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 (2) lässt sich für Ereignisse, die unvereinbar(disjunkt) sind, vereinfachen - wie?
(3) 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 Ω zu berechnen und die Laplace'sche Annahme herzunehmen:
Ω={(i,j)|i,j∈N6∧i≠j}⇒|Ω|=?
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:
E=E1∩E2={(2,j)|j∈N6∧j≠2}∩{(i,3)|i∈N6∧i≠3}=⏟Regel(3)P(E1)⋅P(E2|E1)
dies wirkt zwar etwas monströs, aber P(E1) und P(E2|E1) lassen sich mit Ereignisbäumen
relativ leicht bestimmen!
Wie groß ist P(E2|E1) als Dezimalzahl?
Ω=E1∪E2undE1∩E2={}⇒P(E1)+P(E2)=X
Mengen mit dieser Eigenschaft heißen komplementär(E′1=E2).
Bei Ereignissen spricht man von Gegenereignissen(E1=¬E2).
Versuche diese Formel aus den obigen Rechenregeln zu beweisen!
Wie groß ist X in obiger Formel?
Obiger Sachverhalt lässt sich etwas verallgemeinern:
Ω=E1∪E2∪…∪Enund∀i,j(i≠j)∈{1,2,…n}:Ei∩Ej={}⇒n∑i=1P(Ei)=?
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 130→ 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: E1∪E2 bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: E1∪E2 bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: E1∪E2 bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch!
Überlege: E1∪E2 bilden das sichere Ereignis!
Leider falsch! P(s,s)+P(w,w)=2615+…
und kürzen!
Leider falsch! 2615+3625
und kürzen!
Leider falsch!
Denke auch an das Gegenereignis - manchmal geht das leichter!
Es gibt 4 "nicht-schwarze" Kugeln
Leider falsch! P((¬s,¬s))=4635
und jetzt das Gegenereignis!
Leider falsch!
Teile ein in "nicht-rot" und rot!
Leider falsch! P(¬r,r)=56⋅15
Leider falsch!
Was ist der Anteil der schwarzen Kugeln beim 1. Zug?
Leider falsch!
Der Anteil der schwarzen Kugeln ist 2 von 6!
Beachte:
Damit diese Formel gilt, müssten die beiden Ereignisse P und G unvereinbar
sein - das sind sie aber nicht. Es gibt eine gerade Primzahl!
Leider falsch!
Gegen diese Rechnung ist nichts einzuwenden, da die
beiden Ereignisse unabhängig sind!
Beachte:
Die beiden Ereignisse sind nicht unabhängig. Es ist das bedingte Ereignis
P(E2|E1) in der Rechnung zu verwenden.