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Mathematik · Jahrgang 10, 11 · Basiswissen

Wahrscheinlichkeit: Baumdiagramm und Vierfeldertafel

Das lernst du

  1. Ich wiederhole Laplace-Wahrscheinlichkeit und Pfadregeln.
  2. Ich rechne mehrstufige Zufallsexperimente mit Baumdiagrammen.
  3. Ich stelle Vierfeldertafeln auf und lese sie.
  4. Ich berechne bedingte Wahrscheinlichkeiten.
  5. Ich wechsle zwischen Baumdiagramm und Vierfeldertafel (Umkehrbaum).
  6. Ich prüfe Ereignisse auf stochastische Unabhängigkeit.
  7. Ich deute Ergebnisse (medizinische Tests, Fehlalarme).
  8. Ich bereite die Klausur vor.

Merksätze

Pfadregeln

Entlang eines Pfades multiplizieren, mehrere Pfade addieren.

Baumdiagramm

Jede Stufe eine Verzweigung; ohne Zurücklegen ändern sich die Brüche auf der nächsten Stufe.

Vierfeldertafel

Vier Felder für A∩B, A∩nichtB, nichtA∩B, nichtA∩nichtB; Randsummen ergeben P(A) und P(B).

Bedingte Wahrscheinlichkeit (Vierfeldertafel)

P_B(A) = P(A ∩ B) : P(B) – Anteil von A innerhalb von B.

Umkehrbaum

Die Reihenfolge der Stufen tauschen: Was zuerst Bedingung war, wird Ergebnis – die Vierfeldertafel liefert die Zahlen.

Unabhängig

A und B sind unabhängig, wenn P(A ∩ B) = P(A) · P(B).

Ein positiver Test heißt nicht krank

Bei seltenen Krankheiten sind die meisten positiven Tests Fehlalarme.

Rechne mit einer Vierfeldertafel für 10 000 Personen – dann siehst du, wie klein der Anteil der Kranken unter den Positiven ist.

Selbst abfragen

Karte 1 von 7 · Vorderseite
Wahrscheinlichkeit: Baumdiagramm und VierfeldertafelPfadregelnWas weißt du dazu? Erst selbst sagen, dann umdrehen.

Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.

So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart

Gegenereignis und Summenregel

Urne mit 2 roten und 2 blauen Kugeln, zweimal ziehen ohne Zurücklegen. Berechne P(mindestens eine rote).

  1. Gegenereignis: keine rote = beide blau
  2. P(blau, blau) = 24 · 13 = 0,1667
  3. 1 − 0,1667 = 0,8333

Ergebnis: ≈ 83,3 %

Laplace-Wahrscheinlichkeit

Ein Würfel wird einmal geworfen. Berechne die Wahrscheinlichkeit, eine 6 zu würfeln.

  1. günstige : mögliche Ergebnisse
  2. 1 : 6 = 0,167

Ergebnis: 16 ≈ 16,7 %

Baumdiagramm: zweistufiges Experiment

Urne mit 2 roten und 2 blauen Kugeln. Zweimal ziehen mit Zurücklegen. Berechne P(rot, rot).

  1. Pfadregel: Wahrscheinlichkeiten entlang des Pfades multiplizieren
  2. 24 · 24 = 0,25

Ergebnis: ≈ 25 %

Baumdiagramm ergänzen

In einer Urne sind 6 rote und 5 blaue Kugeln. Es wird zweimal mit Zurücklegen gezogen. Ergänze die fehlenden Wahrscheinlichkeiten im Baum und berechne P(zweimal rot).

rbrbrb6/11?6/11???
  1. An jeder Verzweigung ergeben die Wahrscheinlichkeiten zusammen 1.
  2. Erste Stufe: P(blau) = 1 − 6/11, also 5/11.
  3. Mit Zurücklegen ist die zweite Stufe wie die erste: rot 6/11, blau 5/11.
  4. Pfadregel: 611 · 611 ergibt 36/121.

Ergebnis: P(zweimal rot) = 36121

Wörter

Wahrscheinlichkeit
wie sicher etwas passiert

Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig

Bedingung vertauscht
40 von 200 sind im Verein, 30 davon fahren Rad.
P(Verein | Rad) = 30 : 40 = 75 %
Gefragt ist P(Rad | Verein) – innerhalb der Vereinsmitglieder:
30 : 40 = 75 %. Umgekehrt (Verein | Rad) wäre 30 : (Zahl der Radfahrenden).

P_B(A) ≠ P_A(B): Durch die Wahrscheinlichkeit der Bedingung teilen.

Pfade addiert statt multipliziert
P(rot, dann blau) = 0,4 + 0,25
P(rot, dann blau) = 0,4 · 0,25 = 0,1

Entlang eines Pfades wird multipliziert.

Wo brauchst du das?

Corona-Schnelltest positiv – wie sicher ist das? Beruf: Medizin, Recht, Datenanalyse.

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