Arbeitspfad zur Binomialverteilung bzw. Normalverteilung
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1 Nomenklatur und Rechenregeln
Was ist mit einem Ausfall bzw. Ereignis eines Zufallsversuchs gemeint?
Typische Interpretationen für $P(E)$ sind relative Anteile(z.B.: Urnen), relative Häufigkeiten (z.B.: Würfeln) oder einfach ein
Maß für ein subjektives Vertrauen.
Das Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten ist im Grunde einfach (im Detail lauert wie immer der ...)
Regel (\ref{eq:union}) lässt sich für Ereignisse, die unvereinbar(disjunkt) sind, vereinfachen - wie?
(\ref{eq:intersection}) lässt sich für Ereignisse, die unabhängig sind, vereinfachen - wie?
Bei einem Laplace'schen Wahrscheinlichkeitsraum haben alle Elementarereignisse dieselbe Wahrscheinlichkeit -
ob diese Annahme gilt, ist im einzelnen zu entscheiden oder vorgegeben!
Beispiel: In einer Urne befinden sich 6 Kugeln mit Beschriftung 1 bis 6. Es werden 2 Kugeln hintereinander ohne
Zurücklegen gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit die Ziffernfolge (2,3) zu ziehen?
Eine Lösungsmöglichkeit ist einfach die Mächtigkeit von $\Omega$ zu berechnen und die Laplace'sche Annahme herzunehmen:
\begin{align}
\Omega = \{\left.(i,j)\right| i,j \in \mathbb{N}_6 \land i \neq j\} \Rightarrow \left|\Omega\right|=?
\end{align}
Das Ergebnis ist (zum Schluss "Enter"-Taste)
$P((2,3))$ ist daher als Dezimalzahl(3 Stellen hinter dem Komma)
Eine andere oft gewählte Möglichkeit ist das Ereignis $E=\{(2,3)\}$ zu zerlegen und dann obige Rechenregel (3)
zu verwenden:
\begin{align}
E = E_1 \cap E_2 = \{\left.(2,j)\right| j \in \mathbb{N}_6 \land j \neq 2\} \cap
\{\left.(i,3)\right| i \in \mathbb{N}_6 \land i \neq 3\}
\underbrace{=}_{Regel (3)} P(E_1) \cdot P(E_2|E_1)
\end{align}
dies wirkt zwar etwas monströs, aber $P(E_1)$ und $P(E_2|E_1)$ lassen sich mit Ereignisbäumen
relativ leicht bestimmen!
Wie groß ist $P(E_2|E_1)$ als Dezimalzahl?
\begin{align}
\Omega = E_1 \cup E_2 \qquad und \qquad E_1 \cap E_2 = \{\} \Rightarrow P(E_1) + P(E_2)= X
\end{align}
Mengen mit dieser Eigenschaft heißen komplementär($E_1'=E_2$).
Bei Ereignissen spricht man von Gegenereignissen($E_1= \lnot E_2$).
Versuche diese Formel aus den obigen Rechenregeln zu beweisen!
Wie groß ist $X$ in obiger Formel?
Obiger Sachverhalt lässt sich etwas verallgemeinern:
\begin{align}
\Omega = E_1 \cup E_2 \cup \ldots \cup E_n \qquad und \qquad \forall i,j (i \neq j)\in \{1,2,\ldots n\}:
E_i \cap E_j = \{\} \Rightarrow \sum_{i=1}^n P(E_i)=?
\end{align}
Das Ergebnis ist:
Beispiel: In einer Urne befinden sich 3 weiße, 2 schwarze und 1 rote Kugel. Es wird 2 mal gezogen ohne
Zurücklegen. Berechne die Wahrscheinlichkeit folgender Ereignisse als irreduzible Brüche
Beide Kugeln haben dieselbe Farbe
Das Ergebnis ist:
Mindestens 1 Kugel ist ist schwarz
Das Ergebnis ist:
Die zweite Kugel ist rot
Das Ergebnis ist:
Die erste Kugel ist schwarz
Das Ergebnis ist:
Jetzt zum Schluss ein paar Rechnungen - Sie entscheiden, ob das richtig oder falsch ist!
Leider falsch!
Überlegen Sie: Zu 1 kann man 5 Zahlen kombinieren. Zu 2 kann man..... Zu 6 ...
also?
Leider falsch!
Überlegen Sie: Zu 1 kann man 5 Zahlen kombinieren. Zu 2 kann man..... Zu 6 ...
das sind also 6 mal 5 Möglichkeiten!
Leider falsch!
Überlegen Sie: 30 Möglichkeiten gibt es, die gleich wahrscheinlich sind!
... und Komma statt Dezimalpunkt
Leider falsch!
Überlegen Sie: 30 Möglichkeiten gibt es, die gleich wahrscheinlich sind!
Für ein bestimmtes Ereignis ist die W. also $\frac{1}{30} \rightarrow$ dezimal ist das ....
Leider falsch!
Die "2-er" Kugel ist bereits gezogen. Wieviele Möglichkeiten gibt
es noch die "3-er" zu ziehen?
Leider falsch!
Die "2-er" Kugel ist bereits gezogen. Es gibt 5 Möglichkeiten
die "3-er" zu ziehen?
Leider falsch!
Überlege: $E_1 \cup E_2$ bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: $E_1 \cup E_2$ bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: $E_1 \cup E_2$ bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: $E_1 \cup E_2$ bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
$P(s,s)+P(w,w) = \frac{2}{6} \frac{1}{5} + \ldots$
und kürzen!
Leider falsch!
$\frac{2}{6} \frac{1}{5} + \frac{3}{6} \frac{2}{5}$
und kürzen!
Leider falsch!
Denke auch an das Gegenereignis - manchmal geht das leichter!
Es gibt 4 "nicht-schwarze" Kugeln
Leider falsch!
$P((\lnot s,\lnot s))= \frac{4}{6} \frac{3}{5}$
und jetzt das Gegenereignis!