Zusammengesetzte Zufallsexperimente

Compound Random Experiments

Mathematik Klasse 10 18 Aufgaben
WahrscheinlichkeitBaumdiagrammeSimulationMonte-CarloKerncurriculum

Mehrstufige Zufallsexperimente werden im Baumdiagramm strukturiert und mit zwei Pfadregeln berechnet: entlang eines Pfades multiplizieren (Anteil vom Anteil), ĂŒber verschiedene Pfade addieren. Ihre Verwechslung ist der hĂ€ufigste Fehler, deshalb werden sie getrennt geĂŒbt. Der Kernfall „Ziehen ohne ZurĂŒcklegen" zeigt, dass sich die Wahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe nach der ersten richten — die inhaltliche Vorstufe der bedingten Wahrscheinlichkeit. Zugleich löst sich die Gleichwahrscheinlichkeits-Fehlvorstellung (P(Summe 7) = P(Summe 2)), sobald jedes Ereignis konsequent auf seine Pfade zurĂŒckgefĂŒhrt wird.

Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Ein Pfad im Baumdiagramm besteht aus zwei Ästen mit P = 0,4 und P = 0,5. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dieses Pfades?

  • ● 0,2
  • ○ 0,9
  • ○ 0,45
Entlang eines Pfades wird multipliziert (1. Pfadregel): 0,4 · 0,5 = 0,2. Addieren (0,9) gehört zur Summenregel ĂŒber verschiedene Pfade, nicht entlang eines Pfades.
Multiple Choice #2 15s ▶ Testen

Ein GlĂŒcksrad hat die Felder A, B und C. Es wird zweimal gedreht. Wie viele Pfade hat das vollstĂ€ndige Baumdiagramm?

  • ● 9
  • ○ 6
  • ○ 3
3 Möglichkeiten pro Drehung, zwei Drehungen: 3 · 3 = 9 Pfade. 6 entsteht durch Addieren (3 + 3) statt Multiplizieren der Stufen.
Wahr / Falsch #3 12s ▶ Testen

Beim Ziehen ohne ZurĂŒcklegen bleiben die Wahrscheinlichkeiten in der zweiten Stufe gleich wie in der ersten.

✓ Falsch
Ohne ZurĂŒcklegen Ă€ndert sich die Zusammensetzung der Urne — die zweite Stufe hat andere Wahrscheinlichkeiten (AbhĂ€ngigkeit). Nur mit ZurĂŒcklegen blieben sie gleich.
Zahleneingabe #4 25s ▶ Testen

Eine Urne enthĂ€lt 3 rote und 2 blaue Kugeln. Man zieht zweimal mit ZurĂŒcklegen. Wie groß ist P(zweimal rot)? Angabe als Bruch mit Nenner 25 — ZĂ€hler eingeben.

✓ Antwort: 9
P(rot) = 3/5. Mit ZurĂŒcklegen bleibt der Anteil gleich, also P(rot, rot) = 3/5 · 3/5 = 9/25.
LĂŒckentext #5 10s ▶ Testen

Ein zweistufiges Baumdiagramm hat in der ersten Stufe 3 und in der zweiten Stufe 4 AusgÀnge. Es besitzt insgesamt ___ Pfade.

✓ Antwort: 12
Anzahl der Pfade = 3 · 4 = 12 (Stufen multiplizieren, nicht addieren).
Mittel
Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Zwei verschiedene Pfade fĂŒhren zum Ereignis „genau eine 6", jeder mit P = 5/36. Wie groß ist P(genau eine 6)?

  • ● 10/36
  • ○ 25/1296
  • ○ 5/36
Über verschiedene Pfade zum selben Ereignis wird addiert (2. Pfadregel): 5/36 + 5/36 = 10/36. Multiplizieren (25/1296) gĂ€lte entlang eines Pfades; 5/36 vergisst den zweiten Pfad.
Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Zwei faire WĂŒrfel werden geworfen. Welche Augensumme ist am wahrscheinlichsten?

  • ● 7
  • ○ 2
  • ○ 12
Summe 7 entsteht ĂŒber 6 Pfade (1+6, 2+5, 3+4, 4+3, 5+2, 6+1), Summe 2 nur ĂŒber einen (1+1) und Summe 12 nur ĂŒber einen (6+6). Nicht alle Augensummen sind gleich wahrscheinlich.
Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

Beim Werfen zweier WĂŒrfel ist die Augensumme 7 genauso wahrscheinlich wie die Augensumme 2.

✓ Falsch
Summe 7 entsteht ĂŒber 6 Pfade, Summe 2 nur ĂŒber einen (1+1) — 6/36 gegen 1/36. Die Ergebnisse eines zusammengesetzten Experiments sind nicht automatisch gleich wahrscheinlich.
Multiple Choice #4 20s ▶ Testen

Eine Familie hat zwei Kinder. Was ist am wahrscheinlichsten (P(Junge) = P(MĂ€dchen) = 1/2)?

  • ● ein Junge und ein MĂ€dchen
  • ○ zwei Jungen
  • ○ zwei MĂ€dchen
„Junge–MĂ€dchen" entsteht ĂŒber zwei Pfade (JM und MJ) → 2/4; „zwei Jungen" und „zwei MĂ€dchen" je nur ĂŒber einen → 1/4. Die drei FĂ€lle sind nicht gleich wahrscheinlich.
Multiple Choice #5 25s ▶ Testen

Eine Urne enthĂ€lt 4 rote und 6 blaue Kugeln. Man zieht zweimal ohne ZurĂŒcklegen. Wie groß ist P(2. blau, wenn 1. rot war)?

  • ● 6/9
  • ○ 6/10
  • ○ 5/9
Nach dem Ziehen einer roten Kugel sind noch 9 Kugeln ĂŒbrig, davon 6 blaue → 6/9. 6/10 behandelt die Stufe fĂ€lschlich wie mit ZurĂŒcklegen (die entnommene Kugel fehlt aber).
Multiple Choice #6 25s ▶ Testen

Eine Urne enthĂ€lt 4 rote und 6 blaue Kugeln. Man zieht zweimal ohne ZurĂŒcklegen. Wie groß ist P(1. rot, 2. blau)?

  • ● 4/15
  • ○ 6/25
  • ○ 4/10
P(1. rot) = 4/10, P(2. blau | 1. rot) = 6/9. Produktregel: 4/10 · 6/9 = 24/90 = 4/15. 6/25 rechnet fĂ€lschlich mit gleichbleibenden Anteilen (6/10 · 
 ) wie mit ZurĂŒcklegen.
Multiple Choice #7 25s ▶ Testen

Eine Urne enthĂ€lt 5 rote und 5 blaue Kugeln. Man zieht zweimal ohne ZurĂŒcklegen. Wie groß ist P(beide gleiche Farbe)?

  • ● 4/9
  • ○ 1/2
  • ○ 5/9
P(RR) = 5/10 · 4/9 = 20/90, P(BB) = 5/10 · 4/9 = 20/90, zusammen 40/90 = 4/9. 1/2 entstĂŒnde, wenn man mit gleichbleibenden Anteilen (mit ZurĂŒcklegen) rechnete.
Zahleneingabe #8 25s ▶ Testen

Ein WĂŒrfel wird zweimal geworfen. Wie groß ist P(mindestens eine 6)? Angabe als Bruch mit Nenner 36 — ZĂ€hler eingeben.

✓ Antwort: 11
P(mindestens eine 6) = 1 − P(keine 6) = 1 − (5/6)ÂČ = 1 − 25/36 = 11/36.
Zahleneingabe #9 20s ▶ Testen

Man wirft eine faire MĂŒnze dreimal. Wie viele Pfade fĂŒhren zu genau 2-mal Kopf? (Anzahl eingeben)

✓ Antwort: 3
Die Pfade mit genau 2-mal Kopf sind KKZ, KZK, ZKK — das sind 3 Pfade.
LĂŒckentext #10 25s ▶ Testen

Man wirft eine faire MĂŒnze dreimal. P(genau 2-mal Kopf) = ___/8.

✓ Antwort: 3
Es gibt 3 gĂŒnstige Pfade (KKZ, KZK, ZKK), jeder mit P = (1/2)Âł = 1/8. Summenregel: 3/8.
Wahr / Falsch #11 15s ▶ Testen

Ein zweistufiges Baumdiagramm hat die vier Pfade mit P = 0,2; 0,3; 0,2 und 0,4. Ist das Baumdiagramm vollstÀndig?

✓ Falsch
Die Summe aller Pfadwahrscheinlichkeiten ist 0,2 + 0,3 + 0,2 + 0,4 = 1,1 > 1 — ein Wert stimmt nicht, das Baumdiagramm kann nicht vollstĂ€ndig sein. Bei einem vollstĂ€ndigen Baumdiagramm ergibt die Summe aller Pfade genau 1.
Zahleneingabe #12 25s ▶ Testen

Bei einem GlĂŒcksrad ist P(Gewinn) = 0,3. Man dreht zweimal. Wie groß ist P(genau einmal Gewinn)? Angabe in Prozent (ganze Zahl).

✓ Antwort: 42
Zwei Pfade: P(GN) + P(NG) = 0,3 · 0,7 + 0,7 · 0,3 = 0,42 = 42 %. Beide Reihenfolgen addieren (Summenregel).
Schwer
Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Eine Urne enthĂ€lt 3 rote und 2 blaue Kugeln. Man zieht zweimal ohne ZurĂŒcklegen. Wie groß ist P(eine rote und eine blaue)?

  • ● 3/5
  • ○ 3/10
  • ○ 2/5
Beide Reihenfolgen zÀhlen: P(rb) = 3/5 · 2/4 = 6/20 und P(br) = 2/5 · 3/4 = 6/20, zusammen 12/20 = 3/5. 3/10 zÀhlt nur eine Reihenfolge.