3.7 Modellieren mit Binomialverteilung, Matheübungen

Zufallsgrößen und Binomialverteilung - Lehrwerk Lambacher Schweizer (5.-13. Klasse) - 22 Aufgaben in 4 Levels

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  • Hilfe zur Aufgabe
    0 gilt als gerade Ziffer.
  • Stoff zum Level
    Eine Zufallsgröße X heißt binomialverteilt nach B(n;p), wenn X die Werte 0, 1, 2, ..., n (n natürliche Zahl) annimmt und wenn P(X=k)=(nk)·pk·(1−p)n−k gilt.

    Zählt X die Anzahl der Treffer bei einem Bernoulli-Experiment, so ist X binomialverteilt.

  • Gesamtstoff zum Thema
  • Aufgabenbereich und Bedienung

Aufgabe

Aufgabe 1 von 6 in Level 1
  • Gib n und p an, wenn die Zufallsgröße X (annähernd) binomialverteilt ist. Ansonsten gib "!" an.
  • Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.
    • Der Magier wählt aus dem Publikum drei Personen aus. Diese sollen nacheinander jeweils eine Ziffer von 0 bis 9 nennen. Eine bereits genannte Ziffer darf nicht noch einmal genannt werden. Danach zieht er einen Zettel aus einem bis dahin verschlossenen Umschlag, auf dem genau diese Ziffern in der richtigen Reihenfolge stehen. 
    X = Anzahl der genannten geraden Ziffern
    n =
    p =
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Notizen
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Lösung
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Stoff zum Thema
Wann ist eine Zufallsgröße X binomialverteilt?
#1222
Eine Zufallsgröße X heißt binomialverteilt nach B(n;p), wenn X die Werte 0, 1, 2, ..., n (n natürliche Zahl) annimmt und wenn P(X=k)=(nk)·pk·(1−p)n−k gilt.

Zählt X die Anzahl der Treffer bei einem Bernoulli-Experiment, so ist X binomialverteilt.

Wie unterscheidet man bei binomialverteilten Zufallsgrößen und welche Experimente folgen keiner Binomialverteilung?
#1151

Bei binomialverteilten Zufallsgrößen (Bernoulli-Kette der Länge \(n\) mit Trefferwahrscheinlichkeit \(p\)) ist zwischen nicht kumuliert (\(P(X=k)\)) und kumuliert (\(P(X\le k)\)) zu unterscheiden.

Berechnung mit dem GTR

Gegeben: Bernoulli-Kette der Länge \(n\) mit Trefferwahrscheinlichkeit \(p\).

Wahrscheinlichkeit für genau \(k\) Treffer:

\[ B_{n,p}(k)=P(X=k)=\operatorname{binompdf}(n,p,k) \]

Wahrscheinlichkeit für höchstens \(k\) Treffer:

\[ F_{n,p}(k)=P(X\le k)=\operatorname{binomcdf}(n,p,k) \]

Hinweis: Bei vielen Experimenten (z. B. Ziehen mehrerer Kugeln auf einmal oder hintereinander ohne Zurücklegen) liegt keine Bernoulli-Kette vor; dann gelten andere Modelle/Formeln (z. B. hypergeometrische Verteilung).

Beispiel 1
Aus einer Urne mit 10 Kugeln, von denen 4 weiß sind, werden 5 durch Zufall gezogen. Gib jeweils einen Term an für die Wahrscheinlichkeit…
a) dreimal Weiß, wenn hintereinander mit Zurücklegen gezogen wird.
b) höchstens dreimal Weiß, wenn hintereinander mit Zurücklegen gezogen wird.
c) dreimal Weiß, wenn hintereinander ohne Zurücklegen gezogen wird.
d) dreimal Weiß, wenn alle 5 Kugeln auf einmal gezogen werden.
 
Beispiel 2

Ein Würfel wird zehnmal hintereinander geworfen.

A: Es fällt genau dreimal die Augenzahl \(\displaystyle 6\text{.}\)

B: Beim vierten Wurf fällt zum ersten Mal die Augenzahl \(\displaystyle 6\text{.}\)

Welches Ereignis passt jeweils zum Term? Begründe.

a) \(\displaystyle \binom{10}{3}\cdot\left(\frac{1}{6}\right)^{3}\cdot\left(\frac{5}{6}\right)^{7}\)

b) \(\displaystyle \left(\frac{5}{6}\right)^{3}\cdot\frac{1}{6}\)

Beispiel

Beschreibe ein Ereignis im gegebenen Sachzusammenhang, dessen Wahrscheinlichkeit mit dem gegebenen Term berechnet werden kann.

Ein Spielwürfel wird mehrmals hintereinander geworfen.

\(1-\left(\frac{5}{6}\right)^{8}-8\cdot\frac{1}{6}\cdot\left(\frac{5}{6}\right)^{7}\)