4140718
Entscheide bei den folgenden Vorgängen, ob es sich um ein Zufallsexperiment im mathematischen Sinne handelt. Begründe deine Antwort kurz mit den Merkmalen eines Zufallsexperiments.
a) Das Erhitzen von reinem Wasser auf \(100\,^\circ\text{C}\) unter Normalbedingungen, um zu sehen, ob es siedet.
b) Das Werfen eines herkömmlichen Spielwürfels.
c) Das Ziehen einer Kugel aus einer blickdichten Urne, in der sich fünf nummerierte Kugeln befinden.
d) Die Berechnung des Umfangs eines Kreises mit dem Radius \(r = 3\,\text{cm}\).
Denkanstöße
- Überlege dir, ob das Ergebnis eines Versuchs jedes Mal anders ausfallen könnte, auch wenn man ihn genau gleich wiederholt.
- Welche Rolle spielt die Vorhersehbarkeit bei einem echten Zufallsexperiment?
- Unterscheide zwischen Naturgesetzen oder mathematischen Regeln und Ereignissen mit ungewissem Ausgang.
Lösung
1. Ein Zufallsexperiment muss unter gleichen Bedingungen wiederholbar sein, das Ergebnis darf nicht vorhersagbar sein und die möglichen Ergebnisse müssen bekannt sein.
2. Teilaufgabe a): Kein Zufallsexperiment. Unter gleichen physikalischen Bedingungen ist das Ergebnis (Sieden bei \(100\,^\circ\text{C}\)) sicher vorhersagbar.
3. Teilaufgabe b): Zufallsexperiment. Der Ausgang ist ungewiss, alle möglichen Augenzahlen \(\{1; 2; 3; 4; 5; 6\}\) sind bekannt und der Wurf ist beliebig oft wiederholbar.
4. Teilaufgabe c): Zufallsexperiment. Man weiß vorab nicht, welche Nummer gezogen wird, auch wenn man die möglichen Nummern kennt.
5. Teilaufgabe d): Kein Zufallsexperiment. Das Ergebnis ist durch die Formel \(U = 2 \cdot \pi \cdot r\) eindeutig festgelegt und nicht vom Zufall abhängig.
Antwort
a) Kein Zufallsexperiment (Ergebnis ist physikalisch festgelegt).
b) Zufallsexperiment (Ausgang ungewiss).
c) Zufallsexperiment (Ausgang ungewiss).
d) Kein Zufallsexperiment (Ergebnis ist mathematisch eindeutig bestimmt).
