Vierfeldertafel und Baumdiagramm
Typisch für das Abitur: Zwei Merkmale, ein paar Prozentangaben — und die Frage, wie wahrscheinlich das eine ist, wenn man das andere schon weiß.
- Vierfeldertafel:innen die Schnittwahrscheinlichkeiten wie \(P(A\cap B)\), am Rand die Summen.
- Baum, 1. Stufe:Randwahrscheinlichkeiten \(P(A)\), \(P(\bar A)\).
- Baum, 2. Stufe:bedingte Wahrscheinlichkeiten \(P_A(B)\) — „unter der Bedingung \(A\)“.
- Pfadregel:\(P(A\cap B)=P(A)\cdot P_A(B)\).
- Umgekehrter Baum:dieselben Schnittwahrscheinlichkeiten, nur zuerst nach \(B\) aufgeteilt.
- Unabhängig:genau dann, wenn \(P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B)\).
Ein Filter erkennt 95 % der Spam-Mails (S) und markiert (M) irrtümlich 3 % der normalen Mails. Klicke ein Feld der Vierfeldertafel an: Dieselbe Wahrscheinlichkeit leuchtet in beiden Bäumen auf. Verändere dann den Spam-Anteil.
Halte fest: Der Baum „erst S“ und der umgekehrte Baum „erst M“ enthalten dieselben vier Schnittwahrscheinlichkeiten. Wie verlässlich eine Markierung ist, hängt stark vom Spam-Anteil ab.
Zufallsgrößen und Erwartungswert
- Zufallsgröße:\(X\) ordnet jedem Ergebnis eine Zahl zu, etwa den Gewinn.
- Erwartungswert:\(E(X)=x_1\cdot P(X=x_1)+\ldots+x_n\cdot P(X=x_n)\) — der Mittelwert auf lange Sicht.
- Faires Spiel:erwarteter Gewinn \(E(G)=0\).
- Streuung:\(\sigma=\sqrt{\sum (x_i-\mu)^2\cdot P(X=x_i)}\).
Glücksrad: Einsatz 2 €. Mit Wahrscheinlichkeit 0,1 gibt es 10 € zurück, mit 0,2 genau 3 €, sonst nichts. Ist das Spiel fair?
Herleitung:
Bedingte Wahrscheinlichkeit: \(P_A(B)=\dfrac{P(A\cap B)}{P(A)}\)
Allgemeine Hinweise
P_A(B) ist nicht P_B(A)
„Spam, der markiert wird“ (95 %) ist etwas anderes als „markiert und wirklich Spam“. Welches Ereignis ist die Bedingung? Das steht nach „unter“, „von den“, „falls“.
Anteil wovon?
„3 % aller Mails“ ist eine Schnittwahrscheinlichkeit, „3 % der normalen Mails“ eine bedingte. Die Formulierung entscheidet über Tafelinneres oder Baumast.
Mit 1000 Fällen denken
Bei unübersichtlichen Angaben zuerst die Tafel mit absoluten Anzahlen von 1000 füllen — Summen und Quotienten werden dann greifbar.
