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Baumdiagramme vervollständigen

Ein halb leerer Baum verrät mehr, als man denkt: Zwei Regeln reichen, um jeden fehlenden Ast zu finden.

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Die Knotenregel

Von jedem Verzweigungspunkt gehen Äste aus, von denen genau einer eintritt. Ihre Wahrscheinlichkeiten ergänzen sich deshalb zu 1.

  • Knotenregel:Summe aller Äste an einem Verzweigungspunkt \(=1\).
  • Gegenereignis:\(P(A)=0{,}6\;\Rightarrow\;P(\overline{A})=1-0{,}6=0{,}4\).
  • 2. Stufe:Die Äste hinter \(A\) heißen \(P_A(B)\) und \(P_A(\overline{B})\) — gelesen „B, wenn A schon eingetreten ist“.
  • Jeder Knoten für sich:Hinter \(A\) und hinter \(\overline{A}\) dürfen verschiedene Werte stehen.
Merke

Gegenwahrscheinlichkeit: \(P(\overline{A})=1-P(A)\)

Ziehe die drei Punkte am Quadrat: Die Breite links ist \(P(A)\), die Höhe des oberen Rechtecks in jeder Spalte die Wahrscheinlichkeit für \(B\). Der Baum ergänzt die übrigen Äste.

Baum und Einheitsquadrat

Halte fest: Jeder Ast bekommt, was seinem Nachbarast zu 1 fehlt. Jede Pfadwahrscheinlichkeit ist die Fläche eines Rechtecks — Breite mal Höhe.

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Vom Pfad zurück auf den Ast

Manchmal ist statt eines Astes nur eine Pfadwahrscheinlichkeit bekannt. Dann rechnet man die Produktregel rückwärts.

  • Bekannt:\(P(A)=0{,}6\) und \(P(A\text{ und }B)=0{,}24\).
  • Gesucht:der Ast \(P_A(B)\) zwischen \(A\) und \(B\).

Herleitung:

\(P(A)\cdot P_A(B)=P(A\text{ und }B)\)
| \(:P(A)\)
Produktregel entlang des Pfades \(A\to B\).
\(P_A(B)=\dfrac{P(A\text{ und }B)}{P(A)}\)
Ergebnis
Im Beispiel: \(P_A(B)=\frac{0{,}24}{0{,}6}=0{,}4\).
Merke

Ast aus Pfad: \(P_A(B)=\dfrac{P(A\text{ und }B)}{P(A)}\)

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Allgemeine Hinweise

Nur am selben Knoten

Die Äste hinter \(A\) ergänzen sich zu 1, die hinter \(\overline{A}\) auch — aber nicht alle vier Äste der 2. Stufe zusammen.

Probe mit den Pfaden

Alle Pfadwahrscheinlichkeiten ergeben zusammen 1: \(0{,}24+0{,}36+0{,}3+0{,}1=1\).

Richtig herum teilen

Pfad durch ersten Ast teilen, nicht umgekehrt — ein Ast liegt immer zwischen 0 und 1.

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