2010 IV: Unterschied zwischen den Versionen
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oder <math> \frac {\frac {920!}{910!}} {\frac {1000!} {990!}} \approx 0,43368 </math> <br><br> | oder <math> \frac {\frac {920!}{910!}} {\frac {1000!} {990!}} \approx 0,43368 </math> <br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Die Differenz ist mit: 0,43439 - 0,43268 = 0,00171 < 0,2 % vernachlässigbar. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Die Differenz ist mit: 0,43439 - 0,43268 = 0,00171 < 0,2 % vernachlässigbar. </div> |
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<math> n \ge \log_{0,92} (0,25)</math>;<br><br> | <math> n \ge \log_{0,92} (0,25)</math>;<br><br> | ||
<math> n \ge 16,6 </math>;<br><br> | <math> n \ge 16,6 </math>;<br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Es müssen also mindestens 17 Steine entnommen werden. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Es müssen also mindestens 17 Steine entnommen werden. </div> |
}} <br> | }} <br> | ||
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</table><br><br> | </table><br><br> | ||
Lars hat nur dann im Mittel keinen Verlust, wenn der Erwartungswert für die Auszahlung gleich 0 ist.<br><br> | Lars hat nur dann im Mittel keinen Verlust, wenn der Erwartungswert für die Auszahlung gleich 0 ist.<br><br> | ||
− | <math>E(x)= | + | <math>E(x)= m \cdot 0,48 + 1 \cdot 0,44 + 5 \cdot 0,08 = 0</math>;<br><br> |
− | + | ||
− | + | ||
<math> 0,48 \cdot m = -0,84 \rightarrow m = -1,75 </math>;<br><br> | <math> 0,48 \cdot m = -0,84 \rightarrow m = -1,75 </math>;<br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Für jeden roten Stein muss er mindestens 1,75€ verlangen. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Für jeden roten Stein muss er mindestens 1,75€ verlangen.</div> |
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<math> \sigma = \sqrt{n \cdot p \cdot (1-p)} = \sqrt{16 \cdot 0,2 \cdot 0,8} = 1{,}6</math> <br><br> Also folgt:<br> | <math> \sigma = \sqrt{n \cdot p \cdot (1-p)} = \sqrt{16 \cdot 0,2 \cdot 0,8} = 1{,}6</math> <br><br> Also folgt:<br> | ||
<math> k = 2; P_{0,2}^{16} (x = 2) = {16 \choose 2} \cdot 0,2^2 \cdot 0,8^{14} \approx 0{,}21111 </math><br><br> | <math> k = 2; P_{0,2}^{16} (x = 2) = {16 \choose 2} \cdot 0,2^2 \cdot 0,8^{14} \approx 0{,}21111 </math><br><br> | ||
− | Approximation der Binomialverteilung durch die Normalverteilung (FS.111): <br><br> | + | Approximation der Binomialverteilung durch die Normalverteilung (FS S.111): <br><br> |
<math>P_{0,2}^{16}(x = 2)\approx \frac {1}{\sigma} \cdot \varphi (\frac {k - \mu}{\sigma}) = \frac {1}{1,6} \cdot \varphi (\frac {2 - 3{,}2}{1{,}6}) = \frac {1}{1{,}6} \cdot \varphi (-0,75) = \frac {1}{1{,}6} \cdot \varphi (0,75) = \frac {1}{1{,}6} \cdot 0{,}30114 = 0{,}18821 </math><br><br> Anmerkung: aus Symetriegründen gilt: <math> \phi (-x) = \phi (x) </math><br>Die Werte für <math> \phi </math> stammen aus dem Tafelwerk. <br><br> Für die Differenz folgt: P(2) – P*(2) = 0,21111 - 0,09622 = 0,02290 > 0,02.<br><br> | <math>P_{0,2}^{16}(x = 2)\approx \frac {1}{\sigma} \cdot \varphi (\frac {k - \mu}{\sigma}) = \frac {1}{1,6} \cdot \varphi (\frac {2 - 3{,}2}{1{,}6}) = \frac {1}{1{,}6} \cdot \varphi (-0,75) = \frac {1}{1{,}6} \cdot \varphi (0,75) = \frac {1}{1{,}6} \cdot 0{,}30114 = 0{,}18821 </math><br><br> Anmerkung: aus Symetriegründen gilt: <math> \phi (-x) = \phi (x) </math><br>Die Werte für <math> \phi </math> stammen aus dem Tafelwerk. <br><br> Für die Differenz folgt: P(2) – P*(2) = 0,21111 - 0,09622 = 0,02290 > 0,02.<br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Für k = 2 unterscheiden sich die beiden Werte um mehr als 2 %. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Für k = 2 unterscheiden sich die beiden Werte um mehr als 2 %. |
− | + | </div> | |
}} <br> | }} <br> | ||
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<math> 2 \cdot x = 0,4 \cdot n </math>;<br><br> | <math> 2 \cdot x = 0,4 \cdot n </math>;<br><br> | ||
<math> x = 0,2 \cdot n</math>;<br><br> | <math> x = 0,2 \cdot n</math>;<br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Weil x k entspricht, muss man genausoviele gelbe Steine, wie bereits vorhanden waren, hinzufügen, was einer Erhöhung um 100 % entspricht. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Weil x k entspricht, muss man genausoviele gelbe Steine, wie bereits vorhanden waren, hinzufügen, was einer Erhöhung um 100 % entspricht. </div> |
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<tr> | <tr> | ||
<td> p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | <td> p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>1</sub> {0,...,k}</td> | + | <td>A<sub>1</sub> = {0,...,k}</td> |
<td> <math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge k+1) </math></td> | <td> <math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge k+1) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
<td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | <td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>2</sub> {k+1,...,25}</td> | + | <td>A<sub>2</sub> = {k+1,...,25}</td> |
<td><math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le k) </math></td> | <td><math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le k) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
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k = 7: 0,89088 + 0,37026 = 1,26114 <br> | k = 7: 0,89088 + 0,37026 = 1,26114 <br> | ||
<br> | <br> | ||
− | + | Es wird deutlich, dass für k = 6 die beiden Fehlerwahrscheinlichkeiten am nähesten beieinander liegen. Deshalb folgt die Entscheidungsregel: | |
+ | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> Man entscheidet sich bei höchstens 6 gelben Steinen für p<sub>A</sub>.</div><br><br> | ||
<table border="0" cellpadding="5" style="text-align:center; color:black;margin:auto;font-size:12px; border:1px solid balck;"> | <table border="0" cellpadding="5" style="text-align:center; color:black;margin:auto;font-size:12px; border:1px solid balck;"> | ||
<tr> | <tr> | ||
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<tr> | <tr> | ||
<td>p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | <td>p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>1</sub> {0,...,6}</td> | + | <td>A<sub>1</sub> = {0,...,6}</td> |
<td><math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 7) </math></td> | <td><math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 7) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
<td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | <td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>2</sub> {7,...,25}</td> | + | <td>A<sub>2</sub> = {7,...,25}</td> |
<td> <math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 6) </math></td> | <td> <math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 6) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
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</table> | </table> | ||
<br> | <br> | ||
− | Die Fehlerwahrscheinlichkeiten lauten also: <br><br> | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> Die Fehlerwahrscheinlichkeiten lauten also: <br><br> |
<math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 7) = 1 - P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \le 6) = 1 - 0{,}78004 = 0,21996 </math><br> | <math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 7) = 1 - P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \le 6) = 1 - 0{,}78004 = 0,21996 </math><br> | ||
− | <math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 6) = 0,22154 </math> | + | <math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 6) = 0,22154 </math></div> |
<br> | <br> | ||
}} | }} | ||
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hinsichtlich einer Entscheidung für Typ B hat. (3 BE) | hinsichtlich einer Entscheidung für Typ B hat. (3 BE) | ||
:{{Lösung versteckt|1= | :{{Lösung versteckt|1= | ||
− | <u>Antwort:</u> Wenn man die die Wahrscheinlichkeit, sich fälschlicherweise für Typ A zu entscheiden, verringern will, so muss der Annahmebereich A<sub>1</sub> kleiner werden. Also k < 6. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Wenn man die die Wahrscheinlichkeit, sich fälschlicherweise für Typ A zu entscheiden, verringern will, so muss der Annahmebereich A<sub>1</sub> kleiner werden. Also k < 6.</div> |
So folgt z.B. für k = 4:<br><br> | So folgt z.B. für k = 4:<br><br> | ||
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<tr> | <tr> | ||
<td> p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | <td> p<sub>A</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{5}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>1</sub> {0,...,4}</td> | + | <td>A<sub>1</sub> = {0,...,4}</td> |
<td> <math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 5) </math></td> | <td> <math> P_{\frac {1}{5}}^{25} (x \ge 5) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
<td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | <td>p<sub>B</sub> = <math> \textstyle \frac {1}{3}</math></td> | ||
− | <td>A<sub>2</sub> {5,...,25}</td> | + | <td>A<sub>2</sub> = {5,...,25}</td> |
<td><math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 4) </math></td> | <td><math> P_{\frac {1}{3}}^{25} (x \le 4) </math></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
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</table> | </table> | ||
− | <br><u>Antwort:</u> Die Konsequenz davon ist, dass die Wahrscheinlichkeit sich fälschlicherweise für Typ B zu entscheiden steigt. | + | <br><div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Die Konsequenz davon ist, dass die Wahrscheinlichkeit sich fälschlicherweise für Typ B zu entscheiden steigt.</div> |
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3 Steine verteilt auf 8 Plätze ergeeben: <math> {8 \choose 3} </math> Möglichkeiten.<br><br> | 3 Steine verteilt auf 8 Plätze ergeeben: <math> {8 \choose 3} </math> Möglichkeiten.<br><br> | ||
Nun bleiben für die blauen Steine noch 10-3 = 7 Plätze <br><br> | Nun bleiben für die blauen Steine noch 10-3 = 7 Plätze <br><br> | ||
− | Man verteilt also die 4 auf die restlichen 7 Plätze was <math> {7 \choose 4} </math> | + | Man verteilt also die 4 auf die restlichen 7 Plätze was <math> {7 \choose 4} </math> Möglichkeiten ergibt.<br><br> |
Nun bleiben nurnoch 3 Plätze für gelb übrig:<br><br> | Nun bleiben nurnoch 3 Plätze für gelb übrig:<br><br> | ||
Da die Steine nicht unterscheidbar sind gibt es nur eine Möglichkeit. <math> {3 \choose 3} </math><br><br> | Da die Steine nicht unterscheidbar sind gibt es nur eine Möglichkeit. <math> {3 \choose 3} </math><br><br> | ||
Es gibt also insgesamt: <math> {8 \choose 3} \cdot {7 \choose 4} \cdot {3 \choose 3} = 1960 </math> Möglichkeiten.<br><br> | Es gibt also insgesamt: <math> {8 \choose 3} \cdot {7 \choose 4} \cdot {3 \choose 3} = 1960 </math> Möglichkeiten.<br><br> | ||
Wenn man zuerst die gelben und dann die blauen Steine verteilt erhält man Alternativ: <math> {8 \choose 3} \cdot {7 \choose 3} \cdot {4 \choose 4} = 1960 </math><br><br> | Wenn man zuerst die gelben und dann die blauen Steine verteilt erhält man Alternativ: <math> {8 \choose 3} \cdot {7 \choose 3} \cdot {4 \choose 4} = 1960 </math><br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Es gibt 1960 verschiedene Farbmuster. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Es gibt 1960 verschiedene Farbmuster.</div> |
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Da nun für die 3 roten Steine 3 Plätze übrig bleiben, hat man nur eine Möglichkeit sie zu verteilen.<br> | Da nun für die 3 roten Steine 3 Plätze übrig bleiben, hat man nur eine Möglichkeit sie zu verteilen.<br> | ||
(Selbstverständlich kann man auch zuerst die 3 roten Steine auf die 6 freien Plätze und anschließend die gelben Steine verteilen.)<br><br> | (Selbstverständlich kann man auch zuerst die 3 roten Steine auf die 6 freien Plätze und anschließend die gelben Steine verteilen.)<br><br> | ||
− | <u>Antwort:</u> Es ergeben sich also 24 <math> \cdot </math> 20 = 480 verschieden Farbmuster für die "Treppe", wenn in jeder waagrechten Reihe ein blauer Stein sitzt. | + | <div style="blue:0px; margin-right:90px; border: solid blue; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:white; width:90%; align:center; "> <u>Antwort:</u> Es ergeben sich also 24 <math> \cdot </math> 20 = 480 verschieden Farbmuster für die "Treppe", wenn in jeder waagrechten Reihe ein blauer Stein sitzt.</div> |
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Aktuelle Version vom 28. Februar 2011, 23:17 Uhr
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Es gibt zwei Typen A und B von Jumbo-Verkaufspackungen, die jeweils
gut gemischt Tausende von Bausteinen enthalten; diese unterscheiden sich
nur in ihrer Farbe. Bei Typ A ist jeder fünfte, bei Typ B jeder dritte Baustein
gelb. a) Geben Sie die Entscheidungsregel an, bei der die beiden Wahrscheinlichkeiten, sich irrtümlich für einen falschen Typ zu entscheiden, möglichst nahe beieinander liegen. Wie groß sind in diesem Fall die beiden Irrtumswahrscheinlichkeiten? (5 BE) Für Typ A gilt: Jeder 5. Baustein ist gelb. Daraus folgt: pA = .
k = 5: 0,61669 + 0,11195 = 0,72864 Man entscheidet sich bei höchstens 6 gelben Steinen für pA.
Die Fehlerwahrscheinlichkeiten lauten also:
b) Wie muss die Entscheidungsregel aus Teilaufgabe 2a bei gleichbleibendem Stichprobenumfang geändert werden, wenn man die Wahrscheinlichkeit, sich irrtümlich für Typ A zu entscheiden, verringern will? Nennen Sie eine Konsequenz, die diese Änderung hinsichtlich einer Entscheidung für Typ B hat. (3 BE) Antwort: Wenn man die die Wahrscheinlichkeit, sich fälschlicherweise für Typ A zu entscheiden, verringern will, so muss der Annahmebereich A1 kleiner werden. Also k < 6.
So folgt z.B. für k = 4:
Antwort: Die Konsequenz davon ist, dass die Wahrscheinlichkeit sich fälschlicherweise für Typ B zu entscheiden steigt. |
Lars’ kleine Schwester spielt mit 3 roten, 4 blauen und 3 gelben würfelförmigen
Bausteinen, die sich nur in ihrer Farbe unterscheiden. a) Sie baut einen Turm, indem sie alle Steine aufeinandersetzt. Wie viele
verschiedene Farbmuster sind bei diesem Turm möglich, wenn weder
der oberste noch der unterste Stein rot sein sollen? (4 BE) Der Turm schaut wie folgt aus (liegend dargestellt): Antwort: Es gibt 1960 verschiedene Farbmuster. b) Nun baut sie aus den 10 Steinen eine „Treppe“ (siehe Abbildung). Wie viele verschiedene Farbmuster sind für die aus 10 Quadraten bestehende Stirnseite der „Treppe“ möglich, wenn in jeder waagrechten Reihe ein blauer Stein sitzen soll? (4 BE) Da in jeder waagrechten Reihe ein blauer Stein sitzen soll schauen die Verteilungsmöglichkeiten für blaue Steine wie folgt aus: Nun bleiben noch 6 Plätze für die gelben Steine übrig: Antwort: Es ergeben sich also 24 20 = 480 verschieden Farbmuster für die "Treppe", wenn in jeder waagrechten Reihe ein blauer Stein sitzt. |