Die Vierfeldertafel

The two-way table

Mathematik Klasse 11 18 Aufgaben
WahrscheinlichkeitBedingte WahrscheinlichkeitVierfeldertafel

Die Vierfeldertafel zĂ€hlt dieselben Personen wie der Baum, aber nach zwei Merkmalen in vier Feldern: Innenfelder sind Schnitte, RĂ€nder sind Summen. FĂŒr P_A(B) ist die Zeile A der neue Grundraum – man teilt das Feld A ∩ B durch die Zeilensumme, nicht durch die Gesamtzahl. RĂ€umt aus, durch die falsche Zahl zu teilen und Feld und bedingte Wahrscheinlichkeit gleichzusetzen. Baum und Tafel lassen sich ineinander umrechnen; das bereitet die Umkehrung beim Test, die Produktprobe der UnabhĂ€ngigkeit und das Lesen von Teilmengen vor.

Derselbe Kurs, jetzt mit 200 Personen und gezĂ€hlt statt gezeichnet. In einer Vierfeldertafel stehen die Zeilen fĂŒr A und , die Spalten fĂŒr B und . Jedes Innenfeld ist ein Schnitt: 72 Personen waren dabei und bestehen, . Die RĂ€nder sind Summen, 72 + 8 = 80 waren dabei.

Tippe auf eine Zeile, eine Spalte oder ein Feld. Welche Zahl gehört zu „dabei und bestanden“?

Die Zeile ist der Grundraum. fragt nur nach den Personen aus A, also nach der Zeile A: . Das Feld durch die Gesamtzahl zu teilen, 72 : 200 = 0,36, ergibt dagegen – den Schnitt, nicht die Bedingung.

Dieselbe Tafel gibt es auch mit Wahrscheinlichkeiten: Teilt man jedes Feld durch 200, stehen dort 0,36, 0,04, 0,12 und 0,48; die RĂ€nder sind 0,4, 0,6, 0,48 und 0,52. Die Spalte B hat 72 + 24 = 96 Personen, also . FĂŒr Spalten gilt dasselbe wie fĂŒr Zeilen: Wer nach fragt, teilt durch die Spaltensumme 96.

Baum und Tafel zeigen dieselben Zahlen. Vom Baum zur Tafel: Feld = Gesamtzahl · Pfad, also 200 · 0,4 · 0,9 = 72. Von der Tafel zum Baum: erste Stufe = Zeilensumme : Gesamtzahl (80 : 200 = 0,4), zweite Stufe = Feld : Zeilensumme (72 : 80 = 0,9).

Leicht
Multiple Choice #1 30s ▶ Testen

Die Tafel zeigt 400 SchĂŒler:innen (O = Oberstufe, Ì = Unter- und Mittelstufe, R = kommt mit dem Rad). Welche Zahl zĂ€hlt die Personen aus Ì, die mit dem Rad kommen (Ì ∩ R)?

  • ● 100
  • ○ 240
  • ○ 140
Das Innenfeld in Zeile Ì und Spalte R ist der Schnitt: 100. Die 240 ist die Zeilensumme (alle aus Ì), die 140 die Spaltensumme (alle mit Rad).
Wahr / Falsch #2 20s ▶ Testen

In der Tafel ist die 160 rechts neben der Zeile O eine Summe: Sie zÀhlt alle Personen der Oberstufe, mit und ohne Rad.

✓ Wahr
RĂ€nder sind Summen: 40 + 120 = 160, die Zeile O ohne RĂŒcksicht auf das Rad.
Multiple Choice #3 30s ▶ Testen

Wie groß ist P_O(R), die Wahrscheinlichkeit fĂŒr „Rad“ unter der Bedingung „Oberstufe“?

  • ● 0,25
  • ○ 0,1
  • ○ 0,29
Bedingung O: Der Grundraum ist die Zeile O mit 160 Personen. P_O(R) = 40 : 160 = 0,25. 0,1 (40 : 400) ist P(O ∩ R), und 40 : 140 wĂ€re P_R(O) – der Nenner gehört zur Bedingung.
Wahr / Falsch #4 20s ▶ Testen

Um P_Ì(R) zu berechnen, teilt man das Feld Ì ∩ R durch die Gesamtzahl 400.

✓ Falsch
Bei P_Ì(R) ist Ì die Bedingung, der Nenner also die Zeilensumme 240: 100 : 240 ≈ 0,42. Durch 400 zu teilen ergibt P(Ì ∩ R) = 0,25.
Multiple Choice #5 30s ▶ Testen

Der Baum gehört zu 500 Personen. Welche Zahl steht in der Tafel im Feld A ∩ B?

  • ● 60
  • ○ 150
  • ○ 200
Feld = Gesamtzahl · Pfad = 500 · 0,4 · 0,3 = 60. 150 (500 · 0,3) vergisst die erste Stufe, 200 (500 · 0,4) ist die Zeilensumme von A.
Wahr / Falsch #6 20s ▶ Testen

Aus der Tafel ergibt sich im Baum der zweite Ast am Knoten O als P_O(R) = 40 : 160.

✓ Wahr
Die zweite Stufe am Knoten O ist die bedingte Wahrscheinlichkeit P_O(R) = Feld : Zeilensumme = 40 : 160 = 0,25.
Wahr / Falsch #7 25s ▶ Testen

Vierfeldertafel: A und B: 15, A und nicht B: 25. Steht am Rand der Zeile A die Zahl 40?

✓ Ja
Wahr / Falsch #8 25s ▶ Testen

Vierfeldertafel: A und B: 12, A und nicht B: 18. Steht am Rand der Zeile A die Zahl 30?

✓ Ja
Mittel
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

ErgĂ€nze das fehlende Feld O ∩ R̄ (Oberstufe, ohne Rad).

✓ Antwort: 120
Die Zeile O hat die Summe 160, darin stehen 40 mit Rad: 160 − 40 = 120. Kontrolle ĂŒber die Spalte R̄: 260 − 140 = 120.
Zahleneingabe #2 20s ▶ Testen

Die Zeile A hat die Summe 80, davon stehen 20 im Feld A ∩ B. Wie groß ist P_A(B)?

✓ Antwort: 0.25
P_A(B) = Feld : Zeilensumme = 20 : 80 = 0,25.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Ein Baum hat P(A) = 0,5 und P_A(B) = 0,4. Wie viele von 200 Personen stehen im Feld A ∩ B?

✓ Antwort: 40
200 · 0,5 · 0,4 = 40 Personen.
Zahleneingabe #4 20s ▶ Testen

In einer Klasse sind 30 Kinder, 12 davon MĂ€dchen. Wie viele Jungen sind es?

✓ Antwort: 18
Zahleneingabe #5 45s ▶ Testen

In einer Schule mit 200 Kindern fahren 80 mit dem Rad (R). Von diesen 80 wohnen 60 im Dorf (D). Von den 120 anderen wohnen 30 im Dorf. Wie viele Kinder fahren Rad und wohnen nicht im Dorf?

✓ Antwort: 20
Zahleneingabe #6 45s ▶ Testen

In einem Verein mit 150 Mitgliedern spielen 50 Tennis (T). Von diesen 50 sind 20 Kinder (K). Von den 100 anderen sind 40 Kinder. Wie viele Tennisspieler sind keine Kinder?

✓ Antwort: 30
Schwer
Zahleneingabe #1 45s ▶ Testen

In einer Tafel ist die Gesamtzahl 250. Die Zeile A hat die Summe 100, die Spalte B die Summe 140, und im Feld A ∩ B stehen 60. Wie viele Personen stehen im Feld Ā ∩ B̄?

✓ Antwort: 70
Zu A oder B gehören 100 + 140 − 60 = 180 Personen (das Feld A ∩ B wird sonst doppelt gezĂ€hlt). Der Rest ist 250 − 180 = 70. Kontrolle: Ā = 150, Ā ∩ B = 140 − 60 = 80, Ā ∩ B̄ = 150 − 80 = 70.
Zahleneingabe #2 35s ▶ Testen

Von 500 Befragten sind 300 berufstĂ€tig (A). 90 der BerufstĂ€tigen fahren mit dem Rad. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine berufstĂ€tige Person mit dem Rad fĂ€hrt?

✓ Antwort: 0.3
Die Bedingung „berufstĂ€tig“ macht die 300 zum Grundraum: 90 : 300 = 0,3. Die 500 sind nicht der Nenner (90 : 500 = 0,18 wĂ€re der Schnitt).
Zahleneingabe #3 35s ▶ Testen

Die Tafel gehört zu einem Baum mit den Stufen A/Ā und B/B̄. Wie groß ist der Ast P_Ā(B)?

✓ Antwort: 0.25
Am Knoten Ā ist der Grundraum die Zeile Ā mit 80 Personen: P_Ā(B) = 20 : 80 = 0,25. Die 20 : 200 wĂ€re der Pfad, 20 : 110 die Spalte B.
KI-bewertete Rechnung #4 240s ▶ Testen

In einem Jahrgang mit 200 Personen sind 60 % MĂ€dchen. Von den MĂ€dchen spielen 25 % ein Instrument, von den Jungen 50 %. Zeichne den Baum, ĂŒbertrage ihn in eine Vierfeldertafel fĂŒr 200 Personen (Innenfelder und RĂ€nder) und gib die Wahrscheinlichkeit an, dass eine zufĂ€llig gewĂ€hlte Person ein Instrument spielt. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Baum: M (0,6) mit I (0,25) und ÄȘ (0,75); J (0,4) mit I (0,5) und ÄȘ (0,5). Tafel fĂŒr 200: MĂ€dchen 120 (I: 30, ÄȘ: 90), Jungen 80 (I: 40, ÄȘ: 40); Instrument gesamt 70, kein Instrument 130. P(I) = 70 : 200 = 0,35.
Feld = 200 · Pfad: 200 · 0,6 · 0,25 = 30, 200 · 0,4 · 0,5 = 40. Die Spalte „Instrument“ ergibt 70 von 200, also 0,35.