App nicht installiert. Vervollständige die Vierfeldertafel und entscheide damit, ob die beiden Ereignisse "iPhone" und "App ist installiert" stochastisch unabhängig sind.

Lösung einblenden

Um die Aufgabe mit einer Vierfeldertafel lösen zu können, müssen wir erst unsere Ergebnisse 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)
   
A
(anderes Smartphone)
 0,5852 
 0,2998  

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)
 0,115 
A
(anderes Smartphone)
 0,5852 
 0,29980,70021
=0,2998
installiert
=0,7002
nicht installiert
=0,3836
iPhone
anderes Smartphone
iPhone
anderes Smartphone
=0,115
=0,115
=0,5852

Mit Hilfe des Baumdiagramms kann man aus der Information
von der Teilgruppe mit "installiert" sind es 38.36%, also P B ( A ) ,
die Wahrscheinlichkeit
P ( B A ) = P ( B ) P B ( A ) = 0,2998 0,3836 = 0,115
berechnen.

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,1150,115 
A
(anderes Smartphone)
 0,5852 
 0,29980,70021

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

  B
(installiert)
B
(nicht installiert)
 
A
(iPhone)
0,1150,1150,23
A
(anderes Smartphone)
0,18480,58520,77
 0,29980,70021

Jetzt können wir P(A)=0.23 mit P(B)=0.3 multiplizieren um zu überprüfen, ob dieses Produkt ungefähr den gleichen Wert hat wie
P(A ∩ B)=0.115, also:

P(A) ⋅ P(B) = 0.23 ⋅ 0.3 = 0.069 ≈ 0.069 ≠ 0.115 = 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.

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    
A 0,2538 0,47
   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:

P(A) + 0.47 = 1

Somit gilt: P(A) = 1 - 0.47 = 0.53

  B B  
A   0,53
A 0,2538 0,47
   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 0.47 ⋅ P ( B ) = 0.2538 |: 0.47

somit gilt:

P ( B ) = 0.2538 0.47 = 0.54

  B B  
A   0,53
A 0,2538 0,47
 0,54 1

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

  B B  
A 0,28620,24380,53
A 0,25380,21620,47
 0,540,461

Stochast. Unabhängigkeit rw (Anwend.)

Beispiel:

Bei einer groß angelegten Blitzeraktion wird bei 600 Autos die Geschwindigkeit gemessen. Von den E-Autos wurden 36 mit zu hoher Geschwindigkeit geblitzt. Insgesamt hielten sich 480 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?

Lösung einblenden

Als erstes tragen wir die Werte, die man aus dem Text herauslesen kann in einer Vierfeldertafel ein:

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
36  
A
(Verbrenner)
   
  480600

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) + 480 = 600

Somit gilt: H(B) = 600 - 480 = 120

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
36  
A
(Verbrenner)
   
 120480600

Wir erkennen nun, dass der Anteil von "E-Autos" in der Spalte "geblitzte Autos" P B ( A ) = 36 120 = 3 10 ist.

Weil die beiden Ereignisse A und B stochastisch unabhängig sind, muss dann in allen Spalten der prozentuale Anteil von "E-Autos" auch 3 10 sein. Somit gilt auch P ( A ) = P B ( A ) = 3 10 .

Für den Wert in der Randspalte ergibt sich also 3 10 ⋅600 = 180

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
36 180
A
(Verbrenner)
   
 120480600

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

  B
(geblitzte Autos)
B
(nicht geblitzte Autos)
 
A
(E-Autos)
36144180
A
(Verbrenner)
84336420
 120480600

Die Anzahl der Verbrenner-Autos ist somit 420

VFT Anwend. prozentual (mit Kombis)

Beispiel:

Mit der Arbeit des Regierungschefs eines Staates sind 40% der Bevölkerung zufrieden. 77% dieser Zufriedenen sind aber auch Anhänger seiner eigenen Partei. 91% der Bevölkerung sind keine Anhänger seiner Partei oder zufrieden mit der Arbeit des Regierungschefs. Wie viel Prozent der Bevölkerung sind Anhänger seiner Partei?

Lösung einblenden

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

A : zufrieden

A : nicht zufrieden, also unzufrieden

B : eigene Partei

B : nicht eigene Partei, also andere Partei

Hiermit ergibt sich folgende Vierfeldertafel:

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,4
A
(unzufrieden)
   
    

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
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
  0,4
A
(unzufrieden)
  0,6
   1

Aus der Information von der Teilgruppe mit "zufrieden" sind es 77% kann man die Wahrscheinlichkeit
P ( A B ) = 0,4 0,77 = 0,308 berechnen.

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,308 0,4
A
(unzufrieden)
  0,6
   1

Die 91% von "zufrieden oder andere Partei" verteilen sich ja auf die drei Felder von
P ( A B ) (zufrieden und eigene Partei),
P ( A B ) (zufrieden und andere Partei) und
P ( A B ) (unzufrieden und andere Partei),
also auf alle vier Felder außer P ( A B ) (unzufrieden und eigene Partei). Es gilt somit:

0,91 = P ( A B ) + P ( A B ) + P ( A B ) = 1 - P ( A B )

Damit gilt: P ( A B ) = 1 - 0,91 = 0.09

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,308 0,4
A
(unzufrieden)
0,09 0,6
   1

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

  B
(eigene Partei)
B
(andere Partei)
 
A
(zufrieden)
0,3080,0920,4
A
(unzufrieden)
0,090,510,6
 0,3980,6021

Der gesuchte Wert, der Prozentsatz von Anhänger der Partei, ist also 0.398 = 39.8%.