Aufgabe 2A
Die Sektoren des abgebildeten Glücksrads sind gleich groß und mit den Zahlen von 0 bis 9 beschriftet.

a)
Das Glücksrad wird zwanzigmal gedreht.
Bestimme die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse
und
„Es wird genau siebenmal eine ungerade Zahl erzielt.“
„Es wird mehr als siebenmal und höchstens zwölfmal eine ungerade Zahl erzielt.“
(5 BE)
b)
Das Glücksrad wird zweimal gedreht.
Untersuche, ob die Ereignisse
und
stochastisch unabhängig sind.
„Die Summe der erzielten Zahlen ist kleiner als 4.“
„Das Produkt der erzielten Zahlen ist 2 oder 3.“
Mit dem Glücksrad wird ein Spiel durchgeführt. Jeder Spieler darf das Glücksrad beliebig oft drehen.
Beendet er das Spiel selbst, bevor er eine „0“ erzielt, so wird ihm die Summe der erzielten Zahlen in Euro ausgezahlt.
Erzielt er eine „0“, so ist das Spiel dadurch beendet und es erfolgt keine Auszahlung.
(5 BE)
c)
Bei einem Spieler beträgt nach mehrmaligem Drehen des Glücksrads die Summe der erzielten Zahlen 60. Er dreht das Glücksrad genau ein weiteres Mal.
Berechne den Erwartungswert für den ausgezahlten Betrag.
(3 BE)
d)
Der Spieler dreht das Glücksrad bis er eine „0“ erzielt, aber höchstens
-mal. Der Erwartungswert für die Auszahlung beträgt in diesem Fall
Beurteile die folgende Aussage:
Es gibt zwei, aber nicht drei aufeinanderfolgende Werte von
für die die Erwartungswerte für die Auszahlung übereinstimmen.
Betrachtet wird nun ein Glücksrad mit 10 nicht gleich großen Sektoren. Die Sektoren sind mit den Zahlen von 0 bis 9 beschriftet.
(4 BE)
e)
Bei 80 Drehungen wird zwölfmal die „0“ erzielt.
Auf dieser Grundlage wird zur Sicherheitswahrscheinlichkeit
ein Konfidenzintervall für die Wahrscheinlichkeit, bei einer Drehung die „0“ zu erzielen, bestimmt.
Begründe, dass die obere Grenze des Konfidenzintervalls größer als 0,1 ist.
(4 BE)
f)
Bestimme die kleinste Anzahl an Drehungen, für die Folgendes gilt:
Wenn man bei genau
der Drehungen die „0“ erzielt, dann steht dies bei einer Sicherheitswahrscheinlichkeit von
nicht in Einklang mit der Annahme, dass beim Drehen des Glücksrads die „0“ mit einer Wahrscheinlichkeit von
erzielt wird.
(4 BE)
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a)
b)
Ergebnismenge von
bestimmen:
Ergebnismenge von
bestimmen:
Bei zwei der zehn Ergebnisse für
, aber nur bei vier Ergebnissen von allen ist das Produkt der erzielten Zahlen 2 oder 3.
Damit stimmen die Anteile der Ergebnisse mit dem Produkt 2 oder 3 unter allen Ergebnissen und unter denen mit einer Summe, die kleiner als 4 ist, nicht überein.
Die beiden Ereignisse sind also stochastisch abhängig.
Alternativer Lösungsweg
Die Ereignisse
und
sind genau dann stochastisch unabhängig, wenn gilt:
Wahrscheinlichkeiten berechnen:
Es gilt also:
Die beiden Ereignisse sind also stochastisch abhängig.
c)
Der Erwartungswert ergibt sich mit:
d)
Es soll gelten:
Der GTR liefert
als einzige Lösung.
Damit sind 9 und 10 die einzigen aufeinanderfolgenden Werte von
für die die Erwartungswerte für die Auszahlung übereinstimmen.
Die Aussage ist also richtig.
e)
f)
Das Stichprobenergebnis
steht nicht im Einklang mit der Annahme
, wenn
größer als die obere Grenze eines
-Prognoseintervalls ist.
Für die obere Grenze gilt:
Es folgt also
Für
gilt
Da jedoch bei genau
der Drehungen die „0“ erzielt werden soll, ist folglich 140 mit
die kleinste gesuchte Anzahl an Drehungen, für die die Aussage gilt.
Hinweis: Bei Verwendung anderer Näherungsverfahren können sich abweichende Ergebnisse ergeben.