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Welche Verteilungsfunktion bei dieser Aufgabe ?

Schüler Berufskolleg, 12. Klassenstufe

Tags: Binomialverteilung, Verteilungsfunktion

 
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Daniel90

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18:31 Uhr, 22.09.2023

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Aufgabe:

Für den Zeitraum von 5 Jahren betragt die Ausfallwahrscheinlichkeit fur eine SSD-Festplatte3%, die Ausfallwahrscheinlichkeit einer HHD-Festplatte 1%.In einem NAS sind 5 SSD- und 5 HHD-Festplatten verbaut.

Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafur, dass nach dem Ablauf von 5 Jahren genau eine Festplatte defekt ist?

Eine Festplatte ist innerhalb der ersten 5 Jahre ausgefallen. Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit dafür, dass es sich um eine SSD-Festplatte handelt.






Die Zweite Teilaufgabe bekomme ich hin, bei der ersten bin ich mir absolut unsicher. Welche Verteilungsfunktion muss ich hier nehmen ?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
pivot

pivot aktiv_icon

18:46 Uhr, 22.09.2023

Antworten
Hallo,

Keine spezielle Verteilung.
Edit:

Dei Wahrscheinlichkeit, dass z B. nur eine SSD Festplatte defekt ist und sonst keine ist 50,030,9740,995

Nachvollziehbar?

Gruß
pivot


Antwort
KL700

KL700 aktiv_icon

18:55 Uhr, 22.09.2023

Antworten
Entweder 1 SSD oder 1 HDD ist defekt.
Lösung über die Binomialverteilung:

P(X=1)=(51)(0,030,974+0,010,994)=
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

12:38 Uhr, 23.09.2023

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Iwie habe ich da noch einen Gedankenfehler.

Wenn ich das mit der Binomialverteilung machen möchte, warum nehmen wir dann 5 über 1, wir haben ja insgesamt 10 Festplatten mit jeweils 5 und 5, die eine unterschiedliche Ausfallwahrscheinlichkeit haben.
Antwort
Roman-22

Roman-22

12:46 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Lass dich nicht von KL700 verwirren - ihr Ansatz ist schlicht falsch bzw. unvollständig.
Halte dich an die vorangehende Antwort von pivot und ergänze sie um die Wahrscheinlichkeit, dass genau eine HDD ausfällt und alle anderen 9 nicht.
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

12:47 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Okay, versuche ich. Habe das nämlich jetzt so gemacht.

Alles
Antwort
calc007

calc007

12:48 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Vielleicht hilft's dir besser, wenn du nicht nur Zahlenspielereien in unverstandene Formeln kippst, sondern dir mal einige Grund-Verständnisse vor Augen und in klare Sätze führst.

Wie hoch ist denn die Ausfallwahrscheinlichkeit einer SSD-Platte?
Wie hoch ist dann die Überlebenswahrscheinlichkeit einer SSD-Platte?
Wie hoch ist die Ausfallwahrscheinlichkeit einer HHD-Platte?
Wie hoch ist dann die Überlebenswahrscheinlichkeit einer HHD-Platte?

Jetzt ist nach der Wahrscheinlichkeit dafür gefragt, dass genau eine Platte ausfällt.
Welche Szenarien kommen denn dafür in Frage?

Ich beantworte diese letzte Frage mal für uns alle selbst:
Dass genau eine Platte ausfällt, könnte so aussehen, dass

a) eine SSD-Platte ausfällt.
Was ist dann mit den restlichen Platten?
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit hierfür?

b) eine HHD-Platte ausfällt.
Was ist dann mit den restlichen Platten?
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit hierfür?

Antwort
Roman-22

Roman-22

12:52 Uhr, 23.09.2023

Antworten
> Okay, versuche ich. Habe das nämlich jetzt so gemacht.
Nein. das entspricht ja dem falschen Ansatz von KL700.

(51)0,03(1-0,03)4 ist ja bloß die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine der SSD defekt ist und die anderen vier in Ordnung. Da ist ja noch nichts über die fünf HDDs ausgesagt, die ja auch alle in Ordnung sein müssen. Da fehlt also noch was.
Analog beim anderen Term (nur eine HDD fällt aus).
Sieh dir nochmal den Ansatz von pivot genauer an!
Er hat dich ja gefragt, ob sein Ansatz für die nachvollziehbar ist und hätte, wenn du negativ geantwortet hättest, sicher weitere Erklärungen nachgeschossen.
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

13:01 Uhr, 23.09.2023

Antworten
@calc007:

1. Ausfallwahrscheinlichkeit einer SSD Festplatte beträgt ja 3%.

2: Dementsprechend ist ja die Überlebenswahrscheinlichkeit einer SSD bei 97%

3: Ausfallwahrscheinlichkeit einer HHD beträgt 1%

4: Überlebenswahrscheinlichkeit einer HDD beträgt dann 99%


Antwort
calc007

calc007

13:02 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Sehr guter Start !!

:-)

Weiter so...
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

13:03 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Ich stelle mich echt dämlich an, bei dem Thema
Antwort
calc007

calc007

13:05 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Das musst du ja nicht noch laut aussprechen.
Wir sind ja zum Lernen in der Schule.
Wenn du dir mehr als eine Minute Zeit lässt, dann wirst du sicherlich auch noch konstruktive Beiträge zu den weiter hinführenden Fragen finden.

Antwort
Roman-22

Roman-22

13:05 Uhr, 23.09.2023

Antworten
> Ich stelle mich echt dämlich an, bei dem Thema ∧
Nö, kein Problem.
Wahrscheinlichkeiten sind intuitiv nicht immer leicht zu fassen - vor allem dann, wenn die Aufgaben so unnatürlich künstlich konstruiert sind wie diese.
Ist aber reine Übungssache.
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

13:13 Uhr, 23.09.2023

Antworten
@pivot: Um ehrlich zu sein, nein.

@calc007:

a) Wenn eine SSD ausfällt, dann müssen ja alle 4 anderen SSD´s und alle 5 HDD´s noch laufen.

b) Wenn eine HHD ausfällt, dann laufen noch 4 HDD´s und alle 5 SSD´s


Antwort
calc007

calc007

13:24 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Ja richtig.
Und die Wahrscheinlichkeiten hierfür?...
Antwort
calc007

calc007

13:50 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Zu a.)
Der Fall dass genau eine Platte ausfällt und dies eine SSD-Platte sein sollte, könnte die 1.SSD-Platte betreffen.
Das hätte die Wahrscheinlichkeit:
     1.SSD ; 2.SSD ; 3.SSD ; 4.SSD ; 5.SSD ; 1.HHD ; 2.HHD ; 3.HHD ; 4.HHD ; 5.HHD
p=0,030.970.970.970.970.990.990.990.990.99

Oder es könnte die zweite SSD-Platte betreffen.
Das hätte die Wahrscheinlichkeit:
p=0,970,030.970.970.970.990.990.990.990.99

Oder es könnte die dritte SSD-Platte betreffen.
Das hätte die Wahrscheinlichkeit:
p=0,970,970,030.970.970.990.990.990.990.99

Oder es könnte die vierte SSD-Platte betreffen.
Das hätte die Wahrscheinlichkeit:
p=0,970,970,970,030.970.990.990.990.990.99

Oder es könnte die fünfte SSD-Platte betreffen.
Das hätte die Wahrscheinlichkeit:
p=0,970,970,970,970,030.990.990.990.990.99


zusammenfassend:
Du siehst, jeder Unterfall beschreibt doch prinzipiell immer den selben Wert, das selbe Produkt.
Also zusammenfassend zu a)
die Wahrscheinlichkeit, dass genau eine Platte ausfällt, und dies eine SSD ist, beträgt:
p=50,9740,995




Willst du mal den b)-Fall so systematisch vor Augen führen?
Willst du mal mit Pivots Tipp vergleichen?

Antwort
Roman-22

Roman-22

14:03 Uhr, 23.09.2023

Antworten
> die Wahrscheinlichkeit, dass genau eine Platte ausfällt, und dies eine SSD ist, beträgt:
> p=5⋅0,974⋅0,995
Nein, da fehlen noch die 0,03

Antwort
calc007

calc007

14:09 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Upps ja richtig, vor lauter vielen Faktoren...
danke für die Korrektur, ich wollte nicht verwirren.
Natürlich gilt:

die Wahrscheinlichkeit, dass genau eine Platte ausfällt, und dies eine SSD ist, beträgt:
p=50,030.9740.995

Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

15:54 Uhr, 23.09.2023

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Also so ?

Alles
Antwort
Roman-22

Roman-22

16:01 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Ja, richtig!

Du kannst das ja zB so sehen, etwa für den Fall "genau 1 SSD fällt aus und keine HHD":

Für die Wahl der SSD hat man fünf Möglichkeiten 5
Die Wkt, dass diese gewählte SSD ausfällt ist 0,03
Die anderen vier SSD müssen funktionieren, Wkt dafür 0,974
Alle fünf HHD müssen funktionieren, Wkt dafür 0,995
Gesamtwahrscheinlichkeit für den Ausfall von genau einer SSD daher das Produkt aus diesen vier Werten.

Du kannst es aber auch (nicht empfohlen) ganz formal mit der Formel für die Binomialverteilung sehen.
Sowohl die Ausfälle der SSDs, als auch die der HHDs sind jeweils binomialverteilt.
Die SSDs mit n=5 und p=0,03 und die HHDs mit n=5 und p=0,01.

Der Fall "genau 1 SSD und keine HHD defekt" kann daher kombiniert werden aus
P(genau 1 von 5 SSD defekt)=(51)0,031(1-0,03)5-1=50,030,974
und
P(genau 0 von 5 HHD defekt)=(50)0,010(1-0,01)5-0=110,995=0,995
Diese beiden miteinander multipliziert ergeben natürlich auch das gewünschte Ergebnis

Analog dann mit dem Ausfall von genau einer HHD.

P.S.: Ich dachte erst, dass das HHD ein Druckfehler wäre und HDD (Hard Disk Drive) lauten sollte, bemerkte aber eben, dass HHD offenbar für Hybrid Hard Drive steht ;-)

Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

16:17 Uhr, 23.09.2023

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Danke an alle, ich habe es jetzt viel besser verstanden.

@ Roman-22: Die letzte Erklärung war super hilfreich.

Habe jetzt die Teilaufgabe b gemacht, passt die soweit auch ?

Alles
Antwort
Roman-22

Roman-22

16:21 Uhr, 23.09.2023

Antworten
Ja, passt - bis aufs Runden.

Immer mit genauen Werten weiterrechnen und nur das Egebnis dann sinnvoll runden.
Daher: Entweder 75,4% oder 75,38%, aber nicht 75,40%.

MMn ist die Angabe auf Zehntel Prozent ohnedies mehr als genug.
Daniel90

Daniel90 aktiv_icon

16:36 Uhr, 23.09.2023

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Okay, super. Dann werde ich mich jetzt mal an die nächste Aufgabe machen.
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