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Bedingte Wahrscheinlichkeit ausrechnen?

Schüler Sonstige, 13. Klassenstufe

Tags: Bedingte Wahrscheinlichkeit

 
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tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

10:58 Uhr, 03.10.2014

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Hi,

ich komme nicht auf die Lösung.

In einer Urne liegen 5 Kugeln mit Buchstaben.
Urne={a,a,a,h,h}.
Es werden nun mit Zurücklegen 2 Kugeln gezogen.

Außerdem sind die folgenden Ereignisse E und F bekannt.
E:="Die erste Kugel trägt den Buchstaben a".
F:="Die zweite Kugel trägt den Buchstaben h".

Weiße nach, dass gilt: P(EF)=P(E)*P(F)

Mein Lösungsversuch:
------------------------
Die Ergebnismenge lautet: Omega = {(a,a);(a,h);(h,a);(h,h)}
P((a,a)) = 9/25
P((a,h)) = 6/25
P((h,a)) = 6/25
P((h,h)) = 4/25

Ich habe die 2 Ereignisse E und F als Menge aus Paaren aufgeschrieben, wobei die 1. Komponente im Paar die erste gezogene Kugel ist.

E = {(a,a);(a,h)}, damit ist P(E) = P((a,a)) + P((a,h)) = 9/25 + 6/25 = 15/25 = 3/5
F = {(a,h);(h,h)}, damit ist P(F) = P((a,h)) + P((h,h)) = 6/25 + 4/25 = 10/25 = 2/5

Das P(EF)=P(E)*P(F) gilt, dazu kann man, weil die Pfadregel gilt auch zeigen, dass P(E)*PE(F)=P(E)*P(F) ist.

P(E)*P(F) = 3/5 * 2/5 = 6/25.

P(E)*PE(F)=??? Dazu muss man PE(F) herausbekommen.

Und beim herausbekommen von PE(F) liegt irgendwo ein Denkfehler:
------------------------------------------------------------------------------
Ich schaue mir dazu immer die Ereignisse E und F an:
E:="Die erste Kugel trägt den Buchstaben a".
F:="Die zweite Kugel trägt den Buchstaben h".

Und schreibe die Ereignisse dann als Mengen auf.
E = {(a,a);(a,h)}
F = {(a,h);(h,h)}
Nun muss man die Wahrscheinlichkeit vom Ereignis F unter der Bedingung des
Ereignisses E berechnen, wobei die Wahrscheinlichkeit von E als bekannt vorausgesetzt wird.

Die Wahrscheinlichkeit von irgendwas ist ja günstigeMöglichkeitenalleMöglichkeiten

"Alle Möglichkeiten" werden durch das Ereignis E begrenzt. Das wären dann (a,a);(a,h), also 2 Möglichkeiten.
Das Ereignis F gibt uns die "günstigen Möglichkeiten" an, die wir in der Menge E = {(a,a);(a,h)} suchen.
Also das Element (a,h), das ist dann eine Möglichkeit.

PE(F)=12

PE(F) ist aber 2/5. Also 2 günstige Möglichkeiten aus 5 gesamten Möglichkeiten.

Und das verstehe ich nun überhaupt nicht!

Dann muss die Menge E ja 5 Elemente haben und die Menge F 2 Elemente.

Wie soll das denn gehen??




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Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
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Hierzu passend bei OnlineMathe:

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Matlog

Matlog aktiv_icon

11:25 Uhr, 03.10.2014

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Du hast sehr schön systematisch begonnen, indem Du für jedes der vier Ergebnisse die Wahrscheinlichkeit berechnet hast.
Dann hast Du P(E) und P(F) bestimmt. Jetzt hätte nur noch P(EF) gefehlt (genauso einfach) und Du wärest fertig gewesen!

Zu Deinem Weg über PE(F):
Der Fehler steckt hier:
"Die Wahrscheinlichkeit von irgendwas ist ja günstigeMöglichkeiten / alleMöglichkeiten"

Das stimmt so allgemein natürlich nicht, sondern nur für Laplace-Experimente, bei denen also alle Ergebnisse bzw. Möglichkeiten gleich wahrscheinlich sind (was hier nicht stimmt).

tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

11:54 Uhr, 03.10.2014

Antworten
Ja, Du hast Recht, es gilt ja; P(EF)=P(E)*P(F).
Und das gilt doch nur bei stochastischer Unabhängigkeit. Oder nicht?
Weil wir hier ziehen mit Zurücklegen habe liegt ja Unabhängigkeit vor.
Weil die Aufgaben aber mit der Zeit immer unklarer gestellt werden, wollte ich nicht so rechnen. Weil man es dann irgendwann bei Anbhängigkeit anwendet und dann ist P(EF)=P(E)*P(F) falsch.

Aber nach der Pfadregel gilt immer:
P(EF)=P(E)*PE(F)

Aus dem Grund wollte ich zeigen, dass gilt:
P(E)*P(F)=P(E)*PE(F)



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Matlog

Matlog aktiv_icon

12:02 Uhr, 03.10.2014

Antworten
Nein, es geht nicht darum, P(E)P(F)=P(EF) zu benutzen, sondern das bei dieser Aufgabe nachzuweisen. Du sollst einfach beide Seiten ausrechnen; als Ergebnis erhält man denselben Wert. Damit hast Du dann die Unabhängigkeit nachgewiesen.
(Natürlich war auch schon vorher klar, dass bei diesem Ziehen mit Zurücklegen sich Unabhängigkeit ergeben sollte, so wie sich bei Teil b) Abhängigkeit ergeben wird.)
tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

12:31 Uhr, 03.10.2014

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Ich hatte ja schon ausgerechnet, dass P(E)*P(F)=625=P(EF)

Jetzt wollte ich noch auf einen anderen Weg P(EF) berechnen, der unabhängig ist von den Werten P(E) und P(F). Deshalb wollte ich P(EF)=P(E)*PE(F) berechnen.

Quasi die Definition aus dem Bild anwenden.

Ich wollte also die Gleichung P(EF)=P(E)*P(F) beweisen.

Und dazu wollte ich beide Seiten unabhängig voneinander zeigen.

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Antwort
Matlog

Matlog aktiv_icon

12:43 Uhr, 03.10.2014

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Ja, das kannst Du so machen (aber richtig!).
(Du kannst Dich gerne auch noch öfter im Kreis drehen...)

Ich bin mir nicht sicher, ob Du das hier realisiert hast:
P(EF)=P({(a,h)})=625
Wenn ja, dann ist alles okay.
tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

12:53 Uhr, 03.10.2014

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Ja, darüber habe ich auch nachgedacht:

Ich hatte erst auf meinen Zettel stehen, dass EF={(a,h)} ist.
Davor habe ich mir die Ereignismengen von den Ereignissen E und F aufgeschrieben, die sind ja.
E={(a,a);(a,h)} und F={(a,h);(h,h)}.
Daraus kann man ja EF ablesen, EF={(a,h)}.

Mir war aber nicht direkt klar, wie ich den die Wahrscheinlichkeit vom Schnitt einer Menge berechne.

Aber die Schnittmenge ist ja auch nur eine Menge. Und die Wahrscheinlichkeit der Menge E={(a,a);(a,h)} kann ich berechnen. E=P(a,a)+P(a,h).

Nach dem gleichen Prinzip kann man aber auch P(EF)=P((a,h)) berechnen.

P(EF)=P((a,h))=P(a)*P(h)=35*25=625.

Auf diese Art und Weise hätte man dann P(EF) auch unabhängig von P(E) und P(F) berechnet.


Frage beantwortet
tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

14:01 Uhr, 03.10.2014

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Danke Matlok!!!


Habe es noch einmal gerechnet ohne PE(F) komisch ausrechnen zu wollen.
Da war dann alles ok.

Also in der Musterlösung wird PE(F) bei Teil a gar nicht berechnet.
P(EF) wird einmal durch P(E)*P(F) und einmal durch die Wahrscheinlichkeit von EF berechnet. Hier wird EF quasi abgelesen.

Beim Teil b geht man genau so vor. Man berechnet P(E)*P(F) und ließt dann EF ab und berechnet davon die Wahrscheinlichkeit.

Und PE(F) berechnet man über die Gleichung P(EF)=P(E)*PE(F).

Also PE(F) wird hier nie irgendwie durch irgendwelche Tricks ausgerechnet.


Wenn man im Teil a PE(F) durch die Gleichung P(EF)=P(E)*PE(F) berechnet, dann erhält man 2/5 und das ist die gleiche Wahrscheinlichkeit, wie für P(h)=2/5, also die Wahrscheinlichkeit bei, "ein mal ziehen" eine Kugel mit dem Buchstaben h zu ziehen.

Ich hätte PE(F) anders berechnen können, wenn ich P(F) nicht auf die Ereignismenge E={(a,a);(a,h)} eingeschränkt hätte.
Man muss P(F) einschränken auf die Menge Urne={a,a,a,h,h}.
Denn ganz egal, welche 1. Kugel man gezogen hat, die Wahrscheinlichkeit, dass die 2. Kugel einen Buchstaben h hat, ist 2/5.