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Kombinatorik: Münzwurf

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Binomialkoeffizienten

Tags: Binomialkoeffizient

 
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Miausch

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14:34 Uhr, 19.05.2015

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Hallo

Ich möchte gerne die folgenden Fragen beantworten:


Eine faire Münze wird 20-mal geworfen. Sei dabei Y die Zufallsvariable für die Anzahl geworfener Köpfe.

a) Berechnen Sie Erwartungswert und Varianz von Y

b) Bestimmen Sie P(Y=20|Y19)

c) Bestimmen Sie die maximale Anzahl Köpfe y0, sodass P(Yy0)0.5

Zu a): Es verwirrt mich, dass nicht nach Erwartungswert und Varianz des Werfens gefragt wird (also sowohl von Kopf wie auch von Zahl), sondern nur nach dem Erwartungswert von Kopf. Normalerweise ist ja Erwartungswert xipi, wir haben nun aber nur ein xi- wäre das einfach 0.51? Was ist genau damit, dass es sich um 20 Würfe handelt?

Bei b): Die Wahrscheinlichkeiten sind ja unabhängig voneinander, also hätte ich gesagt einfach 0.5(+0). Stimmt das?

Bei c): Muss man hier nach n auflösen?: i=1n(20n)0.5n0.520-n0.5

vielen Dank
Hierzu passend bei OnlineMathe:

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DrBoogie

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14:39 Uhr, 19.05.2015

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"Es verwirrt mich, dass nicht nach Erwartungswert und Varianz des Werfens gefragt wird (also sowohl von Kopf wie auch von Zahl), sondern nur nach dem Erwartungswert von Kopf."

Es gibt keinen Erwartungwert von Kopf und keinen Erwartungswert des Werfens, sie existieren gar nicht. Es gibt nur Erwartungswerte von Zufallsvariablen. Weder "Kopf" noch "Werfen" ist eine Zufallsvariable.

Ich kann Dir empfehlen, zumindest die Definitionen (Zufallsvariable, Erwartungwert etc.) zu lesen, denn offensichtlich hast Du noch überhaupt keine Ahnung, worum es in der Aufgabe geht.
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DrBoogie

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14:40 Uhr, 19.05.2015

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"Die Wahrscheinlichkeiten sind ja unabhängig voneinander"

Das ist auch Quatsch. W-keiten können gar nicht unabhängig sein, nur Ereignisse oder Zufallsvariablen.
Miausch

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14:43 Uhr, 19.05.2015

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Ok, ich habe mich falsch ausgedrückt. Normalerweise kenne ich nur die Berechnung von Erwartungswerten von Zufallsvariablen, welche mehrere Werte annehmen können. Ist nun meine Berechnung korrekt? Warum ist meine Überlegung bei b falsch? Abgesehen von der Sprache, sorry. Ich wäre froh um konkrete Hilfe.
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DrBoogie

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14:53 Uhr, 19.05.2015

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"Ok, ich habe mich falsch ausgedrückt. Normalerweise kenne ich nur die Berechnung von Erwartungswerten von Zufallsvariablen, welche mehrere Werte annehmen können."

Y ist Anzahl der Köpfe, also kann sie mehrere Werte annehmen: 0,1,2,...,20.

"Ist nun meine Berechnung korrekt?"

Nein.

"Warum ist meine Überlegung bei b) falsch? Abgesehen von der Sprache, sorry."

Warum glaubst Du, dass die Ereignisse Y=20 und Y19 unabhängig sind? Wenn es das ist, was Du glaubst.


Was die Hilfe angeht. Versuche zuerst a) hinzukriegen, sie ist einfacher als b) und c). Y ist binomial-verteilt, mit n=20 und p=0.5. Hier hast Du infos dazu:
http//de.wikipedia.org/wiki/Binomialverteilung

Bei b) musst Du die Definition von bedingten W-keit nutzen.

Bei c) wäre nicht schlecht, die Formel richtig aufzuschreiben, Deine ist falsch.
Miausch

Miausch aktiv_icon

15:14 Uhr, 19.05.2015

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Ok, danke.
Demnach ist a

k=020k(20k)0.5k0.520-k

Stimmt das?
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DrBoogie

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15:18 Uhr, 19.05.2015

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Das stimmt schon, das kann man aber berechnen, da kommt 10 raus.
Vergleiche wiederum hier:
http//de.wikipedia.org/wiki/Binomialverteilung#Erwartungswert
Miausch

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15:32 Uhr, 19.05.2015

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Ah, ok (hatte es nicht auf Wikipedia gefunden).

Zu b) mit bedingter Wahrscheinlichkeit wäre dies ja:

P(Y=20,Y19)P(Y19) und dies wäre somit

0.5200.520(2019)0.5190.50.520(2019)0.5190.5

Stimmt das..?


Antwort
DrBoogie

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15:35 Uhr, 19.05.2015

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Stimmt nicht, P(Y=20,Y19) ist einfach P(Y=20), denn {Y=20}{Y19}. Wiederum fehlt Dir einfach das elementare Wissen - die Definitionen.
Miausch

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15:37 Uhr, 19.05.2015

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eher unkonzentriert..sorry. Demnach:

0.5200.520(2019)0.5190.5- oder?

Hast du mir einen Tipp, wie ich bei c) vorgehe?
Antwort
DrBoogie

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15:40 Uhr, 19.05.2015

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Auch falsch. Sorry, ich meinte "unkonzentriert". :-)

Bei c), was ist P(Yy0)? Schreibe die Formel dafür.
Miausch

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15:43 Uhr, 19.05.2015

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:-D)
Was, warum ist das falsch?
Antwort
DrBoogie

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15:48 Uhr, 19.05.2015

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Richtig wäre 0.5200.520+200.520.
Miausch

Miausch aktiv_icon

15:57 Uhr, 19.05.2015

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Merci.
Zu c): Die Formel wird durch die Verteilungsfunktion angegeben mit:

k=0y0(20k)pkpn-k

Also muss man doch diese verwenden, gleichsetzten und auflösen?
Antwort
DrBoogie

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16:09 Uhr, 19.05.2015

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Jetzt ist die Formel richtig.
Auflösen wird nicht funktionieren.
Also entweder durch probieren auf y0=10 kommen
oder die Symmetrie der Verteilungsfunktion nutzen und wiederum auf y0=10 kommen.
Frage beantwortet
Miausch

Miausch aktiv_icon

16:14 Uhr, 19.05.2015

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thank you Doc!