In einer Fabrik werden Bauteile produziert, von denen \(95\,\%\) einwandfrei (\(G\)) sind und \(5\,\%\) als fehlerhaft (\(F\)) gelten. In einer Qualitätskontrolle werden vier Bauteile nacheinander geprüft. Dieser Vorgang wird als Bernoulli-Kette der Länge \(n = 4\) modelliert.
Betrachtet werden folgende Ereignisse:
A: „Nur das zweite Bauteil ist fehlerhaft.“
B: „Genau drei Bauteile sind einwandfrei.“
C: „Die ersten drei Bauteile sind einwandfrei.“
D: „Nur das vierte Bauteil ist fehlerhaft.“
a) Gib für die Ereignisse A bis D jeweils alle zugehörigen Ergebnisse in der Form \((x_1, x_2, x_3, x_4)\) an.
b) Welche der Ereignisse haben die gleiche Wahrscheinlichkeit? Begründe deine Entscheidung ohne Rechnung.
c) Berechne die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse A, B und C.
Denkanstöße
- Überlege dir bei jedem Ereignis, wie viele Pfade im Baumdiagramm dazu gehören.
- Was bedeutet das Wort „nur“ im Gegensatz zu „genau“ für die Anzahl der möglichen Pfade?
- Bei Ereignis C ist das Ergebnis des vierten Bauteils nicht festgelegt. Welche Möglichkeiten gibt es dafür?
- Ereignisse mit der gleichen Anzahl an Pfaden derselben Struktur haben oft die gleiche Wahrscheinlichkeit.
Lösung
1. Auflistung der Ergebnisse:
\(A = \{(G, F, G, G)\}\)
\(B = \{(F, G, G, G), (G, F, G, G), (G, G, F, G), (G, G, G, F)\}\)
\(C = \{(G, G, G, G), (G, G, G, F)\}\)
\(D = \{(G, G, G, F)\}\)
2. Vergleich der Wahrscheinlichkeiten: Die Ereignisse A und D bestehen jeweils aus genau einem Pfad mit drei Erfolgen und einem Misserfolg, daher gilt \(P(A) = P(D)\).
3. Berechnung der Wahrscheinlichkeiten:
\(P(A) = 0{,}95^3 \cdot 0{,}05 = 0{,}857375 \cdot 0{,}05 = 0{,}04286875\)
\(P(B) = 4 \cdot (0{,}95^3 \cdot 0{,}05) = 4 \cdot 0{,}04286875 = 0{,}171475\)
\(P(C) = 0{,}95^3 \cdot 0{,}95 + 0{,}95^3 \cdot 0{,}05 = 0{,}95^3 = 0{,}857375\)
Antwort
a) \(A = \{(G, F, G, G)\}\); \(B = \{(F, G, G, G), (G, F, G, G), (G, G, F, G), (G, G, G, F)\}\); \(C = \{(G, G, G, G), (G, G, G, F)\}\); \(D = \{(G, G, G, F)\}\)
b) \(P(A) = P(D)\), da beide Ereignisse nur ein Ergebnis mit derselben Anzahl an einwandfreien und fehlerhaften Bauteilen enthalten.
c) \(P(A) \approx 0{,}0429\); \(P(B) \approx 0{,}1715\); \(P(C) \approx 0{,}8574\)