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Stochastische Unabhängigkeit

Verrät das Ergebnis der ersten Stufe etwas über die zweite — oder gar nichts?

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Gleiche Äste, gleiche Chancen

Zwei Ereignisse sind unabhängig, wenn das Eintreten des einen die Wahrscheinlichkeit des anderen nicht ändert.

  • Im Baum:die Äste zu \(B\) sind auf der 2. Stufe gleich: \(P_A(B)=P_{\overline A}(B)\).
  • Dann gilt:\(P_A(B)=P(B)\) — die Bedingung \(A\) spielt keine Rolle.
  • Beispiele:Würfeln und Münzwurf, Ziehen mit Zurücklegen — unabhängig. Ziehen ohne Zurücklegen — abhängig.

Im Einheitsquadrat ist jede Fläche eine Wahrscheinlichkeit. Ziehe den Punkt oben (Breite \(P(A)\)) und die beiden Trennlinien (Höhen \(P_A(B)\) und \(P_{\overline A}(B)\)) — oder nutze Tab und die Pfeiltasten.

Einheitsquadrat

Halte fest: Liegen beide Trennlinien auf gleicher Höhe, ist der Anteil von \(B\) in beiden Spalten gleich — dann ist die Fläche \(A\cap B\) genau \(P(A)\cdot P(B)\).

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Die Produktregel als Test

Herleitung:

\(P(A\cap B)=P(A)\cdot P_A(B)\)
Pfadregel
gilt immer, auch bei abhängigen Ereignissen.
\(P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B)\)
\(P_A(B)=P(B)\)
Bei Unabhängigkeit darf man den Ast durch \(P(B)\) ersetzen.
  • Tafel-Test:ein inneres Feld mit dem Produkt seiner Randwerte vergleichen.
  • Beispiel:\(P(A)=0{,}4,\ P(B)=0{,}5,\ P(A\cap B)=0{,}2=0{,}4\cdot0{,}5\) — unabhängig.
  • Symmetrisch:sind \(A\) und \(B\) unabhängig, dann auch \(A\) und \(\overline B\), \(\overline A\) und \(B\).
  • Deuten:„Wer \(A\) hat, hat \(B\) genauso oft wie alle anderen“ — kein statistischer Zusammenhang.
Merke

Stochastische Unabhängigkeit: \(P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B)\)

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Allgemeine Hinweise

Unabhängig ist nicht unvereinbar

Unvereinbar heißt \(P(A\cap B)=0\) — solche Ereignisse sind (bei \(P(A),P(B)>0\)) sogar abhängig.

Mit exakten Werten prüfen

Gerundete Werte können eine Gleichheit vortäuschen — mit Brüchen oder ungerundeten Zahlen vergleichen.

Daten schwanken

In echten Stichproben ist die Produktregel selten exakt erfüllt — kleine Abweichungen sprechen noch nicht gegen Unabhängigkeit.

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