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Ein fünfseitiger Kreisel mit den Flächen \(S_1\), \(S_2\), \(S_3\), \(S_4\) und \(S_5\) wird gedreht. Aufgrund der Bauweise des Kreisels sind die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Flächen nicht gleich groß. Es wird ein Wahrscheinlichkeitsmodell erstellt, bei dem sich die Wahrscheinlichkeiten der Flächen wie \(2 : 1 : 4 : 2 : 3\) verhalten.
a) Berechne die Wahrscheinlichkeiten \(P(S_1)\) bis \(P(S_5)\).
b) Gegeben sind die Ereignisse \(A = \{S_1; S_2; S_3\}\) und \(B = \{S_3; S_4; S_5\}\). Bestimme die Wahrscheinlichkeiten \(P(A)\), \(P(B)\), \(P(A \cap B)\) und \(P(A \cup B)\).
Denkanstöße
- Stelle dir vor, die Gesamtwahrscheinlichkeit von 1 wird in eine bestimmte Anzahl gleicher Teile zerlegt.
- Wie viele dieser Teile entfallen auf jedes Ergebnis, wenn du das gegebene Verhältnis betrachtest?
- Überlege dir, welche Ergebnisse gleichzeitig in beiden Ereignissen vorkommen.
- Was bedeutet es für die Wahrscheinlichkeit der Vereinigung, wenn alle möglichen Ergebnisse abgedeckt sind?
Lösung
1. Bestimmung der Gesamtzahl der Anteile aus dem Verhältnis \(2 : 1 : 4 : 2 : 3\): \(2 + 1 + 4 + 2 + 3 = 12\).
2. Berechnung der Einzelwahrscheinlichkeiten durch Division der Anteile durch die Gesamtzahl:
\(P(S_1) = \frac{2}{12} = \frac{1}{6}\)
\(P(S_2) = \frac{1}{12}\)
\(P(S_3) = \frac{4}{12} = \frac{1}{3}\)
\(P(S_4) = \frac{2}{12} = \frac{1}{6}\)
\(P(S_5) = \frac{3}{12} = \frac{1}{4}\)
3. Berechnung der Wahrscheinlichkeiten für die Ereignisse durch Summation der Elementarereignisse:
\(P(A) = P(S_1) + P(S_2) + P(S_3) = \frac{2+1+4}{12} = \frac{7}{12}\)
\(P(B) = P(S_3) + P(S_4) + P(S_5) = \frac{4+2+3}{12} = \frac{9}{12} = \frac{3}{4}\)
4. Schnittmenge \(A \cap B = \{S_3\}\): \(P(A \cap B) = P(S_3) = \frac{4}{12} = \frac{1}{3}\).
5. Vereinigungsmenge \(A \cup B = \{S_1; S_2; S_3; S_4; S_5\}\): \(P(A \cup B) = \frac{2+1+4+2+3}{12} = 1\).
Antwort
a) \(P(S_1) = \frac{1}{6}\), \(P(S_2) = \frac{1}{12}\), \(P(S_3) = \frac{1}{3}\), \(P(S_4) = \frac{1}{6}\), \(P(S_5) = \frac{1}{4}\)
b) \(P(A) = \frac{7}{12}\), \(P(B) = \frac{3}{4}\), \(P(A \cap B) = \frac{1}{3}\), \(P(A \cup B) = 1\)
