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Mathe-Arbeitsblätter Klasse 8

Stellen Sie aus mehr als 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Ereignis und Gegenereignis

Lernziele

  • Beschreibt Ereignisse als Teilmengen der Ergebnismenge.
  • Ordnet Ergebnisse den Ereignissen zu.
  • Bestimmt Gegenereignisse.
  • Übersetzt „genau“, „höchstens“ und „mindestens“.
  • Berechnet Wahrscheinlichkeiten über Gegenereignisse.

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4375008
Für ein Ereignis \(A\) gilt \(P(A)=0{,}6\). Ben behauptet, für das Gegenereignis gelte \(P(\bar A)=0{,}5\). Prüfe die Behauptung und korrigiere sie gegebenenfalls.

Denkanstöße

- Ereignis und Gegenereignis decken gemeinsam alle möglichen Fälle ab. - Welche Summe müssen ihre Wahrscheinlichkeiten deshalb ergeben? - Prüfe die beiden vorgeschlagenen Werte an dieser Bedingung.

Lösung

1. Ein Ereignis und sein Gegenereignis erfassen zusammen alle möglichen Ergebnisse. Daher müssen ihre Wahrscheinlichkeiten zusammen \(1\) ergeben. 2. Bens Werte ergeben \(0{,}6+0{,}5=1{,}1\) und können deshalb nicht stimmen. 3. Richtig ist \(P(\bar A)=1-0{,}6=0{,}4\).

Antwort

Bens Behauptung ist falsch. Es gilt \(P(\bar A)=0{,}4\).
4136518
In einer Schublade liegen rote und blaue Stifte. Insgesamt befinden sich mehr als fünf Stifte in der Schublade. Es werden drei Stifte mit einem Griff entnommen. Gib das Gegenereignis zu den folgenden Ereignissen in Worten an: a) \(A\): Alle drei Stifte sind blau. b) \(B\): Mindestens zwei Stifte sind rot. c) \(C\): Höchstens ein Stift ist blau. d) \(D\): Genau zwei Stifte sind rot.

Denkanstöße

- Überlege dir, welche Möglichkeiten es für die Anzahl (0, 1, 2 oder 3) insgesamt gibt. - Was bleibt übrig, wenn man die genannten Fälle aus der Gesamtmenge aller Möglichkeiten entfernt? - „Mindestens“ und „Höchstens“ sind oft Gegenspieler, aber achte genau auf die Grenzwerte. - Kannst du die Situation mit einer anderen Farbe beschreiben?

Lösung

1. Bestimmung von \(\bar{A}\): Das Ereignis \(A\) umfasst den Fall (3 blau). Das Gegenereignis umfasst alle anderen Fälle, also (0, 1 oder 2 blau). In Worten: Mindestens ein Stift ist rot. 2. Bestimmung von \(\bar{B}\): Das Ereignis \(B\) umfasst (2 rot, 3 rot). Das Gegenereignis umfasst (0 rot, 1 rot). In Worten: Höchstens ein Stift ist rot. 3. Bestimmung von \(\bar{C}\): Das Ereignis \(C\) umfasst (0 blau, 1 blau). Das Gegenereignis umfasst (2 blau, 3 blau). In Worten: Mindestens zwei Stifte sind blau. 4. Bestimmung von \(\bar{D}\): Das Ereignis \(D\) umfasst genau den Fall (2 rot). Das Gegenereignis umfasst alle anderen Möglichkeiten für die Anzahl roter Stifte. In Worten: Es werden \(0\), \(1\) oder \(3\) rote Stifte gezogen.

Antwort

a) \(\bar{A}\): Mindestens ein Stift ist rot. b) \(\bar{B}\): Höchstens ein Stift ist rot. c) \(\bar{C}\): Mindestens zwei Stifte sind blau. d) \(\bar{D}\): Es werden \(0\), \(1\) oder \(3\) rote Stifte gezogen.
4136668
Ein Bogenschütze gibt bei einem Training \(6\) Schüsse auf eine Zielscheibe ab. Jeder Schuss trifft entweder „ins Goldene“ oder „nicht ins Goldene“. Beschreibe für die folgenden Ereignisse jeweils das zugehörige Gegenereignis in Worten: a) Alle Schüsse treffen ins Goldene. b) Kein Schuss trifft ins Goldene. c) Die ersten zwei Schüsse treffen ins Goldene. d) Mindestens fünf Schüsse treffen ins Goldene.

Denkanstöße

- Überlege bei jeder Aussage, welche Fälle übrig bleiben, wenn sie nicht eintritt. - Was ist das Gegenteil von „alle“ und von „kein“? - Bei „mindestens“ hilft es, zuerst die möglichen Trefferzahlen aufzuschreiben.

Lösung

1. Bei a) darf für das Gegenereignis nicht jeder Schuss ins Goldene treffen. Also trifft mindestens ein Schuss nicht ins Goldene. 2. Bei b) ist das Gegenereignis erreicht, sobald mindestens ein Schuss ins Goldene trifft. 3. Bei c) müssen für das Ereignis die ersten beiden Schüsse ins Goldene treffen. Beim Gegenereignis trifft mindestens einer dieser beiden Schüsse nicht ins Goldene. 4. „Mindestens \(5\)“ bedeutet \(5\) oder \(6\) Treffer ins Goldene. Das Gegenereignis umfasst \(0,1,2,3\) oder \(4\) Treffer, also höchstens vier.

Antwort

a) Mindestens ein Schuss trifft nicht ins Goldene. b) Mindestens ein Schuss trifft ins Goldene. c) Mindestens einer der ersten zwei Schüsse trifft nicht ins Goldene. d) Höchstens vier Schüsse treffen ins Goldene.
4140658
Alle Ergebnisse des Zufallsexperiments sind gleich wahrscheinlich. Betrachte die Ergebnismenge \(\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\}\) eines Zufallsexperiments. Bestimme die folgenden Ereignisse als Mengen und gib jeweils ihr Gegenereignis an: A: Die Zahl ist eine Quadratzahl. B: Die Zahl ist größer als 7. Berechne zudem die Wahrscheinlichkeit des Gegenereignisses von A, also \(P(\bar{A})\).

Denkanstöße

- Was bedeutet es, wenn ein Ergebnis nicht zu einem Ereignis gehört? - Wie viele Elemente hat die gesamte Menge und wie viele davon gehören zum gesuchten Ereignis? - Erinnere dich an die Definition einer Quadratzahl.

Lösung

1. Identifikation der Quadratzahlen in \(\Omega\): \(A = \{1, 4, 9\}\) 2. Bestimmung des Gegenereignisses \(\bar{A}\) durch Ausschluss von \(A\) aus \(\Omega\): \(\bar{A} = \{2, 3, 5, 6, 7, 8, 10\}\) 3. Identifikation der Zahlen größer als 7: \(B = \{8, 9, 10\}\) 4. Bestimmung des Gegenereignisses \(\bar{B}\): \(\bar{B} = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7\}\) 5. Berechnung der Wahrscheinlichkeit \(P(\bar{A})\) nach Laplace: Anzahl der günstigen Ergebnisse (\(7\)) dividiert durch Anzahl der möglichen Ergebnisse (\(10\)), resultierend in \(P(\bar{A}) = \frac{7}{10} = 0{,}7\)

Antwort

- \(A = \{1, 4, 9\}\), \(\bar{A} = \{2, 3, 5, 6, 7, 8, 10\}\) - \(B = \{8, 9, 10\}\), \(\bar{B} = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7\}\) - \(P(\bar{A}) = 0{,}7\)
4319788
Das abgebildete Glücksrad ist in gleich große Sektoren aufgeteilt. Einige Sektoren sind mit \(M\) markiert. Das Rad wird einmal gedreht. Wir betrachten das Ereignis \(E\): „Der Zeiger bleibt auf einem mit \(M\) markierten Feld stehen.“ 1. Bestimme \(P(E)\) als gekürzten Bruch. 2. Beschreibe das Gegenereignis \(\bar E\) in Worten. 3. Berechne \(P(\bar E)\) als gekürzten Bruch.
Abbildung zur Aufgabe 431978

Denkanstöße

- Nutze die gleich großen Sektoren als gleich wahrscheinliche Ergebnisse. - Für das Ereignis zählen nur die Sektoren, die das Zeichen \(M\) tragen. - Ereignis und Gegenereignis müssen zusammen alle Sektoren des Rads erfassen.

Lösung

1. Das Glücksrad hat \(10\) gleich große Sektoren. Davon sind \(4\) mit \(M\) markiert. Daher ist \(P(E)=\frac{4}{10}=\frac{2}{5}\). 2. Das Gegenereignis tritt ein, wenn der Zeiger auf einem Feld ohne Markierung \(M\) stehen bleibt. 3. Es gibt \(6\) nicht markierte Sektoren. Daher ist \(P(\bar E)=\frac{6}{10}=\frac{3}{5}\). Außerdem gilt \(\frac{2}{5}+\frac{3}{5}=1\).

Antwort

1. \(P(E)=\frac{2}{5}\) 2. \(\bar E\): „Der Zeiger bleibt auf einem Feld ohne Markierung \(M\) stehen.“ 3. \(P(\bar E)=\frac{3}{5}\)
4320248
In der abgebildeten Urne befinden sich farbige Kugeln. Es wird einmal zufällig eine Kugel gezogen. a) Formuliere das Gegenereignis \(\bar{E}\) zum Ereignis \(E\): „Die gezogene Kugel ist gelb“ in Worten. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dieses Gegenereignisses \(P(\bar{E})\) als vollständig gekürzten Bruch.
Abbildung zur Aufgabe 432024

Denkanstöße

- Welche Ergebnisse gehören genau dann zum Gegenereignis, wenn „gelb“ nicht eintritt? - Lies aus der Abbildung ab, wie viele Kugeln insgesamt und wie viele davon nicht gelb sind. - Für eine Laplace-Auswahl aus den Kugeln vergleichst du günstige mit allen möglichen Kugeln.

Lösung

1. Das Gegenereignis tritt genau dann ein, wenn keine gelbe Kugel gezogen wird. Es lautet: „Die gezogene Kugel ist nicht gelb“, also „rot oder blau“. 2. In der Abbildung sind \(7\) von \(12\) Kugeln gelb. Damit sind \(5\) Kugeln nicht gelb. 3. Daher gilt \(P(\bar{E})=\frac{5}{12}\).

Antwort

a) „Die gezogene Kugel ist nicht gelb“ (oder: „Die gezogene Kugel ist rot oder blau“). b) \(\frac{5}{12}\)
4320498
Ein Glücksrad besitzt \(8\) gleich große Felder, die wie abgebildet farbig gestaltet sind. Das Glücksrad wird einmal gedreht. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit für das Ereignis \(E\): „Der Zeiger landet auf einem roten Feld“. Gib auch die Wahrscheinlichkeit des Gegenereignisses \(\bar{E}\) an. b) Ein weiteres Ereignis ist \(A\): „Der Zeiger landet auf einem blauen oder roten Feld“. Formuliere das Gegenereignis \(\bar{A}\) im Sachzusammenhang und berechne seine Wahrscheinlichkeit.
Abbildung zur Aufgabe 432049

Denkanstöße

- Zähle für jedes Ereignis die passenden gleich großen Felder in der Abbildung. - Beim Gegenereignis gehören genau die Felder dazu, die nicht zum ursprünglichen Ereignis gehören. - Welche Farbe bleibt in b) übrig, wenn Blau und Rot ausgeschlossen sind?

Lösung

1. Von \(8\) gleich großen Feldern sind \(3\) rot. Daher gilt \(P(E)=\frac{3}{8}=37{,}5\,\%\). 2. Das Gegenereignis zu „rot“ ist „nicht rot“. Somit gilt \(P(\bar{E})=1-\frac{3}{8}=\frac{5}{8}=62{,}5\,\%\). 3. Das Gegenereignis zu „blau oder rot“ ist „weder blau noch rot“. Da nur die drei dargestellten Farben vorkommen, ist damit genau „gelb“ gemeint. 4. Ein von \(8\) Feldern ist gelb. Daher gilt \(P(\bar{A})=\frac{1}{8}=12{,}5\,\%\).

Antwort

a) \(P(E)=\frac{3}{8}=37{,}5\,\%\) und \(P(\bar{E})=\frac{5}{8}=62{,}5\,\%\). b) \(\bar{A}\): „Der Zeiger landet auf einem gelben Feld“ (oder: „weder auf Blau noch auf Rot“). \(P(\bar{A})=\frac{1}{8}=12{,}5\,\%\).
4375228
Eine faire Münze wird zweimal geworfen. Formuliere zu den drei markierten Endergebnissen ein einfaches Ereignis und gib das Gegenereignis an.
Abbildung zur Aufgabe 437522

Denkanstöße

- Suche eine gemeinsame Beschreibung, die für alle drei markierten Endpunkte gilt. - Prüfe, welcher Endpunkt als einziger nicht markiert ist. - Das Gegenereignis muss genau die nicht markierten möglichen Ergebnisse enthalten.

Lösung

1. Die markierten Ergebnisse sind \(KK\), \(KZ\) und \(ZK\). 2. Eine gemeinsame Beschreibung lautet: „mindestens einmal Kopf“. 3. Der einzige nicht markierte Endpunkt ist \(ZZ\). Das Gegenereignis lautet daher „kein Kopf“.

Antwort

Ereignis: „mindestens einmal Kopf“; Gegenereignis: „kein Kopf“, also \(ZZ\).
5530828
Für ein Ereignis \(A\) gilt \(P(A)=0{,}35\). a) Berechne \(P(\bar A)\). b) Für ein anderes Ereignis \(B\) gilt \(P(\bar B)=0{,}42\). Berechne \(P(B)\). c) Mia behauptet für ein Ereignis \(C\): \(P(C)=0{,}58\) und \(P(\bar C)=0{,}52\). Prüfe die Behauptung und begründe.

Denkanstöße

- Ereignis und Gegenereignis decken zusammen alle möglichen Fälle ab. - Überlege bei b), welche Größe bis zur Gesamtwahrscheinlichkeit \(1\) noch fehlt. - Prüfe bei c) nicht nur jeden Einzelwert, sondern die Beziehung zwischen Ereignis und Gegenereignis.

Lösung

1. Ereignis und Gegenereignis ergänzen sich zur Wahrscheinlichkeit \(1\). Daher gilt \(P(\bar A)=1-0{,}35=0{,}65\). 2. Ebenso gilt \(P(B)=1-P(\bar B)=1-0{,}42=0{,}58\). 3. Für \(C\) und \(\bar C\) müsste die Summe genau \(1\) sein. Hier ist \(0{,}58+0{,}52=1{,}10\). Die Behauptung ist daher falsch.

Antwort

a) \(0{,}65\) b) \(0{,}58\) c) Falsch, denn \(0{,}58+0{,}52=1{,}10\neq1\).
5530838
Bei einer Tombola sei A das Ereignis „Das gezogene Los gewinnt“. Für das Gegenereignis gilt \(P(\bar A)=0{,}72\). a) Bestimme \(P(A)\). b) Die Tombola enthält \(250\) gleich wahrscheinliche Lose. Wie viele davon sind Gewinnlose?

Denkanstöße

- Nutze zuerst den Zusammenhang zwischen einem Ereignis und seinem Gegenereignis. - Übersetze die gefundene Wahrscheinlichkeit anschließend in einen Anteil von \(250\) Losen. - Prüfe, ob Gewinnlose und Nieten zusammen wieder alle \(250\) Lose ergeben könnten.

Lösung

1. A und \(\bar A\) ergänzen sich. Daher ist \(P(A)=1-0{,}72=0{,}28\). 2. Bei \(250\) gleich wahrscheinlichen Losen entsprechen \(0{,}28\cdot250=70\) Lose dem Ereignis A.

Antwort

a) \(P(A)=0{,}28=28\,\%\) b) \(70\) Gewinnlose
4135858
In einem Beutel befinden sich \(40\) Kugeln in den Farben Rot, Blau, Grün und Gelb. Von jeder Farbe gibt es genau \(10\) Kugeln, die jeweils mit den Zahlen \(1\) bis \(10\) beschriftet sind. Es wird eine Kugel zufällig gezogen. Formuliere zu jedem Ereignis das Gegenereignis in Worten und gib jeweils an, wie viele Kugeln zum Ereignis und wie viele zum Gegenereignis gehören. a) \(A\): „Die gezogene Kugel ist gelb.“ b) \(B\): „Die gezogene Kugel trägt die Zahl \(5\).“ c) \(C\): „Die gezogene Kugel ist blau und trägt nicht die Zahl \(10\).“

Denkanstöße

- Formuliere zuerst, was genau nicht eintreten darf, wenn das jeweilige Ereignis nicht eintritt. - Prüfe, ob Ereignis und Gegenereignis zusammen wirklich alle \(40\) Kugeln erfassen. - Bei einer Bedingung mit „und“ lohnt es sich, das Gegenereignis an konkreten Kugeln zu testen.

Lösung

1. Zu \(A\) gehören die \(10\) gelben Kugeln. Das Gegenereignis lautet: „Die gezogene Kugel ist nicht gelb.“ Dazu gehören \(40-10=30\) Kugeln. 2. Zu \(B\) gehören die vier Kugeln mit der Zahl \(5\), je eine pro Farbe. Das Gegenereignis lautet: „Die gezogene Kugel trägt nicht die Zahl \(5\).“ Dazu gehören \(40-4=36\) Kugeln. 3. Zu \(C\) gehören die \(9\) blauen Kugeln mit den Zahlen \(1\) bis \(9\). Das Gegenereignis lautet: „Die gezogene Kugel ist nicht blau oder sie trägt die Zahl \(10\).“ Dazu gehören \(40-9=31\) Kugeln.

Antwort

a) \(\bar A\): „Die gezogene Kugel ist nicht gelb.“; \(10\) Kugeln gehören zu \(A\), \(30\) zu \(\bar A\). b) \(\bar B\): „Die gezogene Kugel trägt nicht die Zahl \(5\).“; \(4\) Kugeln gehören zu \(B\), \(36\) zu \(\bar B\). c) \(\bar C\): „Die gezogene Kugel ist nicht blau oder sie trägt die Zahl \(10\).“; \(9\) Kugeln gehören zu \(C\), \(31\) zu \(\bar C\).
4136528
Ein fairer 20-seitiger Würfel mit den Zahlen 1 bis 20 wird einmal geworfen. Betrachte die folgenden Ereignisse: \(E_1\): Die Zahl ist eine Primzahl. \(E_2\): Die Zahl ist ein Vielfaches von 4. \(E_3\): Die Zahl ist größer als 15. \(E_4\): Die Zahl ist höchstens 18. 1. Beschreibe die Gegenereignisse \(\bar{E}_1, \bar{E}_2, \bar{E}_3\) und \(\bar{E}_4\) in Worten. 2. Bestimme für jedes Gegenereignis die Anzahl der günstigen Ergebnisse.

Denkanstöße

- Schreibe dir zuerst alle Zahlen von 1 bis 20 auf. - Markiere die Zahlen, die zum Ereignis gehören. Die restlichen gehören zum Gegenereignis. - Was bedeutet „höchstens“ mathematisch? Welches Zeichen (\(<\), \(>\), \(\le\), \(\ge\)) passt dazu? - Denke daran, dass die 1 keine Primzahl ist.

Lösung

1. Beschreibung der Gegenereignisse: \(\bar{E}_1\): Die Zahl ist keine Primzahl. \(\bar{E}_2\): Die Zahl ist kein Vielfaches von 4. \(\bar{E}_3\): Die Zahl ist höchstens 15. \(\bar{E}_4\): Die Zahl ist größer als 18. 2. Berechnung der Anzahlen: - Primzahlen (\(E_1\)): \(\{2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19\}\), also 8 Stück. Anzahl für \(\bar{E}_1\): \(20 - 8 = 12\). - Vielfache von 4 (\(E_2\)): \(\{4, 8, 12, 16, 20\}\), also 5 Stück. Anzahl für \(\bar{E}_2\): \(20 - 5 = 15\). - Zahlen größer 15 (\(E_3\)): \(\{16, 17, 18, 19, 20\}\), also 5 Stück. Anzahl für \(\bar{E}_3\): \(20 - 5 = 15\). - Zahlen bis 18 (\(E_4\)): \(\{1, 2, \dots, 18\}\), also 18 Stück. Anzahl für \(\bar{E}_4\): \(20 - 18 = 2\) (nämlich 19 und 20).

Antwort

1. \(\bar{E}_1\): Keine Primzahl; \(\bar{E}_2\): Kein Vielfaches von 4; \(\bar{E}_3\): Höchstens 15; \(\bar{E}_4\): Größer als 18. 2. Anzahl der Ergebnisse: \(\bar{E}_1: 12\); \(\bar{E}_2: 15\); \(\bar{E}_3: 15\); \(\bar{E}_4: 2\).
4136538
Ein Glücksrad besitzt zehn gleich große Sektoren, die mit den Zahlen \(1\) bis \(10\) beschriftet sind. Man gewinnt, wenn die gedrehte Zahl eine Quadratzahl oder eine Primzahl ist (Ereignis \(G\)). a) Bestimme die Ergebnismenge \(\Omega\) und die Menge der gewinnbringenden Zahlen für das Ereignis \(G\). b) Formuliere das Gegenereignis \(\bar{G}\) in Worten, ohne das Wort „nicht“ zu verwenden. c) Berechne die Wahrscheinlichkeiten \(P(G)\) und \(P(\bar{G})\) als Dezimalbruch. Welcher Zusammenhang besteht zwischen den beiden Werten?

Denkanstöße

- Was sind Quadratzahlen? Multipliziere kleine natürliche Zahlen mit sich selbst. - Welche Zahlen zwischen 1 und 10 sind Primzahlen? - Wenn du die Gewinnzahlen kennst, welche Zahlen führen dann zum Verlust? - Wie berechnet man die Wahrscheinlichkeit bei einem Glücksrad mit gleich großen Feldern?

Lösung

1. Ergebnismenge \(\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\}\). 2. Bestimmung von \(G\): Quadratzahlen sind \(\{1, 4, 9\}\). Primzahlen sind \(\{2, 3, 5, 7\}\). Die Vereinigungsmenge ist \(G = \{1, 2, 3, 4, 5, 7, 9\}\). 3. Gegenereignis \(\bar{G}\): Die verbleibenden Zahlen sind \(\{6, 8, 10\}\). In Worten: Die Zahl ist 6, 8 oder 10. 4. Wahrscheinlichkeiten: \(P(G) = \frac{7}{10} = 0{,}7\). \(P(\bar{G}) = \frac{3}{10} = 0{,}3\). 5. Zusammenhang: Für ein Ereignis und sein Gegenereignis gilt \(P(G) + P(\bar{G}) = 1\).

Antwort

a) \(\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\}\); \(G = \{1, 2, 3, 4, 5, 7, 9\}\). b) \(\bar{G}\): Die Zahl ist 6, 8 oder 10. c) \(P(G) = 0{,}7\); \(P(\bar{G}) = 0{,}3\). Für ein Ereignis und sein Gegenereignis ist die Summe der Wahrscheinlichkeiten \(1\).
4136678
Für eine Qualitätskontrolle werden \(20\) Akkus zufällig aus einer großen Lieferung ausgewählt. Als Ergebnis des Zufallsexperiments wird notiert, wie viele der ausgewählten Akkus defekt sind. Formuliere das Gegenereignis zu den folgenden Ereignissen: a) Genau ein Akku ist defekt. b) Höchstens drei Akkus sind defekt. c) Mehr als \(15\) Akkus sind voll funktionsfähig. d) Die Anzahl der defekten Akkus ist eine gerade Zahl.

Denkanstöße

- Schreibe dir für Aussagen über Anzahlen zunächst die möglichen Werte von \(0\) bis \(20\) auf. - Achte bei Formulierungen wie „höchstens“ und „mehr als“ darauf, ob der Grenzwert dazugehört. - Ein Gegenereignis muss genau alle möglichen Ergebnisse enthalten, die nicht zum ursprünglichen Ereignis gehören.

Lösung

1. Bei a) umfasst das Ereignis genau den Wert \(1\). Das Gegenereignis umfasst alle anderen möglichen Anzahlen von \(0\) bis \(20\): Kein Akku oder mindestens zwei Akkus sind defekt. 2. „Höchstens drei“ umfasst \(0,1,2,3\) defekte Akkus. Das Gegenereignis lautet daher: Mindestens vier Akkus sind defekt. 3. „Mehr als \(15\) voll funktionsfähig“ bedeutet \(16\) bis \(20\) voll funktionsfähige Akkus. Das Gegenereignis lautet: Höchstens \(15\) Akkus sind voll funktionsfähig. 4. Für eine ganze Anzahl von Akkus ist das Gegenereignis zu „gerade“ die Aussage „ungerade“.

Antwort

a) Kein Akku oder mindestens zwei Akkus sind defekt. b) Mindestens vier Akkus sind defekt. c) Höchstens \(15\) Akkus sind voll funktionsfähig. d) Die Anzahl der defekten Akkus ist ungerade.
4136688
Ein Passwort mit vier Zeichen wird zufällig erzeugt. Jedes Zeichen ist entweder ein Buchstabe oder eine Ziffer. Bestimme das Gegenereignis zu den folgenden Ereignissen: a) Alle vier Zeichen sind Buchstaben. b) Das Passwort enthält mindestens eine Ziffer. c) Das erste und das letzte Zeichen sind Ziffern. d) Das Passwort enthält höchstens zwei Buchstaben.

Denkanstöße

- Prüfe für jede Aussage, welche möglichen Ergebnisse sie ausschließt. - Bei c) reicht es für das Gegenereignis bereits aus, dass eine der beiden geforderten Stellen keine Ziffer ist. - Formulierungen über Anzahlen kannst du zunächst mit den möglichen Werten \(0,1,2,3,4\) prüfen.

Lösung

1. Wenn nicht alle vier Zeichen Buchstaben sind, muss mindestens ein Zeichen eine Ziffer sein. 2. Wenn das Passwort nicht mindestens eine Ziffer enthält, enthält es keine Ziffer; damit sind alle vier Zeichen Buchstaben. 3. Das Ereignis aus c) tritt nur ein, wenn beide äußeren Zeichen Ziffern sind. Sein Gegenereignis tritt deshalb ein, sobald mindestens eines der beiden äußeren Zeichen ein Buchstabe ist. 4. Möglich sind \(0,1,2,3\) oder \(4\) Buchstaben. Wenn es nicht höchstens zwei sind, müssen es mindestens drei sein.

Antwort

a) Mindestens ein Zeichen ist eine Ziffer. b) Alle vier Zeichen sind Buchstaben. c) Mindestens eines der beiden äußeren Zeichen ist ein Buchstabe. d) Mindestens drei Zeichen sind Buchstaben.
4140668
Alle Ergebnisse des Zufallsexperiments sind gleich wahrscheinlich. Gegeben ist die Ergebnismenge \(\Omega = \{11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20\}\). 1. Gib das Ereignis \(E\): „Die Zahl ist eine Primzahl“ und sein Gegenereignis \(\bar{E}\) in Mengenschreibweise an. 2. Das Ereignis \(F\) enthält alle Zahlen aus \(\Omega\), deren Quersumme durch 3 teilbar ist. Bestimme \(F\) und \(\bar{F}\). 3. Vergleiche die Anzahl der Elemente von \(E\) und \(F\). Welches der beiden Ereignisse ist wahrscheinlicher? Begründe kurz.

Denkanstöße

- Gehe die Zahlen nacheinander durch und prüfe die Bedingungen für Primzahlen und Quersummen. - Wie hängen die Anzahl der Elemente in einer Menge und die Wahrscheinlichkeit zusammen? - Was musst du tun, um alle Elemente zu finden, die NICHT in einer Menge sind?

Lösung

1. Identifikation der Primzahlen in \(\Omega\): \(E = \{11, 13, 17, 19\}\) 2. Bestimmung des Gegenereignisses durch Komplementbildung: \(\bar{E} = \{12, 14, 15, 16, 18, 20\}\) 3. Prüfung der Quersummen (1+1=2, 1+2=3, ...): Durch 3 teilbare Quersummen haben 12, 15 und 18. Somit \(F = \{12, 15, 18\}\) 4. Bestimmung des Gegenereignisses: \(\bar{F} = \{11, 13, 14, 16, 17, 19, 20\}\) 5. Vergleich der Mächtigkeiten: \(|E| = 4\) und \(|F| = 3\). Da \(|E| > |F|\), ist das Ereignis \(E\) wahrscheinlicher, da bei einer Laplace-Wahrscheinlichkeit mehr günstige Ergebnisse vorliegen.

Antwort

1. \(E = \{11, 13, 17, 19\}\), \(\bar{E} = \{12, 14, 15, 16, 18, 20\}\) 2. \(F = \{12, 15, 18\}\), \(\bar{F} = \{11, 13, 14, 16, 17, 19, 20\}\) 3. \(E\) ist wahrscheinlicher, da es mit 4 Elementen mehr Ergebnisse umfasst als \(F\) mit 3 Elementen.
4140678
Für jede der drei Stellen wird unabhängig und mit gleicher Wahrscheinlichkeit die Ziffer 1 oder 2 gewählt. Die so gebildeten dreistelligen Zahlen bilden die Ergebnismenge \(\Omega\). 1. Liste alle Elemente von \(\Omega\) auf. 2. Das Ereignis \(G\) lautet: „Die Zahl enthält mindestens zweimal die Ziffer 1“. Bestimme die Menge \(G\). 3. Formuliere das Gegenereignis \(\bar{G}\) in Worten und gib die zugehörige Menge an. 4. Berechne die Wahrscheinlichkeiten \(P(G)\) und \(P(\bar{G})\) und zeige, dass ihre Summe 1 ergibt.

Denkanstöße

- Wie viele Möglichkeiten gibt es für jede Stelle der Zahl? Erstelle am besten einen Baum oder eine Liste. - Was ist das logische Gegenteil von „mindestens zwei“? - Denke daran, dass die Summe der Wahrscheinlichkeiten von Ereignis und Gegenereignis immer feststeht.

Lösung

1. Systematische Auflistung aller Kombinationen von 1 und 2: \(\Omega = \{111, 112, 121, 122, 211, 212, 221, 222\}\). Die Gesamtanzahl ist \(|\Omega| = 8\). 2. Identifikation der Zahlen mit zwei oder drei Einsen: \(G = \{111, 112, 121, 211\}\) 3. Formulierung des Gegenereignisses: \(\bar{G}\) bedeutet „weniger als zweimal die Ziffer 1“ oder „höchstens einmal die Ziffer 1“. Die Menge ist \(\bar{G} = \{122, 212, 221, 222\}\). 4. Berechnung der Wahrscheinlichkeiten: \(P(G) = \frac{4}{8} = 0{,}5\) und \(P(\bar{G}) = \frac{4}{8} = 0{,}5\). 5. Nachweis der Summe: \(P(G) + P(\bar{G}) = 0{,}5 + 0{,}5 = 1\).

Antwort

1. \(\Omega = \{111, 112, 121, 122, 211, 212, 221, 222\}\) 2. \(G = \{111, 112, 121, 211\}\) 3. \(\bar{G}\): „Die Zahl enthält höchstens einmal die Ziffer 1“. \(\bar{G} = \{122, 212, 221, 222\}\) 4. \(P(G) = 0{,}5\); \(P(\bar{G}) = 0{,}5\); Summe: \(0{,}5 + 0{,}5 = 1\)
4321658
Ein Glücksrad besitzt \(12\) gleich große Sektoren, die mit den Zahlen von \(1\) bis \(12\) beschriftet und farbig markiert sind. Das Rad wird einmal gedreht. Das Ereignis \(A\) lautet: „Die gedrehte Zahl ist eine Primzahl oder der Sektor ist blau.“ a) Gib das Ereignis \(A\) als Menge an. b) Beschreibe das Gegenereignis \(\bar{A}\) in Worten und bestimme \(P(\bar{A})\).
Abbildung zur Aufgabe 432165

Denkanstöße

- Schreibe die Primzahlen und die blauen Zahlen zunächst in zwei getrennte Listen. - Vergleiche die beiden Listen, bevor du \(A\) als eine Menge aufschreibst. - Welche Zahlen von \(1\) bis \(12\) fehlen danach in \(A\)?

Lösung

1. Die Primzahlen von \(1\) bis \(12\) sind \(2,3,5,7,11\). Die blauen Sektoren tragen die Zahlen \(9,10,11,12\). 2. Für „Primzahl oder blau“ gilt \(A=\{2,3,5,7,9,10,11,12\}\). 3. Zum Gegenereignis gehören die übrigen Ergebnisse \(\{1,4,6,8\}\). In Worten: „Die Zahl ist keine Primzahl und der Sektor ist nicht blau.“ 4. Daher gilt \(P(\bar{A})=\frac{4}{12}=\frac{1}{3}\approx33{,}3\,\%\).

Antwort

a) \(A=\{2,3,5,7,9,10,11,12\}\) b) „Die Zahl ist keine Primzahl und der Sektor ist nicht blau.“; \(P(\bar{A})=\frac{1}{3}\approx33{,}3\,\%\)

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