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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 22.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Baumdiagramme

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43753510
Bei 600 Websitebesuchen nutzten 360 Personen die App. Von ihnen kauften 216 etwas; unter den 240 übrigen Personen kauften 72 etwas. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Person etwas kauft.
Abbildung zur Aufgabe 437535

Denkanstöße

- Fasse die Käufer aus beiden ersten Gruppen zusammen. - Beziehe die Summe auf alle Besuche.

Lösung

1. Käufer insgesamt: \(216+72=288\). 2. Wahrscheinlichkeit: \(288:600=0{,}48\).

Antwort

\(0{,}48=48\,\%\).
43752910
Zwei Baumdiagramme beschreiben Ziehungen aus einem Beutel mit 3 roten und 2 blauen Kugeln. Ordne „mit Zurücklegen“ und „ohne Zurücklegen“ richtig zu und begründe die Zuordnung.
Abbildung zur Aufgabe 437529

Denkanstöße

- Vergleiche die Wahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe mit denen der ersten. - Welche Handlung hält die Zusammensetzung des Beutels unverändert?

Lösung

1. Diagramm A: zweite Wahrscheinlichkeiten bleiben \(\frac{3}{5}\) und \(\frac{2}{5}\); mit Zurücklegen. 2. Diagramm B: zweite Wahrscheinlichkeiten ändern sich auf Brüche mit Nenner \(4\); ohne Zurücklegen.

Antwort

A: mit Zurücklegen; B: ohne Zurücklegen.
42312310
In einer Schublade liegen 6 graue und 4 blaue Socken. Jemand nimmt im Dunkeln nacheinander zwei Socken aus der Schublade, ohne sie zurückzulegen. a) Wie viele verschiedene Pfade (Endergebnisse) hat das zugehörige Baumdiagramm? b) Bestimme die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die beiden entnommenen Socken die gleiche Farbe haben. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine der beiden Socken blau ist.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viele Möglichkeiten es bei jedem einzelnen Zug gibt. - Beachte, dass sich die Gesamtzahl der Socken nach dem ersten Zug verringert. - Wie viele Socken einer Farbe sind noch übrig, nachdem bereits eine Socke dieser Farbe gezogen wurde? - Das Gegenereignis kann Rechnungen oft erheblich vereinfachen. Was ist das Gegenteil von „mindestens eine blaue Socke“?

Lösung

1. Anzahl der Pfade: Da in jedem der zwei Züge zwei Farben möglich sind (Grau, Blau), ergeben sich \(2 \cdot 2 = 4\) mögliche Pfade im Baumdiagramm: (g, g), (g, b), (b, g) und (b, b). 2. Wahrscheinlichkeit für gleiche Farben: Es gibt insgesamt 10 Socken. Die Wahrscheinlichkeit für zwei graue Socken ist \(P(g, g) = \frac{6}{10} \cdot \frac{5}{9} = \frac{30}{90}\). Die Wahrscheinlichkeit für zwei blaue Socken ist \(P(b, b) = \frac{4}{10} \cdot \frac{3}{9} = \frac{12}{90}\). Die Gesamtwahrscheinlichkeit ist die Summe: \(P(\text{gleich}) = \frac{30}{90} + \frac{12}{90} = \frac{42}{90} = \frac{7}{15} \approx 0{,}4667\). 3. Wahrscheinlichkeit für mindestens eine blaue Socke: Dies lässt sich über das Gegenereignis „keine blaue Socke“ (also zwei graue Socken) berechnen. \(P(\text{mind. eine blau}) = 1 - P(g, g) = 1 - \frac{30}{90} = \frac{60}{90} = \frac{2}{3} \approx 0{,}6667\).

Antwort

a) Es gibt 4 Pfade. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{7}{15}\) (ca. \(46{,}7\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{2}{3}\) (ca. \(66{,}7\,\%\)).
42312410
In einer Fabrik werden elektronische Bauteile hergestellt. Erfahrungsgemäß sind \(90\,\%\) der Teile einwandfrei (\(E\)), während \(10\,\%\) fehlerhaft (\(F\)) sind. Für eine Qualitätsprüfung werden aus einer sehr großen Produktionsmenge nacheinander drei Bauteile entnommen. Da die Menge sehr groß ist, kann das Experiment als Ziehen mit Zurücklegen betrachtet werden. a) Wie viele Endknoten hat das vollständige Baumdiagramm für diesen dreistufigen Versuch? b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass alle drei geprüften Teile einwandfrei sind. c) Bestimme die Wahrscheinlichkeit dafür, dass unter den drei Teilen genau ein fehlerhaftes Bauteil ist.

Denkanstöße

- Stelle dir vor, wie viele Verzweigungen an jedem Knoten des Baumes entstehen. - Multipliziere die Wahrscheinlichkeiten entlang eines Pfades, um die Wahrscheinlichkeit für ein bestimmtes Gesamtergebnis zu erhalten. - Identifiziere alle Pfade, die die Bedingung „genau ein fehlerhaftes Teil“ erfüllen. - Haben diese Pfade alle die gleiche Wahrscheinlichkeit? Wenn ja, wie oft kommen sie vor?

Lösung

1. Anzahl der Endknoten: In jeder der drei Stufen gibt es 2 Möglichkeiten (\(E\) oder \(F\)). Somit hat das Baumdiagramm \(2^3 = 8\) Endknoten. 2. Wahrscheinlichkeit für drei einwandfreie Teile: Der Pfad lautet \((E, E, E)\). Die Wahrscheinlichkeit berechnet sich nach der ersten Pfadregel zu \(P(E, E, E) = 0{,}9 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}9 = 0{,}9^3 = 0{,}729\). 3. Wahrscheinlichkeit für genau ein fehlerhaftes Teil: Es gibt drei Pfade, die genau ein \(F\) enthalten: \((F, E, E)\), \((E, F, E)\) und \((E, E, F)\). Jeder dieser Pfade hat die Wahrscheinlichkeit \(0{,}1 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}9 = 0{,}081\). Nach der zweiten Pfadregel addiert man diese: \(P(\text{genau ein } F) = 3 \cdot 0{,}081 = 0{,}243\).

Antwort

a) Das Baumdiagramm hat 8 Endknoten. b) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}729\) (bzw. \(72{,}9\,\%\)). c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}243\) (bzw. \(24{,}3\,\%\)).
42337110
Ein Glücksrad mit drei gleich großen Sektoren, die mit den Zahlen 1, 2 und 3 beschriftet sind, wird dreimal nacheinander gedreht. a) Gib die Menge aller Ergebnisse (als Tripel) an, die zu den folgenden Ereignissen gehören: A: „Nur beim ersten Drehen eine 1.“ B: „Erst beim dritten Drehen eine 1.“ b) Bestimme die Anzahl der Ergebnisse für die Ereignisse: C: „Beim dritten Drehen eine 1.“ D: „Beim dritten Drehen keine 1.“ c) Berechne die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse A, B, C und D.

Denkanstöße

- Überlege dir bei jedem Ereignis, welche Bedingungen für die erste, zweite und dritte Zahl gelten. - „Nur beim ersten Mal“ bedeutet, dass es an den anderen Stellen auf keinen Fall vorkommen darf. - „Erst beim dritten Mal“ bedeutet, dass es davor nicht vorkommen darf, aber beim dritten Mal sicher dabei ist. - Wie viele Möglichkeiten gibt es insgesamt, wenn man ein Glücksrad mit drei Feldern dreimal dreht? - Erinnere dich an die Definition der Laplace-Wahrscheinlichkeit: Anzahl der günstigen Ergebnisse geteilt durch Anzahl der möglichen Ergebnisse.

Lösung

1. Ergebnismenge für A bestimmen: Das Ereignis „Nur beim ersten Drehen eine 1“ bedeutet, dass die erste Zahl eine 1 sein muss und die zweite sowie dritte Zahl keine 1 sein dürfen (also 2 oder 3). Dies ergibt die Menge \(A = \{(1, 2, 2), (1, 2, 3), (1, 3, 2), (1, 3, 3)\}\). 2. Ergebnismenge für B bestimmen: „Erst beim dritten Drehen eine 1“ bedeutet, dass die ersten beiden Zahlen keine 1 sind und die dritte Zahl eine 1 ist. Dies ergibt die Menge \(B = \{(2, 2, 1), (2, 3, 1), (3, 2, 1), (3, 3, 1)\}\). 3. Anzahl der Ergebnisse für C und D: Für C ist die dritte Stelle fest (eine 1), die ersten beiden Stellen können jeweils drei Werte (1, 2, 3) annehmen. Anzahl: \(3 \cdot 3 \cdot 1 = 9\). Für D ist die dritte Stelle eine 2 oder 3, die ersten beiden Stellen sind beliebig. Anzahl: \(3 \cdot 3 \cdot 2 = 18\). 4. Wahrscheinlichkeiten berechnen: Die Gesamtzahl der möglichen Ergebnisse ist \(3^3 = 27\). Da alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich sind (Laplace-Experiment), gilt: \(P(A) = \frac{4}{27}\) \(P(B) = \frac{4}{27}\) \(P(C) = \frac{9}{27} = \frac{1}{3}\) \(P(D) = \frac{18}{27} = \frac{2}{3}\)

Antwort

a) \(A = \{(1, 2, 2), (1, 2, 3), (1, 3, 2), (1, 3, 3)\}\); \(B = \{(2, 2, 1), (2, 3, 1), (3, 2, 1), (3, 3, 1)\}\) b) Anzahl für C: 9; Anzahl für D: 18 c) \(P(A) = \frac{4}{27}\); \(P(B) = \frac{4}{27}\); \(P(C) = \frac{1}{3}\); \(P(D) = \frac{2}{3}\)
43745610
Das Ausmultiplizieren von Binomen wie \((a+b)^3\) lässt sich durch ein Baumdiagramm veranschaulichen. Jeder Pfad von der Wurzel zu einem Blatt entspricht einem Produkt aus drei Faktoren (jeweils entweder \(a\) oder \(b\)). a) Wie viele verschiedene Pfade führen zu dem Endergebnis \(a^2b\)? b) Markiere diese Pfade im Diagramm. c) Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Anzahl dieser Pfade und dem Binomialkoeffizienten \(\binom{3}{2}\)?
Abbildung zur Aufgabe 437456

Denkanstöße

- Gehe im Kopf alle Wege im Baum durch und notiere dir die Buchstabenkombinationen an den Enden. - Wie viele Möglichkeiten gibt es, den Buchstaben \(b\) an eine der drei Positionen in einer Kette der Länge 3 zu setzen? - Was gibt der Binomialkoeffizient \(\binom{n}{k}\) allgemein an?

Lösung

1. Analyse des Baums: Ein 3-stufiger Baum mit den Ausgängen \(a\) und \(b\) hat insgesamt \(2^3 = 8\) Pfade. 2. Abzählen der Pfade für \(a^2b\): Die Pfade müssen zweimal \(a\) und einmal \(b\) enthalten. Dies sind: \((a, a, b)\), \((a, b, a)\) und \((b, a, a)\). Es gibt also 3 Pfade. 3. Binomialkoeffizient: Der Koeffizient \(\binom{n}{k}\) gibt an, auf wie viele Arten man \(k\) Objekte aus \(n\) Plätzen auswählen kann. Hier wählen wir aus \(n=3\) Stufen \(k=2\) Stufen für das Ereignis \(a\) aus. Da \(\binom{3}{2} = 3\), entspricht dies genau der Anzahl der Pfade.

Antwort

a) Es gibt 3 Pfade, die zum Term \(a^2b\) führen. b) Die Pfade sind: \(a \rightarrow a \rightarrow b\), \(a \rightarrow b \rightarrow a\) und \(b \rightarrow a \rightarrow a\). c) Der Binomialkoeffizient \(\binom{3}{2} = 3\) gibt genau die Anzahl der Möglichkeiten an, 2-mal \(a\) auf 3 Positionen zu verteilen.
43746210
Ein Basketballspieler führt drei Freiwürfe hintereinander aus. Er möchte am Ende genau zwei Treffer (T) erzielt haben. Das folgende Baumdiagramm zeigt die möglichen Verläufe, wobei die Knoten den jeweiligen „Zwischenstand“ (Anzahl der Treffer) nach jedem Wurf angeben. a) Wie viele verschiedene Pfade führen zu dem Endergebnis von genau zwei Treffern? Nenne diese Pfade (z. B. T-T-F für Treffer-Treffer-Fehlwurf). b) Welcher Zwischenstand muss nach dem zweiten Wurf vorliegen, damit es nach dem dritten Wurf noch möglich ist, genau zwei Treffer zu haben? c) Erkläre für jeden dieser Zwischenstände aus b), welches Ergebnis der dritte Wurf liefern muss, um das Ziel zu erreichen.
Abbildung zur Aufgabe 437462

Denkanstöße

- Schau dir die unterste Ebene des Baums an und suche alle Knoten mit der Beschriftung „2 Treffer“. - Verfolge diese Pfade vom Ende zurück zum Start, um die Zwischenstände nach dem zweiten Schritt zu finden. - Überlege dir: Wenn du schon zwei Treffer hast, was darfst du dann im letzten Wurf nicht mehr werfen? - Wenn du erst einen Treffer hast, was musst du dann unbedingt im letzten Wurf werfen?

Lösung

1. Identifikation der Pfade für genau zwei Treffer: Die Pfade sind T-T-F (Treffer, Treffer, Fehlwurf), T-F-T (Treffer, Fehlwurf, Treffer) und F-T-T (Fehlwurf, Treffer, Treffer). Es gibt insgesamt 3 solche Pfade. 2. Bestimmung der notwendigen Zwischenstände nach dem 2. Wurf: Damit nach dem 3. Wurf genau 2 Treffer vorliegen, muss nach dem 2. Wurf entweder der Zwischenstand „1 Treffer“ oder „2 Treffer“ erreicht worden sein. 3. Analyse der benötigten Ergebnisse im 3. Wurf: - Wenn nach dem 2. Wurf 1 Treffer vorliegt (Pfade T-F oder F-T), muss der 3. Wurf ein Treffer (T) sein. - Wenn nach dem 2. Wurf 2 Treffer vorliegen (Pfad T-T), muss der 3. Wurf ein Fehlwurf (F) sein. - Bei 0 Treffern nach dem 2. Wurf kann das Ziel nicht mehr erreicht werden.

Antwort

a) Es gibt 3 Pfade: T-T-F, T-F-T und F-T-T. b) Nach dem zweiten Wurf muss der Zwischenstand entweder 1 Treffer oder 2 Treffer sein. c) Bei einem Zwischenstand von 1 Treffer muss der dritte Wurf ein Treffer (T) sein; bei einem Zwischenstand von 2 Treffern muss der dritte Wurf ein Fehlwurf (F) sein.
43746410
Ein Bogenschütze trifft das Gold der Zielscheibe mit einer Wahrscheinlichkeit von \(80\,\%\). Er gibt nacheinander drei Schüsse ab. Wir bezeichnen einen Treffer im Gold mit \(G\) und einen Fehlschuss mit \(F\). a) Ergänze das untenstehende Baumdiagramm für alle drei Schüsse. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit für das Ereignis \(A\): „Der Bogenschütze erzielt genau zwei Treffer im Gold“. c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für das Ereignis \(B\): „Mindestens ein Schuss landet im Gold“?
Abbildung zur Aufgabe 437464

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viele Stufen das Zufallsexperiment hat. - Wie ändern sich die Wahrscheinlichkeiten an den Zweigen von Schuss zu Schuss? - Bei „genau zwei Treffern“ musst du alle Pfade finden, die genau zweimal den Buchstaben für einen Treffer enthalten. - Das Wort „mindestens“ ist oft ein Hinweis darauf, dass das Rechnen mit dem Gegenereignis einfacher sein könnte.

Lösung

1. Ergänzung des Baumdiagramms: Jede Verzweigung hat die Wahrscheinlichkeiten \(P(G) = 0{,}8\) und \(P(F) = 0{,}2\). Der Baum hat drei Stufen (für jeden Schuss eine). 2. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für Ereignis \(A\) (genau zwei Treffer): Die Pfade sind \((G, G, F)\), \((G, F, G)\) und \((F, G, G)\). Jeder Pfad hat die Wahrscheinlichkeit \(0{,}8 \cdot 0{,}8 \cdot 0{,}2 = 0{,}128\). Da es drei solche Pfade gibt, ist \(P(A) = 3 \cdot 0{,}128 = 0{,}384\). 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für Ereignis \(B\) (mindestens ein Treffer): Über das Gegenereignis \(\bar{B}\) (kein Treffer im Gold, also \((F, F, F)\)). Die Wahrscheinlichkeit für \(\bar{B}\) ist \(P(F, F, F) = 0{,}2^3 = 0{,}008\). Somit gilt \(P(B) = 1 - 0{,}008 = 0{,}992\).

Antwort

a) Jede Verzweigung trägt die Wahrscheinlichkeiten \(P(G)=0{,}8\) und \(P(F)=0{,}2\); der vollständige dreistufige Baum hat \(2^3=8\) Endknoten. b) \(P(A)=0{,}384\) (oder \(38{,}4\,\%\)). c) \(P(B)=0{,}992\) (oder \(99{,}2\,\%\)).
43753610
Wandle den Baum mit absoluten Häufigkeiten in ein Wahrscheinlichkeitsbaumdiagramm um. Gib alle sechs Astwahrscheinlichkeiten an.
Abbildung zur Aufgabe 437536

Denkanstöße

- Wie hängen die Zahlen eines Elternknotens und seiner Kinder zusammen? - Prüfe jede Astsumme.

Lösung

1. Erste Stufe: \(P(A)=300:500=0{,}6\), \(P(\overline{A})=200:500=0{,}4\). 2. Nach \(A\): \(P(B\mid A)=180:300=0{,}6\), \(P(\overline{B}\mid A)=120:300=0{,}4\). 3. Nach \(\overline{A}\): \(P(B\mid\overline{A})=50:200=0{,}25\), \(P(\overline{B}\mid\overline{A})=150:200=0{,}75\).

Antwort

Erste Stufe: \(0{,}6\), \(0{,}4\); nach \(A\): \(0{,}6\), \(0{,}4\); nach \(\overline{A}\): \(0{,}25\), \(0{,}75\).

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.