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

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In diesem Lernpfadkapitel kannst du deine Kenntnisse in der Stochastik verbessern und vertiefen. Es gibt 3 Themengebiete auf die du über das Inhaltsverzeichnis zugreifen kannst.
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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 2 Nachkommastellen genau.
 
Zum Lösen der Aufgaben benötigst du Stift, Papier und deinen Taschenrechner. Bitte runde Dezimalzahlen auf 2 Nachkommastellen genau.
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{{Box | Zufallsexperimente |
 
{{Box | Zufallsexperimente |
Ein '''Zufallsexperiment''' ist ein Versuch mit zufälligem Ausgang. Zunächst schaust du, wie viele mögliche Ergebnisse es zu dem gefragten Ereignis gibt. Außerdem musst du die Zahl aller möglichen Ergebnisse betrachten.  
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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 <math>\tfrac{\text{Anzahl der Ergebnisse zu gefragten Ereignis}}{\text{Anzahl aller möglichen Ergebnisse}} </math>. | Merksatz}}
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Die Wahrscheinlichkeit berechnet sich dann aus <math>\tfrac{\text{Anzahl der Ergebnisse zu gefragten Ereignis}}{\text{Anzahl aller möglichen Ergebnisse}} </math>.
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Anders als bei der relativen Häufigkeit, können die Ergebnisse an sich mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit auftreten.| Merksatz}}
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{{Box | Beispiel zu den Zufallsexperimenten |
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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.
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Diese beträgt <math>75 %</math>. Das heißt, die Wahrschienlichkeit, dass das Glücksrad auf rot stehen bleibt, liegt bei <math>75 %</math> oder <math>\tfrac{3}{4}</math>. | Hervorhebung1}}
  
 
{{Box | Baumdiagramme|
 
{{Box | Baumdiagramme|
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In einer Klasse sind 14 Jungen und 13 Mädchen. Es werden Beauftragte für verschiedene Klassendienste gelost.
 
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?
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'''a)''' Für den Blumendienst wird eine Person gelost. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass es ein Junge ist?  
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Wenn du hier die Wahrscheinlichkeit in Prozent berechnest, gib die Prozentzahl mit zwei Nachkommastellen an.
  
 
{{Lösung versteckt|1= Zeichne ein Baumdiagramm. Was sind die Ereignisse?
 
{{Lösung versteckt|1= Zeichne ein Baumdiagramm. Was sind die Ereignisse?
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[[Datei:Baumdiagramm A1 a.jpg|zentriert]]
 
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Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Junge den Dienst bekommt, liegt also bei <math>\tfrac{14}{27}</math>.
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Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Junge den Dienst bekommt, liegt also bei <math>\tfrac{14}{27}</math> bzw. bei ungefähr <math>51{,}85 %</math>.
 
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{{Lösung versteckt|1= Wie viele Personen stehen nun zur Auswahl? {{ Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}|2=Tipps|3=Tipp}}
 
{{Lösung versteckt|1= Wie viele Personen stehen nun zur Auswahl? {{ Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}|2=Tipps|3=Tipp}}
  
{{Lösung versteckt|1= Wenn man ein Baumdiagramm zeichnet, so müssen 3 Ereignisse dargestellt werden:
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{{Lösung versteckt|1= Wenn man ein Baumdiagramm zeichnet, so müssen drei Ereignisse dargestellt werden:
  
 
1. Ein Junge wird gelost.
 
1. Ein Junge wird gelost.
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Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Lehrperson selbst die Tafel putzen muss, liegt bei <math>\tfrac{1}{28}</math>.
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Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Lehrperson selbst die Tafel putzen muss, liegt bei <math>\tfrac{1}{28}</math> bzw. bei <math>3{,}57 %</math>.
 
  |2= Lösung |3= Lösung}}
 
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{{Box | Komplementärregel|
 
{{Box | Komplementärregel|
Hat ein Experiment genau zwei Ereignisse, so spricht man von Ereignis und Gegenereignis. Die Wahrscheinlichkeiten der beiden ergeben in der Summe 1:
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Hat ein Experiment genau zwei Ereignisse, so spricht man von Ereignis <math>E</math> und Gegenereignis <math>\bar E</math>. Die Wahrscheinlichkeiten der beiden ergeben in der Summe <math>1</math>:
  
<math>P(E)+P(\bar E)=1</math>
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<math>P(E)+P(\bar E)=1</math>.
  
 
  | Merksatz}}
 
  | Merksatz}}
  
 
{{Box | Aufgabe 7: Schulfest |  
 
{{Box | Aufgabe 7: Schulfest |  
Bei eurem Schulfest gibt es eine Tombola. Es geht darum, aus einem Glas eine Kugel zuziehen. Bevor du ohne hinzuschauen 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.
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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.
  
[[Datei:Urne A2 1.jpg|mini|Abbildung 1]][[Datei:Plakat.jpg|mini|Abbildung 2]]
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[[Datei:Urne A2 1.jpg|mini|links|Abbildung 1]][[Datei:Plakat.jpg|mini|zentriert|Abbildung 2]]
  
{{Lösung versteckt| 1= Es sind 20 blaue Kugeln, 12 rote, 9 gelbe und 3 grüne. |2=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.|3=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.}}
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{{Lösung versteckt| 1= Es sind <math>20</math> blaue, <math>12</math> rote, <math>9</math> gelbe und <math>3</math> grüne Kugeln. |2=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.|3=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.}}
  
 
Nun ziehst du ohne hinzuschauen eine Kugel.
 
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.
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'''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.
  
 
{{Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}
 
{{Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}
  
{{Lösung versteckt|1= Hier kann man das Baumdiagramm auf 2 Arten zeichnen.  
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{{Lösung versteckt|1= Hier kann man das Baumdiagramm auf zwei Arten zeichnen.  
  
Man kann eines mit 4 Ereignissen zeichnen:
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Man kann ein Baumdiagramm mit vier Ereignissen zeichnen:
  
 
1. Die Kugel ist grün.
 
1. Die Kugel ist grün.
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[[Datei:Baumdiagramm A2 a.jpg|zentriert]]
 
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Optional kann man man eines mit 2 Ereignissen zeichnen:
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Optional kann man man ein Baumdiagramm mit zwei Ereignissen zeichnen:
  
 
1. Die Kugel ist gelb.
 
1. Die Kugel ist gelb.
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Rechne das nun in Prozent um:  
 
Rechne das nun in Prozent um:  
<math>\tfrac{9}{44} \approx 0,2045 = 20,45 %.</math>  
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<math>\tfrac{9}{44} \approx 0{,}2045 = 20{,}45 %.</math>  
  
Die Wahrscheinlichkeit einen Stift zu gewinnen liegt bei 20,45%.
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Die Wahrscheinlichkeit einen Stift zu gewinnen liegt bei <math>20{,}45 %</math>.
 
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'''b)''' Oben auf dem Plakat steht: "Hier ist Gewinnen wahrscheinlicher, als Verlieren!". Stimmt das? Berechne zunächst die einzelnen Wahrscheinlichkeiten. Gibt die Lösung wieder in Prozent an.
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'''b)''' Oben auf dem Plakat steht: "Hier ist Gewinnen wahrscheinlicher, als Verlieren!". Stimmt das? Begründe.  
  
{{Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}  
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{{Lösung versteckt| 1= Berechne zunächst die einzelnen Wahrscheinlichkeiten.Gibt die Lösung wieder in Prozent an. Runde das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen. {{Lösung versteckt| 1= Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?|2=Tipp|3=Tipp}}|2=Tipp|3=Tipp}}
  
 
<quiz display="simple">
 
<quiz display="simple">
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</quiz>
 
</quiz>
  
{{Lösung versteckt|1= Auch hier kann das Baumdiagramm auf 2 Arten gezeichnet werden:
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{{Lösung versteckt|1= Auch hier kann das Baumdiagramm auf zwei Arten gezeichnet werden:
  
Man kann eines mit 4 Ereignissen zeichnen:
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Man kann ein Baumdiagramm mit vier Ereignissen zeichnen:
  
 
1. Die Kugel ist grün.
 
1. Die Kugel ist grün.
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[[Datei:Baumdiagramm A2 a.jpg|zentriert]]
 
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Optional kann eines mit 2 Ereignissen gezeichnet werden:  
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Optional kann eines mit zwei Ereignissen gezeichnet werden:  
  
 
Die Wahrscheinlichkeit für das Gewinnen ergibt sich aus der Komplementärregel. Die relative Häufigkeit der blauen Kugeln, mit denen man verliert, liegt bei <math>\tfrac{20}{44}=\tfrac{5}{11}</math>. Die Komplementärregel ergibt dann für das Gewinnen: <math>1-\tfrac{5}{11}=\tfrac{6}{11}</math>.
 
Die Wahrscheinlichkeit für das Gewinnen ergibt sich aus der Komplementärregel. Die relative Häufigkeit der blauen Kugeln, mit denen man verliert, liegt bei <math>\tfrac{20}{44}=\tfrac{5}{11}</math>. Die Komplementärregel ergibt dann für das Gewinnen: <math>1-\tfrac{5}{11}=\tfrac{6}{11}</math>.
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Nun rechnet man die Brüche in Prozent um:  
 
Nun rechnet man die Brüche in Prozent um:  
  
Wahrscheinlichkeit zu verlieren: <math>\tfrac{5}{11} \approx 0,4545 = 45,45 %</math>.
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Wahrscheinlichkeit zu verlieren: <math>\tfrac{5}{11} \approx 0{,}4545 = 45{,}45 %</math>.
  
Wahrscheinlichkeit zu gewinnen: <math>100%-45,45%=54,55%</math>.
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Wahrscheinlichkeit zu gewinnen: <math>100 %-45{,}45%=54{,}55%</math>.
  
Die Wahrscheinlichkeit, zu gewinnen liegt bei 54,55 %, die zu verlieren bei 45,45%. Die Aussage stimmt also.
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Die Wahrscheinlichkeit, zu gewinnen liegt bei <math>54{,}55 %</math>, die zu verlieren bei <math>45{,}45 %</math>. Die Aussage stimmt also.
 
  |2= Lösung |3= Lösung }}
 
  |2= Lösung |3= Lösung }}
  
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[[Datei:Pfadregel Multiplikation.jpg|zentriert]]
 
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Die Wahrscheinlichkeit von (Ereignis A <math>\mid</math> Ereignis B) ist dann:  
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Die Wahrscheinlichkeit von (Ereignis A <math>\mid</math> Ereignis B)* ist dann:  
 
<math>P(\text{Ereignis A} | \text{Ereignis B})= \text{Wahrscheinlichkeit A} \cdot \text{Wahrscheinlichkeit B} </math>
 
<math>P(\text{Ereignis A} | \text{Ereignis B})= \text{Wahrscheinlichkeit A} \cdot \text{Wahrscheinlichkeit B} </math>
  
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 +
* 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."
 
| Merksatz}}
 
| Merksatz}}
  
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[[Datei:Glücksrad A3.jpg|zentriert]]
 
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{{Lösung versteckt| 1= Es gibt 1 rotes Feld, 2 orangene, 4 gelbe, 5 grüne und 7 blaue Felder.  |2=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.|3=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.}}
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{{Lösung versteckt| 1= Es gibt ein rotes Feld, zwei orangene, vier gelbe, fünf grüne und sieben blaue Felder.  |2=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.|3=Hilfe, falls du die Farben nicht unterscheiden kannst.}}
  
 
Man kann Folgendes gewinnen:
 
Man kann Folgendes gewinnen:
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'''a)''' Du hast einmal gedreht und landest auf einem grünen Feld. Du darfst also nochmal drehen. Beim zweiten Mal drehen landest du auf dem roten Feld. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese beiden Fälle direkt hintereinander eintreten?
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'''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?
  
{{Lösung versteckt| 1= Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit nochmal drehen zu dürfen? Zeichne hierzu ein Baumdiagramm {{Lösung versteckt| 1= Nun kannst du das Baumdiagramm fortführen. Verwende die Pfadmultiplikationsregel.|2=Tipp|3= Tipp}}|2=Tipp|3=Tipp}}  
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{{Lösung versteckt| 1= Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit noch einmal drehen zu dürfen? Zeichne hierzu ein Baumdiagramm. {{Lösung versteckt| 1= Nun kannst du das Baumdiagramm fortführen. Verwende die Pfadmultiplikationsregel.|2=Tipp|3= Tipp}}|2=Tipp|3=Tipp}}  
  
 
{{Lösung versteckt|1=  
 
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</quiz>
 
</quiz>
  
{{Lösung versteckt|1= Ein vereinfachtes Baumdiagramm hat 2 Ereignisse:
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{{Lösung versteckt|1= Ein vereinfachtes Baumdiagramm hat zwei Ereignisse:
  
 
1. Das Feld ist rot.
 
1. Das Feld ist rot.

Version vom 28. November 2020, 15:05 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 2 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 in einer Umfrage ausgewählt wird oder in einem Versuchsdurchgang auftritt. Daher wird die absolute Häufigkeit auch umgangssprachlich als Ergebnis einer Zählung bezeichnet. Die absolute Häufigkeit kann nur Werte aus den natürlichen Zahlen, einschließlich der 0, annehmen.


Beispiel zur absoluten Häufigkeit
Ein gutes Beispiel, um absolute Häufigkeit zu erklären, ist das mehrmalige Werfen eines Würfels. Wenn ein Würfel 100 mal geworfen wird und 22 mal die Würfelzahl 6 herauskommt, folgt daraus, dass die absolute Häufigkeit für das Ereignis 6 die 22 ist.


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


Beispiel zur relativen Häufigkeit

Bei 100 Würfen mit einem Würfel wird 22 mal die Würfelzahl 6 notiert. Die absolute Häufigkeit beträgt also 22 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: = 0,22

Die relative Häufigkeit, dass eine 6 gewürfelt wurde, hat einen Anteil von von der gesamten Würfelrunde und dadurch einen Prozentanteil von 22,00% = 0,22 \cdot 100,00%.


Aufgabe 1: Münsteraner Marktplatz

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

36 Personen beantworteten die Frage mit „Apple“, 18 Personen mit „Samsung“, 23 Personen mit „Huawei“, 15 Personen mit „HTC“ und 8 Personen mit „LG“. 10 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 musst.

Absolute Häufigkeit Relative Häufigkeit
Handymarke Anzahl der Personen Anteil Prozent
Apple
36()
36/110()
32,73%()
Samsung
18()
18/110()
16,36%()
Huawei
23()
23/110()
20,91%()
LG
8()
8/110()
7,27%()
HTC
15()
15/110()
13,64%()
nicht wichtig
10()
10/110()
9,09%()
Gesamt
110()
110/110()
100,00%()
Die richtigen Zahlen für die absolute Häufigkeit findest du im Aufgabentext.
Die richtigen Anteilswerte erhältst du, wenn du die Anzahl der Personen und die Gesamtzahl in einem Bruch aufschreibst.
Für die Berechnung der Prozentzahlen nutzt du deinen Taschenrechner und dividierst die berechneten Anteile durch die Gesamtzahl.
Denk an das richtige Runden der Nachkommastellen. Die Zahl 17,455% solltest du auf 17,46% runden. Bei der Zahl 17,454% musst du abrunden auf 17,45%.
Handymarke-Lösung.jpg

b) Die 3 Bilder zeigen unterschiedliche Säulendiagramme.

Säulendiagramm 1:

Diagramm1-2.jpg

Säulendiagramm 2:

Diagramm1-1.jpg

Säulendiagramm 3:

Diagramm1-3.jpg

Welches der 3 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
Fußball 23
38,33%()
Schwimmen
9()
15,00%
Reiten
10()
16,67%()
Basketball
12()
20,00%
Leichtathletik
6()
10,00%
Gesamt 60
100,00%()
Denk an das richtige Runden der Nachkommastellen. Die Zahl 17,456% solltest du auf 17,46% runden. Bei der Zahl 17,454% musst du abrunden auf 17,45%.
Lieblingssportart-Lösung-1.jpg


Aufgabe 3: TV Sender

Betrachte die durchgeführte Umfrage nach den beliebtesten TV-Sendern.

Absolute() Häufigkeit
Relative() Häufigkeit
TV-Sender Anzahl der Personen Anteil Prozent
ARD 10
10/130()
7,69%()
RTL 35
35/130()
26,92%()
ProSieben 42
42/130()
32,31%()
ZDF 14
14/130()
10,77%()
KabelEins 27
27/130()
20,77%()
Eurosport 2
2/130()
1,54%()
Gesamt
130()
130/130()
100,00%()

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

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 2 Nachkommastellen.

Die richtigen Anteilswerte erhältst du, wenn du die Anzahl der Personen und die Gesamtzahl in einem Bruch aufschreibst.
Für die Berechnung der Prozentzahlen nutzt du deinen Taschenrechner und dividierst die berechneten Anteile durch die Gesamtzahl.
Denk an das richtige Runden der Nachkommastellen. Die Zahl 17,455% solltest du auf 17,46% runden. Bei der Zahl 17,454% musst du abrunden auf 17,45%.
TVSender-Lösung.jpg


Aufgabe 4: Hotelbewertung

Nach einem Hotelurlaub vergibt jede Person der 40-köpfigen Reisegruppe zur Bewertung eine Note für das Hotel. Es können die Noten 1 bis 6 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.

Absolute Häufigkeit Relative Häufigkeit
Note Anzahl der Personen Anteil Prozent
1 = "sehr gut"
2 = "gut"
3 = "befriedigend"
4 = "ausreichend"
5 = "mangelhaft"
6 = "ungenügend"
Gesamt
Lösung 4a.jpg


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 40. 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
1 = "sehr gut"
5()
5/40()
12,50%()
2 = "gut"
18()
18/40()
45,00%()
3 = "befriedigend"
10()
10/40()
25,00%()
4 = "ausreichend"
6()
6/40()
15,0%()
5 = "mangelhaft"
1()
1/40()
2,50%()
6 = "ungenügend"
0()
0/40()
0,00%()
Gesamt
40()
40/40()
100,00%()


Lösung-4b.jpg

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

Diagramm4-1.jpg


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 8 Busse gezählt haben.

PKW LKW Bus Motorrad Fahrrad
45% 15% 10% 5% 25%
36()
12()
8()
4()
20()


a) Trage die fehlenden Fahrzeuganzahlen in die richtigen Felder der Tabelle.

Tabelle-5a.jpg


b) Wie viele Fahrzeuge haben Max und Julian insgesamt gezählt?

Max und Julian haben insgesamt 80() Fahrzeuge gezählt.
Max und Julian haben insgesamt 80 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 . Das heißt, die Wahrschienlichkeit, dass das Glücksrad auf rot stehen bleibt, liegt bei 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.

Zeichne ein Baumdiagramm. Was sind die Ereignisse?

Zeichnet man ein Baumdiagramm, so gibt es zwei Ereignisse:

1. Ein Junge wird gelost.

2. Ein Mädchen wird gelost.

Die Wahrscheinlichkeiten ergeben sich aus den relativen Häufigkeiten, also der tatsächlichen Anzahl an Jungen und Mädchen geteilt durch die Anzahl der Schülerinnen und Schüler in der Klasse. Das Baumdiagramm sieht dann so aus:

Baumdiagramm A1 a.jpg
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Junge den Dienst bekommt, liegt also bei bzw. bei ungefähr .

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?

Wie viele Personen stehen nun zur Auswahl?
Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?

Wenn man ein Baumdiagramm zeichnet, so müssen drei Ereignisse dargestellt werden:

1. Ein Junge wird gelost.

2. Ein Mädchen wird gelost.

3. Die Lehrperson wird gelost.

Auch hier ergeben sich die Wahrscheinlichen aus den relativen Häufigkeiten. Hierbei muss allerdings darauf geachtet werden, dass nicht nur die Anzahl der Schülerinnen und Schüler als gesamte Menge betrachtet wird, sondern auch die Lehrperson hinzu addiert wird. Es stehen also insgesamt 28 Personen zur Auswahl. Das Baumdiagramm sieht so aus:

Baumdiagramm A1 b.jpg
Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Lehrperson selbst die Tafel putzen muss, liegt bei bzw. bei .


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
Es sind blaue, rote, gelbe und grüne Kugeln.

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.

Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?

Hier kann man das Baumdiagramm auf zwei Arten zeichnen.

Man kann ein Baumdiagramm mit vier Ereignissen zeichnen:

1. Die Kugel ist grün.

2. Die Kugel ist gelb.

3. Die Kugel ist rot.

4. Die Kugel ist blau.

Die Wahrscheinlichkeit errechnet sich dann aus der relativen Häufigkeit der Kugeln. Das Baumdiagramm sieht dann so aus:

Baumdiagramm A2 a.jpg

Optional kann man man ein Baumdiagramm mit zwei Ereignissen zeichnen:

1. Die Kugel ist gelb.

2. Die Kugel ist nicht gelb.

Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Kugel gelb ist, ergibt sich dann aus der relativen Häufigkeit der gelben Kugeln. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Kugel nicht gelb ist erfolgt aus der Komplementärregel.

Das Baumdiagramm sieht dann so aus:

Baumdiagramm A2 a alternativ.jpg

Rechne das nun in Prozent um:

Die Wahrscheinlichkeit einen Stift zu gewinnen liegt bei .

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

Berechne zunächst die einzelnen Wahrscheinlichkeiten.Gibt die Lösung wieder in Prozent an. Runde das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.
Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Ereignisse gibt es?

Stimmt die Aussage auf dem Plakat?

ja
nein


Auch hier kann das Baumdiagramm auf zwei Arten gezeichnet werden:

Man kann ein Baumdiagramm mit vier Ereignissen zeichnen:

1. Die Kugel ist grün.

2. Die Kugel ist gelb.

3. Die Kugel ist rot.

4. Die Kugel ist blau.

Die Wahrscheinlichkeit errechnet sich dann aus der relativen Häufigkeit der Kugeln. Das Baumdiagramm sieht dann so aus:

Baumdiagramm A2 a.jpg

Optional kann eines mit zwei Ereignissen gezeichnet werden:

Die Wahrscheinlichkeit für das Gewinnen ergibt sich aus der Komplementärregel. Die relative Häufigkeit der blauen Kugeln, mit denen man verliert, liegt bei . Die Komplementärregel ergibt dann für das Gewinnen: .

Das Baumdiagramm sieht dann so aus:

Baumdiagramm A2 b alternativ.jpg

Nun rechnet man die Brüche in Prozent um:

Wahrscheinlichkeit zu verlieren: .

Wahrscheinlichkeit zu gewinnen: .

Die Wahrscheinlichkeit, zu gewinnen liegt bei , die zu verlieren bei . Die Aussage stimmt also.


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
Es gibt ein rotes Feld, zwei orangene, vier gelbe, fünf grüne und sieben blaue Felder.

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?

Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit noch einmal drehen zu dürfen? Zeichne hierzu ein Baumdiagramm.
Nun kannst du das Baumdiagramm fortführen. Verwende die Pfadmultiplikationsregel.

Zunächst zeichnet man ein Baumdiagramm. Wichtig ist, dass es mehrere Ebenen hat:

Baumdiagramm A3 a.jpg

Hier wurden die Brüche bereits gekürzt.

Mit der Pfadmultiplikationsregel gilt nun:

Die Wahrscheinlichkeit erst auf einem grünen Feld und dann direkt auf dem roten Feld zu landen liegt bei .

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

Du brauchst hier nur noch berechnen, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, direkt beim ersten Mal auf dem 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


Ein vereinfachtes Baumdiagramm hat zwei Ereignisse:

1. Das Feld ist rot.

2. Das Feld ist nicht rot.

Baumdiagramm A3 b.jpg

Die Wahrscheinlichkeit beim ersten Mal zu gewinnen liegt bei .

Es gilt .

Es ist also wahrscheinlicher, direkt beim ersten Mal zu gewinnen.


Laplace-Experimente

Laplace-Wahrscheinlichkeit

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

Bei n 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 12 Bildkarten. Es gibt 4 Buben, 4 Damen und 4 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 32 Spielkarten ziehst.

Skat-Kartenspiel.jpg

a) Dame


b) Kreuz-Karte

Es gibt insgesamt 8 Kreuz-Karten.


c) Schwarze Karte

Es gibt insgesamt 16 schwarze Karten.


a) Die Gesamtmenge der Karten beträgt 32. Die Wahrscheinlichkeit für jede einzelne Karte beträgt also . (Laplace)

E = Eine Dame wird gezogen

Für das Ereignis eine Dame zu ziehen gibt es insgesamt 4 Karten. Also 4 mögliche Ergebnisse, dessen Wahrscheinlichkeiten nach der Summenregel addiert werden können.

P(E) = + + + = 4 * = =

b) E = Eine Kreuzkarte wird gezogen

Es gibt insgesamt 8 Kreuz-Karten.

Also gilt mit der Summenregel: P(E) = + + + + + + + = 8 * = =

c) E = Eine schwarze Karte wird gezogen.

Es gibt 8 Pik und 8 Kreuz-Karten, also insgesamt 16 schwarze Karten.

Also gilt mit der Summenregel: P(E) = 16 * = =


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.

Es gibt insgesamt 13 Spielsteine.


b) Es wird ein N gezogen.


c) Es wird ein O gezogen.


d) Es wird ein Vokal gezogen.

Die Vokale im Deutschen werden durch die Buchstaben a, e, i, o, u und durch die Umlaute ä, ö und ü gebildet.


a) Insgesamt gibt es 13 Spielsteine. Aufgrund der übereinstimmenden Größe und Beschaffenheit der Steine, ist die Wahrscheinlichkeit für jeden einzelnen Spielstein gleich und beträgt . Aus diesem Grund handelt es sich bei dieser Aufgabe um ein Laplace Experiment.

E = Es wird ein D gezogen.

Da unter den Steinen nur einmal der Buchstabe D vorhanden ist gilt: P(E) = .

b) E = Es wird ein N gezogen.

Es gibt zwei Spielsteine mit dem Buchstaben N, die jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit von gezogen werden.

Wegen der Summenregel für Laplace-Experimente können die Wahrscheinlichkeiten der beiden möglichen Ergebnisse bzw. Spielsteine für das Ereignis addiert werden.

Es gilt also: P(E) = + =

c) E = Es wird ein O gezogen.

Es gibt insgesamt 3 Spielsteine mit dem Buchstaben N, die jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit von gezogen werden. Wegen der Summenregel für Laplace-Experimente können die Wahrscheinlichkeiten der drei möglichen Ergebnisse bzw. Spielsteine für das Ereignis addiert werden.

Es gilt also: P(E) = + + =

d) E = Es wird ein Vokal gezogen.

Insgesamt gibt es einen Spielstein mit A und drei mit einem O. Die restlichen Vokale sind nicht vorhanden.

Somit folgt mit der Summenregel: P(E) = + =


Aufgabe 11: Würfeln

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

a) …ein Pasch gewürfelt wird?


b) …die Differenz der Augenzahlen gleich drei ist?

Überlege dir, welche Zahlenkombinationen zu einer Differenz von 3 führen. Denke insbesondere daran, dass die einzelnen Kombinationen jeweils in zwei unterschiedlichen Reihenfolgen gewürfelt werden können.

c) …die Summe der Augenzahlen eine Primzahl ist?

Primzahl: ganze Zahl, die größer als 1 und nur durch 1 und sich selbst teilbar ist.

Die Primzahlen, die mit zwei Würfeln erreicht werden können, sind die 2, 3, 5, 7 und 11. Überlege dir jetzt, mit welchen der möglichen Zahlenkombinationen von zwei Würfeln man mithilfe der Addition auf diese Primzahlen kommt.


Mit jeder Zahl kann ein Pasch geworfen werden. Es gibt demnach insgesamt 6 verschiedene Pasche. Da die jeweiligen Zahlen identisch sind, ist die Reihenfolge nicht zu betrachten.

Das Ereignis ist also: E = { {1,1}; {2,2}; {3,3}; {4,4}; {5,5}; {6,6} }

Es gibt somit insgesamt 6 verschiedene Ergebnisse für das Ereignis. Die einzelnen Ergebnisse haben alle eine Wahrscheinlichkeit von , da es mit zwei Würfeln insgesamt 36 verschiedene Zahlenkombinationen gibt.

Also folgt mit der Summenregel: P(E) = + + + + + = 6 * = =

Es gibt drei unterschiedliche Kombinationen von Zahlen, deren Differenz 3 beträgt. Die 4 und 1, die 5 und 2 & die 6 und 3. Die einzelnen Kombinationen können jeweils in zwei unterschiedlichen Reihenfolgen geworfen werden.

Das Ereignis ist also: E = { {1,4}; {4,1}; {2,5}; {5,2}; {3,6}; {6,3} }

Es gibt somit insgesamt 6 verschiedene Ergebnisse für das Ereignis. Die einzelnen Ergebnisse haben alle eine Wahrscheinlichkeit von , da es mit zwei Würfeln insgesamt 36 verschiedene Zahlenkombinationen gibt.

Also folgt mit der Summenregel: P(E) = + + + + + = 6 * = =

Die Primzahlen, die mit zwei Würfeln erreicht werden können, sind die 2, 3, 5, 7 und 11. Es gibt 8 unterschiedliche Kombinationen von Zahlen, deren Summe eine dieser Primzahlen ist. Die 1+1, die 1+2, die 1+4, die 1+6, die 2+3, die 2+5, die 3+4 und die 5+6. Die einzelnen Kombinationen können jeweils in zwei unterschiedlichen Reihenfolgen geworfen werden, außer das 1er-Pasch.

Das Ereignis ist also: E = { {1,1}; {1,2}; {2,1}; {1,4}; {4,1}; {1,6}; {6,1}; {2,3}; {3,2}; {2,5}; {5,2}; {3,4}; {4,3}; {5,6}; {6,5} }

Es gibt somit insgesamt 15 verschiedene Ergebnisse für das Ereignis. Die einzelnen Ergebnisse haben alle eine Wahrscheinlichkeit von , da es mit zwei Würfeln insgesamt 36 verschiedene Zahlenkombinationen gibt.

Also folgt mit der Summenregel: P(E) = 15 * =


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?

Überlege dir, welche Zahlen Markus und Julia würfeln können, um in das Haus zu kommen.

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

Für Markus bedeutet dies, dass er immer noch an derselben Position steht. Welche Zahlen kann Julia würfeln, damit sie noch nicht im Haus landet?

Von Julia kann eine 1, 2, 3 oder 4 gewürfelt werden.

Betrachte die vier verschiedene Fälle einzeln. Mit welchen Zahlen könnte Julia dann im nächsten Zug in ihr Haus kommen?

Berechne nun die Wahrscheinlichkeit, dass Julia eine der Zahlen würfelt und vergleiche diese mit der Wahrscheinlichkeit von Markus ins Haus zu kommen.

a) Markus benötigt eine 1, 2 oder 3, um in das Haus zu kommen.

E = Markus würfelt eine 1, 2 oder 3

Da der Würfel 6 Zahlen aufweist, beträgt die Wahrscheinlichkeit für jede einzelne Zahl und somit gilt mit der Summenregel, da Markus 3 der 6 Zahlen würfeln kann:

P(E) = + + = =


Julia kommt hingegen nur mit einer 5 oder 6 in ihr Haus.

E = Julia würfelt eine 5 oder 6

Da Julia nur 2 der 6 Zahlen würfeln kann, gilt:

P(E) = + = =


Somit ist die Wahrscheinlichkeit, dass Markus mit dem nächsten Zug in sein Haus kommt größer als die von Julia.

b) Die Wahrscheinlichkeit von Markus in sein Haus zu kommen ist immer noch dieselbe wie zuvor, da er weiterhin direkt vor seinem Haus steht.

1. Fall: Julia würfelt eine 1

Dann kann Julia mit den Zahlen 4, 5 und 6 beim darauffolgenden Zug ins Haus kommen.

E = Julia würfelt eine 4, 5 oder 6

P(E) = + + = 3 * = =

Die Wahrscheinlichkeit beim nächsten Zug ins Haus zu kommen beträgt dann sowohl bei Markus als auch bei Julia .

2. Fall: Julia würfelt eine 2

Dann kann Julia mit den Zahlen 3, 4 und 5 beim darauffolgenden Zug ins Haus kommen:

E = Julia würfelt eine 3, 4 oder 5

P(E) = 3 * =

Die Wahrscheinlichkeit beim nächsten Zug ins Haus zu kommen beträgt dann sowohl bei Markus als auch bei Julia .

3. Fall: Julia würfelt eine 3

Dann kann Julia mit den Zahlen 2, 3 und 4 beim darauffolgenden Zug ins Haus kommen:

E = Julia würfelt eine 2, 3 oder 4

P(E) = 3 * =

Die Wahrscheinlichkeit beim nächsten Zug ins Haus zu kommen beträgt dann sowohl bei Markus als auch bei Julia .

4. Fall: Julia würfelt eine 4

Dann kann Julia mit den Zahlen 1, 2 und 3 beim darauffolgenden Zug ins Haus kommen:

E = Julia würfelt eine 1, 2 oder 3

P(E) = 3 * =

Die Wahrscheinlichkeit beim nächsten Zug ins Haus zu kommen beträgt dann sowohl bei Markus als auch bei Julia .

Wenn also beide einmal an der Reihe waren ohne ins Haus zu setzen, ist die Wahrscheinlichkeit dann für beide gleich beim nächsten Zug ins Haus zu kommen. Sie beträgt .