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Kostenlose Arbeitsblätter

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

Zufallsgröße

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In einer Urne befinden sich fünf Kugeln, die mit den Zahlen 1 bis 5 beschriftet sind. Es werden nacheinander zwei Kugeln ohne Zurücklegen gezogen. Die Zufallsgröße \(X\) ordnet jedem Ergebnis die positive Differenz der beiden gezogenen Zahlen zu. Bestimme die Menge aller Werte, die \(X\) annehmen kann.

Denkanstöße

- Überlege dir, welche Zahlenpaare du ziehen kannst, wenn du keine Kugel doppelt nehmen darfst. - Berechne für jedes dieser Paare den Abstand zwischen den beiden Zahlen. - Was ist der kleinstmögliche und was der größtmögliche Abstand zwischen zwei verschiedenen Zahlen aus diesem Bereich?

Lösung

1. Identifikation der möglichen Ergebnisse beim Ziehen ohne Zurücklegen: Da zwei verschiedene Kugeln aus der Menge \(\{1, 2, 3, 4, 5\}\) gezogen werden, sind die möglichen Zahlenpaare \(\{1, 2\}, \{1, 3\}, \dots, \{4, 5\}\). 2. Berechnung der positiven Differenzen \(|a - b|\) für alle Paare: - Differenz 1: \(|1-2|, |2-3|, |3-4|, |4-5|\) - Differenz 2: \(|1-3|, |2-4|, |3-5|\) - Differenz 3: \(|1-4|, |2-5|\) - Differenz 4: \(|1-5|\) 3. Zusammenfassung der auftretenden Werte: Die Menge der möglichen Werte ist \(W = \{1, 2, 3, 4\}\).

Antwort

\(W = \{1, 2, 3, 4\}\)
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Zufallsexperiment: Ein fairer sechsseitiger Würfel wird zweimal geworfen. Die Zufallsgröße \(X\) beschreibt den Betrag der Differenz der beiden erzielten Augenzahlen. Gib das Ereignis \(X = 2\) als Menge von Tupeln an.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welche Augenzahlen ein Würfel überhaupt zeigen kann. - Was bedeutet der Begriff „Betrag der Differenz“ mathematisch? - Gehe die Möglichkeiten für den ersten Wurf (1 bis 6) schrittweise durch und prüfe, welche Zahl beim zweiten Wurf fallen muss, damit der Unterschied genau 2 beträgt. - Denk daran, dass die Reihenfolge der Würfe wichtig ist – das Ergebnis (1, 3) ist ein anderes als (3, 1).

Lösung

1. Identifikation der möglichen Ergebnisse für zwei Würfe: Alle Tupel \((a, b)\) mit \(a, b \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}\). 2. Aufstellen der Bedingung für die Zufallsgröße: \(|a - b| = 2\). 3. Systematisches Suchen der Paare, die die Bedingung erfüllen: - Für \(a=1\): \(|1-b|=2 \implies b=3\) - Für \(a=2\): \(|2-b|=2 \implies b=4\) - Für \(a=3\): \(|3-b|=2 \implies b=1\) oder \(b=5\) - Für \(a=4\): \(|4-b|=2 \implies b=2\) oder \(b=6\) - Für \(a=5\): \(|5-b|=2 \implies b=3\) - Für \(a=6\): \(|6-b|=2 \implies b=4\) 4. Zusammenfassen der Ergebnisse in einer Menge: \(E = \{(1, 3), (2, 4), (3, 1), (3, 5), (4, 2), (4, 6), (5, 3), (6, 4)\}\).

Antwort

\(E = \{(1, 3), (2, 4), (3, 1), (3, 5), (4, 2), (4, 6), (5, 3), (6, 4)\}\)
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Bei einem Wettbewerb gibt es drei Aufgaben. Für jede gelöste Aufgabe erhält man Punkte: 0 Punkte für eine falsche Lösung, 3 Punkte für eine teilweise richtige Lösung und 10 Punkte für eine vollständig richtige Lösung. Die Zufallsgröße \(X\) beschreibt die Gesamtpunktzahl, die ein Teilnehmer nach den drei Aufgaben erreichen kann. Gib die Menge aller möglichen Werte von \(X\) an.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welche Punktzahlen bei einer einzelnen Aufgabe möglich sind. - Gehe systematisch vor, um keine Kombination zu vergessen (z. B. erst alle Fälle ohne 10 Punkte, dann mit einer 10, usw.). - Erstelle eine Liste aller möglichen Summen, die aus drei dieser Einzelwerte gebildet werden können. - Achte darauf, jeden Summenwert in deiner Ergebnismenge nur einmal aufzuführen.

Lösung

1. Bestimmung der möglichen Punktzahlen pro Aufgabe: \(S = \{0, 3, 10\}\). 2. Systematische Ermittlung aller möglichen Summen von drei Werten aus \(S\): - Nur 0er und 3er: \(0+0+0=0\), \(0+0+3=3\), \(0+3+3=6\), \(3+3+3=9\). - Genau eine 10: \(0+0+10=10\), \(0+3+10=13\), \(3+3+10=16\). - Genau zwei 10er: \(0+10+10=20\), \(3+10+10=23\). - Drei 10er: \(10+10+10=30\). 3. Auflistung der eindeutigen Summen in aufsteigender Reihenfolge ergibt die Menge \(W = \{0, 3, 6, 9, 10, 13, 16, 20, 23, 30\}\).

Antwort

\(W = \{0, 3, 6, 9, 10, 13, 16, 20, 23, 30\}\)
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Zufallsexperiment: Eine Münze wird dreimal geworfen (Wappen: \(W\), Zahl: \(Z\)). Die Zufallsgröße \(X\) ist definiert als die Differenz „Anzahl der Wappen minus Anzahl der Zahlen“. Gib das Ereignis \(X = -1\) als Menge von Tripeln an.

Denkanstöße

- Wie viele Ergebnisse gibt es insgesamt, wenn man eine Münze dreimal wirft? - Überlege dir, wie viele Wappen und wie viele Zahlen vorkommen müssen, damit ihre Differenz (Wappen minus Zahlen) genau \(-1\) ergibt. - Gibt es mehr als eine Kombination von Wappen und Zahlen, die diese Bedingung erfüllt? - Schreibe alle möglichen Reihenfolgen auf, in denen diese Anzahl an Wappen und Zahlen auftreten kann.

Lösung

1. Bestimmung der möglichen Ausgänge bei drei Würfen: Es gibt \(2^3 = 8\) mögliche Tripel aus \(W\) und \(Z\). 2. Aufstellen der Gleichung für die Zufallsgröße: Sei \(n_W\) die Anzahl der Wappen und \(n_Z\) die Anzahl der Zahlen. Es gilt \(n_W + n_Z = 3\) und die Bedingung \(X = n_W - n_Z = -1\). 3. Lösen des Gleichungssystems: Aus \(n_W - (3 - n_W) = -1\) folgt \(2n_W - 3 = -1\), also \(2n_W = 2\) und somit \(n_W = 1\). Das Ereignis tritt ein, wenn genau ein Wappen und zwei Zahlen geworfen werden. 4. Auflisten aller Tripel mit einem \(W\) und zwei \(Z\): \((W, Z, Z)\), \((Z, W, Z)\), \((Z, Z, W)\). 5. Angabe als Menge: \(E = \{(W, Z, Z), (Z, W, Z), (Z, Z, W)\}\).

Antwort

\(E = \{(W, Z, Z), (Z, W, Z), (Z, Z, W)\}\)

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.