diff --git a/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik.tex b/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik.tex index 5795aeb..a2480e2 100644 --- a/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik.tex +++ b/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik/Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik.tex @@ -157,14 +157,14 @@ P(\underline{entweder} A oder B) ) \( P(A) + P(B) - 2 \cdot P(A\cap B)\) \(( = P( (A\cap \overline{B}) \cup (\overline{A}\cap B) ))\) - allgemeiner:\\ + Allgemeiner:\\ \begin{align*} P(A \cup B \cup C) = &P(A) + P(B) + P(C) \\ &+ P(A\cap B\cap C) \\ &- P(A\cap B) - P(A\cap C) - P(B\cap C) \end{align*} - allgemein (Siebformel oder Inklusions-Exklusions-Methode): + Allgemein (Siebformel oder Inklusions-Exklusions-Methode): \begin{align*} &P(A_1 \cup A_2 \cup … \cup A_n)\\ = &P(A_1) + P(A_2) + … + P(A_n)\\ @@ -174,13 +174,93 @@ &+(-1)^{n+1} \cdot P(A_1 \cap A_2 \cap … \cap A_n ) \end{align*} - \bsp 100 maliges Würfeln. Mit welcher W. titt {\color{Orange}\(\to 6^{100} \) mögliche Ergebnisse}\\ + \bsp 100 maliges Würfeln. Mit welcher Wahrscheinlichkeit tritt {\color{Orange}\(\to 6^{100} \) mögliche Ergebnisse}\\ \begin{itemize} \item[(a)] 100 mal 5 auf? { \color{Orange}\( \frac 1 {6^{100}} \) } \item[(b)] keine 5 auf? { \color{Orange} \( \left( \frac 5 6 \right)^{100} \) } - \item[(c)] mindestens eine 5 auf? { \color{Orange} \( 1- \left( \frac 5 6 \right)^{100} \) } + \item[(c)] mindestens eine 5 auf? { \color{Orange} \( 1- \left( \frac 5 6 \right)^{100} \) } \( \to \) Über Gegenereignis (b). \item[(d)] genau eine 5 auf? { \color{Orange} \( \frac 1 6 \cdot \left( \frac 5 6 \right)^{99} \cdot 100 \) } \end{itemize} + \subsection{Berechnung von Wahrscheinlichkeiten mit der Kombinatorik} + + Für ein Ereignis A, das Teilmenge von \(\Omega\) ist.\\ + \( P(A) = \frac{\left|A\right|}{\left|\Omega\right|}= \frac{\text{günstige Fälle}}{\text{mögliche Fälle}} \) {\color{Orange}Elemente von \(\Omega\) = Anzahl aller möglichen Ergebnisse}\\ + Nur wenn alle Ergebnisse aus \(\Omega\) \underline{gleich} Wahrscheinlich sind. + {\color{Orange}ansonsten: \( P(A) = \sum\limits_{\omega \in A} P(\omega) \)} + + Berechnung von \(\left|A\right|\) und \( \left|\Omega\right| \) mit der Kombinatorik.\\ + + Kombinatorik:\\ + k-maliges Ziehen aus n Kugeln.\\ + Ziehen mit oder ohne Zurücklegen.\\ + mit/ohne Berücksichtigung der Reihenfolge. + + \bsp Lotto \( k = 6\) aus \(n = 49\). Ziehen ohne Zurücklegen, ohne Reihenfolge. + + 4 Fälle: + \begin{enumerate} + \item + Fall: Ziehen mit Zurücklegen, mit Reihenfolge:\\ + \( n^k \) Möglichkeiten {\color{Orange}gesamt: \(\left|\Omega\right| = n^k\) Möglichkeiten} + \item + Fall: Ziehen ohne Zurücklegen, mit Reihenfolge:\\ + \( \frac{n!}{(n-k)!} = n^{\underline{k}} \) + \end{enumerate} + + \bsp Ein 5 stelliger Code wird zufällig zufällig gewählt, bestehend aus Ziffern \( 1,2,…,9 \).\\ + {\color{Orange} \( k=5; n=9 \) Gesamt: \( n^k = 9^6 \) Möglichkeiten}\\ + Mit welcher Wahrscheinlichkeit + \begin{itemize} + \item[(a)] tritt die Kombination \(13758\) auf?\\ + {\color{Orange} \( \frac{1}{9^5} \)} + \item[(b)] enthält der Code lauter gleiche Zahlen?\\ + {\color{Orange} \( \frac{9}{9^5} = \frac{1}{9^4} \)} + \item[(c)] enthält der Code lauter verschiedene Zahlen?\\ + {\color{Orange} \( \frac{9!}{4! * 9^5} \) } + \item[(d)] beginnt der Code mit 3?\\ + {\color{Orange} \( \frac{1 * 9^4}{9^5} = \frac 1 9 \)} + \item[(e)] enthält der Code genau eine 3?\\ + {\color{Orange} \( \frac 1 9 * \left(\frac 8 9\right)^4 * 5 = \frac{ 5 * 8^4 }{ 9^5 } \)} + \item[(f)] enthält der Code genau zwei 3er?\\ + {\color{Orange} \( \left(\frac{1}{9}\right)^2 * \left(\frac{8}{9}\right)^3 * 2 * 5 = \frac{10 * 8^3}{9^5} \)} + \end{itemize} + + % + + \begin{itemize} + \item[3.] Fall: Ziehen ohne Zurücklegen, ohne Reihenfolge.\\ + \(\to\) Aus n Kugeln werden k {\color{Yellow}\underline{\color{Black}ausgewählt}}.\\ + Vergleich mit 2. Fall: Ziehen ohne Zurücklegen, mit Reihenfolge\\ + \spa \(\to n^{\underline{k}} = \frac{n!}{(n-k)!}\) Möglichkeiten\\ + Es gibt \(k!\) Möglichkeiten, \(k\) Kugeln zu Vertauschen (auf \(k\) Plätzen).\\ + im 3. Fall:\\ + gesamt: \( \frac{n!}{(n-k)! * k!} = \binom{n}{k} \) Möglichkeiten.\\ + im Beispiel von Oben (f).\\ + \spa Mögl. aus 5 Plätzen 2 Stück für die 3er {\color{Yellow}\underline{\color{Black}auszuwählen}}:\\ + \spa \( \binom 5 2 = \frac{5!}{2! * (5-2)!} = \frac{5 * 4 * \not 3 * \not 2 * \not 1}{2 * 1 * \not 3 * \not 2 * \not 1} = 10\)\\ + \bsp Mit welcher Wahrscheinlichkeit tritt bei 100 maligem Würfeln genau 20 mal die 4 auf?\\ + \( W = \frac{ \binom{100}{20} * 5^{80} }{ 6^{100} } \)\\ + \end{itemize} + + \bsp Lotto 6 aus 49\\ + Berechne die Wahrscheinlichkeiten für + \begin{enumerate} + \item[(a)] 6 Richtige\\ + \( \frac{1}{\binom{6}{49}} = \frac{1}{13.983.816} \) ~ 14 Mio. Möglichkeiten + \item[(b)] 4 Richtige\\ + \( \frac{ \binom{6}{4} * \binom{43}{2} }{ \binom{6}{49} } = \frac{645}{665896} \approx 0.096861972440140803\%\) + \item[(c)] 3 Richtige\\ + \( \frac{ \binom{6}{3} * \binom{43}{3} }{ \binom{6}{49} } = \frac{8815}{499422} \approx 1.765040386687010184\%\) + \end{enumerate} + + \bsp Kiste mit 4 blauen, 3 roten, 8 gelben Laptops\\ + Wir wählen zufällig 8 aus. + \begin{enumerate} + \item[(a)] Mit welcher Wahrscheinlichkeit sind 3 blau und 5 gelb?\\ + \( \frac{ \binom{4}{3} * \binom{3}{0} * \binom{8}{5} }{\binom{15}{8}} = \frac{224}{6435} \) + \item[(b)] Mit welcher Wahrscheinlichkeit sind 6 gelb\\ + \( \frac{ \binom{8}{6} * \binom{7}{2} }{ \binom{15}{8} } = \frac{196}{2145} \) + \end{enumerate} \end{document}