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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 20.000 Matheaufgaben Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen, von der 3. bis zur 13. Klasse. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Baumdiagramme

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In einem Beutel liegen \(5\) rote und \(5\) blaue Kugeln. Es werden zwei verschiedene Experimente betrachtet, bei denen jeweils bereits drei rote Kugeln hintereinander gezogen wurden. Experiment A: Ziehen mit Zurücklegen. Experiment B: Ziehen ohne Zurücklegen. Untersuche für beide Experimente, wie sich die Wahrscheinlichkeit, im nächsten Zug eine blaue Kugel zu ziehen, durch die ersten drei Züge verändert hat. Vergleiche die Ergebnisse.

Denkanstöße

- Wie viele Kugeln jeder Farbe sind nach den drei Zügen jeweils noch im Beutel? - In welchem Fall ändert sich die Grundmenge (die Gesamtzahl der Möglichkeiten)? - Überlege, was „unabhängige Ereignisse“ für die Wahrscheinlichkeit bedeuten.

Lösung

1. Analyse Experiment A (mit Zurücklegen): Da die Kugeln zurückgelegt werden, bleibt die Zusammensetzung des Beutels immer gleich (\(5\) rote, \(5\) blaue). Die Wahrscheinlichkeit für eine blaue Kugel im 4. Zug ist unverändert \(P = \frac{5}{10} = 0{,}5\). Die Vorereignisse haben keinen Einfluss. 2. Analyse Experiment B (ohne Zurücklegen): Nach drei roten Zügen befinden sich nur noch \(10 - 3 = 7\) Kugeln im Beutel. Davon sind immer noch \(5\) blau, aber nur noch \(2\) rot. Die Wahrscheinlichkeit für eine blaue Kugel ist nun \(P = \frac{5}{7} \approx 0{,}714\). 3. Vergleich: In Experiment A ist das Ereignis „blaue Kugel“ unabhängig von den vorherigen Zügen. In Experiment B sind die Züge abhängig voneinander; hier hat die Serie von roten Kugeln die Wahrscheinlichkeit für eine blaue Kugel tatsächlich erhöht.

Antwort

In Experiment A bleibt die Wahrscheinlichkeit für eine blaue Kugel konstant bei \(0{,}5\), da die Züge unabhängig sind. In Experiment B steigt die Wahrscheinlichkeit auf \(\frac{5}{7} \approx 0{,}714\), da durch das Nicht-Zurücklegen die Anzahl der roten Kugeln im Beutel abgenommen hat.
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In einer Dose befinden sich 5 rote und 3 grüne Fruchtgummis. Leon zieht nacheinander zwei Stück mit Zurücklegen. a) Zeichne ein Baumdiagramm für dieses Zufallsexperiment und beschrifte die Pfade mit den entsprechenden Wahrscheinlichkeiten. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass Leon zwei verschiedenfarbige Fruchtgummis zieht. c) Leon überlegt nun, das erste Fruchtgummi direkt zu essen und dann erst das zweite zu ziehen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für „zwei verschiedene Farben“ für diesen Fall (Ziehen ohne Zurücklegen) und vergleiche das Ergebnis mit Aufgabenteil b).

Denkanstöße

- Welche Pfade im Baumdiagramm führen zu dem Ereignis „verschiedene Farben“? - Wie verändern sich die Wahrscheinlichkeiten im zweiten Schritt, wenn das erste Fruchtgummi nicht zurückgelegt wird? - Achte bei der Addition von Brüchen auf den gemeinsamen Hauptnenner.

Lösung

1. Baumdiagramm mit Zurücklegen: \(P(\text{r}) = \frac{5}{8}\), \(P(\text{g}) = \frac{3}{8}\). Die Pfade für zwei verschiedene Farben sind \((\text{r}, \text{g})\) und \((\text{g}, \text{r})\). 2. Berechnung mit Zurücklegen: \(P(\text{verschieden}) = P(\text{r}, \text{g}) + P(\text{g}, \text{r}) = (\frac{5}{8} \cdot \frac{3}{8}) + (\frac{3}{8} \cdot \frac{5}{8}) = \frac{15}{64} + \frac{15}{64} = \frac{30}{64} = \frac{15}{32} \approx 0{,}4688\). 3. Berechnung ohne Zurücklegen: Im ersten Zug \(P(\text{r}) = \frac{5}{8}\) und \(P(\text{g}) = \frac{3}{8}\). Im zweiten Zug ändern sich die Nenner auf 7. \(P(\text{r}, \text{g}) = \frac{5}{8} \cdot \frac{3}{7} = \frac{15}{56}\). \(P(\text{g}, \text{r}) = \frac{3}{8} \cdot \frac{5}{7} = \frac{15}{56}\). Summe: \(P(\text{verschieden, ohne Zurücklegen}) = \frac{15}{56} + \frac{15}{56} = \frac{30}{56} = \frac{15}{28} \approx 0{,}5357\). 4. Vergleich: Die Wahrscheinlichkeit für verschiedene Farben ist beim Ziehen ohne Zurücklegen höher (\(\approx 53{,}6\,\%\) gegenüber \(\approx 46{,}9\,\%\)).

Antwort

a) Erste Stufe: Rot mit \(\frac{5}{8}\), Grün mit \(\frac{3}{8}\). Nach jedem Ast gelten wegen des Zurücklegens erneut die Wahrscheinlichkeiten \(\frac{5}{8}\) für Rot und \(\frac{3}{8}\) für Grün. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{15}{32} = 0{,}46875\) (ca. \(46{,}9\,\%\)). c) Ohne Zurücklegen beträgt die Wahrscheinlichkeit \(\frac{15}{28} \approx 0{,}536\) (ca. \(53{,}6\,\%\)). Die Wahrscheinlichkeit ist in diesem Fall also größer.

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.