Wahrscheinlichkeitsrechnung Aufgabe

Hallo liebe Forengemeinde!

Ich hätte eine kleine Mathematikaufgabe zu lösen Weil sich meiner Meinung nach um Wahrscheinlichkeitsrechnung dreht. Dies habe ich in der Realschule leider nie gelernt. 

Vielleicht kann mir diese hier jemand lösen; eventuell auch mit kleinen Lösungshinweisen.

Eine Reisegruppe fährt mit  11 Jungen und 18 Mädchen in einen einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

  1. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich während des Aufenthaltes weder ein Junge, noch ein Mädchen verirrt? Ergebnis = A

  2. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich während des Urlaubes höchstens eines der Kinder verirrt? Ergebnis = B

Die Ergebnisse auf ganze Zahlen runden!!

danke schon mal!

Hallo,

Eine Reisegruppe fährt mit  11 Jungen und 18 Mädchen in einen
einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass
sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und
dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

nur einen Anhaltspunkt zu geben ist hier nicht so hilfreich.
Deshalb gleich ein Lösungsweg.

  1. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich während des
    Aufenthaltes weder ein Junge, noch ein Mädchen verirrt?
    Ergebnis = A

Von den Jungen verirren sich wahrscheinlich 0.95*11= 10,45 nicht.
Von den Mädchen verirren sich wahrscheinlich 0.98*18=17,64 nicht
Von den 29 Kindern verirren sich wahrscheinlich 28,09 nicht =0.9686 > 96,86%

  1. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich während des
    Urlaubes höchstens eines der Kinder verirrt? Ergebnis = B

Dies versuche mal über die Gesamtzahl der Kinder (vorerst)selbst zu ermitteln
Gruß VIKTOR

Ich hab absolut keine Idee wie ich dazu komme!

Kann mir den 2. Schritt noch jemand aufzeigen?
Die erste Auflösung erscheint mir klar. Aber bei 2. hakt’s wieder.

Hallo Viktor,

deine Lösung ist falsch. Vervielfacht man in dem Beispiel die Anzahl der Kinder, bleibt bei dir die Wahrscheinlichkeit, dass sich niemand verirrt, gleich. Rein logisch gesehen kann das aber nicht sein. Wenn mehr Kinder da sind, dann ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich irgendeins davon verläuft, höher.

Wir betrachten das Ereignis „verlaufen“ als stochastisch unabhängig. Das heißt, wenn sich Junge 1 verläuft, hat das keinen Einfluss darauf, ob sich Junge 2 auch verläuft oder nicht.
Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Junge nicht verläuft ist 1-0,05 = 0,95. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Jungen sich nicht verlaufen, ist die Kombination der einzelnen Ereignisse (Gesamtwahrscheinlichkeit ergibt sich aus der Multiplikation der Wahrscheinlichkeiten der Einzelereignisse). Also = 0,95 * 0,95.
Insgesamt haben wir dann 11 mal die 0,95 (für die Jungen) und 18 mal die 0,98 (für die Mädchen). Also Wahrscheinlichkeit, dass sich keiner verläuft = 0,95^11 * 0,98^18. Das sind ungefähr 39,5 %.

Bei der zweiten Aufgabe sind wir bei Binomialverteilungen. „Höchstens 1“ heißt „gar keins“, „1 Junge“ oder „1 Mädchen“.

W(gar keins) = 0,95^11 \* 0,98^18 (wie oben)
W(1 Junge) = (11 über 1) \* 0,05 \* 0,95^10 \* 0,98^18
W(1 Mädchen) = 0,95^11 \* (18 über 1) \* 0,02 \* 0,98^17
W(höchstens 1)=W(gar keins) + W(1 Junge) + W(1 Mädchen)

Ich erkläre die Gleichungen anhand des Ereignisses „1 Junge verläuft sich“. (11 über 1) ist ein Binomialkoeffizient und gibt die Anzahl der Möglichkeiten an, 1 Element aus 11 auszuwählen. Das ist hier offensichtlich 11, denn jeder der 11 Jungen kann sich verlaufen. Ein Junge verläuft sich also (0,05) und der Rest verläuft sich nicht (0,95^10). Die Wahrscheinlichkeit ändert sich nicht, wenn sich ein anderer Junge verläuft, deswegen kann alles zusammenmultipliziert werden.

Nico

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Hallo Nico,

deine Lösung ist falsch. Vervielfacht man in dem Beispiel die
Anzahl der Kinder, bleibt bei dir die Wahrscheinlichkeit, dass
sich niemand verirrt, gleich. Rein logisch gesehen kann das
aber nicht sein. Wenn mehr Kinder da sind, dann ist auch die
Wahrscheinlichkeit, dass sich irgendeins davon verläuft,
höher.

ja,
Bei meinem Ansatz verlaufen sich wahrscheinlich von den 29 Kindern (100-96.86)=3,14%
also =0.91 Kind.
1 Kind ist 3,44% der Kinderzahl also ist die Wahrscheinlichkeit daß sich ein Kind verirrt
3,14/3,44=0,91 - daß sich keins verirrt also nur 0,09 also 9%.
Wären es 22 Jungen und 36 Mädchen, also die doppelte Anzahl im gleichen Verhältnis,
wäre die Wahrscheinlichkeit daß sich ein Kind verirrt 182%, die Wahrscheinlichkeit daß
sich keins verirrt - also die Verneinung - wäre kleiner 0, also ausgeschlossen.
wenn immer fes t damit gerechnet wird, daß sich der angegebene Prozentsatz an
„vermißten“ Kindern auch einstellt.
Ich schließe nicht aus, daß ich hier irgendwie auf dem Schlauch stehe,aber deine 39,5%
Wahrscheinlichkeit, daß sich kein Kind verläuft,kann ich so (noch) nicht nachvollziehen.
Das kommt wohl daher, daß ich die Angabe in der Aufgabenstellung
" Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko … …verirrt 5%…" usw.
als festes Ereignis , mit dem gerechnet wird , aufgefaßt habe.
Dies ist hier wohl nicht richtig - oder ?
Gruß VIKTOR

Hallo,

ich versuche mal die Antwort etwas ausführlicher und daher vielleicht etwas nachvollziehbarer zu machen.

Nochmal die Aufgabenstellung:

Eine Reisegruppe fährt mit 11 Jungen und 18 Mädchen in einen
einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass
sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und
dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

Eigentlich streng gesehen ist die Aufgabenstellung nicht 100%ig eindeutig. Nimmt man es wörtlich so ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich während der Fahrt genau ein Junge verirrt 5%. Gemeint ist aber sicher: Die Wahrscheinlichkeit das ein Junge sich verirrt ist für jeden Jungen unabhängig 5%!

Um es klar zu machen stelle man sich 3 Münzen vor. Jede kann Kopf oder Zahl haben. Die Wahrscheinlichkeit das einmal Kopf kommt ist 50% für jede Münze.!!!
Das aber einmal Kopf kommt beim Wurf von 3 Münzen ist 3/8 als ca. 37.5%.

Es gibt insgesamt 2^3=8 Möglichkeiten:

KKK
KKZ
KZK
KZZ
ZKK
ZKZ
ZZK
ZZZ

Und nur 3 mal ist genau einmal K: KZZ,ZKZ,ZZK

Wenn wir nun davon ausgehen, dass die Wahrscheinlichkeit sich zu verirren für jeden Jungen 5% und für jedes Mädchen 2% ist, und diese Wahrscheinlichkeit unabhängig vom Verirren der anderen Kinder ist, dann folgt die Anzahl der Verschwundenen Kinder der BINOMINALVERERTEILUNG.

Die Formel für die Jungen lautet:

\left(\stackrel{11}{k}\right)\cdot 0.05^k\cdot 0.95^{11-k}

Wobei k die Anzahl der Jungen ist, die sich verirren. Willst du, wie in A, wissen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass sich kein Junge verirrt, dann setzt du k=0 also:

\left(\stackrel{11}{0}\right)\cdot 0.05^0\cdot 0.95^{11}=\frac{11!}{(11-0)!\cdot 0!}\cdot 1\cdot 0.95^{11}=0.5688

Für die Mädels gilt:

\left(\stackrel{18}{0}\right)\cdot 0.02^0\cdot 0.98^{11}=\frac{18!}{(18-0)!\cdot 0!}\cdot 1\cdot 0.98^{18}=0.6951

Da beides unabhängig ist, kannst du die Wahrscheinlichkeiten einfach multiplizieren und erhälst:

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich weder ein Junge noch ein Mädchen verlaufen ist
39,54%.

Zu Aufgabe B:

Hier müssen wir drei Fälle überlegen. 1. Fall: Kein Mädchen verirrt sich, aber 1 Junge. 2. Fall: 1 Mädchen verirrt sich, aber kein Junge. 3. Fall: Weder ein Junge noch ein Mädchen verirren sich.

Bei Unabhängigkeit gilt:

P(M=0|J=1)=P(M=0)*P(J=1)
P(M=1|J=0)=P(M=1)*P(J=0)
P(M=0|J=0)=P(M=0)*P(J=0)

P(M+J
0.8264

Antwort auf B ist also: Mit einer Wahrscheinlichkeit von rund 82.64% verirrt sich höchstens 1 Kind!

Hallo Viktor,

ich will Dir wirklich nicht zu nahe treten oder Dich blöd anmachen, aber wenn Du (anscheinend völlig unbekümmert) Rechnungen präsentierst, die als Ergebnis Wahrscheinlichkeiten liefern, die größer als Eins oder kleiner als Null sind, und dann damit noch argumentierst, dann ist Dir echt nicht mehr zu helfen. Das Resultat jedes korrekten Kalküls, das eine Wahrscheinlichkeit als Ergebnis hat, liegt immer im Intervall [0, 1], oder wer’s lieber in Prozenten ausdrückt: Im Intervall [0, 100%]. Das heißt: Wenn bei irgendeiner Rechnung ein p 1 bzw. p > 100% herauskommt, dann folgt daraus automatisch, dass die Rechnung falsch ist.

aber deine 39,5% Wahrscheinlichkeit, daß sich kein Kind verläuft,kann ich so
(noch) nicht nachvollziehen.

Das ist ja auch enorm schwierig: 0.9511 · 0.9818 = 0.395393… ≈ 39.5%

Das kommt wohl daher, daß ich die Angabe in der Aufgabenstellung " Erfahrungsgemäß
beträgt das Risiko … …verirrt 5%…"
usw. als festes Ereignis , mit dem
gerechnet wird , aufgefaßt habe.

Die 5% ist die Verirrungswahrscheinlichkeit eines Jungen. Meine Güte, was gibt es denn daran nicht zu verstehen? Es ist die Wahrscheinlichkeit, für die das p in der Bernoulliformel (n über k) pk (1 – p)n – k steht. Hast Du von dieser Formel schon einmal etwas gehört oder gelesen?

Gruß
Martin

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Hallo Martin

ich will Dir wirklich nicht zu nahe treten oder Dich blöd anmachen,…
Du (anscheinend völlig unbekümmert) Rechnungen präsentierst,…
Dir echt nicht mehr zu helfen…

hervorragend ! Überschlag dich mal nicht.

Doch noch mal die Textvorgabe der Situation zur Aufgabe:
Eine Reisegruppe fährt mit 11 Jungen und 18 Mädchen in einen einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

Wird hier gesagt, daß 5% Risiko bestehen, daß sich einer aus der Jungengruppe von 11
verirrt oder daß nach Erfahrung immer 5% der teilnehmenden Jungs „verloren“ gehen.
(Also aus der Erfahrung vieler vieler Reisen)
Ich hatte meine Sicht dazu schon gesagt und eingeräumt , daß ich mich da irren kann.

Anderes Beispiel zu meiner Sicht bei meiner „Berechnung“
Auf einem Transport von 1000000 Weizenkörnern und 2000000 Maiskörnern entsteht
immer ein Streu- (Tranport-) Verlust von 5% bei Weizen und 2% Mais.
Wie hoch ist das Risiko (in %), daß kein einzelnes Korn verloren geht ?
(Es ist nicht gefragt, wie hoch das Risiko ist ob Korn Nummer 1111111 aus allen
Körnern nicht verloren geht)
Die Wahrscheinlichkeit beträgt gemäß Vorgabe mehr als 100% !(natürlich liegen die
Grenzen im Normalfall bei statistischen Betrachtungen zwischen 0 und 100%)
Da mindesten 1 Korn (100%) verloren geht sind es eben mehr als 100% Körner.
Es gibt sehr wohl die Betrachtung, daß ein Ereignis um den Faktor 10 oder 100 über
dem erwarteten Durchschnitt liegt.

aber deine 39,5% Wahrscheinlichkeit, daß sich kein Kind verläuft,kann ich so
( noch ) nicht nachvollziehen.

Auch daß hier eine Wahrscheinlichkeit bestehen sollte daß kein einzelnes Korn (nicht
eines bestimmtes Kornes) verloren geht, könnte ich entsprechend der Vorgabe nicht
nachvollziehen.

Die 5% ist die Verirrungswahrscheinlichkeit eines Jungen.
Meine Güte, was gibt es denn daran nicht zu verstehen?

Je nachdem wie die Vorgabe aufgefasst wird. Ist diese eindeutig ? - aber s.oben.
Die Eindeutigkeit wurde im Thread schon von anderer Seite hinterfragt.

Gruß VIKTOR

Hallo Viktor,

Doch noch mal die Textvorgabe der Situation zur Aufgabe:
Eine Reisegruppe fährt mit 11 Jungen und 18 Mädchen in einen
einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass
sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und
dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

Wird hier gesagt, daß 5% Risiko bestehen, daß sich einer aus der Jungengruppe von 11
verirrt oder daß nach Erfahrung immer 5% der teilnehmenden Jungs „verloren“ gehen.

beide Interpretationen sind falsch. Es wird gesagt, dass die Gruppe aus Jungen besteht, von denen jedem die Verirrungswahrscheinlichkeit von 5% zueigen ist. Diese Verirrungswahrscheinlichkeit ist ein Persönlichkeitsmerkmal der Jungen (also keine Eigenschaft der Gruppe). Wenn irgendeine x-beliebige Person eine Verirrungswahrscheinlichkeit von 5% hat, dann bedeutet das einfach, dass sich der bzw. die Betreffende in – gemittelt – jedem zwanzigsten Ferienaufenthalt verirrt.

Anderes Beispiel zu meiner Sicht bei meiner „Berechnung“
Auf einem Transport von 1000000 Weizenkörnern und 2000000 Maiskörnern entsteht
immer ein Streu- (Tranport-) Verlust von 5% bei Weizen und 2% Mais.

OK.

Wie hoch ist das Risiko (in %), daß kein einzelnes Korn verloren geht ?

Bitte sei so nett und formuliere das nochmal anders. Möglichst klar und präzise, damit ich verstehen kann, nach was genau Du damit fragen willst. Ich habe nämlich nicht die leiseste Idee, was das sein könnte.

Die Wahrscheinlichkeit beträgt gemäß Vorgabe mehr als 100%!

Und wie hoch wäre sie genau? Rechne es mir doch bitte vor. Das bringt uns sicher weiter, weil die Rechnung Deine Gedankengänge offenbart.

Es gibt sehr wohl die Betrachtung, daß ein Ereignis um den Faktor 10 oder 100 über
dem erwarteten Durchschnitt liegt.

Natürlich kann ein Ereignis zehn oder hundert oder eine Million mal wahrscheinlicher sein als irgendein anderes Ereignis. Oder irgendein Durchschnittswert. Aber was hat das mit der Aussage zu tun, dass Wahrscheinlichkeiten immer im Intervall [0, 1] liegen?

Die Eindeutigkeit wurde im Thread schon von anderer Seite hinterfragt.

Spätestens die Fragen (1) und (2) der Aufgabenstellung räumen jeden Zweifel darüber aus, welche Wahrscheinlichkeiten mit den „5%“ und „2%“ gemeint sind.

Diese Interpretation…

oder daß nach Erfahrung immer 5% der teilnehmenden Jungs „verloren“ gehen.

…ist eh sofort zu verwerfen, wenn man den Text richtig liest. Weil da ja steht
Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich einer der Jungen verirrt 5%
und nicht
Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich 5% der Jungen verirren.
Ich hoffe, Du erkennst da sprachlich einen Unterschied.

Gruß
Martin

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Hallo Martin,

Doch noch mal die Textvorgabe der Situation zur Aufgabe:
Eine Reisegruppe fährt mit 11 Jungen und 18 Mädchen in einen
einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass
sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und
dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

Es wird gesagt, dass die Gruppe aus Jungen besteht, von denen jedem :dieVerirrungswahrscheinlichkeit von 5% zueigen ist. Diese Verirrungswahrscheinlichkeit :ist ein Persönlichkeitsmerkmal.

Man könnte es schon so auffassen , daß die Erfahrung darin besteht, daß sich
jedesmal 5% der Jungen verirren denn daß a priori jeder Junge mit 5%
Verirrungswahrscheinlichkeit belastet ist kann man nicht wissen und wurde auch nicht
ausgesagt.
Wenn man natürlich die Jungen als „Glücksräder“ betrachtet mit jeweils 19 Nullen und einer 1 (Mädchen 49 Nullen eine 1) welche alle gleichzeitig gedreht werden,dann ist die
Wahrscheinlichkeit daß keine 1 fällt bei der Anzahl der Räder so wie berechnet natürlich ca 39,5%

Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich 5% der Jungen
verirren.

Ich hoffe, Du erkennst da sprachlich einen Unterschied.

Nun - man könnte dies genauso auffassen wie: Erfahrungsgemäß sind in einem Sack
Erbsen 5% schlecht, was bedeutet, daß alle andern gut sind und nicht ein bisschen zu 5%
schlecht.

Also nur 5% der Jungen haben die „Eigenheit“ sich zu verlaufen, die anderen nicht.
Gruß VIKTOR

Hallo Viktor,

Eine Reisegruppe fährt mit 11 Jungen und 18 Mädchen in einen
einwöchigen Urlaub. Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass
sich während des Aufenthaltes einer der Jungen verirrt 5% und
dass sich ein Mädchen verirrt 2%.

Es wird gesagt, dass die Gruppe aus Jungen besteht, von denen jedem :dieVerirrungswahrscheinlichkeit von 5% zueigen ist. Diese Verirrungswahrscheinlichkeit :ist ein Persönlichkeitsmerkmal.

Man könnte es schon so auffassen , daß die Erfahrung darin besteht, daß sich
jedesmal 5% der Jungen verirren

nein, diese Interpretation lässt der Aufgabentext doch einfach nicht zu. Weil der ja lautet „…einer der Jungen verirrt 5%…“ und nicht"…5% der Jungen…". Nochmal: Erkennst Du den Unterschied in den Formulierungen? Lies alles bis hierhin bitte nochmal ganz langsam und konzentriert.

denn daß a priori jeder Junge mit 5% Verirrungswahrscheinlichkeit belastet ist
kann man nicht wissen und wurde auch nicht ausgesagt.

Es wird tatsächlich nicht explizit so gesagt, und die Annahme, dass alle männlichen und weiblichen Teilnehmer einer Feriengruppe mit genau je derselben Verirrungswahrscheinlichkeit belastet sind, ist zweifellos auch wenig realistisch. Andererseits macht aber jede andere Interpretation des Aufgabentextes keinen Sinn. Es handelt sich einfach um eine der unzählig vielen Aufgaben vom Problemtyp „Bernoullikette“, nur hier mit der Besonderheit, dass die Gruppe in zwei Teile (Jungen und Mädchen) partitioniert ist.

Wenn man natürlich die Jungen als „Glücksräder“ betrachtet mit
jeweils 19 Nullen und einer 1 (Mädchen 49 Nullen eine 1)
welche alle gleichzeitig gedreht werden,dann ist die
Wahrscheinlichkeit daß keine 1 fällt bei der Anzahl der Räder
so wie berechnet natürlich ca 39,5%

Na endlich! :smile:

Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich 5% der Jungen verirren.
Ich hoffe, Du erkennst da sprachlich einen Unterschied.

Nun - man könnte dies genauso auffassen wie: Erfahrungsgemäß sind in einem Sack
Erbsen 5% schlecht, was bedeutet, daß alle andern gut sind und nicht ein bisschen zu 5%
schlecht.

Ja, selbstverständlich! Aber der Passus „Erfahrungsgemäß beträgt das Risiko, dass sich 5% der Jungen verirren.“ ist doch derjenige der beiden, der in dem Aufgabentext nicht steht. Ich wiederhole: Nicht steht!

Gruß
Martin