Digitale Werkzeuge in der Schule/Fit für VERA-8/Stochastik: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Lösung versteckt| 1= Aus dem Aufgabentext weißt du, dass <math>8</math> Busse <math>10</math> % aller Fahrzeuge sind. Für die anderen Fahrzeuganzahlen nutzt du den Dreisatz:
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<math>10</math> % <math>= 8F</math>
<math>10</math> % <math>= 8</math> F


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Version vom 30. November 2020, 17:30 Uhr

Info

In diesem Lernpfadkapitel kannst du deine Kenntnisse in der Stochastik verbessern und vertiefen. Es gibt drei Themengebiete, auf die du über das Inhaltsverzeichnis zugreifen kannst.

Zum Lösen der Aufgaben benötigst du Stift, Papier und deinen Taschenrechner. Bitte runde Dezimalzahlen auf zwei Nachkommastellen genau.

Bei den Aufgaben unterscheiden wir folgende Typen:

  • In Aufgaben, die orange gefärbt sind, kannst du grundlegende Kompetenzen wiederholen und vertiefen.
  • Aufgaben in blauer Farbe sind Aufgaben mittlerer Schwierigkeit.
  • Und Aufgaben mit grünem Streifen sind Knobelaufgaben.
Viel Erfolg!

Absolute und relative Häufigkeit

Was ist die absolute Häufigkeit?
Die absolute Häufigkeit misst, wie oft ein bestimmtes Ereignis bei mehrmaliger Wiederholung eines Zufallsexperiments auftritt. Als Anzahl ist sie immer eine natürliche Zahl zwischen und der Gesamtzahl von Versuchen.


Beispiel zur absoluten Häufigkeit
Wenn ein Würfel mal geworfen wird und mal die Würfelzahl 6 herauskommt, beträgt die absolute Häufigkeit dafür .


Was ist die relative Häufigkeit?
Die relative Häufigkeit bezeichnet den Anteil der absoluten Häufigkeit (Anzahl) eines Ereignisses an der Gesamtzahl aller Ereignisse. Dieser Anteil wird entweder als Bruch dargestellt oder als Prozentwert angegeben.


Beispiel zur relativen Häufigkeit

Bei Würfen mit einem Würfel wird mal die Würfelzahl 6 notiert. Die absolute Häufigkeit beträgt also für die Würfelzahl 6. Um nun die relative Häufigkeit zu bestimmen, wird die absolute Häufigkeit durch die gesamte Anzahl an Würfelwürfen dividiert. In diesem Fall rechnet man:

Die relative Häufigkeit, dass eine 6 gewürfelt wurde, hat einen Anteil von von der gesamten Würfelrunde und dadurch einen Prozentanteil von  %  %.


Aufgabe 1: Münsteraner Marktplatz

Auf dem Münsteraner Marktplatz wird eine Umfrage zum Thema Lieblingshandymarke durchgeführt.

Personen beantworteten die Frage mit „Apple“, Personen mit „Samsung“, Personen mit „Huawei“, Personen mit „HTC“ und Personen mit „LG“. Personen gaben an, dass ihnen die Handymarke nicht wichtig ist.

a) Fülle die Tabelle vollständig aus. Beachte, dass du den Bruch in folgender Form a/b eintippen solltest und ihn nicht kürzen darfst.

Absolute Häufigkeit Relative Häufigkeit
Handymarke Anzahl der Personen Anteil Prozent
Apple

Samsung

Huawei

HTC

LG

nicht wichtig

Gesamt

%

b) Die drei Bilder zeigen unterschiedliche Säulendiagramme.

Säulendiagramm 1:

Diagramm1-2.jpg

Säulendiagramm 2:

Diagramm1-1.jpg

Säulendiagramm 3:

Diagramm1-3.jpg

Welches der drei Bilder zeigt das richtige Säulendiagramm für die absoluten Häufigkeitswerte zur Handyumfrage?

Bild 1
Bild 2
Bild 3


Aufgabe 2: Lieblingssportart

Vervollständige die Tabelle:

Lieblingssportart Absolute Häufigkeit Relative Häufigkeit in Prozent
Fußball

Schwimmen

%
Reiten

Basketball

%
Leichtathletik

%
Gesamt


Aufgabe 3: TV Sender

Betrachte die durchgeführte Umfrage nach den beliebtesten TV-Sendern.

Trage die Ergebnisse aus den einzelnen Teilaufgaben in das richtige Feld in der Tabelle ein. Für eine richtige Lösung der Anteile, solltest du den Bruch in folgender Form a/b eintippen und darfst ihn nicht kürzen.

a) In welchen Tabellenfeldern fehlen die Begriffe „Relative“ und „Absolute"?
b) Wie viele Personen wurden insgesamt befragt?
c) Gib die Anteile und Prozentwerte der relativen Häufigkeit für jeden TV-Sender an. Runde dabei auf zwei Nachkommastellen.

Häufigkeit

Häufigkeit

TV-Sender Anzahl der Personen Anteil Prozent
ARD

RTL

ProSieben

ZDF

KabelEins

Eurosport

Gesamt



Aufgabe 4: Hotelbewertung

Nach einem Hotelurlaub vergibt jede Person der -köpfigen Reisegruppe zur Bewertung eine Note für das Hotel. Es können die Noten bis vergeben werden. Die Note „sehr gut“ vergeben der Reisegruppe. Die anderen Noten sind wie folgt verteilt:
„gut“
„befriedigend“
„ausreichend“
„mangelhaft“
Die Note „ungenügend“ vergibt keiner der Reisenden.
a)   In der Tabelle fehlen die Begriffe. Ordne sie richtig zu.

Anteil
= "sehr gut"
= "gut"
= "befriedigend"
= "ausreichend"
= "mangelhaft"
= "ungenügend"

Absolute HäufigkeitGesamtRelative HäufigkeitNoteAnzahl der PersonenProzent


Hamburg-090612-0163-DSC 8260 retouched.jpg


b) Trage die in der Aufgabe genannten Anteile je Note in die Tabelle ein. Erweitere die Brüche dabei auf den Nenner . Berechne anschließend die Anzahl der Personen je Note und die dazu passende Prozentzahl. Trage auch diese Werte in die Tabelle ein.

Absolute Häufigkeit Relative Häufigkeit
Note Anzahl der Personen Anteil Prozent
= "sehr gut"

= "gut"

= "befriedigend"

= "ausreichend"

= "mangelhaft"

= "ungenügend"

Gesamt


c) Zeichne ein Säulendiagramm, welches die absoluten Werte der Umfrage darstellt.


Aufgabe 5: Verkehrszählung

Julian und Max haben eine Verkehrszählung vor ihrer Haustür gemacht. Leider sind die Zettel mit den Strichlisten verloren gegangen. Max weiß aber noch, dass sie Busse gezählt haben.

PKW LKW Bus Motorrad Fahrrad
 %  %  %  %  %


Wie viele Fahrzeuge haben Max und Julian insgesamt gezählt? Berechne hierzu die fehlenden Fahrzeuganzahlen und trage sie in die richtigen Felder der Tabelle ein.

Max und Julian haben insgesamt Fahrzeuge gezählt.

Zufallsexperimente

Zufallsexperimente

Ein Zufallsexperiment ist ein Versuch mit zufälligem Ausgang. Zunächst schaust du, wie viele mögliche Ergebnisse es zu dem gefragten Ereignis gibt. Außerdem ist die Zahl aller möglichen Ergebnisse wichtig.

Die Wahrscheinlichkeit berechnet sich dann aus .

Anders als bei der relativen Häufigkeit, können die Ergebnisse an sich mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit auftreten.


Beispiel zu den Zufallsexperimenten

Berechnet man die Wahrscheinlichkeit davon, dass beim Drehen dieses Glücksrad auf "rot" stehen bleibt, so betrachtet man den Anteil der roten Fläche an der gesamten Fläche des Glückrades.

Diese beträgt Fehler beim Parsen (Konvertierungsfehler. Der Server („cli“) hat berichtet: „[INVALID]“): {\displaystyle 75 %} . Das heißt, die Wahrschienlichkeit, dass das Glücksrad auf rot stehen bleibt, liegt bei Fehler beim Parsen (Konvertierungsfehler. Der Server („cli“) hat berichtet: „[INVALID]“): {\displaystyle 75 %} oder .


Baumdiagramme

Zur Darstellung von Wahrscheinlichkeiten hilft es meist, ein Baumdiagramm zu zeichnen. Hierbei wird für jedes Ereignis ein Pfad gezeichnet. Entlang der Pfade stehen die jeweiligen Wahrscheinlichkeiten.

Baumdiagramm Allgemein.jpg


Aufgabe 6: Klassendienste

In einer Klasse sind 14 Jungen und 13 Mädchen. Es werden Beauftragte für verschiedene Klassendienste gelost.

a) Für den Blumendienst wird eine Person gelost. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass es ein Junge ist? Wenn du hier die Wahrscheinlichkeit in Prozent berechnest, gib die Prozentzahl mit zwei Nachkommastellen an.

b) Auch der Tafeldienst wird gelost, jedoch hat die Lehrperson nun auch einen Zettel mit ihrem Namen hinzugefügt. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie den Tafeldienst machen muss?


Komplementärregel

Hat ein Experiment genau zwei Ereignisse, so spricht man von Ereignis und Gegenereignis . Die Wahrscheinlichkeiten der beiden ergeben in der Summe :

.


Aufgabe 7: Schulfest

Bei eurem Schulfest gibt es eine Tombola. Es geht darum, aus einem Glas eine Kugel zu ziehen. Bevor du ohne Hinschauen ziehen darfst, wird dir einmal der Inhalt des Glases gezeigt. Du zählst die Kugeln. Außerdem steht ein Schild neben der Urne (Abbildung 2). Du kannst auf die Bilder klicken, um sie in vergrößerter Form zu sehen.

Abbildung 1
Abbildung 2

Nun ziehst du ohne hinzuschauen eine Kugel.

a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass du einen Stift gewinnst (gelbe Kugel)? Gib die Lösung in Prozent an. Runde das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.

b) Oben auf dem Plakat steht: "Hier ist Gewinnen wahrscheinlicher, als Verlieren!". Stimmt das? Begründe.

Stimmt die Aussage auf dem Plakat?

ja
nein



Pfadmultiplikationsregel

Bei der Pfadmultiplikationsregel werden die Wahrscheinlichkeiten der aufeinanderfolgenden Ereignisse miteinander multipliziert.

Pfadregel Multiplikation.jpg

Die Wahrscheinlichkeit von (Ereignis A Ereignis B)* ist dann:


  • Diese Schreibweise heißt, dass das Ereignis B bereits bekannt ist. Man möchte nun schauen, wie wahrscheinlich es ist, dass davor bereits Ereignis A eingetreten ist. Man sagt dann: "Die Wahrscheinlichkeit für Ereignis A unter der Voraussetzung, dass Ereignis B eingetreten ist."


Aufgabe 8: Münsteraner Send

Auf dem Münsteraner Send gibt es ein Glücksrad. Es sieht wie folgt aus:

Glücksrad A3.jpg

Man kann Folgendes gewinnen:

Tabelle Glücksrad.jpg


a) Du hast einmal gedreht und landest auf einem grünen Feld. Du darfst also noch einmal drehen. Beim zweiten Drehen landest du auf dem roten Feld. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese beiden Fälle direkt hintereinander eintreten?

b) Ist der Fall aus a wahrscheinlicher als der, beim ersten Mal Drehen auf einem roten Feld zu landen?

Ist es wahrscheinlicher direkt auf rot zu kommen, oder erst auf grün zu landen und dann auf rot?

direkt
erst grün dann rot



Laplace-Experimente

Laplace-Wahrscheinlichkeit

Ein Zufallsexperiment, bei dem alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich sind, nennt man Laplace-Experiment.

Bei Ergebnissen ist die Wahrscheinlichkeit in einem Laplace-Experiment für jedes Ergebnis .


Pfadadditionsregel


Die Wahrscheinlichkeit von mehreren Ergebnissen ergibt sich durch Addition der Wahrscheinlichkeit von jedem einzelnen Ergebnis.


Aufgabe 9: Kartenspiel

Bei einem Skatkartenspiel gibt es Bildkarten. Es gibt Buben, Damen und Könige. Karo und Herz werden auch „rote Karten“ genannt und Pik und Kreuz auch „schwarze Karten“. Berechne nun die Wahrscheinlichkeit, mit der du die angegebene Karte aus den Spielkarten ziehst.

Skat-Kartenspiel.jpg

a) Dame


b) Kreuz-Karte


c) Schwarze Karte



Aufgabe 10: Scrabble

Bei einem Spieleabend wird Scrabble gespielt. Sieh dir die beiden bereits gelegten Wörter an. Die dafür verwendeten Steine werden in einen leeren Sack gelegt. Gehe davon aus, dass die Spielsteine alle dieselbe Größe und Beschaffenheit haben.

Scrabble.jpg

Wie hoch ist nun die Wahrscheinlichkeit folgende Steine zu ziehen?

a) Es wird ein D gezogen.


b) Es wird ein N gezogen.


c) Es wird ein O gezogen.


d) Es wird ein Vokal gezogen.



Aufgabe 11: Würfeln

Es wird mit zwei Würfeln gewürfelt. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass…

a) …ein Pasch (Zweimal die Gleiche Zahl, z.B. {1,1}) gewürfelt wird?


b) …die Differenz der Augenzahlen gleich drei ist?

c) …die Summe der Augenzahlen eine Primzahl ist?



Aufgabe 12: Mensch ärgere dich nicht

Markus und Julia spielen „Mensch ärgere dich nicht“. Sieh dir die aktuelle Spielsituation an.

Mensch ärgere dich nicht2.jpg

Die rote Spielfigur gehört Markus und die grüne Julia.

Julia sagt: „Deine Chance in dein Haus zu kommen ist beim nächsten Wurf viel größer als meine.“

a) Hat Julia recht mit ihrer Behauptung? Begründe deine Antwort.

b) Ändert sich etwas an der Behauptung, wenn beide einmal an der Reihe waren, aber nicht ins Haus gesetzt werden konnte?