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Mathematik · Klasse 8 · Kapitel

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Zählen und Wahrscheinlichkeit

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Mit den Ziffernkarten 2, 5, 7 und 9 legst du dreistellige Zahlen, jede Karte höchstens einmal. Wie viele verschiedene Zahlen gibt es? Schreib sie auf, bis du sicher bist, dass keine fehlt.

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Die Listen werden lang und ungeordnet. Manche Zahlen stehen doppelt da, andere fehlen, und die Gruppen kommen auf verschiedene Anzahlen. Niemand kann beweisen, dass seine Liste vollständig ist. Wer sicher sein will, braucht eine Ordnung: Wir halten die erste Ziffer fest und schreiben alle Fortsetzungen auf, dann die nächste erste Ziffer. Als Bild ist das ein Baum – und seine Pfade kann man zählen, ohne eine Zahl zu vergessen.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

Fit für das Kapitel?

Das brauchst du aus früheren Themen. Klappt es nicht, frag nach, bevor es losgeht.

ÜbenWeißt du das noch?

Bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen gilt: günstige durch mögliche.

  1. ●39
    In einer Urne sind 4 rote, 6 blaue Kugeln. Berechne die Wahrscheinlichkeit, keine rote zu ziehen.
    Lösung zeigen
    1. Insgesamt 10 Kugeln, davon 6 nicht rot
    2. 610 = 0,6
    Ergebnis:
    610 ≈ 60 %
  2. ●40
    Ein Reißnagel wurde 250-mal geworfen, er landete 78-mal auf der Spitze. Berechne die relative Häufigkeit.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    0,312 = 31,2 %

So kannst du es dir vorstellen

EntdeckenZählen heißt Stufe für Stufe wählen

Jede Möglichkeit ist ein Weg durch mehrere Entscheidungen: erst die erste Stelle, dann die zweite. Das Baumdiagramm zeigt jeden Weg als Pfad. Gleich viele Zweige an jedem Ast heißt: Die Anzahlen werden multipliziert.

Baumdiagramm für zwei Stellen mit je 3 Ziffern: 3 mal 3 sind 9 Wege1231231231233 · 3 = 9Stufe für Stufe

WeiterdenkenDenk nach

Ein Baum hat 3 Äste und an jedem Ast 4 Zweige. Warum hat er mehr Pfade, als Äste und Zweige zusammen gezeichnet sind?

1Ich zähle Möglichkeiten systematisch mit Liste und Baumdiagramm.

EntdeckenFrage

Wie lange dauert es, ein Zahlenschloss durchzuprobieren?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Jeder Ring hat 10 Ziffern, also gibt es 10 · 10 · 10 · 10 = 10.000 Einstellungen. Braucht jeder Versuch 2 Sekunden, dauert das Durchprobieren im schlimmsten Fall 20.000 Sekunden, also mehr als 5 Stunden.

MerkenSystematisch zählen

Wer sicher sein will, dass keine Möglichkeit fehlt, ordnet.

Erst die erste Stelle festhalten und alle Fortsetzungen aufschreiben, dann die nächste. Aus den Karten 1, 4 und 7 entstehen so 14, 17, 41, 47, 71 und 74.

BeispielMöglichkeiten systematisch auflisten

Du hast die Ziffernkarten 1, 3, 6. Lege alle zweistelligen Zahlen, bei denen jede Karte höchstens einmal vorkommt. Schreibe sie geordnet auf. Wie viele sind es?
Schritt für Schritt
  1. Mit 1 vorne: 13, 16
  2. Mit 3 vorne: 31, 36
  3. Mit 6 vorne: 61, 63
  4. Zusammen: 3 · 2 = 6 Zahlen
  1. Mit 1 vorne: 13, 16
  2. Mit 3 vorne: 31, 36
  3. Mit 6 vorne: 61, 63
  4. Zusammen: 3 · 2 = 6 Zahlen
Ergebnis:
13, 16, 31, 36, 61, 63 (6 Zahlen)

AchtungMöglichkeit vergessen oder doppelt gezählt

So nicht
Karten 1, 4, 7, zweistellige Zahlen: 14, 41, 17, 71, 47 → 5 Zahlen
So richtig
Mit 1 vorne: 14, 17; mit 4: 41, 47; mit 7: 71, 74 → 6 Zahlen

Ordnen: erste Stelle festhalten, alle Fortsetzungen aufschreiben, dann die nächste erste Stelle.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Du hast die Ziffernkarten 2, 3, 9. Lege alle zweistelligen Zahlen, bei denen jede Karte höchstens einmal vorkommt. Schreibe sie geordnet auf. Wie viele sind es?
    So fängst du an:
    Mit 2 vorne: 23, 29
    Lösung zeigen
    1. Mit 2 vorne: 23, 29
    2. Mit 3 vorne: 32, 39
    3. Mit 9 vorne: 92, 93
    4. Zusammen: 3 · 2 = 6 Zahlen
    Ergebnis:
    23, 29, 32, 39, 92, 93 (6 Zahlen)
  2. ●2
    Von zu Hause zum Bahnhof gibt es 3 Wege (Bus, Rad, zu Fuß), von dort zum Stadion 3 Wege (U-Bahn, S-Bahn, Tram). Liste alle Gesamtwege auf und zähle sie.
    Lösung zeigen
    1. Erst Bus: Bus/U-Bahn, Bus/S-Bahn, Bus/Tram
    2. Erst Rad: Rad/U-Bahn, Rad/S-Bahn, Rad/Tram
    3. Erst zu Fuß: zu Fuß/U-Bahn, zu Fuß/S-Bahn, zu Fuß/Tram
    4. Zusammen: 3 · 3 = 9
    Ergebnis:
    9 Wege
  3. ★3
    Von zu Hause zum Bahnhof gibt es 3 Wege (Bus, Rad, zu Fuß), von dort zum Stadion 4 Wege (U-Bahn, S-Bahn, Tram, Roller). Liste alle Gesamtwege auf und zähle sie.
    gegebengesucht3 Wege4 Wege?
    Lösung zeigen
    1. Erst Bus: Bus/U-Bahn, Bus/S-Bahn, Bus/Tram, Bus/Roller
    2. Erst Rad: Rad/U-Bahn, Rad/S-Bahn, Rad/Tram, Rad/Roller
    3. Erst zu Fuß: zu Fuß/U-Bahn, zu Fuß/S-Bahn, zu Fuß/Tram, zu Fuß/Roller
    4. Zusammen: 3 · 4 = 12
    Ergebnis:
    12 Wege

2Ich nutze die Produktregel für mehrstufige Auswahlen.

EntdeckenFrage

Warum sperrt die Bankkarte nach drei falschen PIN-Eingaben – reicht das wirklich?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Eine vierstellige PIN hat 10 · 10 · 10 · 10 = 10.000 Möglichkeiten. Wer rät, hat bei drei Versuchen nur 3 von 10.000 Chancen, also 0,03 Prozent. Ohne Sperre könnte man dagegen alle durchprobieren.

MerkenProduktregel

Hat jede Stufe gleich viele Möglichkeiten, multipliziert man.

Bei 3 Shirts, 2 Hosen und 2 Paar Schuhen gibt es 3 · 2 · 2 = 12 Outfits. Im Baumdiagramm ist das die Zahl der Pfade.

BeispielProduktregel: Stufe für Stufe multiplizieren

Die Mensa bietet 4 Vorspeisen, 4 Hauptgerichte und 3 Nachspeisen. Wie viele verschiedene Menüs aus je einem Gang gibt es?
gegebengesucht4 Vorspeisen4 Hauptgerichte3 Nachspeisen?
Schritt für Schritt
  1. Drei Stufen: 4, 4 und 3 Möglichkeiten
  2. Jede Vorspeise passt zu jedem Hauptgericht und jeder Nachspeise
  3. 4 · 4 · 3 = 48
  1. Drei Stufen: 4, 4 und 3 Möglichkeiten
  2. Jede Vorspeise passt zu jedem Hauptgericht und jeder Nachspeise
  3. 4 · 4 · 3 = 48
Ergebnis:
48 Menüs

AchtungAddiert statt multipliziert

So nicht
3 Shirts und 4 Hosen: 3 + 4 = 7 Outfits
So richtig
Zu jedem Shirt 4 Hosen: 3 · 4 = 12 Outfits

Jede Wahl der ersten Stufe passt zu jeder der zweiten: multiplizieren. Addiert wird nur, wenn die Äste verschieden sind.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Für ein Foto wählst du eins von 5 Shirts, eine von 3 Hosen und eins von 3 Paar Schuhen. Wie viele verschiedene Outfits sind möglich?
    Shirt5·Hose3·Schuhe3?
    So fängst du an:
    Stufen: 5 Shirts, 3 Hosen, 3 Paar Schuhe
    Lösung zeigen
    1. Stufen: 5 Shirts, 3 Hosen, 3 Paar Schuhe
    2. Produktregel: 5 · 3 · 3 = 45
    Ergebnis:
    45 Outfits
  2. ●5
    Die Mensa bietet 4 Vorspeisen, 6 Hauptgerichte und 2 Nachspeisen. Wie viele verschiedene Menüs aus je einem Gang gibt es?
    gegebengesucht4 Vorspeisen6 Hauptgerichte2 Nachspeisen?
    Lösung zeigen
    1. Drei Stufen: 4, 6 und 2 Möglichkeiten
    2. Jede Vorspeise passt zu jedem Hauptgericht und jeder Nachspeise
    3. 4 · 6 · 2 = 48
    Ergebnis:
    48 Menüs
  3. ★6
    Ein Fahrradschloss hat 5 Ringe. Jeder Ring zeigt die Ziffern 0 bis 7. Wie viele Einstellungen gibt es? Wie lange braucht man, um alle durchzuprobieren, wenn jede 2 Sekunden dauert?
    gegebengesucht5 Ringe2 Sekunden?
    Lösung zeigen
    1. Jeder Ring: 8 Möglichkeiten
    2. 8 · 8 · 8 · 8 · 8 = 32.768
    3. Zeit: 32.768 · 2 s = 65.536 s ≈ 1092 min
    Ergebnis:
    32.768 Einstellungen, etwa 1092 Minuten

3Ich zähle Anordnungen von Personen oder Buchstaben.

EntdeckenFrage

Wie viele Spiele hat eine Saison der Fußball-Bundesliga?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

18 Mannschaften, jede spielt gegen jede andere ein Hinspiel und ein Rückspiel. Hier zählt die Reihenfolge, also 18 · 17 = 306 Spiele, verteilt auf 34 Spieltage mit je 9 Spielen.

MerkenAnordnungen

Der erste Platz hat so viele Möglichkeiten wie Personen.

Jeder weitere Platz hat eine weniger. Vier Kinder stellen sich auf 4 · 3 · 2 · 1 = 24 Arten auf.

BeispielAnordnungen in einer Reihe zählen

Wie viele verschiedene Buchstabenfolgen kann man aus den Buchstaben von MOND legen, wenn jeder Buchstabe genau einmal vorkommt?
Schritt für Schritt
  1. 4 verschiedene Buchstaben
  2. Stelle für Stelle: 4, 3, 2, 1 Möglichkeiten
  3. 4 · 3 · 2 · 1 = 24
  1. 4 verschiedene Buchstaben
  2. Stelle für Stelle: 4, 3, 2, 1 Möglichkeiten
  3. 4 · 3 · 2 · 1 = 24
Ergebnis:
24 Folgen

AchtungWiederholung übersehen

So nicht
Code aus 3 verschiedenen Ziffern von 1 bis 5: 5 · 5 · 5 = 125
So richtig
Jede Ziffer nur einmal: 5 · 4 · 3 = 60

Darf ein Zeichen nur einmal vorkommen, hat jede weitere Stelle eine Möglichkeit weniger: 5 · 4 · 3 statt 5 · 5 · 5.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Wie viele verschiedene Buchstabenfolgen kann man aus den Buchstaben von TRAUM legen, wenn jeder Buchstabe genau einmal vorkommt?
    So fängst du an:
    5 verschiedene Buchstaben
    Lösung zeigen
    1. 5 verschiedene Buchstaben
    2. Stelle für Stelle: 5, 4, 3, 2, 1 Möglichkeiten
    3. 5 · 4 · 3 · 2 · 1 = 120
    Ergebnis:
    120 Folgen
  2. ●8
    3 Freundinnen und Freunde stellen sich für ein Foto in eine Reihe. Auf wie viele Arten geht das?
    Lösung zeigen
    1. Platz 1: 3 Möglichkeiten, Platz 2: noch 2
    2. Dann immer eine weniger bis zum letzten Platz
    3. 3 · 2 · 1 = 6
    Ergebnis:
    6 Anordnungen
  3. ★9
    Im Kino sitzen 7 Kinder nebeneinander in einer Reihe. Jeden Abend tauschen sie die Plätze. Wie viele Abende dauert es, bis sie jede Sitzordnung einmal hatten?
    Lösung zeigen
    1. Linker Platz: 7 Kinder, nächster: 6
    2. 7 · 6 · 5 · 4 · 3 · 2 · 1 = 5040
    3. Jede Sitzordnung ein Abend
    Ergebnis:
    5040 Abende

4Ich unterscheide beim Zählen mit und ohne Wiederholung.

EntdeckenFrage

Warum kommt beim Werfen von zwei Würfeln die Augensumme 7 öfter als die 2 oder die 12?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Es gibt 36 gleich wahrscheinliche Paare. Die 7 entsteht aus sechs davon: 1 und 6, 2 und 5, 3 und 4 und umgekehrt. Die 2 entsteht nur aus 1 und 1, die 12 nur aus 6 und 6. Also 6/36 gegen 1/36.

MerkenDas Kapitel im Überblick

Alle Merksätze des Kapitels auf eine Seite: Begriffe, Regeln, ein Beispiel je Regel.

Diese Seite ist dein Spickzettel zum Wiederholen.

BeispielZählen mit und ohne Wiederholung

Ein Code hat 3 Stellen, jede Stelle ist eine der Ziffern 1 bis 4. Wie viele Codes gibt es, wenn Ziffern doppelt vorkommen dürfen? Wie viele, wenn alle Ziffern verschieden sein müssen?
Schritt für Schritt
  1. Doppelt erlaubt: 4 · 4 · 4 = 64
  2. Alle verschieden: 4 · 3 · 2 = 24
  3. Ohne Doppelte sind es 40 weniger
  1. Doppelt erlaubt: 4 · 4 · 4 = 64
  2. Alle verschieden: 4 · 3 · 2 = 24
  3. Ohne Doppelte sind es 40 weniger
Ergebnis:
mit Wiederholung 64, ohne Wiederholung 24

AchtungNoch einmal: Wiederholung übersehen

So nicht
Code aus 3 verschiedenen Ziffern von 1 bis 5: 5 · 5 · 5 = 125
So richtig
Jede Ziffer nur einmal: 5 · 4 · 3 = 60

Darf ein Zeichen nur einmal vorkommen, hat jede weitere Stelle eine Möglichkeit weniger: 5 · 4 · 3 statt 5 · 5 · 5.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Ein Würfel wird 2-mal geworfen, und die Augenzahlen werden der Reihe nach notiert. Dürfen Zahlen doppelt vorkommen? Wie viele verschiedene Ergebnisse gibt es?
    So fängst du an:
    Jeder Wurf kann jede Zahl zeigen: mit Wiederholung
    Lösung zeigen
    1. Jeder Wurf kann jede Zahl zeigen: mit Wiederholung
    2. 6 · 6 = 36
    Ergebnis:
    36 Ergebnisse (mit Wiederholung)
  2. ●11
    Ein Code hat 3 Stellen, jede Stelle ist eine der Ziffern 1 bis 6. Wie viele Codes gibt es, wenn Ziffern doppelt vorkommen dürfen? Wie viele, wenn alle Ziffern verschieden sein müssen?
    Lösung zeigen
    1. Doppelt erlaubt: 6 · 6 · 6 = 216
    2. Alle verschieden: 6 · 5 · 4 = 120
    3. Ohne Doppelte sind es 96 weniger
    Ergebnis:
    mit Wiederholung 216, ohne Wiederholung 120
  3. ★12
    Ein Code hat 4 Stellen, jede Stelle ist eine der Ziffern 1 bis 5. Wie viele Codes gibt es, wenn Ziffern doppelt vorkommen dürfen? Wie viele, wenn alle Ziffern verschieden sein müssen?
    Lösung zeigen
    1. Doppelt erlaubt: 5 · 5 · 5 · 5 = 625
    2. Alle verschieden: 5 · 4 · 3 · 2 = 120
    3. Ohne Doppelte sind es 505 weniger
    Ergebnis:
    mit Wiederholung 625, ohne Wiederholung 120

5Ich zähle Auswahlen, bei denen die Reihenfolge keine Rolle spielt.

EntdeckenFrage

Wie viele Sitzordnungen gibt es für 25 Kinder in einem Klassenraum?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

25 · 24 · 23 · … · 2 · 1. Das ist eine Zahl mit 26 Stellen. Selbst wenn man jede Sekunde eine neue Sitzordnung ausprobierte, reichte das ganze Alter des Weltalls, rund 14 Milliarden Jahre, bei Weitem nicht.

MerkenAuswahl ohne Reihenfolge

Ist die Reihenfolge egal, zählt man erst mit Reihenfolge.

Dann teilt man durch die doppelt gezählten. Bei 5 Kindern gibt es 5 · 4 : 2 = 10 Handschläge.

BeispielAuswahlen ohne Reihenfolge zählen

8 Kinder begrüßen sich, jedes gibt jedem anderen genau einmal die Hand. Wie viele Handschläge sind das?
Schritt für Schritt
  1. Jedes Kind reicht 7 anderen die Hand: 8 · 7 = 56
  2. So ist jeder Handschlag doppelt gezählt
  3. 56 : 2 = 28
  1. Jedes Kind reicht 7 anderen die Hand: 8 · 7 = 56
  2. So ist jeder Handschlag doppelt gezählt
  3. 56 : 2 = 28
Ergebnis:
28 Handschläge

AchtungReihenfolge mitgezählt, obwohl sie egal ist

So nicht
6 Kinder, jedes gibt jedem die Hand: 6 · 5 = 30 Handschläge
So richtig
Jeder Handschlag doppelt gezählt: 6 · 5 : 2 = 15 Handschläge

A mit B ist dasselbe Paar wie B mit A. Mit Reihenfolge zählen und dann durch 2 teilen.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    In einer Liga mit 10 Mannschaften spielt jede genau einmal gegen jede andere. Wie viele Spiele gibt es?
    So fängst du an:
    Jede Mannschaft hat 9 Gegner: 10 · 9 = 90
    Lösung zeigen
    1. Jede Mannschaft hat 9 Gegner: 10 · 9 = 90
    2. Jedes Spiel gehört zu zwei Mannschaften
    3. 90 : 2 = 45
    Ergebnis:
    45 Spiele
  2. ●14
    In einer Liga mit 4 Mannschaften spielt jede genau einmal gegen jede andere. Wie viele Spiele gibt es?
    Lösung zeigen
    1. Jede Mannschaft hat 3 Gegner: 4 · 3 = 12
    2. Jedes Spiel gehört zu zwei Mannschaften
    3. 12 : 2 = 6
    Ergebnis:
    6 Spiele
  3. ★15
    Aus 5 Kindern wird ein Team aus 3 Kindern für die Staffel gebildet. Wie viele Teams gibt es, wenn nur zählt, wer dabei ist?
    gegebengesucht5 Kindern3 Kindern?
    Lösung zeigen
    1. Mit Reihenfolge: 5 · 4 · 3 = 60
    2. Jedes Team lässt sich auf 3 · 2 · 1 = 6 Arten anordnen
    3. 60 : 6 = 10
    Ergebnis:
    10 Teams

6Ich gebe Ergebnismenge und Ereignisse an und nutze die Summenregel.

EntdeckenFrage

Wie wahrscheinlich sind sechs Richtige im Lotto „6 aus 49“?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Es gibt 13.983.816 Möglichkeiten, 6 Zahlen aus 49 auszuwählen, wenn die Reihenfolge egal ist. Nur eine davon ist richtig. Die Chance ist also 1 zu knapp 14 Millionen – ohne die Superzahl.

MerkenErgebnismenge und Summenregel

Die Ergebnismenge enthält alle möglichen Ergebnisse.

Ein Ereignis ist ein Teil davon, zum Beispiel A = {2, 4, 6} beim Würfel. Seine Wahrscheinlichkeit ist die Summe der Wahrscheinlichkeiten seiner Ergebnisse.

BeispielErgebnismenge und Ereignis angeben

Ein Glücksrad hat 12 gleich große Felder mit den Zahlen 1 bis 12. Beschreibe das Ereignis „durch 3 teilbar“ als Menge. Gib auch das Gegenereignis an.
Schritt für Schritt
  1. A = {3, 6, 9, 12}
  2. Gegenereignis: alle übrigen 8 Zahlen
  3. P(A) = 412 = 13
  1. A = {3, 6, 9, 12}
  2. Gegenereignis: alle übrigen 8 Zahlen
  3. P(A) = 412 = 13
Ergebnis:
A = {3, 6, 9, 12}, P(A) = 1/3, P(nicht A) = 23

AchtungWahrscheinlichkeit falsch gedeutet

So nicht
Zwei Würfel, Summe 7: Summen 2 bis 12 sind 11 Ergebnisse, also P = 1/11
So richtig
Zwei Würfel, Summe 7: 6 von 36 Paaren, Summen 2 bis 12 verschieden oft, also P = 1/6

Günstig durch möglich gilt nur bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen. Und die Wahrscheinlichkeit sagt die Häufigkeit nur ungefähr voraus.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Ein Glücksrad hat 10 gleich große Felder mit den Zahlen 1 bis 10. Beschreibe das Ereignis „durch 3 teilbar“ als Menge. Gib auch das Gegenereignis an.
    So fängst du an:
    A = {3, 6, 9}
    Lösung zeigen
    1. A = {3, 6, 9}
    2. Gegenereignis: alle übrigen 7 Zahlen
    3. P(A) = 310
    Ergebnis:
    A = {3, 6, 9}, P(A) = 3/10, P(nicht A) = 710
  2. ●17
    Ein Würfel wird einmal geworfen. Gib die Ergebnismenge an und das Ereignis A: „Die Augenzahl ist eine ungerade Zahl.“ Wie groß ist P(A)?
    Lösung zeigen
    1. Ergebnismenge: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
    2. A = {1, 3, 5}, das sind 3 Ergebnisse
    3. P(A) = 36 = 12
    Ergebnis:
    A = {1, 3, 5}, P(A) = 12
  3. ★18
    Ein roter und ein blauer Würfel werden geworfen. Wie viele Ergebnisse gibt es? Gib das Ereignis „Augensumme 9“ als Menge an. Wie groß ist P(A)?
    Lösung zeigen
    1. Ergebnisse: 6 · 6 = 36, jedes gleich wahrscheinlich
    2. A = {(3, 6), (4, 5), (5, 4), (6, 3)}, das sind 4
    3. P(A) = 436 = 19
    Ergebnis:
    36 Ergebnisse; P(A) = 19

7Ich berechne Wahrscheinlichkeiten mit gezählten Möglichkeiten.

EntdeckenFrage

Ein berühmter Mathematiker meinte, bei zwei Münzwürfen komme mit 2/3 mindestens einmal Kopf. Hatte er recht?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Nein. Es gibt vier gleich wahrscheinliche Ergebnisse: KK, KZ, ZK und ZZ. In drei davon kommt Kopf vor, also ist die Wahrscheinlichkeit 3/4. D'Alembert hatte nur drei Fälle gezählt, die nicht gleich wahrscheinlich sind.

MerkenWahrscheinlichkeit durch Abzählen

Sind alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich, gilt: günstige durch mögliche.

Beide Zahlen werden gezählt. Bei zwei Würfeln gibt es 36 Paare, die Summe 7 kommt 6-mal vor, also 6/36 = 1/6.

BeispielZwei Würfel: Wahrscheinlichkeit durch Zählen

Du wettest bei zwei Würfeln auf eine Augensumme. Ist die Summe 6 oder die Summe 11 die bessere Wahl? Begründe mit Zählen.
112233445566rot \ blau?
Schritt für Schritt
  1. Summe 6: 5 von 36 Paaren
  2. Summe 11: 2 von 36 Paaren
  3. 5 > 2
  1. Summe 6: 5 von 36 Paaren
  2. Summe 11: 2 von 36 Paaren
  3. 5 > 2
Ergebnis:
Summe 6

AchtungNoch einmal: Wahrscheinlichkeit falsch gedeutet

So nicht
Zwei Würfel, Summe 7: Summen 2 bis 12 sind 11 Ergebnisse, also P = 1/11
So richtig
Zwei Würfel, Summe 7: 6 von 36 Paaren, Summen 2 bis 12 verschieden oft, also P = 1/6

Günstig durch möglich gilt nur bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen. Und die Wahrscheinlichkeit sagt die Häufigkeit nur ungefähr voraus.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Ein roter und ein blauer Würfel werden geworfen. Wie wahrscheinlich ist die Augensumme 4?
    112233445566rot \ blau?
    So fängst du an:
    36 gleich wahrscheinliche Paare
    Lösung zeigen
    1. 36 gleich wahrscheinliche Paare
    2. Summe 4: (1|3) (2|2) (3|1), das sind 3
    3. P = 336 = 112 ≈ 8,3 %
    Ergebnis:
    112 ≈ 8,3 %
  2. ●20
    Ein roter und ein blauer Würfel werden geworfen. Wie wahrscheinlich ist die Augensumme 6?
    112233445566rot \ blau?
    Lösung zeigen
    1. 36 gleich wahrscheinliche Paare
    2. Summe 6: (1|5) (2|4) (3|3) (4|2) …, das sind 5
    3. P = 536 ≈ 13,9 %
    Ergebnis:
    536 ≈ 13,9 %
  3. ★21
    Zwei Würfel werden geworfen, und die Augenzahlen werden multipliziert. Wie wahrscheinlich ist ein gerades Produkt?
    Lösung zeigen
    1. Ungerade nur, wenn beide ungerade sind: 3 · 3 = 9 Paare
    2. Gerade: 36 − 9 = 27
    3. P = 2736 = 34 = 75 %
    Ergebnis:
    34 = 75 %

8Ich sage Häufigkeiten aus Wahrscheinlichkeiten voraus und beurteile Abweichungen.

EntdeckenFrage

Buffon warf eine Münze 4040-mal und bekam 2048-mal Kopf. War die Münze verdächtig?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Erwartet sind 4040 · 0,5 = 2020-mal Kopf. Es kamen 28 mehr, die relative Häufigkeit ist 2048 : 4040 ≈ 0,507. Bei so vielen Würfen sind Abweichungen von einigen Dutzend ganz normal. Die Münze war also nicht verdächtig.

Ausprobieren: Zufallsversuch: Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit

Münze, Würfel oder Glücksrad oft werfen – die relative Häufigkeit pendelt sich bei der Wahrscheinlichkeit ein.

MerkenVorhersage und Abweichung

Erwartet wird Anzahl der Versuche mal Wahrscheinlichkeit: Bei 600 Würfen etwa 100 Sechsen.

Das Ergebnis schwankt darum. Bei wenigen Versuchen sind große Abweichungen normal, bei vielen selten.

BeispielHäufigkeiten vorhersagen und Abweichungen beurteilen

Zwei Würfel, gezählt wird ein Pasch. Versuch A: 10-mal „Pasch“ bei 36 Versuchen. Versuch B: 100-mal bei 360 Versuchen. Welcher Versuch lässt eher an einem fairen Gerät zweifeln?
gegebengesucht36 Versuchen360 Versuchen?
Schritt für Schritt
  1. Erwartet: A 6-mal, B 60-mal
  2. Beide liegen gleich weit über der Erwartung, relativ gesehen
  3. Bei vielen Versuchen sind so große Abweichungen selten
  1. Erwartet: A 6-mal, B 60-mal
  2. Beide liegen gleich weit über der Erwartung, relativ gesehen
  3. Bei vielen Versuchen sind so große Abweichungen selten
Ergebnis:
Versuch B

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Bei 200 Versuchen (ein Glücksrad mit 4 gleichen Feldern, eines davon gewinnt) kam „Gewinn“ 61-mal vor. Berechne die relative Häufigkeit und vergleiche sie mit der Wahrscheinlichkeit.
    So fängst du an:
    Relative Häufigkeit: 61 : 200 ≈ 30,5 %
    Lösung zeigen
    1. Relative Häufigkeit: 61 : 200 ≈ 30,5 %
    2. Wahrscheinlichkeit: 14 ≈ 25 %
    3. Unterschied: 5,5 Prozentpunkte
    Ergebnis:
    30,5 % gegen 25 %
  2. ●23
    Gedreht oder geworfen wird 240-mal: ein Glücksrad mit 4 gleichen Feldern, eines davon gewinnt. Wie oft erwartest du ungefähr „Gewinn“?
    Lösung zeigen
    1. P(Gewinn) = 14
    2. Erwartet: 240 · 14 = 60
    3. Das Ergebnis schwankt um diesen Wert
    Ergebnis:
    etwa 60-mal
  3. ★24
    Ein Würfel, gezählt wird eine gerade Zahl. Wie viele Versuche brauchst du ungefähr, damit du etwa 10-mal „gerade Zahl“ erwarten kannst?
    Lösung zeigen
    1. P(gerade Zahl) = 12
    2. Versuche · 12 = 10
    3. Versuche = 10 · 2 : 1 = 20
    Ergebnis:
    etwa 20 Versuche

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Mira hat Shirts in rot, blau und dazu Rock, Jeans. Schreibe alle Kombinationen aus einem Shirt und einer Hose systematisch auf. Wie viele gibt es?
    rotRockJeansblau…?
    Lösung zeigen
    1. Shirt rot: rot/Rock, rot/Jeans
    2. Shirt blau: blau/Rock, blau/Jeans
    3. Zusammen: 2 · 2 = 4
    Ergebnis:
    4 Kombinationen
  2. ●26
    Pausenbrot: erst ein Brot, dann ein Belag. Zur Wahl stehen Vollkorn, Toast, Brötchen und danach Käse, Gurke, Ei, Hummus. Wie viele Pfade hat das Baumdiagramm? Der erste Ast ist gezeichnet.
    VollkornKäseGurkeEiHummusToast…Brötchen…?
    Lösung zeigen
    1. Stufe 1: 3 Äste
    2. An jedem Ast 4 Zweige
    3. Pfade: 3 · 4 = 12
    Ergebnis:
    12 Möglichkeiten
  3. ●27
    Ein Fahrradschloss hat 3 Ringe. Jeder Ring zeigt die Ziffern 0 bis 5. Wie viele Einstellungen gibt es? Wie lange braucht man, um alle durchzuprobieren, wenn jede 2 Sekunden dauert?
    gegebengesucht3 Ringe2 Sekunden?
    Lösung zeigen
    1. Jeder Ring: 6 Möglichkeiten
    2. 6 · 6 · 6 = 216
    3. Zeit: 216 · 2 s = 432 s ≈ 7 min
    Ergebnis:
    216 Einstellungen, etwa 7 Minuten
  4. ●28
    Im Kino sitzen 4 Kinder nebeneinander in einer Reihe. Jeden Abend tauschen sie die Plätze. Wie viele Abende dauert es, bis sie jede Sitzordnung einmal hatten?
    Lösung zeigen
    1. Linker Platz: 4 Kinder, nächster: 3
    2. 4 · 3 · 2 · 1 = 24
    3. Jede Sitzordnung ein Abend
    Ergebnis:
    24 Abende
  5. ●29
    Ein Code hat 2 Stellen, jede Stelle ist eine der Ziffern 1 bis 5. Wie viele Codes gibt es, wenn Ziffern doppelt vorkommen dürfen? Wie viele, wenn alle Ziffern verschieden sein müssen?
    Lösung zeigen
    1. Doppelt erlaubt: 5 · 5 = 25
    2. Alle verschieden: 5 · 4 = 20
    3. Ohne Doppelte sind es 5 weniger
    Ergebnis:
    mit Wiederholung 25, ohne Wiederholung 20
  6. ●30
    Aus 10 Kindern werden zwei Kinder, die zusammen ein Referat halten ausgesucht. Spielt die Reihenfolge eine Rolle? Wie viele Möglichkeiten gibt es?
    Lösung zeigen
    1. Beide Plätze sind gleich: Reihenfolge egal
    2. 10 · 9 = 90, jedes Paar doppelt
    3. 90 : 2 = 45
    Ergebnis:
    nein, 45 Möglichkeiten

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Systematisch zählen
Wer sicher sein will, dass keine Möglichkeit fehlt, ordnet.
Produktregel
Hat jede Stufe gleich viele Möglichkeiten, multipliziert man.
Anordnungen
Der erste Platz hat so viele Möglichkeiten wie Personen.
Das Kapitel im Überblick
Alle Merksätze des Kapitels auf eine Seite: Begriffe, Regeln, ein Beispiel je Regel.
Auswahl ohne Reihenfolge
Ist die Reihenfolge egal, zählt man erst mit Reihenfolge.
Ergebnismenge und Summenregel
Die Ergebnismenge enthält alle möglichen Ergebnisse.
Wahrscheinlichkeit durch Abzählen
Sind alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich, gilt: günstige durch mögliche.
Vorhersage und Abweichung
Erwartet wird Anzahl der Versuche mal Wahrscheinlichkeit: Bei 600 Würfen etwa 100 Sechsen.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich zähle Möglichkeiten systematisch mit Liste und Baumdiagramm.

    31
    Du hast die Ziffernkarten 1, 5, 8. Lege alle zweistelligen Zahlen, bei denen jede Karte höchstens einmal vorkommt. Schreibe sie geordnet auf. Wie viele sind es?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    15, 18, 51, 58, 81, 85 (6 Zahlen)
  2. Ich nutze die Produktregel für mehrstufige Auswahlen.

    32
    Ein Fahrradschloss hat 3 Ringe. Jeder Ring zeigt die Ziffern 0 bis 7. Wie viele Einstellungen gibt es? Wie lange braucht man, um alle durchzuprobieren, wenn jede 2 Sekunden dauert?
    gegebengesucht3 Ringe2 Sekunden?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    512 Einstellungen, etwa 17 Minuten
  3. Ich zähle Anordnungen von Personen oder Buchstaben.

    33
    4 Freundinnen und Freunde stellen sich für ein Foto in eine Reihe. Auf wie viele Arten geht das?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    24 Anordnungen
  4. Ich unterscheide beim Zählen mit und ohne Wiederholung.

    34
    Ein Würfel wird 2-mal geworfen, und die Augenzahlen werden der Reihe nach notiert. Dürfen Zahlen doppelt vorkommen? Wie viele verschiedene Ergebnisse gibt es?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    36 Ergebnisse (mit Wiederholung)
  5. Ich zähle Auswahlen, bei denen die Reihenfolge keine Rolle spielt.

    35
    In einer Liga mit 6 Mannschaften spielt jede genau einmal gegen jede andere. Wie viele Spiele gibt es?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    15 Spiele
  6. Ich gebe Ergebnismenge und Ereignisse an und nutze die Summenregel.

    36
    Ein Glücksrad hat 8 gleich große Felder mit den Zahlen 1 bis 8. Beschreibe das Ereignis „durch 3 teilbar“ als Menge. Gib auch das Gegenereignis an.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    A = {3, 6}, P(A) = 1/4, P(nicht A) = 34
  7. Ich berechne Wahrscheinlichkeiten mit gezählten Möglichkeiten.

    37
    Ein roter und ein blauer Würfel werden geworfen. Wie wahrscheinlich ist die Augensumme 2?
    112233445566rot \ blau?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    136 ≈ 2,8 %
  8. Ich sage Häufigkeiten aus Wahrscheinlichkeiten voraus und beurteile Abweichungen.

    38
    Gedreht oder geworfen wird 360-mal: ein Würfel, gezählt wird die 6. Wie oft erwartest du ungefähr „Sechs“?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    etwa 60-mal

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Mit den Ziffernkarten 2, 5, 7 und 9 legst du dreistellige Zahlen, jede Karte höchstens einmal. Wie viele verschiedene Zahlen gibt es? Schreib sie auf, bis du sicher bist, dass keine fehlt.

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Mit dem Werkzeug aus diesem Kapitel: Systematisches Zählen mit dem Baumdiagramm: erst die erste Stelle festhalten.

Wo brauchst du das?

Entdecken

Zahlenschloss, Outfits, Turnierpläne und Würfelspiele. Beruf: Sicherheit von Passwörtern in der IT, Varianten in der Produktion, Schichtpläne.

Wörter

Ereignis
das, was passieren kann
Gleichung
zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind
Häufigkeit
wie oft etwas vorkommt
Produkt
was herauskommt, wenn man malnimmt
Summe
was herauskommt, wenn man zusammenzählt
Wahrscheinlichkeit
wie sicher etwas passiert
Zähler
die Zahl oben – wie viele Teile

Wie es zusammenhängt

Das brauchst du vorher: Wahrscheinlichkeit, Brüche und Dezimalzahlen

Darauf baut auf: Wahrscheinlichkeit

Lösungen

  1. 23, 29, 32, 39, 92, 93 (6 Zahlen)
  2. 9 Wege
  3. 12 Wege
  4. 45 Outfits
  5. 48 Menüs
  6. 32.768 Einstellungen, etwa 1092 Minuten
  7. 120 Folgen
  8. 6 Anordnungen
  9. 5040 Abende
  10. 36 Ergebnisse (mit Wiederholung)
  11. mit Wiederholung 216, ohne Wiederholung 120
  12. mit Wiederholung 625, ohne Wiederholung 120
  13. 45 Spiele
  14. 6 Spiele
  15. 10 Teams
  16. A = {3, 6, 9}, P(A) = 3/10, P(nicht A) = 710
  17. A = {1, 3, 5}, P(A) = 12
  18. 36 Ergebnisse; P(A) = 19
  19. 112 ≈ 8,3 %
  20. 536 ≈ 13,9 %
  21. 34 = 75 %
  22. 30,5 % gegen 25 %
  23. etwa 60-mal
  24. etwa 20 Versuche
  25. 4 Kombinationen
  26. 12 Möglichkeiten
  27. 216 Einstellungen, etwa 7 Minuten
  28. 24 Abende
  29. mit Wiederholung 25, ohne Wiederholung 20
  30. nein, 45 Möglichkeiten
  31. 15, 18, 51, 58, 81, 85 (6 Zahlen)
  32. 512 Einstellungen, etwa 17 Minuten
  33. 24 Anordnungen
  34. 36 Ergebnisse (mit Wiederholung)
  35. 15 Spiele
  36. A = {3, 6}, P(A) = 1/4, P(nicht A) = 34
  37. 136 ≈ 2,8 %
  38. etwa 60-mal
  39. 610 ≈ 60 %
  40. 0,312 = 31,2 %