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Wahrscheinlichkeiten berechnen

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4100718
In einem Test hat jede Aufgabe vier Antwortmöglichkeiten, von denen genau eine richtig ist. Mia kann drei von den Aufgaben nicht lösen und kreuzt daher jeweils eine zufällige Antwort an. Mit welcher Wahrscheinlichkeit sind dabei alle drei Antworten richtig? a) \(\frac{1}{4}\) b) \(\frac{3}{4}\) c) \(\frac{1}{12}\) d) \(\frac{1}{64}\)

Denkanstöße

- Wie hoch ist die Chance, bei einer einzelnen Aufgabe mit vier Optionen richtig zu raten? - Wenn mehrere Ereignisse nacheinander eintreten müssen (Aufgabe 1 UND Aufgabe 2 UND Aufgabe 3), wie verknüpft man dann ihre Wahrscheinlichkeiten?

Lösung

1. Bestimmung der Wahrscheinlichkeit für eine korrekte Antwort bei einer einzelnen Aufgabe: \(P(\text{richtig}) = \frac{1}{4}\). 2. Da die Aufgaben unabhängig voneinander geraten werden, wird die Gesamtwahrscheinlichkeit durch das Produkt der Einzelwahrscheinlichkeiten berechnet. 3. Rechnung für drei Aufgaben: \(P(\text{alle 3 richtig}) = \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} = (\frac{1}{4})^3 = \frac{1}{64}\).

Antwort

d) \(\frac{1}{64}\)
4135678
In einer Schale liegen 12 Äpfel, 8 Birnen und 10 Orangen. Die Obststücke sind gut durchmischt. Für das mathematische Modell wird angenommen, dass jedes Obststück mit gleicher Wahrscheinlichkeit ausgewählt wird. Jemand greift blind hinein und nimmt ein Stück Obst heraus. a) Berechne die Wahrscheinlichkeit, eine Birne zu ziehen. b) Erkläre kurz, warum man in dieser Situation das Laplace-Modell zur Berechnung verwenden kann. c) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei dem gezogenen Obst nicht um einen Apfel handelt?

Denkanstöße

- Wie viele Obststücke liegen insgesamt in der Schale? - Was bedeutet es für die Auswahlwahrscheinlichkeit der einzelnen Obststücke, wenn man „blind“ hineingreift? - Wie viele Stücke sind keine Äpfel?

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der möglichen Ergebnisse: In der Schale befinden sich insgesamt \(12 + 8 + 10 = 30\) Obststücke. Nach der ausdrücklich genannten Modellannahme wird jedes Stück mit der gleichen Wahrscheinlichkeit ausgewählt; daher liegt ein Laplace-Experiment vor. 2. Berechnung für a): Es gibt 8 Birnen, also 8 günstige Ergebnisse. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{Birne}) = \frac{8}{30} = \frac{4}{15} \approx 0{,}267\). 3. Begründung für b): Nach der Modellannahme hat jedes Obststück die gleiche Chance, ausgewählt zu werden. Dies ist die Voraussetzung für ein Laplace-Experiment. 4. Berechnung für c): Das Ereignis „kein Apfel“ umfasst alle Birnen und Orangen. Die Anzahl der günstigen Ergebnisse ist \(8 + 10 = 18\). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{kein Apfel}) = \frac{18}{30} = \frac{3}{5} = 0{,}6\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{4}{15}\) (ca. \(26{,}7\,\%\)). b) Nach der angegebenen Modellannahme sind alle Obststücke gleich wahrscheinlich. c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{3}{5}\) (\(60\,\%\)).
4135718
In einer Lostrommel befinden sich 150 Kugeln, die fortlaufend von 1 bis 150 nummeriert sind. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Die gezogene Zahl ist ein Vielfaches von 15. b) Die gezogene Zahl ist eine Quadratzahl. c) Die gezogene Zahl endet auf die Ziffer 0 oder 5.

Denkanstöße

- Wie viele Kugeln liegen insgesamt in der Trommel? - Erstelle eine Liste der Zahlen, die die jeweilige Bedingung erfüllen. - Wie kannst du schnell herausfinden, wie viele Vielfache einer Zahl in einem bestimmten Bereich liegen? - Erinnere dich an die Definition von Quadratzahlen wie \(1 \cdot 1\), \(2 \cdot 2\) und so weiter.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Ergebnisse: \(n = 150\). 2. Berechnung für a): Die Vielfachen von 15 im Bereich bis 150 sind 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150. Das sind 10 günstige Ergebnisse. \(P(a) = \frac{10}{150} = \frac{1}{15} \approx 6{,}67\,\%\). 3. Berechnung für b): Die Quadratzahlen bis 150 sind \(1^2, 2^2, \dots, 12^2\) (da \(12^2 = 144\) und \(13^2 = 169\)). Es gibt also 12 Quadratzahlen (1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144). \(P(b) = \frac{12}{150} = \frac{2}{25} = 8\,\%\). 4. Berechnung für c): Zahlen, die auf 0 oder 5 enden, sind genau die Vielfachen von 5. Da \(150 : 5 = 30\), gibt es 30 solcher Zahlen. \(P(c) = \frac{30}{150} = \frac{1}{5} = 20\,\%\).

Antwort

a) \(P = \frac{1}{15} \approx 6{,}67\,\%\) b) \(P = \frac{2}{25} = 8\,\%\) c) \(P = \frac{1}{5} = 20\,\%\)
4135798
In einer Umfrage unter \(200\) Jugendlichen wurden die Lieblingshobbys abgefragt: Sport (\(80\)), Musik (\(50\)), Gaming (\(40\)) und Lesen (\(30\)). Lukas behauptet: „Wenn ich zufällig eine Person aus dieser Gruppe auswähle, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie Lesen als Hobby hat, genau \(25\,\%\), da es \(4\) verschiedene Hobbys zur Auswahl gibt.“ a) Begründe, warum Lukas' Aussage falsch ist. b) Berechne die tatsächliche Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine zufällig ausgewählte Person das Hobby Lesen hat. c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, jemanden auszuwählen, dessen Hobby Sport oder Musik ist?

Denkanstöße

- Worauf bezieht sich die Wahrscheinlichkeit bei einer Umfrage – auf die Anzahl der Antwortmöglichkeiten oder auf die Anzahl der Personen? - Wie berechnet man allgemein die Wahrscheinlichkeit in einem Laplace-Experiment? - Was bedeutet das Wort „oder“ für die Anzahl der günstigen Ergebnisse?

Lösung

1. Begründung der Unrichtigkeit: Lukas geht fälschlicherweise davon aus, dass alle Hobbys gleich häufig vorkommen (Laplace-Annahme auf Ebene der Kategorien). Die Wahrscheinlichkeit hängt jedoch von der Anzahl der Personen pro Kategorie ab, und diese sind nicht gleich verteilt. 2. Berechnung für Lesen: Die Anzahl der günstigen Ergebnisse ist \(30\), die Gesamtzahl der Personen ist \(200\). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{Lesen}) = \frac{30}{200} = 0{,}15\) bzw. \(15\,\%\). 3. Kombination Sport oder Musik: Die Anzahl der günstigen Ergebnisse ist die Summe der Personen in beiden Gruppen: \(80 + 50 = 130\). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{Sport oder Musik}) = \frac{130}{200} = 0{,}65\) bzw. \(65\,\%\).

Antwort

a) Die Aussage ist falsch, da die Hobbys nicht gleich häufig gewählt wurden. Die Wahrscheinlichkeit hängt von der Anzahl der Personen ab, nicht von der Anzahl der Kategorien. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(15\,\%\) (oder \(0{,}15\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(65\,\%\) (oder \(0{,}65\)).
4135828
Ein Standard-Skatspiel besteht aus 32 Karten in den vier Farben Kreuz, Pik, Herz und Karo. In jeder Farbe gibt es die Werte 7, 8, 9, 10, Bube, Dame, König und Ass. Es wird eine Karte zufällig aus dem gut gemischten Deck gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Die Karte gehört zur Farbe Herz. b) Die Karte ist ein König oder ein Ass. c) Die Karte ist eine Zahlkarte (7, 8, 9 oder 10).

Denkanstöße

- Wie viele Karten gibt es insgesamt im Spiel? - Wie viele Karten einer bestimmten Farbe gibt es? - Überlege dir, wie oft jeder Wert (wie zum Beispiel „König“) im gesamten Deck vorkommt. - Was bedeutet „Zahlkarte“ in diesem Zusammenhang und welche Karten gehören dazu?

Lösung

1. Gesamtzahl der möglichen Ergebnisse: \(n = 32\). 2. Ereignis a: Es gibt 8 Herz-Karten (7, 8, 9, 10, Bube, Dame, König, Ass). Die Anzahl der günstigen Ergebnisse ist \(g = 8\). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Herz}) = \frac{8}{32} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 3. Ereignis b: Es gibt 4 Könige und 4 Asse, also insgesamt \(g = 4 + 4 = 8\) günstige Karten. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{König oder Ass}) = \frac{8}{32} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 4. Ereignis c: Es gibt 4 verschiedene Zahlenwerte (7, 8, 9, 10) in jeweils 4 Farben. Das ergibt \(g = 4 \cdot 4 = 16\) günstige Karten. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Zahlkarte}) = \frac{16}{32} = \frac{1}{2} = 0{,}5\).

Antwort

a) \(P(\text{Herz}) = \frac{1}{4} = 25\,\%\) b) \(P(\text{König oder Ass}) = \frac{1}{4} = 25\,\%\) c) \(P(\text{Zahlkarte}) = \frac{1}{2} = 50\,\%\)
4135888
Aus dem Wort „TASCHENRECHNER“ wird zufällig ein Buchstabe ausgewählt. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Es wird ein „E“ gewählt. b) Es wird ein Vokal (Selbstlaut) gewählt. c) Es wird kein „H“ gewählt. d) Es wird ein „C“ oder ein „N“ gewählt.

Denkanstöße

- Zähle zuerst genau, wie viele Buchstaben das Wort insgesamt hat. - Erstelle eine Liste, wie oft jeder einzelne Buchstabe im Wort vorkommt. - Was bedeutet es für die Wahrscheinlichkeit, wenn nach „kein H“ gefragt wird? - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit, wenn zwei verschiedene Buchstaben (wie C oder N) gesucht sind?

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Buchstaben im Wort „TASCHENRECHNER“: \(14\) Buchstaben. 2. Häufigkeit der relevanten Buchstaben: E (\(3\)), Vokale (A: \(1\), E: \(3\); insgesamt \(4\)), H (\(2\)), C (\(2\)), N (\(2\)). 3. a) \(P(E) = \frac{3}{14}\). 4. b) \(P(\text{Vokal}) = \frac{4}{14} = \frac{2}{7}\). 5. c) Wahrscheinlichkeit für „H“ ist \(P(H) = \frac{2}{14} = \frac{1}{7}\). Gegenereignis „kein H“: \(P(\text{kein } H) = 1 - \frac{1}{7} = \frac{6}{7}\). 6. d) Günstige Ergebnisse für „C oder N“: \(2 + 2 = 4\). \(P(C \text{ oder } N) = \frac{4}{14} = \frac{2}{7}\).

Antwort

a) \(P(E) = \frac{3}{14}\) b) \(P(\text{Vokal}) = \frac{2}{7}\) c) \(P(\text{kein } H) = \frac{6}{7}\) d) \(P(C \text{ oder } N) = \frac{2}{7}\)
4135918
In einer Tüte Gummibärchen befinden sich rote, gelbe und weiße Bärchen. Es sind genau 12 rote Bärchen in der Tüte. Die Wahrscheinlichkeit, beim blinden Hineingreifen ein rotes Bärchen zu ziehen, beträgt \(0{,}25\). a) Berechne die Gesamtzahl der Gummibärchen in der Tüte. b) Wie viele gelbe und weiße Bärchen sind insgesamt in der Tüte enthalten? c) Es sind doppelt so viele gelbe wie weiße Bärchen in der Tüte. Bestimme die Anzahl der gelben Bärchen.

Denkanstöße

- Was gibt die Wahrscheinlichkeit bei einem Laplace-Experiment über das Verhältnis von Teilmenge zu Gesamtmenge an? - Wenn du die Gesamtzahl kennst, wie findest du den Rest heraus? - Kannst du für den unbekannten Teil eine Variable (wie \(x\)) verwenden?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtanzahl \(T\): Da \(P(\text{rot}) = \frac{n_{\text{rot}}}{T}\) gilt, folgt \(0{,}25 = \frac{12}{T}\). Umstellen ergibt \(T = \frac{12}{0{,}25} = 48\). 2. Bestimmung der Summe von gelben und weißen Bärchen: \(T - n_{\text{rot}} = 48 - 12 = 36\). 3. Berechnung der Einzelanzahlen: Sei \(x\) die Anzahl der weißen Bärchen. Dann gilt für die gelben Bärchen \(2x\). Die Gleichung \(x + 2x = 36\) führt zu \(3x = 36\), also \(x = 12\). Damit gibt es \(2 \cdot 12 = 24\) gelbe Bärchen.

Antwort

a) Es sind 48 Gummibärchen in der Tüte. b) Es sind insgesamt 36 gelbe und weiße Bärchen enthalten. c) Es sind 24 gelbe Bärchen in der Tüte.
4136098
Aus den Ziffern 3, 5, 7 und 9 sollen dreistellige Zahlen gebildet werden. a) Wie viele verschiedene Zahlen lassen sich bilden, wenn die Ziffern auch mehrfach vorkommen dürfen? b) Wie viele verschiedene Zahlen lassen sich bilden, wenn jede Ziffer in einer Zahl höchstens einmal vorkommen darf? c) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Zahl aus Aufgabenteil a) bzw. b) durch 5 teilbar ist.

Denkanstöße

- Überlege dir für jede Stelle der Zahl einzeln, wie viele Ziffern zur Auswahl stehen. - Wann ist eine Zahl durch 5 teilbar? Schau dir die Endziffern an. - In einem Laplace-Experiment berechnet man die Wahrscheinlichkeit als Anzahl der günstigen Ergebnisse geteilt durch die Anzahl der möglichen Ergebnisse.

Lösung

1. Berechnung für a): Da für jede der 3 Stellen 4 Ziffern zur Auswahl stehen, ergibt sich \(4 \cdot 4 \cdot 4 = 4^3 = 64\) Möglichkeiten. 2. Berechnung für b): Für die erste Stelle gibt es 4, für die zweite 3 und für die dritte 2 Möglichkeiten. Es ergeben sich \(4 \cdot 3 \cdot 2 = 24\) Möglichkeiten. 3. Wahrscheinlichkeit für a): Eine Zahl ist durch 5 teilbar, wenn sie auf 5 endet. Die ersten beiden Stellen sind beliebig (\(4 \cdot 4 = 16\) günstige Fälle). \(P = \frac{16}{64} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 4. Wahrscheinlichkeit für b): Die letzte Stelle muss die 5 sein (1 Möglichkeit). Für die ersten beiden Stellen bleiben 3 bzw. 2 Ziffern übrig (\(3 \cdot 2 = 6\) günstige Fälle). \(P = \frac{6}{24} = \frac{1}{4} = 0{,}25\).

Antwort

a) 64 Zahlen. b) 24 Zahlen. c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt in beiden Fällen \(\frac{1}{4}\) (oder \(25\,\%\)).
4136128
In einer Tombola werden unter 12 Teilnehmenden ein Hauptpreis und ein Trostpreis verlost. Jede Person kann maximal einen Preis gewinnen. a) Bestimme die Anzahl aller möglichen Ergebnisse für die Verteilung der beiden unterschiedlichen Preise. b) Julia und Tim nehmen an der Verlosung teil. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass Julia den Hauptpreis und Tim den Trostpreis gewinnt. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass Julia und Tim beide einen Preis gewinnen, wobei es egal ist, wer welchen Preis erhält.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viele Möglichkeiten es gibt, den ersten Preis zu vergeben und wie viele dann noch für den zweiten Preis übrig bleiben. - Bei Teilaufgabe b) ist eine ganz bestimmte Reihenfolge gefragt. Wie viele der vielen Möglichkeiten erfüllen genau diese Bedingung? - Bei Teilaufgabe c) ist es egal, wer welchen der beiden Preise bekommt. Wie viele Kombinationen von Julia und Tim sind hier möglich?

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Möglichkeiten: Da es zwei unterschiedliche Preise gibt und jede Person nur einen gewinnen kann, gibt es für den ersten Preis 12 Möglichkeiten und für den zweiten Preis 11 Möglichkeiten. Gesamtzahl: \(12 \cdot 11 = 132\). 2. Wahrscheinlichkeit für ein spezifisches Ergebnis (Julia Hauptpreis, Tim Trostpreis): Es gibt genau 1 günstiges Ergebnis. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{1}{132}\). 3. Wahrscheinlichkeit, dass beide einen Preis gewinnen: Es gibt zwei günstige Fälle (Julia Hauptpreis und Tim Trostpreis ODER Tim Hauptpreis und Julia Trostpreis). Die Anzahl der günstigen Ergebnisse ist 2. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{2}{132} = \frac{1}{66}\).

Antwort

a) Es gibt \(132\) mögliche Ergebnisse. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{132}\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{66}\).
4136158
Ein vierstelliges Zahlenschloss wird mit den Ziffern 1 bis 6 programmiert. Dabei darf jede verwendete Ziffer innerhalb des Codes höchstens einmal vorkommen. a) Berechne die Anzahl der verschiedenen Codes, die auf diese Weise gebildet werden können. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig gewählter Code mit der Ziffernfolge „12“ beginnt?

Denkanstöße

- Wie viele Möglichkeiten hast du für die erste Ziffer und wie viele bleiben dann für die zweite übrig? - Dürfen Ziffern innerhalb des Codes wiederholt werden? - Überlege dir, wie viele Stellen des Codes durch die Bedingung in b) bereits fest vorgegeben sind.

Lösung

1. Berechnung der Gesamtzahl der Möglichkeiten für einen vierstelligen Code ohne Wiederholung: Für die erste Stelle gibt es 6, für die zweite 5, für die dritte 4 und für die vierte 3 Möglichkeiten. \(6 \cdot 5 \cdot 4 \cdot 3 = 360\). 2. Bestimmung der günstigen Ergebnisse für Teilaufgabe b): Die ersten beiden Stellen sind durch 1 und 2 festgelegt (1 Möglichkeit). Für die verbleibenden zwei Stellen gibt es noch 4 bzw. 3 Möglichkeiten. \(1 \cdot 1 \cdot 4 \cdot 3 = 12\). 3. Berechnung der Laplace-Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{12}{360} = \frac{1}{30}\).

Antwort

a) Es sind 360 verschiedene Codes möglich. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{30}\).
4136188
Ein vierstelliges Zahlenschloss an einem Koffer besteht aus vier Ringen, die jeweils die Ziffern \(0\) bis \(9\) tragen. a) Berechne die Anzahl der verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten für den Code. b) Jemand hat den Code vergessen und versucht, ihn durch Raten beim ersten Versuch zu knacken. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die gewählte Kombination korrekt ist. c) Angenommen, man weiß sicher, dass die erste Ziffer des Codes eine \(7\) ist. Wie verändert sich dadurch die Wahrscheinlichkeit, den Code beim ersten Versuch zu erraten? Begründe kurz. d) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer zufällig gewählten Kombination mindestens eine Ziffer nicht an der richtigen Stelle steht?

Denkanstöße

- Wie viele Möglichkeiten gibt es für jede einzelne Stelle des Codes? - Überlege, wie viele der vielen Kombinationen tatsächlich das Schloss öffnen. - Wenn du eine Information über eine Ziffer hast, reduziert das die Anzahl der Unbekannten. - Was ist das Gegenteil von „mindestens ein Fehler“?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtmöglichkeiten: Da es 4 Ringe mit je 10 Ziffern gibt, beträgt die Anzahl der Kombinationen \(10 \cdot 10 \cdot 10 \cdot 10 = 10^4 = 10\,000\). 2. Wahrscheinlichkeit für einen Treffer: Da nur eine Kombination korrekt ist, beträgt die Wahrscheinlichkeit \(P(\text{Richtig}) = \frac{1}{10\,000} = 0{,}0001 = 0{,}01\,\%\). 3. Einfluss der bekannten Ziffer: Wenn die erste Ziffer feststeht, gibt es nur noch \(10^3 = 1\,000\) Möglichkeiten für die restlichen drei Ringe. Die Wahrscheinlichkeit steigt auf \(\frac{1}{1\,000} = 0{,}001 = 0{,}1\,\%\). Sie verzehnfacht sich also, da der Suchraum kleiner wird. 4. Wahrscheinlichkeit für mindestens einen Fehler: Dies ist das Gegenereignis zu „alle Ziffern sind korrekt“. \(P(\text{mind. ein Fehler}) = 1 - P(\text{Richtig}) = 1 - \frac{1}{10\,000} = \frac{9\,999}{10\,000} = 0{,}9999 = 99{,}99\,\%\).

Antwort

a) \(10\,000\) Möglichkeiten. b) \(P = 0{,}0001\) (oder \(0{,}01\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit steigt auf \(0{,}001\) (oder \(0{,}1\,\%\)), da nur noch \(1\,000\) Kombinationen möglich sind. d) \(P = 0{,}9999\) (oder \(99{,}99\,\%\)).
4136218
An einem Schulkiosk wird ein „Überraschungs-Menü“ angeboten. Es besteht aus einem Snack, einem Getränk und einem Obst. Zur Auswahl stehen: - Snacks: Brezel, belegtes Brötchen, Muffin, Apfeltasche (4 Sorten) - Getränke: Wasser, Apfelsaft, Milch (3 Sorten) - Obst: Apfel, Birne, Banane, Kiwi, Orange (5 Sorten) Ein Schüler wählt aus jeder Kategorie unabhängig und mit gleicher Wahrscheinlichkeit zufällig ein Produkt aus. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass er genau die Kombination (Brezel, Wasser, Apfel) erwischt. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass keines der drei gewählten Produkte mit dieser speziellen Kombination übereinstimmt?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viele Möglichkeiten es in jeder einzelnen Kategorie gibt. - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten mehrerer unabhängiger Ereignisse nacheinander? - Wenn eine Option richtig ist, wie viele Optionen sind dann in dieser Kategorie automatisch falsch?

Lösung

1. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für die spezifische Kombination: Da es für den Snack 4, für das Getränk 3 und für das Obst 5 Möglichkeiten gibt, ist die Wahrscheinlichkeit für jede einzelne korrekte Wahl \(P(\text{Snack}) = \frac{1}{4}\), \(P(\text{Getränk}) = \frac{1}{3}\) und \(P(\text{Obst}) = \frac{1}{5}\). Die Gesamtwahrscheinlichkeit durch Multiplikation ergibt \(\frac{1}{4} \cdot \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{5} = \frac{1}{60}\). 2. Berechnung der Wahrscheinlichkeit, dass kein Produkt übereinstimmt: Die Gegenwahrscheinlichkeiten für jede Kategorie sind \(P(\text{Snack falsch}) = \frac{3}{4}\), \(P(\text{Getränk falsch}) = \frac{2}{3}\) und \(P(\text{Obst falsch}) = \frac{4}{5}\). Die Gesamtwahrscheinlichkeit durch Multiplikation ergibt \(\frac{3}{4} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{5} = \frac{24}{60} = \frac{2}{5} = 0{,}4\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{60}\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{2}{5}\) oder \(0{,}4\) (entspricht \(40\,\%\)).
4136238
Ein Zahlenschloss an einem Koffer besteht aus drei Einstellringen: - Der erste Ring zeigt die Ziffern \(0\) bis \(9\). - Der zweite Ring zeigt die Buchstaben \(A\), \(B\), \(C\), \(D\) und \(E\). - Der dritte Ring zeigt die vier Kartensymbole \(\heartsuit\), \(\diamondsuit\), \(\clubsuit\) und \(\spadesuit\). Jemand hat die richtige Kombination vergessen und stellt die Ringe rein zufällig ein. a) Wie viele verschiedene Kombinationen können insgesamt eingestellt werden? b) Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist die gewählte Einstellung an jeder der drei Positionen falsch?

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie viele Möglichkeiten es für jeden einzelnen Ring gibt. - Wie viele dieser Möglichkeiten sind jeweils falsch, wenn es nur einen richtigen Code gibt? - Kannst du die Gesamtzahl der Kombinationen nutzen, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtmöglichkeiten: Multiplikation der Anzahl der Optionen pro Ring: \(10 \cdot 5 \cdot 4 = 200\). 2. Identifikation der Fehlversuche pro Ring: An Ring 1 gibt es 9 falsche Ziffern, an Ring 2 gibt es 4 falsche Buchstaben, an Ring 3 gibt es 3 falsche Symbole. 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für „überall falsch“: Multiplikation der Einzelwahrscheinlichkeiten für eine falsche Wahl: \(\frac{9}{10} \cdot \frac{4}{5} \cdot \frac{3}{4} = \frac{108}{200} = \frac{27}{50} = 0{,}54\).

Antwort

a) Es gibt insgesamt \(200\) verschiedene Kombinationen. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{27}{50}\) oder \(0{,}54\) (entspricht \(54\,\%\)).
4136248
Ein Hausmeister besitzt drei verschiedene Schlüssel für drei verschiedene Türen. Er ordnet jedem Schloss zufällig genau einen Schlüssel zu; jeder Schlüssel wird genau einmal verwendet. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Alle Schlüssel werden dem richtigen Schloss zugeordnet. b) Kein einziger Schlüssel passt zu dem Schloss, dem er zugeordnet wurde. c) Genau ein Schlüssel wird dem richtigen Schloss zugeordnet.

Denkanstöße

- Kannst du alle möglichen Kombinationen der Schlüsselzuordnung systematisch auflisten? - Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt, drei Gegenstände auf drei Plätze zu verteilen? - Überlege dir für jedes Ereignis, wie viele der aufgelisteten Kombinationen die Bedingung erfüllen. - Was bedeutet es für den dritten Schlüssel, wenn bereits zwei Schlüssel ihren Schlössern fest zugeordnet sind?

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Möglichkeiten: Es gibt \(3 \cdot 2 \cdot 1 = 6\) verschiedene Arten, die drei Schlüssel auf die drei Schlösser zu verteilen. 2. Ereignis a): Es gibt nur eine einzige Kombination, bei der alle drei Schlüssel korrekt zugeordnet sind. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(a) = \frac{1}{6}\). 3. Ereignis b): Wir untersuchen die Fälle, in denen kein Schlüssel passt. Bezeichnen wir die richtigen Zuordnungen mit \((1, 2, 3)\), so sind die Fehlbesetzungen ohne Treffer \((2, 3, 1)\) und \((3, 1, 2)\). Dies sind \(2\) Möglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(b) = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}\). 4. Ereignis c): Wir suchen die Fälle mit genau einem Treffer. Dies sind \((1, 3, 2)\), \((3, 2, 1)\) und \((2, 1, 3)\). Dies sind \(3\) Möglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(c) = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}\).

Antwort

a) \(P(\text{alle richtig}) = \frac{1}{6}\) b) \(P(\text{keiner richtig}) = \frac{1}{3}\) c) \(P(\text{genau einer richtig}) = \frac{1}{2}\)
4136288
In einer Urne liegen durchnummerierte Lose von 1 bis 20. Ein Los wird blind gezogen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Die Zahl auf dem Los ist durch 4 teilbar. b) Die Zahl auf dem Los ist eine Primzahl. c) Die Zahl auf dem Los ist eine Quadratzahl.

Denkanstöße

- Notiere dir am besten alle Zahlen von 1 bis 20 und markiere die Zahlen, die die jeweilige Bedingung erfüllen. - Denk daran, dass die 1 keine Primzahl ist. - Was ist eine Quadratzahl? Erinnere dich an Zahlen wie \(3 \cdot 3\).

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Lose: Es gibt 20 Lose, also \(n = 20\). 2. Berechnung für a): Die durch 4 teilbaren Zahlen zwischen 1 und 20 sind \(\{4, 8, 12, 16, 20\}\). Das sind 5 günstige Ergebnisse. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{teilbar durch 4}) = \frac{5}{20} = \frac{1}{4}\). 3. Berechnung für b): Die Primzahlen zwischen 1 und 20 sind \(\{2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19\}\). Das sind 8 günstige Ergebnisse. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Primzahl}) = \frac{8}{20} = \frac{2}{5}\). 4. Berechnung für c): Die Quadratzahlen zwischen 1 und 20 sind \(\{1, 4, 9, 16\}\). Das sind 4 günstige Ergebnisse. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Quadratzahl}) = \frac{4}{20} = \frac{1}{5}\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{4}\) (oder \(25\,\%\)). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{2}{5}\) (oder \(40\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{5}\) (oder \(20\,\%\)).
4136338
In einem Stoffbeutel befinden sich 12 Murmeln: 4 rote, 5 blaue und 3 gelbe. Es werden nacheinander drei Murmeln ohne Zurücklegen gezogen. Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass genau in dieser Reihenfolge zuerst zwei rote und als drittes eine gelbe Murmel gezogen werden.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viele Murmeln nach jedem Zug noch im Beutel sind. - Ändert sich die Anzahl der Murmeln einer bestimmten Farbe, wenn du eine davon ziehst? - Welche Rechenoperation verknüpft die Wahrscheinlichkeiten entlang eines Pfades im Baumdiagramm? - Stelle die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Schritte als Brüche dar.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Murmeln zu Beginn: \(4 + 5 + 3 = 12\). 2. Wahrscheinlichkeit für die erste rote Murmel: \(P(R_1) = \frac{4}{12} = \frac{1}{3}\). 3. Wahrscheinlichkeit für die zweite rote Murmel, nachdem bereits eine rote entnommen wurde (noch 11 Murmeln im Beutel, davon 3 rote): \(P(R_2) = \frac{3}{11}\). 4. Wahrscheinlichkeit für die dritte gelbe Murmel, nachdem zwei rote entnommen wurden (noch 10 Murmeln im Beutel, davon 3 gelbe): \(P(G_3) = \frac{3}{10}\). 5. Anwendung der Pfadregel durch Multiplikation der Einzelwahrscheinlichkeiten: \(P(R, R, G) = \frac{1}{3} \cdot \frac{3}{11} \cdot \frac{3}{10}\). 6. Berechnung des Ergebnisses: \(P(R, R, G) = \frac{1 \cdot 3 \cdot 3}{3 \cdot 11 \cdot 10} = \frac{9}{330} = \frac{3}{110}\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{3}{110}\) (ca. \(2{,}7\,\%\)).
4136398
Ein Glücksrad ist in 5 gleich große Sektoren unterteilt: 2 Sektoren sind rot (\(r\)), 2 Sektoren sind blau (\(b\)) und ein Sektor ist grün (\(g\)). Das Rad wird dreimal hintereinander gedreht. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei allen drei Drehungen Grün erscheint? b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit für die Farbabfolge Rot-Blau-Rot in genau dieser Reihenfolge. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass bei den drei Drehungen mindestens einmal Grün erscheint.

Denkanstöße

- Stelle dir das Problem als ein mehrstufiges Zufallsexperiment vor. - Überlege dir für jede Stufe, wie viele Möglichkeiten es insgesamt gibt und wie viele davon günstig sind. - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit eines ganz bestimmten Pfades in einem Baumdiagramm? - Wenn nach „mindestens einmal“ gefragt wird, ist es oft einfacher, das Gegenteil zu berechnen.

Lösung

1. Bestimmung der Einzelwahrscheinlichkeiten: Da alle 5 Sektoren gleich groß sind, beträgt die Wahrscheinlichkeit für Grün \(P(g) = \frac{1}{5} = 0{,}2\) und für Nicht-Grün (Rot oder Blau) \(P(\bar{g}) = \frac{4}{5} = 0{,}8\). Für Rot gilt \(P(r) = \frac{2}{5} = 0{,}4\) und für Blau \(P(b) = \frac{2}{5} = 0{,}4\). 2. Berechnung zu a): Anwendung der Pfadmultiplikationsregel für den Pfad \((g, g, g)\): \(P(g, g, g) = (\frac{1}{5})^3 = \frac{1}{125} = 0{,}008 = 0{,}8\,\%\). 3. Berechnung zu b): Anwendung der Pfadmultiplikationsregel für die feste Abfolge \((r, b, r)\): \(P(r, b, r) = \frac{2}{5} \cdot \frac{2}{5} \cdot \frac{2}{5} = \frac{8}{125} = 0{,}064 = 6{,}4\,\%\). 4. Berechnung zu c): Nutzung des Gegenereignisses „kein Grün“: \(P(\text{mind. einmal } g) = 1 - P(\bar{g}, \bar{g}, \bar{g}) = 1 - (\frac{4}{5})^3 = 1 - \frac{64}{125} = \frac{61}{125} = 0{,}488 = 48{,}8\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}8\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(6{,}4\,\%\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(48{,}8\,\%\).
4136428
Ein Glücksrad ist in 10 gleich große Sektoren unterteilt. Auf 2 Sektoren steht „Gewinn“, auf den restlichen 8 Sektoren steht „Niete“. Das Rad wird dreimal hintereinander gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Es wird dreimal hintereinander ein „Gewinn“ erzielt. b) Es wird mindestens einmal eine „Niete“ erzielt. c) Der erste „Gewinn“ wird erst beim dritten Drehen erzielt.

Denkanstöße

- Was ist das Gegenteil davon, dass mindestens einmal eine Niete erzielt wird? - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit eines Pfades in einem Baumdiagramm? - Überlege dir für Aufgabenteil c), welche Ergebnisse in den ersten beiden Runden erzielt werden müssen.

Lösung

1. Bestimmung der Einzelwahrscheinlichkeiten: \(P(\text{Gewinn}) = \frac{2}{10} = 0{,}2\) und \(P(\text{Niete}) = 0{,}8\). 2. Berechnung für a): Da die Drehungen unabhängig sind, gilt \(P(\text{GGG}) = 0{,}2 \cdot 0{,}2 \cdot 0{,}2 = 0{,}008\). 3. Berechnung für b): Das Gegenereignis zu „mindestens eine Niete“ ist „nur Gewinne“. Also \(P(\text{mind. eine Niete}) = 1 - P(\text{GGG}) = 1 - 0{,}008 = 0{,}992\). 4. Berechnung für c): Das Ereignis entspricht der Pfadfolge (Niete, Niete, Gewinn). \(P(\text{NNG}) = 0{,}8 \cdot 0{,}8 \cdot 0{,}2 = 0{,}128\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}008\) (oder \(0{,}8\,\%\)). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}992\) (oder \(99{,}2\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}128\) (oder \(12{,}8\,\%\)).
4136458
In einer Tüte befinden sich 25 Fruchtgummis: 15 sind rot und 10 sind gelb. Tim nimmt nacheinander zwei Fruchtgummis aus der Tüte, ohne sie vorher anzusehen und ohne das erste zurückzulegen. a) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass beide entnommenen Fruchtgummis rot sind. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens ein gelbes Fruchtgummi dabei ist?

Denkanstöße

- Wie verändert sich die Anzahl der roten und die Gesamtzahl nach dem ersten roten Fruchtgummi? - Welches Gegenereignis ist leichter zu berechnen als „mindestens ein gelbes Fruchtgummi“?

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit für zwei rote Fruchtgummis: \(\frac{15}{25} \cdot \frac{14}{24} = \frac{210}{600} = \frac{7}{20} = 0{,}35 = 35\,\%\). 2. Das Ereignis „mindestens ein gelbes Fruchtgummi“ ist das Gegenereignis zu „beide Fruchtgummis sind rot“. \(P(\text{mindestens ein gelbes}) = 1 - \frac{7}{20} = \frac{13}{20} = 0{,}65 = 65\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{7}{20} = 35\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{13}{20} = 65\,\%\).
4136648
Zwei Wörter werden untersucht: Wort A ist „PROZENTRECHNUNG“ und Wort B ist „ZINSEN“. Aus jedem Wort wird zufällig ein Buchstabe ausgewählt. a) Berechne für beide Wörter die Wahrscheinlichkeit, den Buchstaben „N“ zu ziehen. In welchem Wort ist die Wahrscheinlichkeit höher? b) In welchem Wort ist die Wahrscheinlichkeit höher, einen Vokal (A, E, I, O, U) zu ziehen? Begründe deine Antwort durch Vergleich der Wahrscheinlichkeiten.

Denkanstöße

- Zähle zuerst sorgfältig die Gesamtzahl der Buchstaben für jedes Wort. - Notiere dir, wie oft der gesuchte Buchstabe oder die Buchstabengruppe jeweils vorkommt. - Um Brüche zu vergleichen, kannst du sie entweder auf den gleichen Nenner bringen oder in Dezimalzahlen umwandeln.

Lösung

1. Wort A „PROZENTRECHNUNG“ hat \(15\) Buchstaben. Das „N“ kommt \(3\)-mal vor. \(P_A(N) = \frac{3}{15} = \frac{1}{5} = 0{,}2\). Die Vokale sind O, E, E, U (insgesamt \(4\)). \(P_A(\text{Vokal}) = \frac{4}{15} \approx 0{,}267\). 2. Wort B „ZINSEN“ hat \(6\) Buchstaben. Das „N“ kommt \(2\)-mal vor. \(P_B(N) = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \approx 0{,}333\). Die Vokale sind I, E (insgesamt \(2\)). \(P_B(\text{Vokal}) = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \approx 0{,}333\). 3. Vergleich für a): Da \(\frac{1}{3} > \frac{1}{5}\), ist die Wahrscheinlichkeit für ein „N“ in Wort B höher. 4. Vergleich für b): Um \(\frac{4}{15}\) und \(\frac{1}{3}\) zu vergleichen, bringt man sie auf den Hauptnenner \(15\). \(\frac{1}{3} = \frac{5}{15}\). Da \(\frac{5}{15} > \frac{4}{15}\), ist die Wahrscheinlichkeit für einen Vokal in Wort B höher.

Antwort

a) Wort A: \(P = 0{,}2\); Wort B: \(P \approx 0{,}333\). In Wort B ist die Wahrscheinlichkeit höher. b) Wort A: \(P = \frac{4}{15}\); Wort B: \(P = \frac{1}{3}\). In Wort B ist die Wahrscheinlichkeit höher, da \(\frac{1}{3} = \frac{5}{15} > \frac{4}{15}\).
4136818
Die acht Buchstaben des Wortes „PARALLEL“ stehen jeweils auf einem gleichartigen Kärtchen. Die Kärtchen werden gemischt, und eines wird zufällig gezogen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für die folgenden Ereignisse: a) Es wird der Buchstabe „L“ gezogen. b) Es wird ein Vokal (Selbstlaut) gezogen. c) Es wird ein Konsonant (Mitlaut) gezogen, der nicht „L“ ist.

Denkanstöße

- Zähle zuerst, wie viele Buchstaben das Wort insgesamt hat. - Schreibe dir alle Buchstaben einzeln auf, um keine zu übersehen. - Überlege, welche Buchstaben zu den Vokalen gehören (A, E, I, O, U). - Prüfe am Ende, ob die Summe der Wahrscheinlichkeiten aller möglichen (disjunkten) Fälle 1 ergibt.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Ergebnisse: Das Wort „PARALLEL“ besteht aus den 8 Buchstaben P, A, R, A, L, L, E, L. Somit ist \(n = 8\). 2. Berechnung für Ereignis a): Der Buchstabe „L“ kommt dreimal vor. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{„L“}) = \frac{3}{8} = 0{,}375\). 3. Berechnung für Ereignis b): Die Vokale im Wort sind A, A und E. Es gibt also 3 Vokale. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Vokal}) = \frac{3}{8} = 0{,}375\). 4. Berechnung für Ereignis c): Die Konsonanten sind P, R, L, L, L. Davon sind P und R nicht „L“. Es gibt also 2 solche Buchstaben. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{Konsonant ohne „L“}) = \frac{2}{8} = \frac{1}{4} = 0{,}25\).

Antwort

a) \(P(\text{„L“}) = 0{,}375\) (oder \(\frac{3}{8}\)) b) \(P(\text{Vokal}) = 0{,}375\) (oder \(\frac{3}{8}\)) c) \(P(\text{Konsonant ohne „L“}) = 0{,}25\) (oder \(\frac{1}{4}\))
4141618
In einem blickdichten Beutel befinden sich 12 rote, 8 blaue und 5 grüne Murmeln. Es wird einmal blind eine Murmel gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für die folgenden Ereignisse und gib das Ergebnis jeweils in Prozent an: a) Es wird eine rote Murmel gezogen. b) Es wird keine grüne Murmel gezogen.

Denkanstöße

- Wie viele Murmeln liegen insgesamt im Beutel? - Welche Murmeln erfüllen die Bedingung „keine grüne Murmel“? - Wie rechnet man einen Bruch geschickt in eine Prozentangabe um?

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Murmeln im Beutel: \(12 + 8 + 5 = 25\). 2. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für eine rote Murmel: Es gibt 12 rote Murmeln. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{rot}) = \frac{12}{25}\). Umrechnung in Prozent: \(\frac{12 \cdot 4}{25 \cdot 4} = \frac{48}{100} = 48\,\%\). 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für „keine grüne Murmel“: Das Ereignis umfasst rote und blaue Murmeln. Anzahl der günstigen Ergebnisse: \(12 + 8 = 20\). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(\text{nicht grün}) = \frac{20}{25}\). Umrechnung in Prozent: \(\frac{20 \cdot 4}{25 \cdot 4} = \frac{80}{100} = 80\,\%\).

Antwort

a) \(48\,\%\) b) \(80\,\%\)
4155098
Eine Urne enthält insgesamt 60 Kugeln in den Farben Schwarz, Weiß und Grau. Die Wahrscheinlichkeit, eine schwarze Kugel zu ziehen, beträgt \(P(\text{Schwarz}) = \frac{1}{3}\). Die Wahrscheinlichkeit für eine weiße Kugel liegt bei \(P(\text{Weiß}) = 45\,\%\). Berechne, wie viele graue Kugeln sich in der Urne befinden.

Denkanstöße

- Wenn du die Gesamtzahl kennst, wie kannst du aus einer Wahrscheinlichkeit die absolute Anzahl berechnen? - Was bedeutet \(45\,\%\) als Bruch oder Dezimalzahl? - Wie viele Kugeln bleiben übrig, wenn du die schwarzen und weißen abgezogen hast?

Lösung

1. Berechnung der Anzahl der schwarzen Kugeln: \(\frac{1}{3} \cdot 60 = 20\). 2. Umrechnung der Prozentangabe für weiße Kugeln in eine Dezimalzahl: \(45\,\% = 0{,}45\). 3. Berechnung der Anzahl der weißen Kugeln: \(0{,}45 \cdot 60 = 27\). 4. Bestimmung der Anzahl der grauen Kugeln durch Subtraktion von der Gesamtzahl: \(60 - 20 - 27 = 13\).

Antwort

Es befinden sich 13 graue Kugeln in der Urne.
4135688
Ein Kartenspiel besteht aus Karten, die mit den Zahlen von 1 bis 25 durchnummeriert sind. Eine Karte wird zufällig gezogen. Betrachte folgende Ereignisse: Ereignis A: Die gezogene Zahl ist eine Primzahl. Ereignis B: Die gezogene Zahl ist ein Vielfaches von 6. Ereignis C: Die gezogene Zahl ist eine Quadratzahl. Bestimme für jedes Ereignis die Wahrscheinlichkeit und ordne die Ereignisse nach ihrer Wahrscheinlichkeit (beginnend mit der kleinsten).

Denkanstöße

- Schreibe dir am besten zuerst alle Zahlen von 1 bis 25 auf oder gehe sie im Kopf durch. - Erinnere dich daran, welche Zahlen als Primzahlen gelten (Hinweis: Die 1 gehört nicht dazu). - Wie viele Zahlen erfüllen die jeweilige Bedingung?

Lösung

1. Bestimmung der Grundmenge: Die Ergebnismenge \(\Omega\) enthält 25 Elemente (\(|\Omega| = 25\)). 2. Ereignis A (Primzahlen): Die Primzahlen zwischen 1 und 25 sind \(\{2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23\}\). Das sind 9 günstige Ergebnisse. \(P(A) = \frac{9}{25} = 0{,}36\). 3. Ereignis B (Vielfache von 6): Die Vielfachen sind \(\{6, 12, 18, 24\}\). Das sind 4 günstige Ergebnisse. \(P(B) = \frac{4}{25} = 0{,}16\). 4. Ereignis C (Quadratzahlen): Die Quadratzahlen sind \(\{1, 4, 9, 16, 25\}\). Das sind 5 günstige Ergebnisse. \(P(C) = \frac{5}{25} = 0{,}2\). 5. Vergleich der Wahrscheinlichkeiten: \(0{,}16 < 0{,}2 < 0{,}36\). Die Reihenfolge ist also B, C, A.

Antwort

Die Wahrscheinlichkeiten sind \(P(A) = \frac{9}{25} = 36\,\%\), \(P(B) = \frac{4}{25} = 16\,\%\) und \(P(C) = \frac{5}{25} = 20\,\%\). Die geordnete Reihenfolge lautet: Ereignis B, Ereignis C, Ereignis A.
4135708
Ein vierstelliges Zahlenschloss besitzt für jede Stelle die Ziffern 0 bis 9. Ein Dieb versucht, den Code durch Raten herauszufinden. Bestimme die Wahrscheinlichkeiten für die folgenden Ereignisse beim einmaligen Einstellen einer Kombination: a) Der Code besteht aus vier identischen Ziffern (eine sogenannte „Schnapszahl“). b) Der Code beginnt mit der Ziffernfolge 19. c) Die Quersumme der vier Ziffern ist genau 2.

Denkanstöße

- Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt für jede der vier Stellen? - Überlege dir für Aufgabenteil a), wie viele verschiedene Ziffern es gibt, die viermal hintereinander stehen könnten. - Was bedeutet es für die restlichen Stellen, wenn die ersten beiden fest vorgegeben sind? - Welche Kombinationen von Ziffern ergeben addiert den Wert 2? Schreibe sie systematisch auf.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der möglichen Kombinationen: Da es vier Stellen mit jeweils 10 Ziffern gibt, ergeben sich \(10 \cdot 10 \cdot 10 \cdot 10 = 10\,000\) Möglichkeiten. 2. Berechnung für a): Es gibt genau 10 Kombinationen mit identischen Ziffern (0000, 1111, ..., 9999). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(A) = \frac{10}{10\,000} = \frac{1}{1\,000} = 0{,}1\,\%\). 3. Berechnung für b): Die ersten beiden Ziffern sind fest (1 und 9). Für die restlichen zwei Stellen gibt es jeweils 10 Möglichkeiten, also \(1 \cdot 1 \cdot 10 \cdot 10 = 100\) günstige Kombinationen. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(B) = \frac{100}{10\,000} = \frac{1}{100} = 1\,\%\). 4. Berechnung für c): Kombinationen mit Quersumme 2 finden. Fall 1: Eine Ziffer ist 2, drei sind 0 (2000, 0200, 0020, 0002; 4 Möglichkeiten). Fall 2: Zwei Ziffern sind 1, zwei sind 0 (1100, 1010, 1001, 0110, 0101, 0011; 6 Möglichkeiten). Insgesamt gibt es 10 günstige Kombinationen. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P(C) = \frac{10}{10\,000} = \frac{1}{1\,000} = 0{,}1\,\%\).

Antwort

a) \(P = \frac{1}{1\,000} = 0{,}1\,\%\) b) \(P = \frac{1}{100} = 1\,\%\) c) \(P = \frac{1}{1\,000} = 0{,}1\,\%\)
4135808
Ein Radiosender plant eine Sendestunde (\(60\) Minuten) mit folgendem Programm: Popmusik (\(27\,\text{min}\)), Rockmusik (\(15\,\text{min}\)), Nachrichten (\(6\,\text{min}\)), Moderation (\(5\,\text{min}\)) und Werbung (\(7\,\text{min}\)). Ein Hörer schaltet das Radio zu einem völlig zufälligen Zeitpunkt innerhalb dieser Stunde ein. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass in diesem Moment Musik (Pop oder Rock) läuft. b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Hörer keine Werbung hört? c) Der Sender beschließt, die Nachrichten um \(3\) Minuten zu kürzen und diese Zeit der Rockmusik hinzuzufügen. Berechne, um wie viele Prozentpunkte sich die Wahrscheinlichkeit für Rockmusik dadurch erhöht.

Denkanstöße

- Stelle dir die \(60\) Minuten als Gesamtzahl der gleich wahrscheinlichen Zeitpunkte vor. - Wie hängen das Ereignis „Werbung“ und „keine Werbung“ zusammen? - Achte beim Vergleich von Wahrscheinlichkeiten auf den Unterschied zwischen dem absoluten Wert und der prozentualen Steigerung.

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit für Musik: Die gesamte Musikzeit beträgt \(27\,\text{min} + 15\,\text{min} = 42\,\text{min}\). Bei einer Gesamtdauer von \(60\,\text{min}\) ist \(P(\text{Musik}) = \frac{42}{60} = 0{,}7\), also \(70\,\%\). 2. Wahrscheinlichkeit für keine Werbung: Die Zeit ohne Werbung beträgt \(60\,\text{min} - 7\,\text{min} = 53\,\text{min}\). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{keine Werbung}) = \frac{53}{60} \approx 0{,}883\), also ca. \(88{,}3\,\%\). 3. Änderung der Wahrscheinlichkeit für Rock: Ursprüngliche Wahrscheinlichkeit \(P(\text{Rock})_{\text{alt}} = \frac{15}{60} = 0{,}25\) (\(25\,\%\)). Neue Rockzeit ist \(15\,\text{min} + 3\,\text{min} = 18\,\text{min}\). Neue Wahrscheinlichkeit \(P(\text{Rock})_{\text{neu}} = \frac{18}{60} = 0{,}3\) (\(30\,\%\)). Die Erhöhung beträgt \(30\,\% - 25\,\% = 5\) Prozentpunkte.

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(70\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{53}{60}\) (ca. \(88{,}3\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit erhöht sich um \(5\) Prozentpunkte (von \(25\,\%\) auf \(30\,\%\)).
4135818
In einem Tierheim befinden sich insgesamt \(50\) Tiere: \(22\) Hunde, \(18\) Katzen, \(6\) Kaninchen und \(4\) Vögel. Ein Tier wird für eine Routineuntersuchung zufällig ausgewählt. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Vogel ausgewählt wird? Gib das Ergebnis als Bruch und in Prozent an. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass kein Hund ausgewählt wird. c) Vergleiche die Wahrscheinlichkeit für das Ereignis „Katze“ mit der Wahrscheinlichkeit für das Ereignis „Kleintier“ (Vogel oder Kaninchen). Welches der beiden Ereignisse ist wahrscheinlicher? Begründe durch Rechnung.

Denkanstöße

- Wie viele Tiere gibt es insgesamt im Tierheim? Das ist dein Nenner. - Wenn nach „kein Hund“ gefragt ist, welche Tiere kommen dann stattdessen infrage? - Um Wahrscheinlichkeiten zu vergleichen, ist es oft hilfreich, sie auf den gleichen Nenner zu bringen oder in Dezimalzahlen umzuwandeln.

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit Vogel: Es gibt \(4\) Vögel bei \(50\) Tieren. \(P(\text{Vogel}) = \frac{4}{50} = \frac{2}{25}\). In Prozent: \(0{,}08 = 8\,\%\). 2. Wahrscheinlichkeit kein Hund: Die Anzahl der Tiere, die keine Hunde sind, ist \(50 - 22 = 28\). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{kein Hund}) = \frac{28}{50} = \frac{14}{25} = 0{,}56\), also \(56\,\%\). 3. Vergleich Katze vs. Kleintier: Wahrscheinlichkeit Katze \(P(\text{Katze}) = \frac{18}{50} = 0{,}36\). Wahrscheinlichkeit Kleintier (Vogel oder Kaninchen) \(P(\text{Kleintier}) = \frac{4 + 6}{50} = \frac{10}{50} = 0{,}20\). Da \(0{,}36 > 0{,}20\), ist die Auswahl einer Katze wahrscheinlicher.

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{2}{25}\) bzw. \(8\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(56\,\%\). c) Das Ereignis „Katze“ (\(36\,\%\)) ist wahrscheinlicher als das Ereignis „Kleintier“ (\(20\,\%\)).
4135838
Ein fairer 20-seitiger Würfel (Ikosaeder), dessen Flächen mit den Zahlen von 1 bis 20 beschriftet sind, wird einmal geworfen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für die folgenden Ereignisse: a) Die gewürfelte Zahl ist eine Primzahl. b) Die gewürfelte Zahl ist ein Teiler von 24. c) Die gewürfelte Zahl ist eine Quadratzahl.

Denkanstöße

- Notiere dir zuerst alle Zahlen von 1 bis 20. - Gehe die Definition einer Primzahl durch: Welche dieser Zahlen haben genau zwei Teiler? - Welche Zahlen zwischen 1 und 20 teilen die Zahl 24 ohne Rest? - Was ist eine Quadratzahl? Multipliziere kleine natürliche Zahlen mit sich selbst.

Lösung

1. Gesamtzahl der möglichen Ergebnisse: \(n = 20\). 2. Ereignis a: Die Primzahlen zwischen 1 und 20 sind \(\{2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19\}\). Es gibt \(g = 8\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{Primzahl}) = \frac{8}{20} = \frac{2}{5} = 0{,}4\). 3. Ereignis b: Die Teiler von 24 sind \(\{1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24\}\). Da der Würfel nur bis 20 geht, sind die günstigen Ergebnisse \(\{1, 2, 3, 4, 6, 8, 12\}\). Das sind \(g = 7\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{Teiler von 24}) = \frac{7}{20} = 0{,}35\). 4. Ereignis c: Die Quadratzahlen zwischen 1 und 20 sind 1 (\(1^2\)), 4 (\(2^2\)), 9 (\(3^2\)) und 16 (\(4^2\)). Das sind \(g = 4\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{Quadratzahl}) = \frac{4}{20} = \frac{1}{5} = 0{,}2\).

Antwort

a) \(P(\text{Primzahl}) = \frac{2}{5} = 40\,\%\) b) \(P(\text{Teiler von 24}) = \frac{7}{20} = 35\,\%\) c) \(P(\text{Quadratzahl}) = \frac{1}{5} = 20\,\%\)
4135848
In einer Urne befinden sich 30 Kugeln, die mit den Zahlen von 1 bis 30 durchnummeriert sind. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für die folgenden Ereignisse: a) Die Zahl auf der Kugel ist ein Vielfaches von 4. b) Die Zahl auf der Kugel enthält die Ziffer 5. c) Die Zahl auf der Kugel ist zweistellig und ihre Quersumme ist 5.

Denkanstöße

- Schreibe dir die Vielfachen der 4 nacheinander auf, solange sie nicht größer als 30 sind. - Suche systematisch nach der Ziffer 5 in den Zahlen 1 bis 30. - Was bedeutet Quersumme? Addiere die Ziffern der zweistelligen Zahlen und prüfe das Ergebnis. - Achte darauf, dass bei Teilaufgabe c) nur zweistellige Zahlen gesucht sind.

Lösung

1. Gesamtzahl der möglichen Ergebnisse: \(n = 30\). 2. Ereignis a: Die Vielfachen von 4 im Bereich 1 bis 30 sind \(\{4, 8, 12, 16, 20, 24, 28\}\). Es gibt \(g = 7\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{Vielfaches von 4}) = \frac{7}{30}\). 3. Ereignis b: Die Zahlen, die die Ziffer 5 enthalten, sind \(\{5, 15, 25\}\). Es gibt \(g = 3\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{enthält Ziffer 5}) = \frac{3}{30} = \frac{1}{10} = 0{,}1\). 4. Ereignis c: Zweistellige Zahlen mit der Quersumme 5 im Bereich 1 bis 30 sind 14 (\(1+4=5\)) und 23 (\(2+3=5\)). Es gibt \(g = 2\) günstige Ergebnisse. Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{Quersumme 5}) = \frac{2}{30} = \frac{1}{15}\).

Antwort

a) \(P(\text{Vielfaches von 4}) = \frac{7}{30} \approx 23{,}3\,\%\) b) \(P(\text{enthält Ziffer 5}) = \frac{1}{10} = 10\,\%\) c) \(P(\text{Quersumme 5}) = \frac{1}{15} \approx 6{,}7\,\%\)
4135868
In einer Klasse mit \(24\) Jugendlichen spielen \(14\) ein Instrument. \(10\) Jugendliche sind in einem Sportverein aktiv. \(6\) Jugendliche machen beides (Instrument und Sportverein). Eine Person aus der Klasse wird zufällig ausgewählt. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Person weder ein Instrument spielt noch im Sportverein aktiv ist. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Person ein Instrument spielt, aber nicht im Sportverein ist. c) Ein Schüler behauptet: „Da \(14 + 10 = 24\) ist, muss jeder in der Klasse mindestens eines von beidem machen.“ Erkläre mathematisch, warum diese Überlegung falsch ist.

Denkanstöße

- Versuche, die Informationen in einer Vierfeldertafel oder einem Venn-Diagramm darzustellen. - Denk daran, dass Personen, die beides machen, in beiden Gruppen (Instrument und Sport) mitgezählt wurden. - Wie viele verschiedene Personen sind insgesamt in der Sport- oder Instrumentengruppe?

Lösung

1. Analyse der Mengen: Gesamtzahl \(n = 24\). Instrumentengruppe \(I = 14\), Sportgruppe \(S = 10\), Schnittmenge \(I \cap S = 6\). 2. a) Berechnung der Anzahl der Personen, die mindestens eines von beidem machen: \(|I \cup S| = |I| + |S| - |I \cap S| = 14 + 10 - 6 = 18\). Die Anzahl der Personen, die keines von beidem machen, ist \(24 - 18 = 6\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{6}{24} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 3. b) Anzahl der Personen, die nur ein Instrument spielen: \(|I| - |I \cap S| = 14 - 6 = 8\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{8}{24} = \frac{1}{3} \approx 0{,}333\). 4. c) Die bloße Summe der Teilnehmenden (\(14 + 10 = 24\)) berücksichtigt nicht, dass Personen in beiden Gruppen sein können. Da \(6\) Personen doppelt gezählt wurden, sind tatsächlich nur \(18\) verschiedene Personen in den Gruppen vertreten. Somit bleiben \(24 - 18 = 6\) Personen übrig, die weder ein Instrument spielen noch in einem Sportverein aktiv sind.

Antwort

a) \(P = \frac{1}{4} = 0{,}25\) b) \(P = \frac{1}{3} \approx 0{,}333\) c) Die Summe der Einzelgruppen ignoriert die Schnittmenge. Da \(6\) Jugendliche beides machen, sind sie in beiden Zahlen enthalten. Es sind nur \(18\) Jugendliche in mindestens einer Gruppe, sodass \(6\) Jugendliche übrig bleiben.
4135898
In einem Spiel werden Buchstabenplättchen aus zwei verschiedenen Wörtern verglichen: „MISSISSIPPI“ und „HONOLULU“. Bei welchem Wort ist die Wahrscheinlichkeit höher, einen der Buchstaben „I“, „O“ oder „U“ zu ziehen? Berechne beide Wahrscheinlichkeiten und vergleiche sie.

Denkanstöße

- Berechne für jedes Wort separat die Wahrscheinlichkeit als Bruch. - Um Brüche besser vergleichen zu können, kannst du sie auf einen gemeinsamen Nenner bringen oder in Dezimalzahlen umwandeln. - Achte darauf, bei „HONOLULU“ alle gesuchten Buchstaben (O und U) zusammenzuzählen.

Lösung

1. Wort „MISSISSIPPI“ analysieren: Gesamtzahl der Buchstaben \(n_1 = 11\). Anzahl der „I“: \(4\). Wahrscheinlichkeit \(P(I) = \frac{4}{11}\). 2. Wort „HONOLULU“ analysieren: Gesamtzahl der Buchstaben \(n_2 = 8\). Anzahl der „O“ (\(2\)) und „U“ (\(2\)). Anzahl der günstigen Ergebnisse: \(2 + 2 = 4\). Wahrscheinlichkeit \(P(O \text{ oder } U) = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}\). 3. Vergleich der Brüche: \(\frac{4}{11} \approx 0{,}364\) und \(\frac{1}{2} = 0{,}5\). 4. Da \(\frac{1}{2} > \frac{4}{11}\) (bzw. \(0{,}5 > 0{,}364\)), ist die Wahrscheinlichkeit bei „HONOLULU“ höher.

Antwort

Bei „HONOLULU“ ist die Wahrscheinlichkeit mit \(P = \frac{1}{2}\) höher als bei „MISSISSIPPI“ mit \(P = \frac{4}{11}\).
4135908
Ein fiktives Wort besteht aus genau \(12\) Buchstaben. Die Wahrscheinlichkeit, beim zufälligen Ziehen eines Buchstabens einen Vokal (A, E, I, O, U) zu erhalten, beträgt \(P(\text{Vokal}) = \frac{1}{3}\). Die Wahrscheinlichkeit für den Buchstaben „M“ liegt bei \(P(M) = \frac{1}{6}\). a) Berechne, wie viele Vokale und wie viele Buchstaben „M“ dieses Wort enthält. b) Überprüfe mathematisch, ob das Wort „MATHEMATIKER“ diese Bedingungen erfüllt. Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Wenn du die Gesamtzahl und die Wahrscheinlichkeit kennst, wie findest du dann die Anzahl der günstigen Ergebnisse? - Überprüfe für das Wort „MATHEMATIKER“ jede Bedingung einzeln. - Reicht es aus, wenn nur eine der beiden Bedingungen (Vokale oder der Buchstabe M) erfüllt ist?

Lösung

1. a) Berechnung der Anzahlen: Bei \(12\) Buchstaben entspricht \(P = \frac{1}{3}\) einer Anzahl von \(12 \cdot \frac{1}{3} = 4\) Vokalen. \(P = \frac{1}{6}\) entspricht \(12 \cdot \frac{1}{6} = 2\) Buchstaben „M“. 2. b) Analyse von „MATHEMATIKER“: Das Wort hat \(12\) Buchstaben. 3. Zählen der Vokale in „MATHEMATIKER“: A, E, A, I, E. Das sind \(5\) Vokale. 4. Zählen der „M“ in „MATHEMATIKER“: M, M. Das sind \(2\) Buchstaben „M“. 5. Vergleich: Die Anzahl der „M“ (\(2\)) passt zur Bedingung (\(P(M) = \frac{2}{12} = \frac{1}{6}\)), aber die Anzahl der Vokale (\(5\)) passt nicht (\(\frac{5}{12} \neq \frac{1}{3}\)). Das Wort erfüllt die Bedingungen also nicht.

Antwort

a) Das Wort enthält \(4\) Vokale und \(2\) Buchstaben „M“. b) Nein, „MATHEMATIKER“ erfüllt die Bedingungen nicht, da es \(5\) Vokale besitzt (\(P(\text{Vokal}) = \frac{5}{12}\)), gefordert sind jedoch genau \(4\) (\(P = \frac{1}{3}\)).
4135928
Zwei Beutel enthalten bunte Spielsteine. Beutel A: 5 blaue und 15 rote Steine. Beutel B: Nur grüne und gelbe Steine. Die Wahrscheinlichkeit, aus Beutel A einen roten Stein zu ziehen, ist genauso groß wie die Wahrscheinlichkeit, aus Beutel B einen grünen Stein zu ziehen. a) Bestimme die Anzahl der gelben Steine in Beutel B, wenn bekannt ist, dass sich darin 12 grüne Steine befinden. b) Alle Steine aus beiden Beuteln werden in ein gemeinsames großes Gefäß geschüttet. Wie groß ist nun die Wahrscheinlichkeit, aus diesem Gefäß einen roten Stein zu ziehen?

Denkanstöße

- Berechne zuerst die Wahrscheinlichkeit für den ersten Beutel. - Wie hängen die Gesamtzahl im zweiten Beutel, die Anzahl der grünen Steine und die Wahrscheinlichkeit zusammen? - Was ändert sich an der Gesamtzahl und der Anzahl der roten Steine, wenn man alles zusammenmischt?

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit in Beutel A: \(P(\text{rot}_A) = \frac{15}{5+15} = \frac{15}{20} = 0{,}75\). 2. Bestimmung der Steine in Beutel B: Es gilt \(P(\text{grün}_B) = 0{,}75\). Mit \(n_{\text{grün}} = 12\) folgt \(\frac{12}{T_B} = 0{,}75\). Daraus ergibt sich \(T_B = \frac{12}{0{,}75} = 16\). Die Anzahl der gelben Steine ist \(16 - 12 = 4\). 3. Wahrscheinlichkeit im kombinierten Gefäß: Gesamtzahl der Steine \(T_{\text{gesamt}} = 20 + 16 = 36\). Anzahl der roten Steine ist weiterhin 15. Die neue Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{rot}_{\text{neu}}) = \frac{15}{36} = \frac{5}{12} \approx 0{,}417\).

Antwort

a) In Beutel B befinden sich 4 gelbe Steine. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{5}{12}\) (oder ca. \(41{,}7\,\%\)).
4136108
Ein Spielwürfel mit den Augenzahlen 1 bis 6 wird zweimal nacheinander geworfen, um eine zweistellige Zahl zu bilden (der erste Wurf ist die Zehnerstelle, der zweite Wurf die Einerstelle). a) Wie viele verschiedene Zahlen können insgesamt entstehen? b) Wie viele verschiedene Zahlen können entstehen, wenn die beiden Würfe unterschiedliche Augenzahlen zeigen müssen? c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Quersumme der gebildeten Zahl genau 7 beträgt, wenn man alle möglichen Zahlen aus a) bzw. b) betrachtet?

Denkanstöße

- Stelle dir die zweistellige Zahl als Kombination aus Zehner- und Einerziffer vor. - Notiere dir alle Paare von Ziffern zwischen 1 und 6, deren Summe 7 ergibt. - Unterscheide bei der Wahrscheinlichkeit genau, wie viele Gesamtmöglichkeiten in a) und b) jeweils zur Verfügung stehen.

Lösung

1. Anzahl für a): Jeder Wurf hat 6 Möglichkeiten, also \(6 \cdot 6 = 36\) mögliche Zahlen. 2. Anzahl für b): Der erste Wurf hat 6 Möglichkeiten, der zweite nur noch 5 (da er sich vom ersten unterscheiden muss). Es gibt \(6 \cdot 5 = 30\) Zahlen. 3. Günstige Ergebnisse für die Quersumme 7: Die Paare \((1;6), (2;5), (3;4), (4;3), (5;2), (6;1)\) ergeben die Quersumme 7. Das sind 6 günstige Ergebnisse. 4. Da in allen 6 Paaren die Ziffern unterschiedlich sind, gelten sie sowohl für a) als auch für b). 5. Wahrscheinlichkeit für a): \(P = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}\). 6. Wahrscheinlichkeit für b): \(P = \frac{6}{30} = \frac{1}{5}\).

Antwort

a) 36 Zahlen. b) 30 Zahlen. c) Für a) ist die Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{6}\), für b) ist sie \(\frac{1}{5}\).
4136138
Ein Zahlenschloss hat drei Ringe, auf denen jeweils die Ziffern 1 bis 6 eingestellt werden können. a) Berechne, wie viele verschiedene Ziffernkombinationen insgesamt an dem Schloss eingestellt werden können. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig gewählte Kombination genau die Ziffern 1, 2 und 3 jeweils einmal enthält. c) Wenn alle Kombinationen gleich wahrscheinlich sind, wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die gewählte Kombination aus drei identischen Ziffern besteht?

Denkanstöße

- Denke bei der Gesamtzahl daran, dass auf jedem Ring die gleiche Anzahl an Ziffern zur Verfügung steht. - Für Teil b): Wie viele Möglichkeiten gibt es, die drei festen Ziffern 1, 2 und 3 auf die drei Positionen zu verteilen? - Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt, drei gleiche Ziffern zu wählen?

Lösung

1. Gesamtzahl der Kombinationen: Da es 3 Ringe mit jeweils 6 Möglichkeiten gibt, berechnet sich die Gesamtzahl durch \(6 \cdot 6 \cdot 6 = 216\). 2. Günstige Ergebnisse für Teil b): Die Ziffern 1, 2 und 3 können in verschiedenen Reihenfolgen auftreten (123, 132, 213, 231, 312, 321). Das sind \(3 \cdot 2 \cdot 1 = 6\) Möglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{6}{216} = \frac{1}{36}\). 3. Günstige Ergebnisse für Teil c): Es gibt 6 Kombinationen mit drei gleichen Ziffern (111, 222, 333, 444, 555, 666). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{6}{216} = \frac{1}{36}\).

Antwort

a) Es gibt \(216\) verschiedene Kombinationen. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{36}\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{36}\).
4136168
Fünf Freunde (Anna, Ben, Clara, David und Elias) stellen sich für ein Gruppenfoto zufällig in einer Reihe auf. a) Bestimme die Anzahl der insgesamt möglichen Anordnungen der fünf Personen. b) Tim behauptet: „Die Wahrscheinlichkeit, dass Anna und Elias an den beiden äußeren Enden der Reihe stehen, beträgt genau \(10\,\%\).“ Überprüfe diese Aussage durch eine Rechnung.

Denkanstöße

- Wie viele Plätze gibt es insgesamt und auf wie viele Arten können Personen darauf verteilt werden? - Wenn zwei Personen an festen Plätzen (den Enden) stehen sollen, wie viele Möglichkeiten gibt es für diese beiden? - Wie viele Personen können dann noch frei auf den restlichen Plätzen verteilt werden?

Lösung

1. Gesamtzahl der Anordnungen (Permutationen von 5 Personen): \(5! = 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1 = 120\). 2. Anzahl der günstigen Anordnungen für Teil b): Es gibt zwei Fälle für die Enden: (Anna links, Elias rechts) oder (Elias links, Anna rechts). In beiden Fällen können die restlichen 3 Personen auf den mittleren Plätzen auf \(3! = 6\) Arten angeordnet werden. Gesamtzahl günstiger Fälle: \(2 \cdot 6 = 12\). 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{12}{120} = 0{,}1 = 10\,\%\). 4. Ergebnis: Die Aussage von Tim ist korrekt.

Antwort

a) Es gibt 120 mögliche Anordnungen. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{12}{120} = 10\,\%\), somit hat Tim recht.
4136198
Ein Multiple-Choice-Test besteht aus \(6\) Fragen. Zu jeder Frage gibt es genau \(3\) Antwortmöglichkeiten, von denen jeweils nur eine richtig ist. Ein Schüler kreuzt bei allen Fragen rein zufällig eine Antwort an. a) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass der Schüler keine einzige Frage richtig beantwortet. b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass der Schüler mindestens eine Frage richtig beantwortet. c) Ein anderer Schüler kann bei jeder der \(6\) Fragen durch Vorwissen jeweils eine falsche Antwortmöglichkeit sicher ausschließen. Er rät nun unter den verbleibenden Möglichkeiten. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass er alle \(6\) Fragen korrekt beantwortet, und vergleiche sie mit der Wahrscheinlichkeit eines Schülers, der völlig ahnungslos rät.

Denkanstöße

- Wie hoch ist die Chance, bei einer einzelnen Frage falsch zu liegen? - Nutze das Gegenereignis, um die Rechnung für „mindestens eins“ zu vereinfachen. - Überlege, wie viele Antwortmöglichkeiten übrig bleiben, wenn man eine ausschließen kann. - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit einer Kette von unabhängigen Ereignissen?

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit für eine falsche Antwort pro Frage: \(P(\text{falsch}) = \frac{2}{3}\). 2. Wahrscheinlichkeit für 6 falsche Antworten: Da die Fragen unabhängig sind, gilt \(P(\text{alle falsch}) = \left(\frac{2}{3}\right)^6 = \frac{64}{729} \approx 0{,}0878\). 3. Wahrscheinlichkeit für mindestens einen Treffer: \(P(\text{mind. 1 richtig}) = 1 - P(\text{alle falsch}) = 1 - \frac{64}{729} = \frac{665}{729} \approx 0{,}9122\). 4. Wahrscheinlichkeit bei Ausschluss einer Option: Nun gibt es nur noch 2 Möglichkeiten pro Frage. \(P(\text{alle richtig neu}) = \left(\frac{1}{2}\right)^6 = \frac{1}{64} = 0{,}015625\). 5. Vergleich: Ohne Ausschluss war die Wahrscheinlichkeit für „alles richtig“ \(\left(\frac{1}{3}\right)^6 = \frac{1}{729} \approx 0{,}00137\). Durch das Ausschließen einer Option steigt die Chance auf einen perfekten Test um mehr als das Zehnfache (\(\frac{0{,}015625}{0{,}00137} \approx 11{,}4\)).

Antwort

a) \(P \approx 0{,}0878\) (oder \(\frac{64}{729}\)). b) \(P \approx 0{,}9122\) (oder \(\frac{665}{729}\)). c) Neue Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{1}{64} = 0{,}015625\). Die Chance ist damit deutlich höher als beim rein zufälligen Raten (\(P \approx 0{,}00137\)).
4136208
Ein fairer sechsseitiger Würfel wird dreimal nacheinander geworfen. a) Bestimme die Anzahl aller möglichen Wurffolgen. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass keine „6“ gewürfelt wird. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine „6“ gewürfelt wird. d) Jonas behauptet: „Es ist viel unwahrscheinlicher, die konkrete Folge \((6; 6; 6)\) zu würfeln als die konkrete Folge \((1; 2; 3)\).“ Nimm mathematisch begründet Stellung zu dieser Behauptung.

Denkanstöße

- Wie viele Ergebnisse hat ein einzelner Würfelwurf? - Was bedeutet „fairer Würfel“ für die Wahrscheinlichkeit jedes einzelnen Ergebnisses? - Stell dir vor, du notierst jede Wurffolge als ein Zahlentripel. Wie viele solcher Tripel gibt es? - Betrachte die Wahrscheinlichkeit einer ganz bestimmten, festen Abfolge von Zahlen.

Lösung

1. Gesamtzahl der Ergebnisse: Bei 3 Würfen mit je 6 Möglichkeiten gibt es \(6 \cdot 6 \cdot 6 = 6^3 = 216\) mögliche Folgen. 2. Wahrscheinlichkeit für keine 6: Bei jedem Wurf gibt es 5 Möglichkeiten (1, 2, 3, 4, 5). \(P(\text{keine 6}) = \frac{5}{6} \cdot \frac{5}{6} \cdot \frac{5}{6} = \frac{125}{216} \approx 0{,}5787\). 3. Wahrscheinlichkeit für mindestens eine 6: \(P(\text{mind. eine 6}) = 1 - P(\text{keine 6}) = 1 - \frac{125}{216} = \frac{91}{216} \approx 0{,}4213\). 4. Bewertung der Behauptung: Jede spezifische Wurffolge (wie \((6; 6; 6)\) oder \((1; 2; 3)\)) ist genau eines von 216 gleichwahrscheinlichen Ergebnissen im Laplace-Experiment. Daher ist \(P(6; 6; 6) = \frac{1}{216}\) und \(P(1; 2; 3) = \frac{1}{216}\). Die Behauptung von Jonas ist also falsch; beide Ereignisse sind exakt gleich wahrscheinlich.

Antwort

a) \(216\) Wurffolgen. b) \(P = \frac{125}{216} \approx 0{,}5787\). c) \(P = \frac{91}{216} \approx 0{,}4213\). d) Die Behauptung ist falsch. Jede spezifische Folge hat die gleiche Wahrscheinlichkeit von \(\frac{1}{216}\).
4136228
In einem Freizeitpark gibt es eine Gewinnstation mit drei verschiedenen Glücksrädern, die nacheinander gedreht werden: - Rad 1 hat 6 gleich große Felder, davon ist eines gold markiert. - Rad 2 hat 8 gleich große Felder, davon ist eines gold markiert. - Rad 3 hat 10 gleich große Felder, davon ist eines gold markiert. a) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass alle drei Räder auf einem goldenen Feld stehen bleiben. b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass kein einziges Rad auf einem goldenen Feld stehen bleibt. c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens ein Rad auf einem goldenen Feld stehen bleibt?

Denkanstöße

- Welche Wahrscheinlichkeit hat das Ereignis „nicht gold“ bei jedem Rad? - Das Ereignis „mindestens einmal“ lässt sich oft einfacher über das Gegenteil berechnen. - Was ist das Gegenteil davon, dass mindestens ein Rad Gold zeigt?

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit für drei goldene Felder: Multiplikation der Einzelwahrscheinlichkeiten \(\frac{1}{6} \cdot \frac{1}{8} \cdot \frac{1}{10} = \frac{1}{480}\). 2. Wahrscheinlichkeit für kein goldenes Feld: Multiplikation der Wahrscheinlichkeiten für die nicht-goldenen Felder \(\frac{5}{6} \cdot \frac{7}{8} \cdot \frac{9}{10} = \frac{315}{480} = \frac{21}{32} = 0{,}65625\). 3. Wahrscheinlichkeit für mindestens ein goldenes Feld: Anwendung der Komplementärregel (Gegenereignis zu „kein goldenes Feld“). Berechnung: \(1 - \frac{21}{32} = \frac{11}{32} = 0{,}34375\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{480}\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{21}{32}\) (oder \(0{,}65625\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{11}{32}\) (oder \(0{,}34375\)).
4136258
In einer dunklen Schublade liegen vier schwarze und vier weiße Socken lose durcheinander. Lukas greift hinein und nimmt blind nacheinander zwei Socken heraus. Berechne die Wahrscheinlichkeit für folgende Fälle: a) Lukas zieht zwei schwarze Socken. b) Beide Socken haben dieselbe Farbe. c) Die Socken haben unterschiedliche Farben.

Denkanstöße

- Hilft dir ein Baumdiagramm, um die verschiedenen Pfade der Ziehung darzustellen? - Wie viele Socken sind nach dem ersten Zug noch in der Schublade? - Kannst du die Wahrscheinlichkeit für „verschiedene Farben“ direkt aus der Wahrscheinlichkeit für „gleiche Farbe“ berechnen? - Beachte, dass die Socken nicht zurückgelegt werden.

Lösung

1. Berechnung der Gesamtmöglichkeiten: Beim ersten Zug gibt es \(8\) Socken, beim zweiten noch \(7\). Insgesamt gibt es \(8 \cdot 7 = 56\) mögliche Ziehungsfolgen. 2. Ereignis a): Für zwei schwarze Socken gibt es beim ersten Zug \(4\) Möglichkeiten und beim zweiten Zug \(3\) Möglichkeiten. Anzahl der günstigen Ergebnisse: \(4 \cdot 3 = 12\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{zwei schwarze}) = \frac{12}{56} = \frac{3}{14}\). 3. Ereignis b): Für zwei weiße Socken gibt es ebenfalls \(4 \cdot 3 = 12\) Möglichkeiten. Die Gesamtzahl für „gleiche Farbe“ ist \(12 + 12 = 24\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{gleiche Farbe}) = \frac{24}{56} = \frac{3}{7}\). 4. Ereignis c): Unterschiedliche Farben bedeutet entweder schwarz-weiß (\(4 \cdot 4 = 16\)) oder weiß-schwarz (\(4 \cdot 4 = 16\)). Gesamtzahl: \(16 + 16 = 32\). Alternativ über das Gegenereignis: \(1 - \frac{3}{7} = \frac{4}{7}\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{verschiedene Farben}) = \frac{4}{7}\).

Antwort

a) \(P(\text{zwei schwarze}) = \frac{3}{14}\) b) \(P(\text{gleiche Farbe}) = \frac{3}{7}\) c) \(P(\text{verschiedene Farben}) = \frac{4}{7}\)
4136268
Vier Freunde – Anna, Ben, Clara und David – setzen sich zufällig nebeneinander auf eine Bank mit vier Plätzen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Situationen: a) Anna sitzt an einem der beiden äußeren Enden der Bank. b) Anna und Ben sitzen direkt nebeneinander. c) Die vier Freunde sitzen genau in alphabetischer Reihenfolge (von links nach rechts: Anna, Ben, Clara, David).

Denkanstöße

- Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt, vier Personen auf vier Plätze zu verteilen? - Stell dir vor, Anna ist bereits auf einem festen Platz am Rand. Wie viele Möglichkeiten gibt es dann noch für die anderen drei? - Wenn zwei Personen nebeneinander sitzen sollen, kannst du sie gedanklich zu einer Einheit zusammenfassen. - Wie viele Möglichkeiten gibt es, die Namen alphabetisch zu sortieren?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtzahl der Sitzordnungen: Es gibt \(4! = 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1 = 24\) mögliche Anordnungen. 2. Ereignis a): Anna kann auf Platz 1 oder Platz 4 sitzen. Für jeden dieser Plätze gibt es für die restlichen drei Freunde \(3! = 6\) Möglichkeiten. Insgesamt \(2 \cdot 6 = 12\) Möglichkeiten. Wahrscheinlichkeit: \(P(a) = \frac{12}{24} = 0{,}5\). 3. Ereignis b): Wir betrachten Anna und Ben als einen Block. Es gibt drei mögliche Positionen für diesen Block auf der Bank: (Plätze \(1\) und \(2\), \(2\) und \(3\), \(3\) und \(4\)). Innerhalb des Blocks gibt es \(2\) Anordnungen (Anna-Ben oder Ben-Anna). Für die restlichen 2 Freunde gibt es \(2! = 2\) Möglichkeiten. Gesamtanzahl: \(3 \cdot 2 \cdot 2 = 12\). Wahrscheinlichkeit: \(P(b) = \frac{12}{24} = 0{,}5\). 4. Ereignis c): Es gibt nur genau eine Kombination, die der alphabetischen Reihenfolge entspricht. Wahrscheinlichkeit: \(P(c) = \frac{1}{24}\).

Antwort

a) \(P = 0{,}5\) b) \(P = 0{,}5\) c) \(P = \frac{1}{24}\)
4136298
Ein Behälter enthält 40 Jetons in den Farben Rot, Blau und Grün. Es sind 15 rote und 10 blaue Jetons enthalten. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, einen grünen Jeton zu ziehen. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, keinen blauen Jeton zu ziehen? c) Es werden nun einige rote Jetons aus dem Behälter entfernt. Danach beträgt die Wahrscheinlichkeit, einen blauen Jeton zu ziehen, genau \(\frac{1}{3}\). Berechne, wie viele rote Jetons weggenommen wurden.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie viele Jetons einer Farbe im Behälter sein müssen, wenn du die Gesamtzahl und die anderen Farben kennst. - „Nicht blau“ bedeutet, dass der Jeton eine der anderen vorhandenen Farben hat. - Wenn Jetons entfernt werden, ändert sich nicht nur die Anzahl dieser Farbe, sondern auch die Gesamtzahl aller Jetons im Behälter. - Kannst du eine kleine Gleichung aufstellen, um die neue Gesamtzahl zu finden?

Lösung

1. Berechnung der Anzahl grüner Jetons: \(40 - 15 - 10 = 15\). 2. Lösung zu a): Die Wahrscheinlichkeit für Grün ist \(P(\text{Grün}) = \frac{15}{40} = \frac{3}{8}\). 3. Lösung zu b): Es gibt \(15 + 15 = 30\) Jetons, die nicht blau sind. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(\text{nicht Blau}) = \frac{30}{40} = \frac{3}{4}\). 4. Lösung zu c): Sei \(x\) die Anzahl der entfernten roten Jetons. Die neue Gesamtzahl der Jetons ist \(40 - x\). Die Anzahl der blauen Jetons bleibt 10. Es gilt die Gleichung \(\frac{10}{40 - x} = \frac{1}{3}\). Durch Überkreuzmultiplizieren erhält man \(30 = 40 - x\). Daraus folgt \(x = 10\). Es wurden also 10 rote Jetons entfernt.

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{3}{8}\) (oder \(37{,}5\,\%\)). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{3}{4}\) (oder \(75\,\%\)). c) Es wurden 10 rote Jetons entfernt.
4136348
Eine Pralinenschachtel enthält 15 Pralinen, davon sind 5 mit Vollmilchschokolade und 10 mit Zartbitterschokolade gefüllt. Jemand nimmt nacheinander zwei Pralinen blind aus der Schachtel, ohne sie zurückzulegen. Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass mindestens eine der beiden entnommenen Pralinen mit Vollmilchschokolade gefüllt ist.

Denkanstöße

- Manchmal ist es einfacher, die Wahrscheinlichkeit des Gegenteils zu berechnen und diese von 1 abzuziehen. - Was ist das Gegenteil von „mindestens eine Vollmilchpraline“? - Beachte, dass die Pralinen nicht zurückgelegt werden. Wie beeinflusst das die Gesamtzahl im zweiten Schritt?

Lösung

1. Berechnung über das Gegenereignis „keine Vollmilchpraline“ (also zwei Zartbitterpralinen). 2. Gesamtzahl der Pralinen: 15. Anzahl Zartbitter: 10. 3. Wahrscheinlichkeit, dass die erste Praline Zartbitter ist: \(P(Z_1) = \frac{10}{15} = \frac{2}{3}\). 4. Wahrscheinlichkeit, dass die zweite Praline Zartbitter ist, wenn die erste bereits Zartbitter war: \(P(Z_2) = \frac{9}{14}\). 5. Wahrscheinlichkeit für das Gegenereignis (zweimal Zartbitter): \(P(Z, Z) = \frac{2}{3} \cdot \frac{9}{14} = \frac{18}{42} = \frac{3}{7}\). 6. Berechnung der gesuchten Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{mind. eine Vollmilch}) = 1 - P(Z, Z) = 1 - \frac{3}{7} = \frac{4}{7}\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{4}{7}\) (ca. \(57{,}1\,\%\)).
4136358
In einem Säckchen liegen 20 Kärtchen, die mit den Zahlen von 1 bis 20 beschriftet sind. Es werden nacheinander drei Kärtchen ohne Zurücklegen gezogen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass auf allen drei gezogenen Kärtchen eine gerade Zahl steht?

Denkanstöße

- Wie viele gerade Zahlen gibt es im Bereich von 1 bis 20? - Stell dir vor, du hast drei Plätze für die Zahlen. Wie viele Möglichkeiten gibt es für den ersten Platz, wie viele für den zweiten und so weiter? - Denk daran, dass die Kärtchen nach dem Ziehen nicht wieder in das Säckchen kommen.

Lösung

1. Bestimmung der Anzahl der geraden Zahlen zwischen 1 und 20: Es gibt 10 gerade Zahlen (\(2, 4, 6, \dots, 20\)) und 10 ungerade Zahlen. 2. Gesamtzahl der Kärtchen: 20. 3. Wahrscheinlichkeit für eine gerade Zahl im ersten Zug: \(P(G_1) = \frac{10}{20} = \frac{1}{2}\). 4. Wahrscheinlichkeit für eine gerade Zahl im zweiten Zug, wenn bereits eine gerade Zahl gezogen wurde: \(P(G_2) = \frac{9}{19}\). 5. Wahrscheinlichkeit für eine gerade Zahl im dritten Zug, wenn bereits zwei gerade Zahlen gezogen wurden: \(P(G_3) = \frac{8}{18} = \frac{4}{9}\). 6. Gesamtwahrscheinlichkeit durch Multiplikation: \(P(G, G, G) = \frac{1}{2} \cdot \frac{9}{19} \cdot \frac{4}{9}\). 7. Kürzen und Berechnen: \(P(G, G, G) = \frac{1 \cdot 1 \cdot 4}{2 \cdot 19 \cdot 1} = \frac{4}{38} = \frac{2}{19}\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{2}{19}\) (ca. \(10{,}5\,\%\)).
4136408
Ein Basketballspieler hat eine Trefferquote von \(80\,\%\) bei Freiwürfen. Er führt 4 Würfe nacheinander aus. Man kann davon ausgehen, dass die Trefferwahrscheinlichkeit bei jedem Wurf unabhängig von den vorherigen Würfen gleich bleibt. a) Mit welcher Wahrscheinlichkeit erzielt er bei allen 4 Versuchen einen Treffer? b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit für die exakte Abfolge: Treffer, Fehlwurf, Treffer, Fehlwurf. c) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass er bei den 4 Versuchen mindestens einen Treffer erzielt?

Denkanstöße

- Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für einen Fehlwurf, wenn die Trefferchance bekannt ist? - Behandle die vier Würfe als hintereinander geschaltete Stufen eines Zufallsexperiments. - Was bedeutet es für die Rechnung, wenn eine ganz bestimmte Reihenfolge von Treffern und Fehlwürfen verlangt wird? - Was ist das logische Gegenteil von „mindestens ein Treffer“?

Lösung

1. Festlegung der Wahrscheinlichkeiten: Treffer \(P(T) = 0{,}8\), Fehlwurf \(P(F) = 1 - 0{,}8 = 0{,}2\). 2. Berechnung zu a): Wahrscheinlichkeit für vier Treffer hintereinander: \(P(T, T, T, T) = 0{,}8^4 = 0{,}4096 = 40{,}96\,\%\). 3. Berechnung zu b): Wahrscheinlichkeit für die spezifische Sequenz \((T, F, T, F)\): \(P(T, F, T, F) = 0{,}8 \cdot 0{,}2 \cdot 0{,}8 \cdot 0{,}2 = 0{,}8^2 \cdot 0{,}2^2 = 0{,}64 \cdot 0{,}04 = 0{,}0256 = 2{,}56\,\%\). 4. Berechnung zu c): Nutzung des Gegenereignisses „nur Fehlwürfe“: \(P(\text{mind. ein } T) = 1 - P(F, F, F, F) = 1 - 0{,}2^4 = 1 - 0{,}0016 = 0{,}9984 = 99{,}84\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(40{,}96\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(2{,}56\,\%\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(99{,}84\,\%\).
4136418
Ein Zahlenschloss besteht aus 4 unabhängig voneinander drehbaren Ringen. Jeder Ring zeigt die Ziffern 0 bis 9. Jemand hat den richtigen Code vergessen und stellt die 4 Ringe rein zufällig ein. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Person direkt beim ersten Versuch den exakt richtigen Code einstellt? b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass nur der erste Ring die korrekte Ziffer zeigt, während die anderen drei Ringe eine falsche Ziffer zeigen? c) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass an mindestens einer der 4 Positionen die richtige Ziffer steht.

Denkanstöße

- Wie viele Ziffern stehen auf jedem Ring zur Auswahl? - Überlege dir, wie wahrscheinlich es ist, bei einem einzelnen Ring die richtige Ziffer zu treffen. - Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt für einen 4-stelligen Code? - Kannst du für Teilaufgabe c) das Ereignis beschreiben, das eintritt, wenn kein einziger Ring richtig eingestellt ist?

Lösung

1. Einzelwahrscheinlichkeiten pro Ring: Wahrscheinlichkeit für die richtige Ziffer \(P(C) = \frac{1}{10} = 0{,}1\); Wahrscheinlichkeit für eine falsche Ziffer \(P(W) = \frac{9}{10} = 0{,}9\). 2. Berechnung zu a): Wahrscheinlichkeit, dass alle 4 Ringe korrekt sind: \(P(C, C, C, C) = (0{,}1)^4 = 0{,}0001 = 0{,}01\,\%\). 3. Berechnung zu b): Wahrscheinlichkeit für die Sequenz (Korrekt, Falsch, Falsch, Falsch): \(P(C, W, W, W) = 0{,}1 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}9 = 0{,}1 \cdot 0{,}9^3 = 0{,}1 \cdot 0{,}729 = 0{,}0729 = 7{,}29\,\%\). 4. Berechnung zu c): Nutzung des Gegenereignisses „Kein einziger Ring ist korrekt“: \(P(\text{mind. ein } C) = 1 - P(W, W, W, W) = 1 - 0{,}9^4 = 1 - 0{,}6561 = 0{,}3439 = 34{,}39\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}01\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(7{,}29\,\%\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(34{,}39\,\%\).
4136438
In einer Fabrik werden LED-Leuchten produziert. Erfahrungsgemäß sind \(10\,\%\) der Leuchten fehlerhaft. In einer Qualitätskontrolle werden vier Leuchten aus einer sehr großen Produktion zufällig entnommen und geprüft. Die Prüfungen werden als unabhängig modelliert. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle vier geprüften Leuchten einwandfrei sind? b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass unter den vier Leuchten genau eine fehlerhaft ist.

Denkanstöße

- Kannst du die Wahrscheinlichkeit bestimmen, mit der eine einzelne Leuchte einwandfrei ist? - Wie viele Möglichkeiten gibt es, dass in einer Stichprobe von vier Leuchten genau eine fehlerhaft ist? - Stell dir ein Baumdiagramm vor: Welche Pfade führen zum gesuchten Ergebnis?

Lösung

1. Festlegen der Wahrscheinlichkeiten: \(P(\text{defekt}) = 0{,}1\) und \(P(\text{einwandfrei}) = 0{,}9\). 2. Berechnung für a): Alle vier müssen einwandfrei sein. Mit \(E\) für „einwandfrei“ gilt: \(P(EEEE) = 0{,}9^4 = 0{,}6561\). 3. Berechnung für b): Mit \(D\) für „defekt“ gibt es vier mögliche Pfade mit genau einer defekten Leuchte: \(DEEE\), \(EDEE\), \(EEDE\) und \(EEED\). Jeder dieser Pfade hat die Wahrscheinlichkeit \(0{,}1 \cdot 0{,}9^3 = 0{,}0729\). 4. Gesamtwahrscheinlichkeit für b): \(4 \cdot 0{,}0729 = 0{,}2916\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}6561\) (oder \(65{,}61\,\%\)). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}2916\) (oder \(29{,}16\,\%\)).
4136478
Auf neun Kärtchen stehen die Buchstaben des Wortes „STATISTIK“. Die Kärtchen werden gemischt verdeckt hingelegt. Es werden gleichzeitig zwei Kärtchen aufgedeckt. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass auf beiden Kärtchen ein „T“ steht? b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass kein „S“ aufgedeckt wird. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens ein „I“ aufgedeckt wird.

Denkanstöße

- Schreibe dir zuerst auf, wie oft jeder Buchstabe in dem Wort vorkommt. - „Gleichzeitig ziehen“ bedeutet mathematisch dasselbe wie „nacheinander ziehen ohne Zurücklegen“. - Nutze bei „mindestens“ am besten das Gegenereignis.

Lösung

1. Häufigkeiten im Wort STATISTIK (9 Buchstaben): S erscheint 2-mal, T erscheint 3-mal, A erscheint 1-mal, I erscheint 2-mal, K erscheint 1-mal. 2. Wahrscheinlichkeit für zwei „T“: Beim ersten Kärtchen \(\frac{3}{9}\), beim zweiten \(\frac{2}{8}\). Ergebnis: \(\frac{3}{9} \cdot \frac{2}{8} = \frac{6}{72} = \frac{1}{12} \approx 0{,}083\) bzw. \(8{,}3\,\%\). 3. Wahrscheinlichkeit für kein „S“: Es gibt \(9 - 2 = 7\) Kärtchen, die kein „S“ sind. Rechnung: \(\frac{7}{9} \cdot \frac{6}{8} = \frac{42}{72} = \frac{7}{12} \approx 0{,}583\) bzw. \(58{,}3\,\%\). 4. Wahrscheinlichkeit für mindestens ein „I“: Gegenereignis zu „kein I“. Es gibt \(9 - 2 = 7\) Kärtchen ohne „I“. Wahrscheinlichkeit für kein „I“ ist \(\frac{7}{9} \cdot \frac{6}{8} = \frac{7}{12}\). Wahrscheinlichkeit für mindestens ein „I“: \(1 - \frac{7}{12} = \frac{5}{12} \approx 0{,}417\) bzw. \(41{,}7\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{12} \approx 8{,}3\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{7}{12} \approx 58{,}3\,\%\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{5}{12} \approx 41{,}7\,\%\).
4136598
Zwei Abenteurer stehen vor zwei verschiedenen Höhlensystemen und müssen sich an jeder Verzweigung für einen Weg entscheiden. An jeder Verzweigung wählen sie rein zufällig, sodass alle dort verfügbaren Wege gleich wahrscheinlich sind. Nur ein einziger Pfad führt jeweils zum Ziel. - In Höhle A gibt es nacheinander \(2\) Verzweigungen mit jeweils \(5\) Wahlmöglichkeiten. - In Höhle B gibt es nacheinander \(3\) Verzweigungen mit jeweils \(3\) Wahlmöglichkeiten. Untersuche durch Rechnung, in welcher Höhle die Wahrscheinlichkeit größer ist, den richtigen Weg durch reines Raten zu finden.

Denkanstöße

- Berechne für beide Höhlen separat, wie viele verschiedene Wege insgesamt möglich sind. - Nutze das Produkt der Möglichkeiten an den einzelnen Abzweigungen. - Vergleiche am Ende die beiden Wahrscheinlichkeiten: Welcher Bruch stellt einen größeren Anteil dar?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtzahl der Pfade für Höhle A: Es gibt zwei Stufen mit je \(5\) Optionen, also \(5 \cdot 5 = 25\) mögliche Pfade. Die Wahrscheinlichkeit für den Erfolg ist \(P(A) = \frac{1}{25}\). 2. Berechnung der Gesamtzahl der Pfade für Höhle B: Es gibt drei Stufen mit je \(3\) Optionen, also \(3 \cdot 3 \cdot 3 = 27\) mögliche Pfade. Die Wahrscheinlichkeit für den Erfolg ist \(P(B) = \frac{1}{27}\). 3. Vergleich der Brüche: Da \(25 < 27\), ist der Bruch \(\frac{1}{25}\) größer als \(\frac{1}{27}\) (\(0{,}04 > 0{,}037\)). 4. Schlussfolgerung: In Höhle A ist die Wahrscheinlichkeit größer.

Antwort

In Höhle A ist die Wahrscheinlichkeit mit \(\frac{1}{25}\) größer als in Höhle B mit \(\frac{1}{27}\).
4136658
Ein fairer 12-seitiger Würfel (mit den Zahlen \(1\) bis \(12\)) wird einmal geworfen. a) Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist die gewürfelte Zahl eine Primzahl? b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, eine Zahl zu würfeln, die durch \(3\) oder durch \(4\) teilbar ist? c) Die aktuelle Regel für einen Gewinn lautet: „Man gewinnt, wenn die Zahl größer als \(9\) ist“. Wie müsste man diese Regel ändern, damit die Gewinnwahrscheinlichkeit genau \(\frac{1}{3}\) beträgt? Gib eine mögliche neue Bedingung an.

Denkanstöße

- Erstelle dir eine Liste aller möglichen Ergebnisse von 1 bis 12. - Achte bei der „oder“-Bedingung darauf, Zahlen nicht doppelt zu zählen, wenn sie beide Bedingungen erfüllen. - Überlege bei Teilaufgabe c), wie viele der 12 Felder genau gewonnen werden müssen, um auf die Zielwahrscheinlichkeit zu kommen.

Lösung

1. Der Würfel hat \(12\) gleich wahrscheinliche Ergebnisse. 2. Ereignis a): Primzahlen zwischen \(1\) und \(12\) sind \(2, 3, 5, 7, 11\). Das sind \(5\) günstige Ergebnisse. \(P(\text{Primzahl}) = \frac{5}{12}\). 3. Ereignis b): Durch \(3\) teilbar sind \(\{3, 6, 9, 12\}\). Durch \(4\) teilbar sind \(\{4, 8, 12\}\). Die Menge der günstigen Ergebnisse (Oder-Verknüpfung) ist \(\{3, 4, 6, 8, 9, 12\}\). Das sind \(6\) Zahlen. \(P(\text{durch 3 oder 4}) = \frac{6}{12} = \frac{1}{2} = 0{,}5\). 4. Ereignis c): Für eine Wahrscheinlichkeit von \(\frac{1}{3}\) bei \(12\) Möglichkeiten werden \(12 \cdot \frac{1}{3} = 4\) günstige Ergebnisse benötigt. Die aktuelle Regel „größer als 9“ umfasst die Zahlen \(\{10, 11, 12\}\) (also \(3\) Zahlen). Um auf \(4\) Zahlen zu kommen, kann man die Grenze senken: „Die Zahl ist größer als \(8\)“. Dann sind \(\{9, 10, 11, 12\}\) günstig.

Antwort

a) \(P = \frac{5}{12}\) b) \(P = 0{,}5\) c) Mögliche Regel: „Die Zahl ist größer als \(8\)“ (oder: „Die Zahl ist kleiner als \(5\)“).
4136828
In einer Urne befinden sich 20 Kugeln, die von 1 bis 20 durchnummeriert sind. Eine Kugel wird zufällig gezogen. Die Kugeln sind in drei Gewinnklassen unterteilt: - Klasse \(A\): Die Zahl auf der Kugel ist eine Primzahl. - Klasse \(B\): Die Zahl auf der Kugel ist eine zusammengesetzte Zahl (eine Zahl mit mehr als zwei Teilern), die gleichzeitig durch 4 teilbar ist. - Klasse \(C\): Alle übrigen Kugeln. Bestimme die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die drei Klassen. Gib die Ergebnisse als Dezimalzahlen an.

Denkanstöße

- Erstelle eine Liste der Zahlen von 1 bis 20 und ordne jede Zahl einer Klasse zu. - Beachte, dass die Zahl 1 weder eine Primzahl noch eine zusammengesetzte Zahl ist. - Was bedeutet es mathematisch, wenn eine Zahl „zusammengesetzt“ ist? - Stelle sicher, dass jede Zahl in genau einer Kategorie landet.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl: Es gibt 20 Kugeln, also \(n = 20\). 2. Bestimmung der günstigen Ergebnisse für Klasse \(A\) (Primzahlen bis 20): 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19. Das sind 8 Zahlen. \(P(A) = \frac{8}{20} = 0{,}4\). 3. Bestimmung der günstigen Ergebnisse für Klasse \(B\) (zusammengesetzt und durch 4 teilbar): Die Vielfachen von 4 sind 4, 8, 12, 16, 20. Da alle diese Zahlen mehr als zwei Teiler haben, gehören alle 5 zur Klasse \(B\). \(P(B) = \frac{5}{20} = 0{,}25\). 4. Bestimmung der günstigen Ergebnisse für Klasse \(C\): Dies sind die restlichen Zahlen (1, 6, 9, 10, 14, 15, 18). Es sind \(20 - 8 - 5 = 7\) Zahlen. \(P(C) = \frac{7}{20} = 0{,}35\). 5. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung ist somit \(P(A) = 0{,}4\); \(P(B) = 0{,}25\); \(P(C) = 0{,}35\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeitsverteilung lautet: \(P(A) = 0{,}4\) \(P(B) = 0{,}25\) \(P(C) = 0{,}35\)
4140828
Aus den fünf Ziffernkarten \(\{1, 2, 3, 4, 5\}\) wird eine zweistellige Zahl gebildet. a) Zuerst werden die Ziffern mit Zurücklegen gezogen (Wiederholungen wie „22“ sind möglich). Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass die gebildete Zahl mindestens eine „5“ enthält. b) Nun werden die Ziffern ohne Zurücklegen gezogen (jede Karte nur einmal). Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass die gebildete Zahl mindestens eine „5“ enthält. c) Vergleiche die Ergebnisse aus a) und b). In welchem Fall ist die Wahrscheinlichkeit höher? Begründe kurz.

Denkanstöße

- Manchmal ist es einfacher zu zählen, wie viele Zahlen keine „5“ enthalten, und dies von der Gesamtzahl abzuziehen. - Wie verändert sich die Anzahl der verfügbaren Karten im zweiten Schritt, wenn du die Karte nicht zurücklegst? - Vergleiche die Brüche, indem du sie auf den gleichen Nenner bringst oder in Dezimalzahlen umwandelst.

Lösung

1. Teilaufgabe a (mit Zurücklegen): Gesamtzahl der Zahlen ist \(5 \cdot 5 = 25\). Die Anzahl der Zahlen ohne eine „5“ ist \(4 \cdot 4 = 16\). Die Anzahl der Zahlen mit mindestens einer „5“ ist \(25 - 16 = 9\) (oder Aufzählung: 15, 25, 35, 45, 51, 52, 53, 54, 55). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{9}{25} = 0{,}36\). 2. Teilaufgabe b (ohne Zurücklegen): Gesamtzahl der Zahlen ist \(5 \cdot 4 = 20\). Die Anzahl der Zahlen ohne eine „5“ ist \(4 \cdot 3 = 12\). Die Anzahl der Zahlen mit mindestens einer „5“ ist \(20 - 12 = 8\) (Aufzählung wie oben, aber ohne 55). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{8}{20} = \frac{2}{5} = 0{,}4\). 3. Vergleich: Die Wahrscheinlichkeit in b) ist höher (\(0{,}40 > 0{,}36\)). Dies liegt daran, dass beim Ziehen ohne Zurücklegen die Gesamtzahl der Möglichkeiten stärker abnimmt als die Anzahl der günstigen Möglichkeiten, da im zweiten Schritt die Chance auf die „5“ steigt, wenn sie im ersten Schritt nicht gezogen wurde.

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}36\) (oder \(36\,\%\)). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}4\) (oder \(40\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit ist im Fall b) höher, da durch das fehlende Zurücklegen die Gesamtzahl der möglichen Kombinationen stärker sinkt als die Anzahl der Kombinationen mit einer „5“.
4141628
Paul hat zwei verschiedene Packungen mit Gummibärchen. Packung A enthält 4 saure und 16 süße Bärchen. Packung B enthält 7 saure und 21 süße Bärchen. Paul möchte unbedingt ein süßes Bärchen ziehen. Aus welcher Packung sollte er blind ziehen, um die höhere Gewinnchance zu haben? Begründe deine Antwort rechnerisch durch den Vergleich der Wahrscheinlichkeiten.

Denkanstöße

- Wie hoch ist der Anteil der süßen Bärchen an der Gesamtzahl in der jeweiligen Packung? - Kannst du die Gewinnchancen besser vergleichen, wenn du beide als Dezimalzahl oder Prozentsatz schreibst? - Achte darauf, immer die Gesamtzahl aller Bärchen in einer Packung als Nenner zu verwenden.

Lösung

1. Analyse von Packung A: Gesamtzahl der Bärchen ist \(4 + 16 = 20\). Die Wahrscheinlichkeit für ein süßes Bärchen beträgt \(P_A(\text{süß}) = \frac{16}{20} = \frac{4}{5} = 0{,}8 = 80\,\%\). 2. Analyse von Packung B: Gesamtzahl der Bärchen ist \(7 + 21 = 28\). Die Wahrscheinlichkeit für ein süßes Bärchen beträgt \(P_B(\text{süß}) = \frac{21}{28} = \frac{3}{4} = 0{,}75 = 75\,\%\). 3. Vergleich: Da \(80\,\% > 75\,\%\) ist, ist die Chance in Packung A größer.

Antwort

Paul sollte aus Packung A ziehen. Die Wahrscheinlichkeit für ein süßes Bärchen beträgt dort \(80\,\%\), während sie in Packung B nur \(75\,\%\) beträgt.
4141638
In einer Urne liegen 5 weiße Kugeln. Du möchtest schwarze Kugeln hinzufügen, sodass die Wahrscheinlichkeit, beim einmaligen blinden Ziehen eine schwarze Kugel zu erhalten, genau \(75\,\%\) beträgt. Wie viele schwarze Kugeln musst du in die Urne legen?

Denkanstöße

- Wie verändert sich die Gesamtzahl der Kugeln, wenn du schwarze Kugeln hinzufügst? - Kannst du ein Verhältnis zwischen den schwarzen Kugeln und allen Kugeln aufstellen? - Welcher Bruch entspricht \(75\,\%\)? - Könntest du eine kleine Gleichung aufstellen, in der die Anzahl der schwarzen Kugeln die Unbekannte ist?

Lösung

1. Sei \(x\) die Anzahl der schwarzen Kugeln, die hinzugefügt werden. 2. Die Gesamtzahl der Kugeln in der Urne ist dann \(5 + x\). 3. Die Wahrscheinlichkeit für eine schwarze Kugel wird durch den Bruch \(\frac{x}{5 + x}\) beschrieben. 4. Die Zielwahrscheinlichkeit ist \(75\,\% = \frac{3}{4} = 0{,}75\). 5. Aufstellen der Gleichung: \(\frac{x}{5 + x} = \frac{3}{4}\). 6. Lösen der Gleichung durch Überkreuzmultiplikation: \(4 \cdot x = 3 \cdot (5 + x)\). 7. Ausmultiplizieren: \(4x = 15 + 3x\). 8. Subtraktion von \(3x\) auf beiden Seiten ergibt \(x = 15\).

Antwort

Es müssen 15 schwarze Kugeln hinzugefügt werden.
4152968
In einer Lostrommel befinden sich 25 Lose, die von 1 bis 25 durchnummeriert sind. Es wird ein Los blind gezogen. Untersuche, welches der beiden Ereignisse wahrscheinlicher ist: Ereignis A: Die Zahl auf dem Los ist ohne Rest durch 4 teilbar. Ereignis B: Die Zahl auf dem Los enthält die Ziffer „2“.

Denkanstöße

- Gehe die Zahlen von 1 bis 25 systematisch durch, um keine zu vergessen. - Achte bei Ereignis B darauf, dass auch Zahlen wie 20 oder 22 die Bedingung erfüllen. - Vergleiche die Anzahl der günstigen Ergebnisse für beide Fälle.

Lösung

1. Die Gesamtzahl der Lose beträgt 25. 2. Für Ereignis A (durch 4 teilbar) sind die günstigen Zahlen: \(4, 8, 12, 16, 20, 24\). Das sind 6 Ergebnisse. 3. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(A) = \frac{6}{25} = 0{,}24 = 24\,\%\). 4. Für Ereignis B (enthält Ziffer „2“) sind die günstigen Zahlen: \(2, 12, 20, 21, 22, 23, 24, 25\). Das sind 8 Ergebnisse. 5. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(B) = \frac{8}{25} = 0{,}32 = 32\,\%\). 6. Da \(0{,}32 > 0{,}24\), ist Ereignis B wahrscheinlicher.

Antwort

Ereignis B ist wahrscheinlicher. Die Wahrscheinlichkeit für A beträgt \(24\,\%\) und für B \(32\,\%\).
4152978
Ein Glücksrad ist in 8 gleich große Felder unterteilt, die mit den Zahlen 1 bis 8 beschriftet sind. Tim und Sarah spielen ein Spiel: Tim gewinnt, wenn der Zeiger auf einer Primzahl stehen bleibt. Sarah gewinnt, wenn der Zeiger auf einer Zahl größer als 4 stehen bleibt. a) Begründe rechnerisch, ob das Spiel fair ist (haben beide die gleiche Gewinnchance?). b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Dreh beide gleichzeitig gewinnen würden.

Denkanstöße

- Was bedeutet „fair“ im Zusammenhang mit Wahrscheinlichkeiten? - Erinnere dich daran, welche Zahlen als Primzahlen definiert sind (ist die 1 dabei?). - Suche für den zweiten Teil nach Zahlen, die in beiden Gewinnmengen gleichzeitig vorkommen.

Lösung

1. Gesamtzahl der Felder: 8. 2. Günstige Ergebnisse für Tim (Primzahlen): \(\{2, 3, 5, 7\}\). Anzahl: 4. 3. Gewinnwahrscheinlichkeit Tim: \(P(\text{Tim}) = \frac{4}{8} = 0{,}5 = 50\,\%\). 4. Günstige Ergebnisse für Sarah (Zahlen > 4): \(\{5, 6, 7, 8\}\). Anzahl: 4. 5. Gewinnwahrscheinlichkeit Sarah: \(P(\text{Sarah}) = \frac{4}{8} = 0{,}5 = 50\,\%\). 6. Da beide Wahrscheinlichkeiten gleich groß sind (\(50\,\%\)), ist das Spiel fair. 7. Für das gleichzeitige Gewinnen müssen beide Bedingungen erfüllt sein (Primzahl UND Zahl > 4). Dies trifft auf die Zahlen \(\{5, 7\}\) zu. Anzahl: 2. 8. Die Wahrscheinlichkeit für einen gleichzeitigen Gewinn beträgt \(P(\text{beide}) = \frac{2}{8} = \frac{1}{4} = 25\,\%\).

Antwort

a) Ja, das Spiel ist fair, da beide eine Gewinnwahrscheinlichkeit von \(50\,\%\) haben. b) Die Wahrscheinlichkeit, dass beide gleichzeitig gewinnen, beträgt \(\frac{1}{4}\) (oder \(25\,\%\)).
4155108
Zwei Schulklassen verkaufen Lose für einen guten Zweck. Klasse 8a hat 120 Lose vorbereitet, von denen 30 Gewinne sind. Klasse 8b hat 150 Lose, von denen 40 Gewinne sind. a) In welcher Klasse ist die Wahrscheinlichkeit, einen Gewinn zu ziehen, höher? Begründe durch Vergleich der Wahrscheinlichkeiten. b) Wie viele Nieten (Verlustlose) müssten in Klasse 8b zusätzlich hinzugefügt werden, damit die Gewinnwahrscheinlichkeit in beiden Klassen exakt gleich ist?

Denkanstöße

- Berechne zuerst für beide Klassen den Anteil der Gewinne an der Gesamtzahl der Lose. - Wie kannst du Brüche mit unterschiedlichen Nennern am besten vergleichen? - In Teil b) soll die Wahrscheinlichkeit der Klasse 8b auf den Wert der Klasse 8a sinken. Wie verändert sich dabei die Gesamtzahl der Lose, wenn die Anzahl der Gewinne gleich bleibt?

Lösung

1. Berechnung der Gewinnwahrscheinlichkeit für Klasse 8a: \(P(8a) = \frac{30}{120} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 2. Berechnung der Gewinnwahrscheinlichkeit für Klasse 8b: \(P(8b) = \frac{40}{150} = \frac{4}{15} \approx 0{,}267\). 3. Vergleich: Da \(0{,}267 > 0{,}25\), ist die Gewinnwahrscheinlichkeit in Klasse 8b höher. 4. Zielbedingung für Teil b): Die Wahrscheinlichkeit in 8b soll \(0{,}25\) betragen. Sei \(x\) die neue Gesamtzahl der Lose bei gleichbleibenden 40 Gewinnen: \(\frac{40}{x} = 0{,}25\). 5. Berechnung der neuen Gesamtzahl: \(x = \frac{40}{0{,}25} = 160\). 6. Ermittlung der zusätzlichen Nieten: \(160 - 150 = 10\).

Antwort

a) In Klasse 8b ist die Gewinnwahrscheinlichkeit mit ca. \(26{,}7\,\%\) höher als in Klasse 8a (\(25\,\%\)). b) Es müssten 10 zusätzliche Nieten hinzugefügt werden.
4156088
Ein Modegeschäft bietet T-Shirts in 4 verschiedenen Farben (Rot, Blau, Grün, Gelb), 3 Größen (S, M, L) und 2 Schnitten (V-Ausschnitt, Rundhals) an. a) Wie viele verschiedene Varianten eines T-Shirts gibt es insgesamt? b) Ein Händler greift blind in eine Kiste, in der von jeder Variante genau ein T-Shirt liegt. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass er ein rotes T-Shirt in Größe L zieht? c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass das gezogene T-Shirt einen Rundhals-Ausschnitt hat?

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, wie viele verschiedene T-Shirts es insgesamt im Laden gibt. - Wie viele dieser T-Shirts erfüllen genau die im Aufgabentext genannten Bedingungen? - Nutze die Formel für die Laplace-Wahrscheinlichkeit: Anzahl der günstigen Ergebnisse geteilt durch die Anzahl der möglichen Ergebnisse.

Lösung

1. Gesamtanzahl der Varianten berechnen: \(4 \text{ Farben} \cdot 3 \text{ Größen} \cdot 2 \text{ Schnitte} = 24\) Varianten. 2. Wahrscheinlichkeit für ein rotes T-Shirt in Größe L: Es gibt 2 günstige Varianten (Rot-L-V-Ausschnitt und Rot-L-Rundhals). Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P = \frac{2}{24} = \frac{1}{12}\). 3. Wahrscheinlichkeit für einen Rundhals-Ausschnitt: Es gibt \(4 \cdot 3 \cdot 1 = 12\) günstige Varianten. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(P = \frac{12}{24} = \frac{1}{2} = 50\,\%\).

Antwort

a) Es gibt insgesamt \(24\) Varianten. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{12} \approx 8{,}3\,\%\). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{2} = 50\,\%\).
4156098
Bei einer Tombola werden Lose gezogen. Ein Los besteht aus einer Farbe (Blau oder Weiß) und einer dreistelligen Nummer. Die erste Ziffer der Nummer ist immer eine 1, 2 oder 3. Die zweite und dritte Ziffer können jeweils eine beliebige Ziffer von 0 bis 9 sein. Ein „Super-Los“ ist ein Los, bei dem die zweite und die dritte Ziffer identisch sind (z. B. Blau-122 oder Weiß-300). Wie viele verschiedene Lose gibt es insgesamt? Wie viele davon sind „Super-Lose“? Berechne die Wahrscheinlichkeit, bei einem zufälligen Zug ein „Super-Los“ zu ziehen.

Denkanstöße

- Zerlege das Los in seine Bestandteile: Farbe, 1. Ziffer, 2. Ziffer, 3. Ziffer. - Wie viele Möglichkeiten hast du für jede Stelle? - Was muss für die letzten beiden Ziffern gelten, damit es ein „Super-Los“ ist?

Lösung

1. Gesamtanzahl der Lose: \(2 \text{ Farben} \cdot 3 \text{ Möglichkeiten für Ziffer 1} \cdot 10 \text{ Möglichkeiten für Ziffer 2} \cdot 10 \text{ Möglichkeiten für Ziffer 3} = 2 \cdot 3 \cdot 10 \cdot 10 = 600\). 2. Anzahl der Super-Lose: Die Farbe (2) und die erste Ziffer (3) sind frei wählbar. Für das Paar aus zweiter und dritter Ziffer gibt es 10 Möglichkeiten (\(00, 11, \dots, 99\)). Also \(2 \cdot 3 \cdot 10 = 60\) Super-Lose. 3. Wahrscheinlichkeit berechnen: \(P(\text{Super-Los}) = \frac{60}{600} = \frac{1}{10} = 10\,\%\).

Antwort

Es gibt insgesamt \(600\) verschiedene Lose. Davon sind \(60\) Stück „Super-Lose“. Die Wahrscheinlichkeit, ein solches zu ziehen, liegt bei \(10\,\%\).
4135698
In einer Schachtel befinden sich 40 Murmeln. Davon sind \(25\,\%\) blau, die restlichen Murmeln sind weiß. Wie viele blaue Murmeln müssen zusätzlich in die Schachtel gelegt werden, damit die Wahrscheinlichkeit, beim einmaligen blinden Ziehen eine blaue Murmel zu erhalten, genau \(40\,\%\) beträgt? Die Anzahl der weißen Murmeln soll dabei nicht verändert werden. Begründe deinen Rechenweg.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, wie viele blaue und wie viele weiße Murmeln am Anfang in der Schachtel sind. - Wenn du Murmeln hinzufügst, ändert sich nicht nur die Anzahl der blauen Murmeln, sondern auch die Gesamtzahl. - Welcher Anteil der Murmeln ist weiß, wenn \(40\,\%\) blau sein sollen? - Bleibt die Anzahl der weißen Murmeln während des Vorgangs gleich?

Lösung

1. Berechnung des Anfangszustands: \(25\,\%\) von 40 Murmeln sind \(0{,}25 \cdot 40 = 10\) blaue Murmeln. Die Anzahl der weißen Murmeln beträgt somit \(40 - 10 = 30\). 2. Modellierung des Endzustands: Sei \(x\) die Anzahl der hinzuzufügenden blauen Murmeln. Die neue Anzahl blauer Murmeln ist \(10 + x\), und die neue Gesamtzahl der Murmeln ist \(40 + x\). 3. Aufstellen der Gleichung: Da die Zielwahrscheinlichkeit \(40\,\%\) (\(0{,}4\)) ist, gilt: \(\frac{10 + x}{40 + x} = 0{,}4\). 4. Lösen der Gleichung: Multiplikation mit \((40 + x)\) ergibt \(10 + x = 0{,}4 \cdot (40 + x)\), also \(10 + x = 16 + 0{,}4x\). Umformen führt zu \(0{,}6x = 6\), woraus \(x = 10\) folgt. 5. Alternativer Weg über die weißen Murmeln: Da nur blaue Murmeln hinzugefügt werden, bleibt die Anzahl der weißen Murmeln (30) konstant. Diese 30 Murmeln müssen im Zielzustand \(60\,\%\) (\(100\,\% - 40\,\%\)) der Gesamtmenge entsprechen. \(30 : 0{,}6 = 50\) Murmeln insgesamt. Die Differenz zur Startmenge ist \(50 - 40 = 10\).

Antwort

Es müssen 10 blaue Murmeln hinzugefügt werden.
4135728
Ein Glücksrad ist in 20 gleich große Felder unterteilt, die mit den Zahlen 1 bis 20 beschriftet sind. Das Rad wird einmal gedreht. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für die folgenden Ereignisse: a) Die Zahl ist eine Primzahl. b) Die Zahl ist ein Teiler von 20. c) Für die Zahl \(x\) gilt die Ungleichung \(3x + 4 < 20\).

Denkanstöße

- Was ist die Definition einer Primzahl? Beachte besonders die Zahl 1. - Überlege dir, welche Zahlen die 20 ohne Rest teilen. - Kannst du die Ungleichung nach \(x\) umstellen, um zu sehen, welche Zahlen infrage kommen? - Zähle genau nach, wie viele Zahlen aus der Menge \(\{1, 2, \dots, 20\}\) die jeweilige Bedingung erfüllen.

Lösung

1. Die Ergebnismenge umfasst 20 gleich wahrscheinliche Ergebnisse: \(\Omega = \{1, 2, \dots, 20\}\). 2. Zu a): Die Primzahlen zwischen 1 und 20 sind 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19. Das sind 8 günstige Ergebnisse. \(P(A) = \frac{8}{20} = \frac{2}{5} = 40\,\%\). 3. Zu b): Die Teiler von 20 sind 1, 2, 4, 5, 10, 20. Das sind 6 günstige Ergebnisse. \(P(B) = \frac{6}{20} = \frac{3}{10} = 30\,\%\). 4. Zu c): Lösen der Ungleichung: \(3x + 4 < 20 \Rightarrow 3x < 16 \Rightarrow x < 5{,}333\dots\). Die natürlichen Zahlen im Bereich 1 bis 20, die kleiner als \(5{,}333\) sind, lauten 1, 2, 3, 4, 5. Das sind 5 günstige Ergebnisse. \(P(C) = \frac{5}{20} = \frac{1}{4} = 25\,\%\).

Antwort

a) \(P = \frac{2}{5} = 40\,\%\) b) \(P = \frac{3}{10} = 30\,\%\) c) \(P = \frac{1}{4} = 25\,\%\)
4135858
In einem Beutel befinden sich \(40\) Kugeln in den Farben Rot, Blau, Grün und Gelb. Von jeder Farbe gibt es genau \(10\) Kugeln, die jeweils mit den Zahlen von \(1\) bis \(10\) beschriftet sind. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Die Kugel trägt die Zahl \(5\). b) Die Kugel ist gelb. c) Die Kugel ist die rote \(7\). d) Die Kugel ist blau, trägt aber nicht die Zahl \(10\). e) Die Kugel ist grün oder trägt die Zahl \(2\). f) Die Kugel ist weder rot noch trägt sie die Zahl \(1\).

Denkanstöße

- Wie viele Kugeln gibt es insgesamt im Beutel? - Überlege dir für jedes Ereignis genau, welche und wie viele Kugeln die Bedingung erfüllen. - Achte bei „oder“-Verknüpfungen darauf, ob es Kugeln gibt, die beide Bedingungen gleichzeitig erfüllen, damit du sie nicht doppelt zählst. - Bei „weder ... noch ...“ kann es hilfreich sein, erst das Gegenteil zu berechnen.

Lösung

1. Bestimmung der Gesamtzahl der Ergebnisse: \(n = 40\). 2. a) Es gibt in jeder der \(4\) Farben eine Kugel mit der Zahl \(5\). Günstige Ergebnisse: \(4\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{4}{40} = \frac{1}{10} = 0{,}1\). 3. b) Es gibt \(10\) gelbe Kugeln. Günstige Ergebnisse: \(10\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{10}{40} = \frac{1}{4} = 0{,}25\). 4. c) Es gibt genau eine rote Kugel mit der Zahl \(7\). Günstiges Ergebnis: \(1\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{1}{40} = 0{,}025\). 5. d) Es gibt \(10\) blaue Kugeln, davon trägt eine die Zahl \(10\). Günstige Ergebnisse: \(10 - 1 = 9\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{9}{40} = 0{,}225\). 6. e) Es gibt \(10\) grüne Kugeln. Zusätzlich gibt es \(3\) weitere Kugeln mit der Zahl \(2\) (rot, blau, gelb). Günstige Ergebnisse: \(10 + 3 = 13\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{13}{40} = 0{,}325\). 7. f) Es gibt \(10\) rote Kugeln und \(4\) Kugeln mit der Zahl \(1\). Die rote \(1\) ist in beiden Gruppen enthalten. Die Anzahl der Kugeln, die rot sind oder eine \(1\) tragen, ist \(10 + 4 - 1 = 13\). Die Anzahl der Kugeln, auf die beides nicht zutrifft, ist \(40 - 13 = 27\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{27}{40} = 0{,}675\).

Antwort

a) \(P = \frac{1}{10} = 0{,}1\) b) \(P = \frac{1}{4} = 0{,}25\) c) \(P = \frac{1}{40} = 0{,}025\) d) \(P = \frac{9}{40} = 0{,}225\) e) \(P = \frac{13}{40} = 0{,}325\) f) \(P = \frac{27}{40} = 0{,}675\)
4135878
In einem Lager liegen \(50\) Bauteile. Davon stammen \(30\) von Lieferant A und \(20\) von Lieferant B. Bei einer Prüfung stellt sich heraus, dass \(5\) Bauteile von Lieferant A und \(2\) Bauteile von Lieferant B defekt sind. Ein Bauteil wird zufällig entnommen. Berechne die Wahrscheinlichkeit für folgende Ereignisse: a) Das Bauteil ist defekt. b) Das Bauteil stammt von Lieferant A und ist einwandfrei (nicht defekt). c) Das Bauteil stammt von Lieferant B oder ist defekt. d) Das Bauteil stammt nicht von Lieferant A und ist nicht defekt.

Denkanstöße

- Erstelle dir eine kleine Tabelle, um den Überblick über Lieferanten und Zustand (defekt/einwandfrei) zu behalten. - Was bedeutet „weder A noch defekt“ in Bezug auf den Lieferanten B? - Achte bei Aufgabe c) darauf, die defekten Bauteile von Lieferant B nicht doppelt zu zählen.

Lösung

1. Gesamtzahl der Bauteile: \(n = 50\). 2. a) Gesamtzahl defekter Bauteile: \(5 + 2 = 7\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{defekt}) = \frac{7}{50} = 0{,}14\). 3. b) Bauteile von A, die einwandfrei sind: \(30 - 5 = 25\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{A und einwandfrei}) = \frac{25}{50} = 0{,}5\). 4. c) Bauteile von B (\(20\)) plus defekte Bauteile von A (\(5\)). Die defekten Bauteile von B sind bereits in den \(20\) enthalten. Günstige Ergebnisse: \(20 + 5 = 25\). Wahrscheinlichkeit: \(P(\text{B oder defekt}) = \frac{25}{50} = 0{,}5\). 5. d) „Nicht von Lieferant A und nicht defekt“ bedeutet: Das Bauteil stammt von Lieferant B und ist einwandfrei. Bauteile von B: \(20\), davon sind \(2\) defekt. Einwandfreie Bauteile von B: \(20 - 2 = 18\). Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{18}{50} = \frac{9}{25} = 0{,}36\).

Antwort

a) \(P = 0{,}14\) b) \(P = 0{,}5\) c) \(P = 0{,}5\) d) \(P = 0{,}36\)
4135938
Bei einer Schultombola gibt es Hauptgewinne, Kleingewinne und Nieten. Die Wahrscheinlichkeit für einen Hauptgewinn liegt bei \(\frac{1}{50}\), die für einen Kleingewinn bei \(\frac{1}{5}\). In der Losbox befinden sich genau 390 Nieten. a) Wie viele Lose wurden insgesamt für die Tombola vorbereitet? b) Wie viele Hauptgewinne gibt es?

Denkanstöße

- Wenn du alle Gewinnwahrscheinlichkeiten kennst, wie groß muss dann die Wahrscheinlichkeit für eine Niete sein? - Wie hängen die Anzahl der Nieten, die Wahrscheinlichkeit für eine Niete und die Gesamtzahl der Lose zusammen?

Lösung

1. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für eine Niete: Da es nur diese drei Kategorien gibt, gilt \(P(\text{Niete}) = 1 - P(\text{Hauptgewinn}) - P(\text{Kleingewinn})\). Also \(P(\text{Niete}) = 1 - \frac{1}{50} - \frac{10}{50} = 1 - \frac{11}{50} = \frac{39}{50}\). In Dezimalzahlen: \(P(\text{Niete}) = 1 - 0{,}02 - 0{,}2 = 0{,}78\). 2. Bestimmung der Gesamtzahl \(T\): Es gilt \(P(\text{Niete}) = \frac{n_{\text{Niete}}}{T}\), also \(0{,}78 = \frac{390}{T}\). Daraus folgt \(T = \frac{390}{0{,}78} = 500\). 3. Anzahl der Hauptgewinne: \(n_{\text{Hauptgewinn}} = T \cdot P(\text{Hauptgewinn}) = 500 \cdot \frac{1}{50} = 10\).

Antwort

a) Insgesamt wurden 500 Lose vorbereitet. b) Es gibt 10 Hauptgewinne.
4136088
Aus den Buchstaben des Wortes „FAKTOR“ werden alle möglichen Buchstabenfolgen gebildet, wobei jeder Buchstabe genau einmal verwendet wird. Anschließend wird eine dieser Folgen gleichwahrscheinlich zufällig ausgewählt. a) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällige Folge mit den Buchstaben „F“ und „A“ in genau dieser Reihenfolge beginnt? b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass in einer zufälligen Folge die beiden Vokale (A und O) direkt nebeneinander stehen. Die Reihenfolge der Vokale innerhalb des Paares ist dabei egal.

Denkanstöße

- Wie viele Buchstaben hat das Wort insgesamt? Das hilft dir bei der Gesamtzahl der Möglichkeiten. - Wenn zwei Buchstaben an festen Positionen stehen, wie viele Plätze sind dann noch frei variierbar? - Wenn zwei Buchstaben nebeneinander stehen sollen, kannst du sie gedanklich zu einer Einheit zusammenfassen. Vergiss aber nicht, dass sie innerhalb dieser Einheit ihren Platz tauschen können.

Lösung

1. Gesamtzahl der Buchstabenfolgen bei 6 verschiedenen Buchstaben: \(6! = 720\). 2. Zu a): Die ersten beiden Stellen sind durch „F“ und „A“ fest belegt. Für die restlichen 4 Stellen gibt es \(4! = 24\) Möglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P = \frac{24}{720} = \frac{1}{30}\). 3. Zu b): Die Vokale A und O werden als ein Block betrachtet. Es gibt 5 Einheiten zu sortieren (der Block \(\{A, O\}\) und die Konsonanten F, K, T, R), was \(5! = 120\) Möglichkeiten ergibt. Da der Block intern als (A, O) oder (O, A) angeordnet sein kann, gibt es \(2 \cdot 120 = 240\) günstige Fälle. 4. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für b): \(P = \frac{240}{720} = \frac{1}{3}\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{30}\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{3}\).
4136118
Ein vierstelliges Codeschloss verwendet die Buchstaben A, B, C und D. a) Berechne die Anzahl aller möglichen Codes, wenn Buchstaben mehrfach verwendet werden dürfen. b) Berechne die Anzahl aller möglichen Codes, bei denen jeder der vier Buchstaben genau einmal vorkommt. c) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig gewählter Code aus a) kein „A“ enthält. d) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig gewählter Code aus b) mit der Buchstabenfolge „AD“ beginnt.

Denkanstöße

- Wenn ein Buchstabe gar nicht vorkommen darf, verringert sich die Anzahl der Wahlmöglichkeiten pro Stelle. - Wenn ein Code mit einer bestimmten Folge beginnt, sind diese Stellen bereits fest belegt. - Überlege bei Teil d), welche Buchstaben für die restlichen Plätze noch übrig sind.

Lösung

1. Anzahl für a): \(4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 = 4^4 = 256\). 2. Anzahl für b): \(4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1 = 4! = 24\). 3. Wahrscheinlichkeit für c): Wenn kein „A“ vorkommen darf, stehen pro Stelle nur 3 Buchstaben (B, C, D) zur Verfügung. Günstige Fälle: \(3^4 = 81\). Wahrscheinlichkeit \(P = \frac{81}{256}\). 4. Wahrscheinlichkeit für d): Der Code muss die Form ADxx haben. Da jeder Buchstabe nur einmal vorkommt, müssen die restlichen Stellen mit B und C gefüllt werden. Dafür gibt es \(2 \cdot 1 = 2\) Möglichkeiten (ADBC, ADCB). Wahrscheinlichkeit \(P = \frac{2}{24} = \frac{1}{12}\).

Antwort

a) 256 Codes. b) 24 Codes. c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{81}{256}\). d) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{12}\).
4136148
Bei einem 100-Meter-Lauf treten 8 Läufer auf den Bahnen 1 bis 8 gegeneinander an. Gehe davon aus, dass es keine Gleichstände gibt und alle möglichen Zieleinlaufreihenfolgen gleich wahrscheinlich sind. a) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass die Läufer der Bahnen 1, 2 und 3 in genau dieser Reihenfolge Gold (Platz 1), Silber (Platz 2) und Bronze (Platz 3) gewinnen. b) Zeige rechnerisch, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Läufer der Bahnen 1, 2 und 3 die ersten drei Plätze in irgendeiner beliebigen Reihenfolge belegen, genau sechsmal so hoch ist wie das Ergebnis aus Teilaufgabe a). c) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass keiner der Läufer von Bahn 1, 2 oder 3 unter den ersten drei Plätzen (Medaillenrängen) landet.

Denkanstöße

- Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es, den ersten, zweiten und dritten Platz aus 8 Läufern zu besetzen? - Überlege dir für Teil b), wie viele verschiedene Anordnungen es für die drei Läufer auf den ersten drei Plätzen gibt. - Wenn die Läufer 1, 2 und 3 keine Medaille gewinnen, aus wie vielen Läufern müssen dann die ersten drei Plätze bestehen?

Lösung

1. Gesamtzahl der möglichen Belegungen der ersten drei Plätze: Es gibt \(8 \cdot 7 \cdot 6 = 336\) Möglichkeiten. 2. Wahrscheinlichkeit für die exakte Reihenfolge (1, 2, 3): Es gibt nur 1 günstiges Ergebnis. \(P(a) = \frac{1}{336}\). 3. Wahrscheinlichkeit für die Bahnen 1, 2, 3 in beliebiger Reihenfolge: Es gibt \(3 \cdot 2 \cdot 1 = 6\) mögliche Reihenfolgen für diese drei Läufer auf den ersten drei Plätzen. Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(b) = \frac{6}{336} = \frac{1}{56}\). Da \(6 \cdot \frac{1}{336} = \frac{6}{336}\), ist die Wahrscheinlichkeit genau sechsmal so hoch. 4. Wahrscheinlichkeit, dass keiner der drei eine Medaille gewinnt: Die ersten drei Plätze müssen durch die restlichen \(8 - 3 = 5\) Läufer besetzt werden. Anzahl der Möglichkeiten: \(5 \cdot 4 \cdot 3 = 60\). Die Wahrscheinlichkeit ist \(P(c) = \frac{60}{336} = \frac{5}{28}\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{336}\). b) Da es \(3 \cdot 2 \cdot 1 = 6\) verschiedene Reihenfolgen für die drei Läufer gibt, ist die Wahrscheinlichkeit \(\frac{6}{336}\), was genau \(6 \cdot \frac{1}{336}\) entspricht. c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{5}{28}\).
4136178
In einer Schüler-AG mit 12 Mitgliedern (davon 4 Mädchen und 8 Jungen) müssen drei verschiedene Ämter besetzt werden: ein Vorsitzender, ein Kassenwart und ein Schriftführer. Jedes Mitglied kann höchstens ein Amt übernehmen. a) Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es, diese drei Ämter zu besetzen? b) Wenn die Ämter durch Losverfahren rein zufällig vergeben werden, wie groß ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass alle drei Ämter von Mädchen besetzt werden?

Denkanstöße

- Spielt die Reihenfolge (bzw. welches Amt wer bekommt) hier eine Rolle? - Wie viele Personen kommen für das erste Amt infrage? Wie viele sind es dann noch für das zweite? - Wie ändert sich die Anzahl der Möglichkeiten, wenn du nur eine bestimmte Gruppe (z. B. nur Mädchen) betrachtest?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtzahl der Möglichkeiten (Variation ohne Wiederholung): Für das erste Amt gibt es 12, für das zweite 11 und für das dritte 10 Kandidaten. \(|\Omega| = 12 \cdot 11 \cdot 10 = 1\,320\). 2. Berechnung der günstigen Fälle (nur Mädchen): Es gibt 4 Mädchen für das erste Amt, 3 für das zweite und 2 für das dritte. \(|A| = 4 \cdot 3 \cdot 2 = 24\). 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit: \(P = \frac{24}{1\,320}\). Durch Kürzen (beide durch 24 teilbar) ergibt sich \(P = \frac{1}{55}\).

Antwort

a) Es gibt \(1\,320\) Möglichkeiten. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{1}{55}\) (ca. \(1{,}8\,\%\)).
4136448
Ein fairer Spielwürfel wird viermal nacheinander geworfen. Wir betrachten die beiden Ereignisse: E: „Es wird mindestens eine Sechs gewürfelt.“ F: „Es wird genau eine Sechs gewürfelt.“ Berechne die Wahrscheinlichkeiten für beide Ereignisse. Welches der beiden Ereignisse ist wahrscheinlicher? Begründe deine Antwort ohne eine Skizze des gesamten Baumdiagramms.

Denkanstöße

- Wie hängen die Ereignisse „genau eine Sechs“ und „mindestens eine Sechs“ zusammen? Ist das eine im anderen enthalten? - Nutze für „mindestens eine“ den Trick mit dem Gegenereignis. - Wie viele verschiedene Pfade im Baumdiagramm enthalten genau eine Sechs bei vier Würfen?

Lösung

1. Grundlagen: \(P(6) = \frac{1}{6}\) und \(P(\text{keine } 6) = \frac{5}{6}\). 2. Berechnung von \(P(E)\): Über das Gegenereignis „keine Sechs bei 4 Würfen“. \(P(\text{keine } 6) = (\frac{5}{6})^4 = \frac{625}{1\,296}\). Somit \(P(E) = 1 - \frac{625}{1\,296} = \frac{671}{1\,296} \approx 0{,}5177\). 3. Berechnung von \(P(F)\): Es gibt 4 Pfade mit genau einer Sechs (z. B. \(6, \text{keine 6}, \text{keine 6}, \text{keine 6}\)). Jeder Pfad hat die Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{6} \cdot (\frac{5}{6})^3 = \frac{125}{1\,296}\). Also \(P(F) = 4 \cdot \frac{125}{1\,296} = \frac{500}{1\,296} \approx 0{,}3858\). 4. Vergleich: Da \(\frac{671}{1\,296} > \frac{500}{1\,296}\), ist Ereignis E wahrscheinlicher. Logische Begründung: Ereignis F ist eine Teilmenge von Ereignis E (wenn genau eine Sechs fällt, fällt auch mindestens eine Sechs). Da es in E noch weitere Möglichkeiten gibt (z. B. zwei Sechsen), muss E wahrscheinlicher sein.

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit für Ereignis E beträgt \(\frac{671}{1\,296} \approx 51{,}77\,\%\). Die Wahrscheinlichkeit für Ereignis F beträgt \(\frac{500}{1\,296} \approx 38{,}58\,\%\). Ereignis E ist wahrscheinlicher, da es das Ereignis F sowie die Fälle mit zwei, drei oder vier Sechsen umfasst.
4136468
Eine Schulklasse besteht aus 20 Jugendlichen: 12 Mädchen und 8 Jungen. Für eine Projektgruppe werden zwei Personen zufällig ausgelost. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Jungen ausgewählt werden. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass genau ein Mädchen und genau ein Junge ausgewählt werden. c) Einer der Jungen, Lukas, weiß bereits, dass er selbst nicht für die Gruppe ausgelost wurde. Er berechnet nun aus seiner Sicht die Wahrscheinlichkeit, dass seine beiden Freunde (ebenfalls Jungen) gemeinsam die Projektgruppe bilden. Wie hoch ist diese Wahrscheinlichkeit?

Denkanstöße

- Achte bei b) darauf, dass die Reihenfolge der Ziehung (erst Mädchen, dann Junge oder umgekehrt) eine Rolle für die Pfade spielt. - Wie viele Personen kommen in Teil c) noch für die Gruppe infrage, wenn Lukas sich selbst ausschließt? - Wie viele Möglichkeiten gibt es, ein bestimmtes Paar aus einer Gruppe zu ziehen?

Lösung

1. Wahrscheinlichkeit für zwei Jungen: \(\frac{8}{20} \cdot \frac{7}{19} = \frac{56}{380} = \frac{14}{95} \approx 0{,}147\) bzw. \(14{,}7\,\%\). 2. Wahrscheinlichkeit für ein Mädchen und einen Jungen: Es gibt zwei Pfade im Baumdiagramm (Mädchen-Junge oder Junge-Mädchen). Rechnung: \((\frac{12}{20} \cdot \frac{8}{19}) + (\frac{8}{20} \cdot \frac{12}{19}) = \frac{96}{380} + \frac{96}{380} = \frac{192}{380} = \frac{48}{95} \approx 0{,}505\) bzw. \(50{,}5\,\%\). 3. Bedingte Sichtweise von Lukas: Da Lukas weiß, dass er nicht dabei ist, gibt es für ihn nur noch 19 mögliche Personen für die 2 Plätze. Die Anzahl der Möglichkeiten, 2 Personen aus 19 zu wählen, ist \(\frac{19 \cdot 18}{2} = 171\). Da es nur genau eine Kombination seiner beiden Freunde gibt, ist die Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{171} \approx 0{,}0058\) bzw. \(0{,}58\,\%\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{14}{95} \approx 14{,}7\,\%\). b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{48}{95} \approx 50{,}5\,\%\). c) Aus Lukas' Sicht beträgt die Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{171} \approx 0{,}58\,\%\).
4136838
Ein Spielset besteht aus so vielen Spielsteinen, wie das Wort „PROZENTSATZ“ verschiedene Buchstaben hat. Jeder Stein steht für genau einen dieser verschiedenen Buchstaben. Die Steine werden nach folgendem Schema gefärbt: - **Rot**: Alle Vokale unter den verschiedenen Buchstaben. - **Blau**: Alle Konsonanten unter den verschiedenen Buchstaben, die auch im Wort „ZINS“ vorkommen. - **Grün**: Alle übrigen verschiedenen Buchstaben des Wortes. Ein Stein wird zufällig aus dem Set gezogen. Bestimme die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Farben Rot, Blau und Grün.

Denkanstöße

- Was bedeutet „verschiedene Buchstaben“? Schreibe das Wort auf und streiche alle Buchstaben durch, die du schon einmal notiert hast. - Unterscheide klar zwischen der Menge aller Buchstaben im Wort und der Menge der *verschiedenen* Buchstaben. - Gehe die Liste der verschiedenen Buchstaben Buchstabe für Buchstabe durch und ordne sie den Farbregeln zu. - Prüfe, ob ein Konsonant aus der Liste im Wort „ZINS“ enthalten ist, um die blauen Steine zu finden.

Lösung

1. Bestimmung der verschiedenen Buchstaben im Wort „PROZENTSATZ“: P, R, O, Z, E, N, T, S, A. (Die Buchstaben T und Z kommen doppelt vor, werden aber nur einmal gezählt). Es gibt insgesamt 9 verschiedene Buchstaben, also 9 Steine. 2. Identifikation der roten Steine (Vokale aus der Liste): O, E, A. Das sind 3 Steine. \(P(\text{Rot}) = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}\). 3. Identifikation der blauen Steine (Konsonanten aus der Liste, die in „ZINS“ vorkommen): Z, N, S. Das sind 3 Steine. \(P(\text{Blau}) = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}\). 4. Identifikation der grünen Steine (restliche Buchstaben): P, R, T. Das sind 3 Steine. \(P(\text{Grün}) = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}\). 5. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung ist gleichmäßig: Jede Farbe hat die Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{3}\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeitsverteilung ist: \(P(\text{Rot}) = \frac{1}{3}\) \(P(\text{Blau}) = \frac{1}{3}\) \(P(\text{Grün}) = \frac{1}{3}\)

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