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

Sachaufgaben zu verknüpften Ereignissen

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4147529
In einem Sportverein mit \(150\) Mitgliedern wurde eine Umfrage zum Trainingsverhalten durchgeführt. Dabei gaben \(90\) Personen an, regelmäßig zu joggen, und \(75\) Personen, regelmäßig zu schwimmen. Zudem gab es \(30\) Mitglieder, die angaben, weder zu joggen noch zu schwimmen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewähltes Mitglied des Vereins beide Sportarten (Joggen und Schwimmen) betreibt.

Denkanstöße

- Wie viele Mitglieder betreiben mindestens eine der beiden Sportarten? - Wenn du die Jogger und die Schwimmer einfach addierst, welche Gruppe zählst du dann doppelt? - Wie hängen die Anzahl der Jogger, die Anzahl der Schwimmer, die Anzahl der Mitglieder mit mindestens einer der beiden Sportarten und die Anzahl der Mitglieder mit beiden Sportarten zusammen?

Lösung

1. Bestimmung der Anzahl der Mitglieder, die mindestens eine der beiden Sportarten betreiben: \(150 - 30 = 120\). 2. Anwendung des Additionssatzes für Mengen (oder Ereignisse): \(|J \cup S| = |J| + |S| - |J \cap S|\). 3. Einsetzen der bekannten Werte: \(120 = 90 + 75 - |J \cap S|\). 4. Berechnung der Anzahl der Mitglieder, die beides tun: \(|J \cap S| = 165 - 120 = 45\). 5. Berechnung der Wahrscheinlichkeit: \(P(J \cap S) = \frac{45}{150} = 0{,}3\).

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}3\) (oder \(30\,\%\)).
4147219
Ein Qualitätskontrolleur prüft \(500\) Bauteile auf zwei verschiedene Fehlerarten \(F_1\) und \(F_2\). - \(8\,\%\) der Bauteile weisen den Fehler \(F_1\) auf. - \(12\,\%\) der Bauteile weisen den Fehler \(F_2\) auf. - \(2\,\%\) der Bauteile weisen beide Fehler gleichzeitig auf. Berechne die absolute Anzahl der Bauteile, die genau einen der beiden Fehler aufweisen. Erläutere deinen Rechenweg kurz mithilfe von Mengenoperationen.

Denkanstöße

- Wandle zuerst die Prozentangaben in absolute Stückzahlen um. - Was bedeutet „genau ein Fehler“ im Gegensatz zu „mindestens ein Fehler“? - Kannst du die Menge der Bauteile mit Fehlern in verschiedene, sich nicht überschneidende Bereiche aufteilen?

Lösung

1. Berechnung der absoluten Häufigkeiten: \(H(F_1) = 0{,}08 \cdot 500 = 40\); \(H(F_2) = 0{,}12 \cdot 500 = 60\); \(H(F_1 \cap F_2) = 0{,}02 \cdot 500 = 10\). 2. Identifikation der gesuchten Menge: „Genau ein Fehler“ bedeutet, dass das Bauteil in \(F_1\), aber nicht in \(F_2\) liegt oder in \(F_2\), aber nicht in \(F_1\). Dies entspricht der Menge \((F_1 \setminus F_2) \cup (F_2 \setminus F_1)\). 3. Berechnung der Teilmengen: \(H(F_1 \setminus F_2) = H(F_1) - H(F_1 \cap F_2) = 40 - 10 = 30\). 4. Berechnung der zweiten Teilmenge: \(H(F_2 \setminus F_1) = H(F_2) - H(F_1 \cap F_2) = 60 - 10 = 50\). 5. Addition der disjunkten Teilmengen: \(30 + 50 = 80\).

Antwort

Es weisen \(80\) Bauteile genau einen der beiden Fehler auf. Rechnung: \(H(F_1) = 40\), \(H(F_2) = 60\), \(H(F_1 \cap F_2) = 10\). Nur \(F_1\): \(H(F_1 \setminus F_2) = 40 - 10 = 30\). Nur \(F_2\): \(H(F_2 \setminus F_1) = 60 - 10 = 50\). Gesamt: \(30 + 50 = 80\).
4147569
In einer Jahrgangsstufe mit \(120\) Jugendlichen wurde eine Umfrage zu Freizeitaktivitäten durchgeführt. Dabei gaben \(65\) Personen an, regelmäßig Sport im Verein zu treiben, und \(50\) Personen spielen ein Musikinstrument. \(25\) Jugendliche gaben an, weder Sport im Verein zu treiben noch ein Instrument zu spielen. a) Berechne, wie viele Jugendliche sowohl Sport im Verein treiben als auch ein Musikinstrument spielen. b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Jugendlicher aus dieser Stufe genau eine der beiden Aktivitäten ausübt?

Denkanstöße

- Wie viele Jugendliche üben mindestens eine der beiden genannten Aktivitäten aus? Nutze die Information über die Personen, die keine der beiden Aktivitäten ausüben. - Wenn du die Anzahl der Jugendlichen, die Sport treiben, und die Anzahl der Jugendlichen, die ein Instrument spielen, addierst, welche Gruppe hast du dann zu oft gezählt? - Was bedeutet „genau eine Aktivität“ im Vergleich zu „mindestens eine Aktivität“?

Lösung

1. Definition der Ereignisse: \(S\): Sport im Verein, \(M\): Musikinstrument. Gesamtzahl \(N = 120\). 2. Anzahl der Jugendlichen mit mindestens einer Aktivität: \(|S \cup M| = 120 - 25 = 95\). 3. Bestimmung der Schnittmenge mit dem Additionssatz: \(|S \cup M| = |S| + |M| - |S \cap M|\) führt zu \(95 = 65 + 50 - |S \cap M|\). 4. Berechnung der Schnittmenge: \(|S \cap M| = 65 + 50 - 95 = 20\). 5. Anzahl der Jugendlichen mit genau einer Aktivität: \((|S| - |S \cap M|) + (|M| - |S \cap M|) = (65 - 20) + (50 - 20) = 45 + 30 = 75\). 6. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für genau eine Aktivität: \(P = \frac{75}{120} = \frac{5}{8} = 0{,}625\).

Antwort

a) Es sind \(20\) Jugendliche. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{5}{8} = 0{,}625\) (oder \(62{,}5\,\%\)).
4147579
In einer Bäckerei kaufen \(80\,\%\) der Kunden Brot und \(45\,\%\) der Kunden Kuchen. \(30\,\%\) der Kunden kaufen beides. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kunde weder Brot noch Kuchen kauft. b) An einem Samstag kommen \(400\) Kunden in die Bäckerei. Wie viele dieser Kunden kaufen erwartungsgemäß nur Brot (und keinen Kuchen)?

Denkanstöße

- Versuche zuerst herauszufinden, wie viel Prozent der Kunden überhaupt etwas kaufen (Brot oder Kuchen). - Wie hängen die Ereignisse „mindestens eins“ und „keines von beiden“ zusammen? - Wenn jemand Brot kauft, gehört er entweder zur Gruppe „nur Brot“ oder zur Gruppe „Brot und Kuchen“.

Lösung

1. Definition der Ereignisse: \(B\): Kauf von Brot, \(K\): Kauf von Kuchen. 2. Gegebene Wahrscheinlichkeiten: \(P(B) = 0{,}80\), \(P(K) = 0{,}45\), \(P(B \cap K) = 0{,}30\). 3. Wahrscheinlichkeit für den Kauf von mindestens einem Produkt (Additionssatz): \(P(B \cup K) = P(B) + P(K) - P(B \cap K) = 0{,}80 + 0{,}45 - 0{,}30 = 0{,}95\). 4. Wahrscheinlichkeit für keines der Produkte: \(P(\text{keines}) = 1 - P(B \cup K) = 1 - 0{,}95 = 0{,}05\). 5. Wahrscheinlichkeit für nur Brot: \(P(B \setminus K) = P(B) - P(B \cap K) = 0{,}80 - 0{,}30 = 0{,}50\). 6. Erwartete Anzahl bei \(400\) Kunden: \(400 \cdot 0{,}50 = 200\).

Antwort

a) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(5\,\%\) (oder \(0{,}05\)). b) Es werden \(200\) Kunden erwartet, die nur Brot kaufen.
4152159
Im Rahmen einer Umfrage unter \(500\) Jugendlichen gaben \(80\,\%\) an, ein Tablet (\(T\)) zu besitzen. \(60\,\%\) besitzen einen Laptop (\(L\)). \(50\) der befragten Jugendlichen besitzen keines der beiden Geräte. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewählter Jugendlicher zwar ein Tablet, aber keinen Laptop besitzt.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst die tatsächliche Anzahl der Personen für jede Kategorie aus den Prozentangaben. - Wie viele Personen besitzen insgesamt mindestens eines der Geräte? - Wenn du die Gesamtzahl der Tablet-Besitzer kennst und weißt, wie viele davon auch einen Laptop haben, wie findest du den Rest?

Lösung

1. Umrechnung der Prozentangaben in absolute Häufigkeiten: - Gesamtzahl \(n = 500\) - \(n(T) = 0{,}80 \cdot 500 = 400\) - \(n(L) = 0{,}60 \cdot 500 = 300\) - \(n(\bar{T} \cap \bar{L}) = 50\) (weder Tablet noch Laptop) 2. Berechnung der Anzahl der Jugendlichen, die mindestens ein Gerät besitzen: \(n(T \cup L) = 500 - 50 = 450\) 3. Berechnung der Schnittmenge (beide Geräte) mithilfe der Additionsregel: \(n(T \cap L) = n(T) + n(L) - n(T \cup L) = 400 + 300 - 450 = 250\) 4. Berechnung der Anzahl „Tablet, aber kein Laptop“: \(n(T \cap \bar{L}) = n(T) - n(T \cap L) = 400 - 250 = 150\) 5. Berechnung der Wahrscheinlichkeit: \(P(T \cap \bar{L}) = \frac{150}{500} = 0{,}3\)

Antwort

Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}3\) (oder \(30\,\%\)).
4155739
Bei einer Marktforschung unter \(500\) Personen wurde der Besitz eines Smartphones (\(S\)) und eines Tablets (\(T\)) untersucht. Bekannt sind folgende Wahrscheinlichkeiten für eine zufällig ausgewählte Person: - Die Wahrscheinlichkeit, ein Smartphone zu besitzen, beträgt \(P(S) = 0{,}84\). - Die Wahrscheinlichkeit, ein Tablet zu besitzen, beträgt \(P(T) = 0{,}42\). - Die Wahrscheinlichkeit, dass jemand ein Smartphone, aber kein Tablet besitzt, beträgt \(P(S \cap \bar{T}) = 0{,}52\). a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit \(P(S \cap T)\), dass eine Person beide Geräte besitzt. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person keines der beiden Geräte besitzt. c) Beschreibe das Ereignis \(\bar{S} \cup \bar{T}\) im Sachkontext und berechne seine Wahrscheinlichkeit.

Denkanstöße

- Du kannst die Wahrscheinlichkeiten direkt wie Häufigkeiten in einer Vierfeldertafel behandeln (die Gesamtsumme ist dann 1). - Erinnere dich an den Zusammenhang zwischen einem Ereignis und seinem Gegenereignis. - Überlege dir bei Teilaufgabe c) mit den De-Morgan-Regeln oder einer Skizze, welche Personen genau gemeint sind. - „Nicht (\(S\) und \(T\))“ ist dasselbe wie „Nicht \(S\) oder nicht \(T\)“.

Lösung

1. Berechnung von \(P(S \cap T)\): - Es gilt \(P(S) = P(S \cap T) + P(S \cap \bar{T})\). - Einsetzen: \(0{,}84 = P(S \cap T) + 0{,}52 \implies P(S \cap T) = 0{,}84 - 0{,}52 = 0{,}32\). 2. Berechnung von \(P(\bar{S} \cap \bar{T})\): - Zuerst \(P(\bar{S} \cap T)\) bestimmen: \(P(T) = P(S \cap T) + P(\bar{S} \cap T) \implies 0{,}42 = 0{,}32 + P(\bar{S} \cap T) \implies P(\bar{S} \cap T) = 0{,}10\). - Dann \(P(\bar{S})\) bestimmen: \(P(\bar{S}) = 1 - P(S) = 1 - 0{,}84 = 0{,}16\). - Schließlich: \(P(\bar{S} \cap \bar{T}) = P(\bar{S}) - P(\bar{S} \cap T) = 0{,}16 - 0{,}10 = 0{,}06\). 3. Analyse von \(\bar{S} \cup \bar{T}\): - Bedeutung: Die Person besitzt kein Smartphone oder kein Tablet (das ist das logische Gegenteil von „besitzt beides“). - Berechnung: \(P(\bar{S} \cup \bar{T}) = 1 - P(S \cap T) = 1 - 0{,}32 = 0{,}68\). - Alternativ über Summe der Einzelwahrscheinlichkeiten: \(P(S \cap \bar{T}) + P(\bar{S} \cap T) + P(\bar{S} \cap \bar{T}) = 0{,}52 + 0{,}10 + 0{,}06 = 0{,}68\).

Antwort

a) \(P(S \cap T) = 0{,}32\). b) \(P(\bar{S} \cap \bar{T}) = 0{,}06\). c) Das Ereignis bedeutet, dass eine Person mindestens eines der beiden Geräte nicht besitzt. \(P(\bar{S} \cup \bar{T}) = 0{,}68\).

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