Mathe & KIvon Anja Zur Website

ENTDECKEN · BEGRÜNDEN · VERSTEHEN

Dein Stochastik Labor.

Vom ersten Zufallsexperiment bis zur Verteilung.
Verändere Werte, prüfe Vermutungen und entdecke Zusammenhänge.

QUALIFIKATIONSPHASE · NRW
KLP 2023 · 8 Module

Zufallsexperimente · Modul 1 / 8

Vierfeldertafel & Bedingungen

Beispiel: A = „kommt mit dem Fahrrad“, B = „wohnt höchstens 3 km entfernt“. Verändere die absoluten Häufigkeiten und untersuche die Bezugsgruppen.

BB̄Summe
A301040
Ā204060
Summe5050100
Bedingte WahrscheinlichkeitPB(A) = 60 %
Ohne BedingungP(A) = 40 %
PB(A)=3050

Unabhängigkeit: A und B sind im Modell dieser Tafel abhängig: P(A ∩ B) ≠ P(A) · P(B). Bei Stichprobendaten beschreibt das zunächst die beobachteten Häufigkeiten.

Dieselbe Situation als Baumdiagramm
Start: 100
→ B: 50 %

↳ A: 60 % → P(A ∩ B) = 30 %

↳ Ā: 40 % → P(Ā ∩ B) = 20 %

→ B̄: 50 %

↳ A: 20 % → P(A ∩ B̄) = 10 %

↳ Ā: 80 % → P(Ā ∩ B̄) = 40 %

Pfadregel: entlang eines Pfades multiplizieren; Wahrscheinlichkeiten disjunkter Pfade addieren.

Erkunden und üben

Halte zunächst deine Vermutung oder deinen Ansatz fest. Öffne danach bei Bedarf den Hinweis und schließlich den Erwartungshorizont. Übungsaufgaben verwenden eigene, ausdrücklich genannte Daten.

Forscherauftrag 1 · Erläutern

Erläutere an der Tafel den Unterschied zwischen PB(A) und PA(B).

Hinweis

Markiere jeweils die Bezugsgruppe.

Lösung / Erwartungshorizont

Die Schnittmenge ist gleich, die Nenner sind im Allgemeinen verschieden: PB(A)=P(A∩B)P(B), aber PA(B)=P(A∩B)P(A).

Forscherauftrag 2 · Untersuchen

Untersuche durch Verändern der Häufigkeiten, ob gleich große Randhäufigkeiten schon Unabhängigkeit garantieren.

Hinweis

Wähle 40, 10, 10, 40 als die vier inneren Häufigkeiten.

Lösung / Erwartungshorizont

Nein. In der genannten Tafel sind beide Randsummen 50 von 100, aber P(A ∩ B) = 0,4 und P(A) · P(B) = 0,25. Die Ereignisse sind abhängig.

Forscherauftrag 3 · Begründen

Begründe, warum man die Wahrscheinlichkeiten entlang eines Pfades multipliziert und die Wahrscheinlichkeiten disjunkter Pfade addiert.

Hinweis

Betrachte zuerst den Weg über B und dann über dessen Gegenereignis.

Lösung / Erwartungshorizont

Nach Definition ist P(B)·PB(A)=P(A∩B). Die Wege über B und über das Gegenereignis sind disjunkt und umfassen gemeinsam A. Daher werden ihre Wahrscheinlichkeiten addiert.

Forscherauftrag 4 · Beurteilen

Beurteile: „Eine leere Bezugsgruppe hat eine bedingte Wahrscheinlichkeit von 0.“

Hinweis

Was passiert mit dem Nenner?

Lösung / Erwartungshorizont

Die Aussage ist falsch. Bei einer Bezugsgruppe der Wahrscheinlichkeit 0 ist die bedingte Wahrscheinlichkeit durch die hier verwendete Quotientenformel nicht definiert.