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Abituraufgaben: Vierfeldertafel und Baum

Umfragen, Abos und E-Bikes — erst die Tafel füllen, dann die richtige Gruppe befragen.

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Musik und Serien im Abo

AFB I–II

In einer Umfrage unter 240 Schülerinnen und Schülern der Oberstufe gaben 150 an, ein Musik-Abo zu haben (\(M\)). 130 haben ein Video-Abo (\(V\)), 90 haben beide Abos.

  1. Erstellen Sie eine Vierfeldertafel mit Anzahlen und eine mit relativen Häufigkeiten.
  2. Zeichnen Sie das Baumdiagramm mit \(M\) als erster Stufe und beschriften Sie alle Äste.
  3. Geben Sie an, wie groß der Anteil der Befragten ist, die keines der beiden Abos haben.
  4. Interpretieren Sie den Wert \(P_M(V)\) im Sachzusammenhang.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Beginne mit den inneren Feldern, die sich direkt ergeben: \(M\cap V=90\). Die übrigen Felder folgen aus den Randsummen.Erstellen: vollständig und beschriftet.
Hinweis zu Aufgabe b)
Die 1. Stufe steht am Rand der Tafel, die 2. Stufe ist „inneres Feld : Rand“.
Hinweis zu Aufgabe c)
Gesucht ist ein inneres Feld der Tafel.
Hinweis zu Aufgabe d)
Nenne die Bezugsgruppe ausdrücklich: Unter wem wird der Anteil gebildet?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Anzahlen: \(M\cap V=90\), \(M\cap\overline V=60\), \(\overline M\cap V=40\), \(\overline M\cap\overline V=50\); Ränder \(M=150\), \(\overline M=90\), \(V=130\), \(\overline V=110\), gesamt 240.

Relativ (auf vier Stellen): \(0{,}375;\ 0{,}25;\ 0{,}1667;\ 0{,}2083\); Ränder \(0{,}625;\ 0{,}375;\ 0{,}5417;\ 0{,}4583\).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

1. Stufe: \(P(M)=0{,}625\), \(P(\overline M)=0{,}375\).

2. Stufe: \(P_M(V)=\tfrac{90}{150}=0{,}6\), \(P_M(\overline V)=0{,}4\), \(P_{\overline M}(V)=\tfrac{40}{90}\approx0{,}444\), \(P_{\overline M}(\overline V)\approx0{,}556\).

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

\(P(\overline M\cap\overline V)=\tfrac{50}{240}\approx0{,}208\), also knapp 21 % der Befragten.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

\(P_M(V)=0{,}6\): 60 % der Befragten mit Musik-Abo haben auch ein Video-Abo. Der Wert bezieht sich nur auf die 150 Musik-Abonnenten, nicht auf alle 240.

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E-Bikes in der Stadt

AFB II–III

Eine Stadt befragt ihre erwachsenen Einwohner zum Verkehr. 35 % nutzen regelmäßig ein E-Bike (\(E\)). Von den E-Bike-Nutzern sind 40 % älter als 60 Jahre (\(Ü\)). Insgesamt sind 30 % der Befragten älter als 60.

Die Lokalzeitung titelt: „Die meisten über 60-Jährigen fahren inzwischen E-Bike.“

Baum mit E als erster Stufe
0,35E0,4Ü?Ü̅0,65Ē?Ü?Ü̅
Nicht alle Äste sind aus dem Text direkt bekannt.
  1. Bestimmen Sie alle fehlenden Wahrscheinlichkeiten im Baumdiagramm.
  2. Stellen Sie die Vierfeldertafel auf und ermitteln Sie daraus den Anteil der E-Bike-Nutzer unter den über 60-Jährigen.
  3. Beurteilen Sie die Schlagzeile der Lokalzeitung.
  4. Vergleichen Sie den E-Bike-Anteil unter den über 60-Jährigen mit dem unter den höchstens 60-Jährigen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Bestimme zuerst \(P(E\cap Ü)\) mit der Pfadregel. Wie groß ist dann \(P(\overline E\cap Ü)\), wenn insgesamt 30 % über 60 sind?
Hinweis zu Aufgabe b)
Die Tafel hat \(E\) und \(\overline E\) als Zeilen, \(Ü\) und \(\overline Ü\) als Spalten. Gesucht ist \(P_Ü(E)\) — die Bedingung ist das Alter.
Hinweis zu Aufgabe c)
Kriterien: Welche Zahl entscheidet über „die meisten“? Welche Zahl hat die Zeitung vielleicht verwechselt?Beurteilen: Urteil mit Fachwissen begründen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Bilde für beide Altersgruppen den Anteil der E-Bike-Nutzer.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

\(P(E\cap Ü)=0{,}35\cdot0{,}4=0{,}14\), \(P_E(\overline Ü)=0{,}6\).

\(P(\overline E\cap Ü)=0{,}30-0{,}14=0{,}16\), also \(P_{\overline E}(Ü)=\tfrac{0{,}16}{0{,}65}\approx0{,}246\) und \(P_{\overline E}(\overline Ü)\approx0{,}754\).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Tafel: \(E\cap Ü=0{,}14\), \(E\cap\overline Ü=0{,}21\), \(\overline E\cap Ü=0{,}16\), \(\overline E\cap\overline Ü=0{,}49\); Ränder \(0{,}35;\ 0{,}65;\ 0{,}30;\ 0{,}70\).

\(P_Ü(E)=\tfrac{0{,}14}{0{,}30}\approx0{,}467\): Knapp 47 % der über 60-Jährigen fahren E-Bike.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Schlagzeile ist falsch: Unter den über 60-Jährigen nutzen nur etwa 47 % ein E-Bike, also weniger als die Hälfte. Vermutlich wurde \(P_E(Ü)=0{,}4\) oder die hohe Zahl älterer E-Bike-Fahrer mit dem Anteil unter den Älteren verwechselt.

Richtig wäre: „Fast die Hälfte der über 60-Jährigen fährt E-Bike“ — und damit deutlich mehr als bei den Jüngeren.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

\(P_{\overline Ü}(E)=\tfrac{0{,}21}{0{,}70}=0{,}3\). Unter den über 60-Jährigen ist der E-Bike-Anteil mit rund 47 % deutlich höher als unter den Jüngeren mit 30 %.