Die drei Axiome
FĂŒr die Ergebnisse a, b, c eines Experiments werden Wahrscheinlichkeiten vorgeschlagen. Bei welchem Vorschlag ist P(A) â„ 0 verletzt?
ErklĂ€rung: Eine Wahrscheinlichkeit darf nicht negativ sein, P(b) = â0,1 verletzt Axiom 1. Beim zweiten Vorschlag ist die Summe 1, beim dritten ebenfalls; der Wert 0 ist erlaubt.
Ein Experiment hat vier Ergebnisse. Der Vorschlag P = 0 fĂŒr jedes einzelne Ergebnis ist eine zulĂ€ssige Zuordnung.
ErklĂ€rung: Dann wĂ€re P(Ω) = 0 statt 1, das verletzt die Normierung. Der Wert 0 fĂŒr ein einzelnes Ergebnis ist erlaubt, aber nicht fĂŒr alle.
Ein WĂŒrfel wird geworfen, Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Wie groĂ ist P(Ω)?
ErklĂ€rung: Ω ist das sichere Ereignis; nach Axiom 2 gilt P(Ω) = 1 â unabhĂ€ngig davon, ob der WĂŒrfel fair ist.
Ein Experiment hat die Ergebnisse a, b, c, d. Es gilt P(a) = 0,35 und P(b) = 0,25; die Ergebnisse c und d sind gleich wahrscheinlich. Wie groĂ ist P(c)?
ErklĂ€rung: P(a) + P(b) + P(c) + P(d) = P(Ω) = 1, also P(c) + P(d) = 1 â 0,6 = 0,4. Weil beide gleich groĂ sind, ist P(c) = 0,2.
Ein WĂŒrfel wird geworfen. Bei welchem Ereignispaar darf man P(A âȘ B) = P(A) + P(B) ansetzen?
ErklÀrung: Nur gerade Zahl {2, 4, 6} und die 5 haben kein gemeinsames Ergebnis. Beim zweiten Paar liegen 4 und 6 in beiden Ereignissen, beim dritten 1 und 3.
Beim WĂŒrfeln sind âgerade Zahlâ und âZahl gröĂer als 4â unvereinbar.
ErklĂ€rung: Die 6 erfĂŒllt beide Bedingungen, also ist der Schnitt {6} nicht leer. Damit gilt Axiom 3 fĂŒr dieses Paar nicht.
Im Bild ist Ω ein Quadrat vom Inhalt 1; A und B sind Ereignisse als TeilflĂ€chen. Darf man P(A âȘ B) = P(A) + P(B) ansetzen?
ErklĂ€rung: Im ĂŒberlappenden Streifen wĂŒrde die FlĂ€che doppelt gezĂ€hlt. Axiom 3 setzt A â© B = â
voraus; sonst ist P(A âȘ B) kleiner als die Summe.
Auf 20 gleich wahrscheinlichen Feldern (Bild) gehören 6 blaue Felder zu A und 5 grĂŒne zu B; kein Feld liegt in beiden. Wie groĂ ist P(A âȘ B)? (Dezimalzahl)
ErklĂ€rung: A und B sind unvereinbar, also P(A âȘ B) = 6/20 + 5/20 = 11/20 = 0,55.
Ein fairer WĂŒrfel wird geworfen. A: Augenzahl 1, B: Augenzahl 2 oder 3, C: Augenzahl 6. Wie groĂ ist P(A âȘ B âȘ C)? (auf drei Dezimalen)
ErklĂ€rung: A, B und C haben paarweise keine gemeinsamen Ergebnisse: P = 1/6 + 2/6 + 1/6 = 4/6 â 0,667.
Auf Ω = {a, b, c} gilt P(a) = 0,2, P(b) = 0,3 und P(c) = 0,5. Es sei A = {a, b} und B = {b, c}.
PrĂŒfe, ob P die Axiome erfĂŒllt. Berechne P(A), P(B) und P(A âȘ B) und zeige, dass P(A âȘ B) â P(A) + P(B) ist. BegrĂŒnde mit Axiom 3, woran das liegt.
Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.
ErklĂ€rung: Axiom 3 verlangt A â© B = â
. Hier ĂŒberlappen A und B im Ergebnis b; die Summe P(A) + P(B) zĂ€hlt P(b) = 0,3 zweimal. P(A âȘ B) = P(A) + P(B) â P(A â© B) = 0,5 + 0,8 â 0,3 = 1.
Welche Tabelle ist ein Wahrscheinlichkeitsmaà auf Ω = {a, b, c}?
ErklĂ€rung: Beim ersten Vorschlag sind alle Werte â„ 0 und die Summe ist 1. Beim zweiten ist die Summe 1,2, beim dritten ist P(c) negativ â obwohl die Summe 1 betrĂ€gt.
Das Diagramm zeigt vorgeschlagene Wahrscheinlichkeiten fĂŒr Ω = {1, 2, 3, 4, 5}. Ist das ein WahrscheinlichkeitsmaĂ?
ErklĂ€rung: 0,3 + 0,3 + 0,2 + 0,1 + 0,2 = 1,1 â 1. Dass jeder Wert zwischen 0 und 1 liegt, genĂŒgt nicht: Axiom 2 verlangt zusĂ€tzlich P(Ω) = 1.
FĂŒr Ω = {a, b, c, d} ist P(a) = P(b) = P(c) = P(d) = 0,25 ein WahrscheinlichkeitsmaĂ.
ErklĂ€rung: Alle Werte sind â„ 0, und 4 · 0,25 = 1. Damit sind Axiom 1 und 2 erfĂŒllt; jedes Ereignis erhĂ€lt als P die Summe seiner Ergebnisse.
Auf Ω = {a, b, c} werden P(a) = 0,5, P(b) = 0,4 und P(c) = 0,3 vorgeschlagen. Wie groà ist die Summe der drei Werte?
ErklĂ€rung: 0,5 + 0,4 + 0,3 = 1,2. Wegen P(Ω) = 1 mĂŒsste die Summe 1 sein: Der Vorschlag ist kein WahrscheinlichkeitsmaĂ.
Auf Ω = {a, b, c, d} gilt P(a) = x, P(b) = 2x, P(c) = 3x und P(d) = 4x. FĂŒr welches x ist das ein WahrscheinlichkeitsmaĂ?
ErklÀrung: x + 2x + 3x + 4x = 10x = 1, also x = 0,1. Die Werte 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 sind alle ℠0.