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Stochastik - Abi Berlin

Übungsaufgaben



  1. In einer Urne befinde sich $4$ schwarze und $6$ weiße Kugeln. Aus der Urne werden nacheinander und ohne Zurücklegen $3$ Kugel gezogen.

    a) Ermittle die Wahrscheinlichkeit dafür, dass alle drei gezogenen Kugeln schwarz sind.

    b) Weisen Sie nach, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass unter den $3$ gezogenen
    $\:\:\:\:\:\:$Kugeln mindestens $2$ schwarze Kugeln sind, genau $\frac{1}{3}$ beträgt.

    Lösung
    $4$ schwarze und $6$ weiße Kugeln. $3$ Kugeln gezogen, nacheinander und ohne Zurücklegen.

    $\:\:$ a) Wahrscheinlichkeit dafür, dass alle 3 gezogenen Kugeln schwarz sind.

    $ \:\:\: $ $ \: \Large \Bigg\downarrow $ $ \normalsize Schreibe\: die\: Wahrscheinlichkeit\: für\: schwarze\: und\: weiße\: Kugeln $

    $\qquad$ Gesamt Kugeln: $P(A)=10$

    $\qquad\qquad\qquad$ $ P_{SK}= \large \frac{4}{10}\qquad|\qquad P_{WK}= \large \frac{6}{10} $

    $\qquad$ Alle 3 gezogenen Kugeln sind schwarz $\Longrightarrow\:\: 3\times P_{SK}$

    $\qquad\qquad\qquad$ $ 3 \times P_{SK} \large =\frac{4}{10}\cdot \frac{3}{9}\cdot \frac{2}{8} =\frac{2}{5}\cdot \frac{1}{3}\cdot \frac{1}{4} =\frac{1}{30} $

    $\:\:$ b) Wahrscheinlichkeit dafür, dass mindestens 2 der gezogenen Kugeln sind schwarz

    $\qquad$ $ P_{\ge2} = P_{SK}\cdot P_{SK}\cdot P_{SK} + P_{SK}\cdot P_{SK}\cdot P_{WK} + P_{SK}\cdot P_{WK}\cdot P_{SK} + P_{WK}\cdot P_{SK}\cdot P_{SK} $

    $\qquad\qquad$ $ \iff \large \frac{1}{30} + \frac{4}{10}\cdot \frac{3}{9}\cdot \frac{6}{8} + \frac{4}{10}\cdot \frac{3}{9}\cdot \frac{6}{8} + \frac{4}{10}\cdot \frac{3}{9}\cdot \frac{6}{8} $

    $\qquad\qquad$ $ \iff \large \frac{1}{30} + 3\cdot \frac{2}{5}\cdot \frac{1}{3}\cdot \frac{3}{4} $

    $\qquad\qquad$ $ \iff \large \frac{1}{30} + 3\cdot \frac{1}{10} $

    $\qquad\qquad$ $ \iff \large \frac{1}{30} + \frac{9}{30} = \frac{10}{30} = \frac{1}{3} $


    Baumdiagramm




  2. Lösung
    a) Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Augensumme 6 beträgt.

    $ \:\:\: $ $ \: \Large \Bigg\downarrow $ $ \normalsize Berechne\: die\: Wahrscheinlichkeit\: für\: die\: Seite\: 1\: und\: 5 $

    $\qquad$ Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Seite 1 beträgt: $p_1=\frac{1}{2}$

    $\qquad$ Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Seite 5 beträgt: $p_5=\frac{1}{2}$

    $ \:\:\: $ $ P(AS=6) \large = p_1\cdot p_5+p_5\cdot p_1 = \frac{1}{2}\cdot \frac{1}{2} + \frac{1}{2}\cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{2} $

    a) Erwartungswert der Auszahlung

    $\qquad$ Weil $ P(AS=2)=P(AS=10) = \frac{1}{4}, $

    $\qquad$ ergibt sich:$\:\:$ $ E = \frac{1}{4}\cdot 2 + \frac{1}{2}\cdot 6 + \frac{1}{4}\cdot 10 =3 $

    Wenn der Einsatz 3€ beträgt, wird der Erwartungswert für den Gewinn null.

    $\iff$ Das Spiel fair.



  3. Lösung
    a) Wahrscheinlichkeit dafür, dass es gleichzeitig Stau an Baustelle 2 und 3 gibt.

    $\qquad$ $ P_{(Stau\: an\: Baustelle\: 2/3)} \large = \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{5} = \frac{1}{15} $

    b) Wahrscheinlichkeit dafür, dass es kein Stau gibt.
    $\qquad$ $ P_{(Kein\: Stau)} = P_{(1-Frei/2-Frei/3-Frei)} + P_{(1-Frei/2-Frei/3-Stau)} + P_{(1-Frei/2-Stau/3-Frei)} $

    $\qquad\qquad\qquad\:\:\:\:$ $ \large = \frac{3}{4} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{5} + \frac{3}{4} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{5} + \frac{3}{4} \cdot \frac{1}{3} \cdot \frac{4}{5} $

    $\qquad\qquad\qquad\:\:\:\:$ $ \large = \frac{42}{60} = \frac{7}{10} $


  4. Ein Landwirt verpackt Eier in Packungen zu jeweils $6$ Stück. Bei einer Kontrolle wird festge- stellt, dass bei 5% der verpackten Eier die Schale beschädigt ist.

    a) Gebe im Sachzusammenhang ein Ereignis $E$ an, für das die Wahrscheinlichkeit durch $P(E)=1-(0,95)^6$ ermittelt werden kann.

    b) Bei einer genaueren Kontrolle wird zusätzlich registriert, ob die beschädigten Eier eine weiße oder eine braune Schale haben. Daraus ergibt sich folgende unvollständige Vier- feldertafel:

    Schale weiß Schale braun
    Schale beschädigt 150 350
    Schale nicht beschädigt
    10 000


    Lösung
    a) $E:$ Mindestens ein Ei in einer 6er-Packung ist beschädigt.


    b)
    Schale weiß Schale braun
    Schale beschädigt 150 350 500
    Schale nicht beschädigt 2850 6650 9500
    3000 7000 10 000