Zwei Freiwürfe beim Basketball
AFB I–IILena trifft beim Freiwurf erfahrungsgemäß in 70 % der Fälle. Nach einem Foul darf sie zweimal hintereinander werfen. Die beiden Würfe beeinflussen sich nicht gegenseitig — bei jedem Wurf bleibt es bei der Trefferquote 0,7 (Material M1).
T steht für Treffer, F für Fehlwurf. Die Werte der zweiten Stufe sind dieselben wie in der ersten — die Würfe sind unabhängig.
- Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass Lena beide Freiwürfe trifft, und gib sie in Prozent an.
- Berechne die Wahrscheinlichkeiten der drei übrigen Pfade und prüfe deine Ergebnisse mit der Pfadsumme.
- Tom sagt: „Sie trifft zu 70 %. Bei zwei Würfen sind das \(70\,\%+70\,\%=140\,\%\).“ Widerlege seine Rechnung und erkläre, warum entlang eines Pfades multipliziert wird.
Hinweis zu Aufgabe a)
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
\(P(\text{TT})=0{,}7\cdot 0{,}7=0{,}49\)
Lena trifft mit einer Wahrscheinlichkeit von 49 % beide Freiwürfe — also in etwa jedem zweiten Fall.
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(P(\text{TF})=0{,}7\cdot 0{,}3=0{,}21\)
\(P(\text{FT})=0{,}3\cdot 0{,}7=0{,}21\)
\(P(\text{FF})=0{,}3\cdot 0{,}3=0{,}09\)
Pfadsumme: \(0{,}49+0{,}21+0{,}21+0{,}09=1\) — die vier Pfade erfassen alle Möglichkeiten, die Rechnungen sind stimmig.
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Toms Ergebnis ist schon deshalb unmöglich, weil keine Wahrscheinlichkeit größer als 100 % sein kann. Tatsächlich gilt \(P(\text{TT})=0{,}49\), also 49 % statt 140 %.
Entlang eines Pfades wird multipliziert, weil die zweite Stufe nur noch einen Anteil des Anteils betrifft: In 70 % aller Versuche fällt der erste Treffer, und von diesen 70 % sind wieder 70 % auch im zweiten Wurf erfolgreich. Also \(0{,}7\cdot 0{,}7=0{,}49\).
Addiert wird erst dann, wenn ein Ereignis aus mehreren verschiedenen Pfaden besteht — nicht innerhalb eines Pfades.
Die Pralinenschachtel
AFB II–IIIIn einer Schachtel liegen 12 gleich aussehende Pralinen, davon 4 mit Nussfüllung (Material M2). Jan nimmt sich nacheinander zwei Pralinen und isst jede sofort auf — er zieht also ohne Zurücklegen.
4 der 12 Pralinen enthalten Nüsse; von außen sind sie nicht zu unterscheiden.
- Stelle den Versuch als zweistufiges Baumdiagramm dar und berechne die Wahrscheinlichkeit, dass beide Pralinen Nussfüllung haben.
- Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass Jan keine Praline mit Nuss erwischt, in Prozent (gerundet auf eine Nachkommastelle).
- Bei einer zweiten Schachtel legt Jan die erste Praline nach dem Ansehen zurück. Vergleiche für diesen Fall die Wahrscheinlichkeit „beide mit Nuss“ mit deinem Ergebnis aus a) und begründe den Unterschied.
- Jan verträgt keine Nüsse und sagt: „Jede dritte Praline hat Nuss — bei zwei Pralinen erwische ich also ganz sicher eine.“ Beurteile seine Aussage.
Hinweis zu Aufgabe a)
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
1. Stufe: \(P(N)=\frac{4}{12}=\frac{1}{3}\), \(P(\bar N)=\frac{8}{12}=\frac{2}{3}\).
2. Stufe nach N (noch 11 Pralinen, davon 3 mit Nuss): \(\frac{3}{11}\) bzw. \(\frac{8}{11}\); nach \(\bar N\) (noch 11 Pralinen, davon 4 mit Nuss): \(\frac{4}{11}\) bzw. \(\frac{7}{11}\).
\(P(\text{NN})=\frac{4}{12}\cdot\frac{3}{11}=\frac{12}{132}=\frac{1}{11}\approx 0{,}091=9{,}1\,\%\)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(P(\bar N\bar N)=\frac{8}{12}\cdot\frac{7}{11}=\frac{56}{132}=\frac{14}{33}\approx 0{,}424\)
Mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 42,4 % erwischt Jan zweimal eine nussfreie Praline.
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Mit Zurücklegen: \(P(\text{NN})=\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{3}=\frac{1}{9}\approx 0{,}111=11{,}1\,\%\).
Ohne Zurücklegen sind es nur \(\frac{1}{11}\approx 9{,}1\,\%\), also weniger.
Der Grund liegt allein in der zweiten Stufe: Wird die erste Nusspraline gegessen, bleiben nur noch 3 von 11 Nusspralinen übrig \(\left(\frac{3}{11}\approx 0{,}27\right)\); mit Zurücklegen sind es weiterhin \(\frac{4}{12}\approx 0{,}33\). Der zweite Faktor wird kleiner, also auch das Produkt.
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Die Aussage ist falsch. Nach b) passiert genau das Gegenteil — zwei nussfreie Pralinen — in rund 42,4 % der Fälle, also fast so oft wie nicht. „Ganz sicher“ wäre nur bei einer Wahrscheinlichkeit von 1 richtig.
Jan verwechselt einen Anteil mit einer Garantie: Dass im Mittel jede dritte Praline eine Nuss enthält, heißt nicht, dass unter je drei gezogenen Pralinen genau eine Nusspraline sein muss.
Richtig ist: In etwa 57,6 % der Fälle erwischt er mindestens eine Nusspraline — bei einer Allergie ist das Risiko also erheblich, aber eben kein sicheres Ereignis.
