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

Additionssatz

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5520749
Ergänze den Additionssatz für zwei Ereignisse \(A\) und \(B\): \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)\;\square\;P(A\cap B)\). Welches Rechenzeichen gehört in das Kästchen? Begründe kurz mit dem gemeinsamen Bereich der Ereignisse.

Denkanstöße

- Überlege, wie oft Ergebnisse aus \(A\cap B\) in der Summe \(P(A)+P(B)\) vorkommen. - In \(A\cup B\) soll jedes Ergebnis nur einmal berücksichtigt werden.

Lösung

1. Beim Addieren von \(P(A)\) und \(P(B)\) wird der gemeinsame Bereich \(A\cap B\) zweimal erfasst. 2. Damit er in der Vereinigung nur einmal gezählt wird, muss \(P(A\cap B)\) einmal abgezogen werden.

Antwort

In das Kästchen gehört ein Minuszeichen: \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\).
5520759
Zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) werden verglichen. Fall I: \(A\) und \(B\) können gleichzeitig eintreten. Fall II: \(A\) und \(B\) sind unvereinbar. In welchem Fall darf \(P(A\cup B)\) ohne Korrekturterm als \(P(A)+P(B)\) berechnet werden? Begründe kurz.

Denkanstöße

- Was bedeutet „unvereinbar“ für gemeinsame Ergebnisse? - Welche Wahrscheinlichkeit hat ein unmögliches gemeinsames Ereignis? - Überlege, was dann mit dem Korrekturterm im Additionssatz geschieht.

Lösung

1. Bei unvereinbaren Ereignissen ist die Schnittmenge \(A\cap B\) leer. 2. Damit gilt \(P(A\cap B)=0\). 3. Im Additionssatz verschwindet deshalb der Korrekturterm. Das ist Fall II.

Antwort

Fall II. Bei unvereinbaren Ereignissen gilt \(P(A\cap B)=0\), daher ist \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)\).
5565909
Im Mengendiagramm stehen absolute Häufigkeiten in den drei Bereichen innerhalb von \(A\cup B\). Lea bildet \(H(A)+H(B)\). Welche im Diagramm eingetragene Häufigkeit wird dabei doppelt gezählt? Ergänze damit den Additionssatz \(H(A\cup B)=H(A)+H(B)-\square\).
Abbildung zur Aufgabe 556590

Denkanstöße

- Verfolge im Diagramm, welche Bereiche zu \(A\) und welche zu \(B\) gehören. - Suche den Bereich, der beim Zählen von \(A\) und beim Zählen von \(B\) jeweils vorkommt. - Der Korrekturterm im Additionssatz beschreibt genau diesen gemeinsam gezählten Bereich.

Lösung

1. Die Häufigkeit \(3\) liegt in der Überlappung \(A\cap B\). 2. Beim Bilden von \(H(A)\) wird diese Überlappung einmal mitgezählt und beim Bilden von \(H(B)\) ein zweites Mal. 3. Deshalb muss genau die Schnittmenge einmal abgezogen werden: \(H(A\cup B)=H(A)+H(B)-H(A\cap B)\). Im dargestellten Beispiel ist der doppelt gezählte Wert \(3\).

Antwort

Doppelt gezählt wird \(H(A\cap B)=3\). Es gilt \(H(A\cup B)=H(A)+H(B)-H(A\cap B)\).
5566009
Das Mengendiagramm zeigt zwei Ereignisse \(A\) und \(B\). Bestimme aus dem Bild \(P(A\cap B)\) und ergänze damit den Additionssatz für diese Situation: \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-\square\). Begründe kurz anhand des Diagramms.
Abbildung zur Aufgabe 556600

Denkanstöße

- Prüfe zuerst, ob sich die beiden Kreise im Bild überhaupt überschneiden. - Was bedeutet eine fehlende Überlappung für die Schnittmenge? - Der Korrekturterm des Additionssatzes ist die Wahrscheinlichkeit der Schnittmenge.

Lösung

1. Die Kreise überschneiden sich im Diagramm nicht. Deshalb ist \(A\cap B=\emptyset\) und damit \(P(A\cap B)=0\). 2. Daher lautet der Additionssatz hier \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-0=P(A)+P(B)\).

Antwort

\(P(A\cap B)=0\); in das Kästchen gehört \(0\), weil die Kreise keinen gemeinsamen Bereich haben.
4147559
Ein Elektronikhersteller prüft \(2500\) Tablets auf Pixelfehler (\(A\)) und Gehäusemängel (\(B\)). Es gilt \(H(A)=35\), \(H(B)=20\) und \(H(A\cap B)=8\). Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewähltes Tablet mindestens einen der beiden Mängel hat.

Denkanstöße

- Überlege, welche Geräte beim Addieren der beiden Fehlergruppen doppelt erfasst werden. - Bestimme zunächst die absolute Häufigkeit der Vereinigung. - Beziehe diese Häufigkeit anschließend auf alle \(2500\) Geräte.

Lösung

1. Mit dem Additionssatz für absolute Häufigkeiten gilt \(H(A\cup B)=35+20-8=47\). 2. Bezogen auf die \(2500\) geprüften Tablets ist \(P(A\cup B)=\frac{47}{2500}=0{,}0188=1{,}88\,\%\).

Antwort

\(P(A\cup B)=\frac{47}{2500}=1{,}88\,\%\).
4147659
Gegeben ist die Vierfeldertafel für zwei Ereignisse \(A\) und \(B\): <table><tr><td></td><td>\(B\)</td><td>\(\overline{B}\)</td><td>Gesamt</td></tr><tr><td>\(A\)</td><td>60</td><td>100</td><td>160</td></tr><tr><td>\(\overline{A}\)</td><td>140</td><td>100</td><td>240</td></tr><tr><td>Gesamt</td><td>200</td><td>200</td><td>400</td></tr></table> Zeige rechnerisch anhand der Tabelle, dass \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\) erfüllt ist.

Denkanstöße

- Bestimme zunächst die drei Wahrscheinlichkeiten auf der rechten Seite aus Randsummen und Innenfeld. - Zur Vereinigung gehören drei der vier Innenfelder. - Berechne beide Seiten der Gleichung unabhängig voneinander und vergleiche sie.

Lösung

1. Aus der Tabelle folgen \(P(A)=\frac{160}{400}=0{,}4\), \(P(B)=\frac{200}{400}=0{,}5\) und \(P(A\cap B)=\frac{60}{400}=0{,}15\). 2. Die rechte Seite ergibt \(0{,}4+0{,}5-0{,}15=0{,}75\). 3. Für die Vereinigung gilt \(H(A\cup B)=60+100+140=300\), also \(P(A\cup B)=\frac{300}{400}=0{,}75\). 4. Beide Seiten haben denselben Wert \(0{,}75\); damit ist die Gleichung für diese Daten bestätigt.

Antwort

Beide Seiten ergeben \(0{,}75\); der Additionssatz ist für die gegebenen Daten bestätigt.
4147799
Ein Beutel enthält \(40\) Lose mit den Nummern \(1\) bis \(40\). Ein Los wird zufällig gezogen. Sei \(A\): „die Nummer ist durch \(4\) teilbar“ und \(B\): „die Nummer ist durch \(10\) teilbar“. Bestimme \(P(A\cup B)\) mithilfe des Additionssatzes. Bestimme dazu \(P(A)\), \(P(B)\) und \(P(A\cap B)\) und gib den Additionssatz mit den eingesetzten Werten als Teil deiner Rechnung an; die Vereinigung soll nicht durch vollständiges Auflisten aller passenden Lose gezählt werden.

Denkanstöße

- Bestimme getrennt, wie viele Lose zu \(A\), zu \(B\) und zu beiden Ereignissen gehören. - Welche Teilbarkeitsbedingung müssen Lose in \(A\cap B\) gleichzeitig erfüllen? - Setze die drei Wahrscheinlichkeiten anschließend in den verlangten Additionssatz ein, statt die Vereinigungsmenge vollständig aufzulisten.

Lösung

1. Unter den Zahlen von \(1\) bis \(40\) sind \(10\) durch \(4\) teilbar. Daher gilt \(P(A)=\frac{10}{40}\). 2. Durch \(10\) teilbar sind \(4\) Lose. Daher gilt \(P(B)=\frac{4}{40}\). 3. Eine Zahl ist genau dann in beiden Ereignissen, wenn sie durch das kleinste gemeinsame Vielfache \(20\) teilbar ist. Das trifft auf \(20\) und \(40\) zu, also ist \(P(A\cap B)=\frac{2}{40}\). 4. Mit dem Additionssatz folgt \(P(A\cup B)=\frac{10}{40}+\frac{4}{40}-\frac{2}{40}=\frac{12}{40}=\frac{3}{10}=30\,\%\).

Antwort

Mit dem Additionssatz gilt \(P(A\cup B)=\frac{10}{40}+\frac{4}{40}-\frac{2}{40}=\frac{3}{10}=30\,\%\).
4147909
Das abgebildete Glücksrad wird einmal gedreht; alle \(12\) Sektoren sind gleich groß. Sei \(A\): „Die Zahl ist ein Vielfaches von \(3\).“ und \(B\): „Die Zahl ist größer als \(7\).“ a) Gib \(A\), \(B\), \(A\cap B\) und \(A\cup B\) als Mengen an. b) Bestimme \(P(A)\), \(P(B)\) und \(P(A\cap B)\) und zeige rechnerisch, dass der Additionssatz für dieses Beispiel erfüllt ist.
Abbildung zur Aufgabe 414790

Denkanstöße

- Lies zuerst die \(12\) möglichen Ergebnisse direkt vom Glücksrad ab. - Markiere gedanklich die Ergebnisse, die beide Ereignisbedingungen gleichzeitig erfüllen. - Vergleiche die Zahl der Sektoren in der Vereinigung mit dem Wert aus dem Additionssatz.

Lösung

1. Es gilt \(A=\{3;6;9;12\}\) und \(B=\{8;9;10;11;12\}\). 2. Damit ist \(A\cap B=\{9;12\}\) und \(A\cup B=\{3;6;8;9;10;11;12\}\). 3. Wegen der \(12\) gleich großen Sektoren gilt \(P(A)=\frac{4}{12}\), \(P(B)=\frac{5}{12}\) und \(P(A\cap B)=\frac{2}{12}\). 4. Direkt ist \(P(A\cup B)=\frac{7}{12}\). Der Additionssatz liefert ebenfalls \(\frac{4}{12}+\frac{5}{12}-\frac{2}{12}=\frac{7}{12}\).

Antwort

a) \(A=\{3;6;9;12\}\), \(B=\{8;9;10;11;12\}\), \(A\cap B=\{9;12\}\), \(A\cup B=\{3;6;8;9;10;11;12\}\). b) \(P(A)=\frac{4}{12}\), \(P(B)=\frac{5}{12}\), \(P(A\cap B)=\frac{2}{12}\) und \(P(A\cup B)=\frac{7}{12}\); damit ist der Additionssatz erfüllt.
4386799
Für zwei Ereignisse gilt \(P(A)=0{,}42\), \(P(B)=0{,}35\) und \(P(A\cap B)=0{,}18\). Berechne \(P(A\cup B)\) mit dem Additionssatz.

Denkanstöße

- Überlege, welcher Anteil beim einfachen Addieren doppelt gezählt würde. - Setze die drei gegebenen Wahrscheinlichkeiten passend zusammen.

Lösung

1. \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\). 2. \(P(A\cup B)=0{,}42+0{,}35-0{,}18=0{,}59\).

Antwort

\(P(A\cup B)=0{,}59=59\,\%\).
4386809
Von \(70\) Mitgliedern nutzen \(32\) das Schwimmbad \(A\), \(27\) die Kletterhalle \(B\) und \(12\) beides. Wie viele nutzen mindestens eines der beiden Angebote? Verwende den Additionssatz für absolute Häufigkeiten.

Denkanstöße

- Prüfe, welche Gruppe in beiden Einzelhäufigkeiten enthalten ist. - Korrigiere diese doppelte Zählung genau einmal.

Lösung

1. Beim Addieren von \(H(A)=32\) und \(H(B)=27\) werden die \(12\) Personen in \(A\cap B\) zweimal gezählt. 2. Daher gilt \(H(A\cup B)=32+27-12=47\).

Antwort

\(47\) Mitglieder nutzen mindestens eines der beiden Angebote.
4386819
Beim Würfeln sind \(A=\{1\}\) und \(B=\{6\}\). Berechne \(P(A\cup B)\) und erkläre, warum der Additionssatz hier vereinfacht werden kann.

Denkanstöße

- Prüfe zuerst, ob ein Würfelergebnis in beiden Ereignissen liegen kann. - Nutze diese Beobachtung beim Zusammensetzen der Wahrscheinlichkeiten.

Lösung

1. Die Ereignisse haben keine gemeinsamen Ergebnisse, also \(P(A\cap B)=0\). 2. Daher gilt \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)\). 3. \(P(A\cup B)=\frac{1}{6}+\frac{1}{6}=\frac{2}{6}=\frac{1}{3}\).

Antwort

\(P(A\cup B)=\frac{1}{3}\). Der Schnitt ist leer, deshalb muss nichts abgezogen werden.
4386829
Für \(P(A)=0{,}55\), \(P(B)=0{,}48\) und \(P(A\cap B)=0{,}21\) rechnet Nele \(P(A\cup B)=0{,}55+0{,}48=1{,}03\). Erkläre den Fehler und korrigiere.

Denkanstöße

- Suche die Ursache dafür, dass eine Wahrscheinlichkeit größer als \(1\) entsteht. - Überlege, welcher Bereich in beiden Ausgangswerten steckt.

Lösung

1. Die Schnittmenge mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}21\) ist in beiden Summanden enthalten und wurde doppelt gezählt. 2. Sie muss einmal abgezogen werden. 3. \(P(A\cup B)=0{,}55+0{,}48-0{,}21=0{,}82\).

Antwort

Die Schnittmenge wurde doppelt gezählt. Richtig ist \(P(A\cup B)=0{,}82\).
4386839
Es gilt \(P(A)=0{,}46\), \(P(B)=0{,}39\) und \(P(A\cup B)=0{,}68\). Bestimme \(P(A\cap B)\).

Denkanstöße

- Stelle die Beziehung nach der unbekannten Überschneidung um. - Prüfe, ob das Ergebnis kleiner als beide Einzelwahrscheinlichkeiten ist.

Lösung

1. Aus \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\) folgt \(P(A\cap B)=P(A)+P(B)-P(A\cup B)\). 2. \(P(A\cap B)=0{,}46+0{,}39-0{,}68=0{,}17\).

Antwort

\(P(A\cap B)=0{,}17=17\,\%\).
4386849
Gegeben sind \(P(A)=0{,}28\), \(P(A\cap B)=0{,}11\) und \(P(A\cup B)=0{,}64\). Berechne \(P(B)\).

Denkanstöße

- Ordne die bekannte Vereinigung, die bekannte Einzelwahrscheinlichkeit und die Überschneidung. - Stelle die Beziehung so um, dass nur die gesuchte Größe links steht.

Lösung

1. Aus dem Additionssatz folgt \(P(B)=P(A\cup B)-P(A)+P(A\cap B)\). 2. \(P(B)=0{,}64-0{,}28+0{,}11=0{,}47\).

Antwort

\(P(B)=0{,}47=47\,\%\).
4386869
Bei einer Auswahl erfüllen \(62\,\%\) Merkmal \(A\), \(47\,\%\) Merkmal \(B\) und \(29\,\%\) beide. Wie groß ist der Anteil mit mindestens einem Merkmal?

Denkanstöße

- Achte auf den Anteil, der beim Addieren zweimal vorkommt. - Das Ergebnis beschreibt „mindestens eines“, nicht „genau eines“.

Lösung

1. Die beiden Einzelanteile enthalten den gemeinsamen Anteil jeweils einmal. 2. \(P(A\cup B)=62\,\%+47\,\%-29\,\%=80\,\%\).

Antwort

Der Anteil mit mindestens einem Merkmal beträgt \(80\,\%\).
4386889
Die Wahrscheinlichkeiten sind \(P(A)=\frac{3}{8}\), \(P(B)=\frac{5}{12}\) und \(P(A\cap B)=\frac{1}{6}\). Berechne \(P(A\cup B)\) als vollständig gekürzten Bruch.

Denkanstöße

- Bringe die drei Brüche auf einen gemeinsamen Nenner. - Kürze erst nach dem vollständigen Zusammenfassen.

Lösung

1. \(P(A\cup B)=\frac{3}{8}+\frac{5}{12}-\frac{1}{6}\). 2. Mit dem Nenner \(24\) gilt \(\frac{9}{24}+\frac{10}{24}-\frac{4}{24}=\frac{15}{24}\). 3. Gekürzt ist \(\frac{15}{24}=\frac{5}{8}\).

Antwort

\(P(A\cup B)=\frac{5}{8}\).
4386919
Bei einem Stadtteilfest kaufen \(180\) Gäste ein Essensband. \(96\) wählen ein vegetarisches Gericht (\(V\)), \(74\) ein Dessert (\(D\)) und \(38\) beides. Wie viele wählen mindestens eines der beiden Angebote, und wie viele keines?

Denkanstöße

- Die Gäste mit beiden Angeboten sind in beiden Einzelhäufigkeiten enthalten. - Bestimme zuerst die Häufigkeit der Vereinigung. - Die Zahl für „keines“ ist anschließend der Rest zur Gesamtzahl \(180\).

Lösung

1. Mit dem Additionssatz gilt \(H(V\cup D)=96+74-38=132\). 2. Keines der beiden Angebote wählen \(180-132=48\) Gäste.

Antwort

\(132\) Gäste wählen mindestens eines der beiden Angebote; \(48\) wählen keines.
4386949
Eine Bäckerei bietet mittags Suppe (\(S\)) und belegte Fladen (\(F\)) an. Von \(90\) Bestellungen enthalten \(44\) Suppe, \(53\) einen Fladen und \(21\) beides. Filialleiterin Frau Demir behauptet, \(97\) Bestellungen enthielten mindestens eines. Prüfe und korrigiere.

Denkanstöße

- Suche die Gruppe, die in beiden angegebenen Einzelhäufigkeiten enthalten ist. - Prüfe, wie oft diese Gruppe in der Summe \(44+53\) gezählt wird. - Vergleiche das korrigierte Ergebnis anschließend mit der Gesamtzahl \(90\).

Lösung

1. Die Summe \(44+53=97\) zählt die \(21\) Bestellungen mit beidem zweimal. 2. Richtig ist \(H(S\cup F)=44+53-21=76\). 3. Damit enthalten \(90-76=14\) Bestellungen keines der beiden Angebote.

Antwort

Die Behauptung ist falsch. \(76\) Bestellungen enthalten mindestens eines der beiden Angebote; \(14\) enthalten keines.
4387039
Bei einer Wander-Challenge gilt \(A\): Strecke über \(10\,\text{km}\), \(B\): mehr als \(500\,\text{m}\) Höhenunterschied. Für eine zufällig gewählte Tour sind \(P(A)=0{,}52\), \(P(B)=0{,}36\) und \(P(A\cup B)=0{,}71\). Bestimme \(P(A\cap B)\) und deute das Ergebnis.

Denkanstöße

- Stelle die Beziehung für „mindestens eine Bedingung“ nach dem gemeinsamen Anteil um. - Übersetze den berechneten Anteil zurück in den Sachzusammenhang.

Lösung

1. \(P(A\cap B)=P(A)+P(B)-P(A\cup B)\). 2. \(P(A\cap B)=0{,}52+0{,}36-0{,}71=0{,}17\). 3. Damit erfüllen \(17\,\%\) der Touren beide Bedingungen.

Antwort

\(P(A\cap B)=0{,}17\). Also sind \(17\,\%\) der Touren länger als \(10\,\text{km}\) und haben mehr als \(500\,\text{m}\) Höhenunterschied.
4135869
In einer Klasse mit \(24\) Jugendlichen spielen \(14\) ein Instrument. \(10\) Jugendliche sind in einem Sportverein aktiv. \(6\) Jugendliche machen beides (Instrument und Sportverein). Eine Person aus der Klasse wird zufällig ausgewählt. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass die Person weder ein Instrument spielt noch im Sportverein aktiv ist. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Person ein Instrument spielt, aber nicht im Sportverein ist. c) Nils behauptet: „Da \(14 + 10 = 24\) ist, muss jeder in der Klasse mindestens eines von beidem machen.“ Erkläre mathematisch, warum diese Überlegung falsch ist.

Denkanstöße

- Versuche, die Informationen in einer Vierfeldertafel oder einem Mengendiagramm darzustellen. - Denk daran, dass Personen, die beides machen, in beiden Gruppen (Instrument und Sport) mitgezählt wurden. - Wie viele verschiedene Personen sind insgesamt in der Sport- oder Instrumentengruppe?

Lösung

1. Die Gesamtzahl beträgt \(24\). Für Instrument gilt \(H(I)=14\), für Sport \(H(S)=10\), und \(H(I\cap S)=6\). 2. Mindestens eines von beidem machen \(H(I\cup S)=14+10-6=18\) Jugendliche. Also machen \(24-18=6\) keines von beidem. Damit ist die Wahrscheinlichkeit in a) \(\frac{6}{24}=\frac{1}{4}\). 3. Nur ein Instrument spielen \(14-6=8\) Jugendliche. Damit ist die Wahrscheinlichkeit in b) \(\frac{8}{24}=\frac{1}{3}\). 4. Nils' Rechnung zählt die \(6\) Jugendlichen aus der Schnittmenge zweimal. Deshalb sind nur \(18\) verschiedene Jugendliche in mindestens einer der beiden Gruppen.

Antwort

a) \(P=\frac{1}{4}\) b) \(P=\frac{1}{3}\) c) Die Summe \(14+10\) zählt die \(6\) Jugendlichen aus der Schnittmenge doppelt. Nur \(18\) Jugendliche machen mindestens eines von beidem; \(6\) machen keines.
4147209
An einer Schule wurde eine Umfrage zu zwei Freizeitaktivitäten durchgeführt: Theater (\(A\)) und Chor (\(B\)). Folgende Daten sind bekannt: - \(45\) Schüler sind in der Theater-AG (\(A\)). - \(32\) Schüler sind im Chor (\(B\)). - Insgesamt nehmen \(60\) Schüler an mindestens einer der beiden Aktivitäten teil. Berechne die Anzahl der Schüler, die in beiden AGs aktiv sind (\(H(A \cap B)\)), und ermittle daraus die Anzahl derer, die ausschließlich im Chor singen (\(H(B \cap \overline{A})\)).

Denkanstöße

- Was bedeutet „mindestens eine der beiden Aktivitäten“ in Mengenschreibweise? - Überlege, welcher Teil beim Addieren der beiden Gruppengrößen doppelt gezählt wird. - In welche zwei unvereinbaren Bereiche lässt sich die Menge \(B\) zerlegen?

Lösung

1. Für die Vereinigungsmenge gilt \(H(A \cup B)=H(A)+H(B)-H(A \cap B)\). 2. Nach \(H(A \cap B)\) umgestellt: \(H(A \cap B)=45+32-60=17\). 3. Die Chormitglieder zerfallen in die Gruppen \(A \cap B\) und \(B \cap \overline{A}\). 4. Daher ist \(H(B \cap \overline{A})=32-17=15\).

Antwort

Es sind \(17\) Schüler in beiden AGs, also \(H(A \cap B)=17\). Ausschließlich im Chor sind \(15\) Schüler, also \(H(B \cap \overline{A})=15\).
4147519
Eine Umfrage unter \(200\) Schülerinnen und Schülern untersucht die Nutzung des Fahrrads (\(B\)) und des öffentlichen Nahverkehrs (\(Ö\)) für den Schulweg. <table><tr><td></td><td>\(Ö\)</td><td>\(\overline{Ö}\)</td><td>Gesamt</td></tr><tr><td>\(B\)</td><td>20</td><td>60</td><td>80</td></tr><tr><td>\(\overline{B}\)</td><td>90</td><td>30</td><td>120</td></tr><tr><td>Gesamt</td><td>110</td><td>90</td><td>200</td></tr></table> a) Berechne \(P(B\cup Ö)\). b) Vergleiche \(P(B)+P(Ö)\) mit \(P(B\cup Ö)\) und erkläre die Ursache der Differenz. c) Mit welcher Wahrscheinlichkeit nutzt eine Person höchstens eines der beiden Verkehrsmittel?

Denkanstöße

- Vergleiche die beiden Randsummen mit den drei Innenfeldern, die zur Vereinigung gehören. - Prüfe, welches Innenfeld beim Addieren von \(P(B)\) und \(P(Ö)\) zweimal enthalten ist. - „Höchstens eines“ schließt nur den Fall „beide gleichzeitig“ aus.

Lösung

1. Zur Vereinigung gehören die drei Innenfelder außer \(\overline{B}\cap\overline{Ö}\). Daher gilt \(P(B\cup Ö)=\frac{20+60+90}{200}=\frac{170}{200}=0{,}85\). 2. Es gilt \(P(B)=\frac{80}{200}=0{,}4\) und \(P(Ö)=\frac{110}{200}=0{,}55\). Die Summe ist \(0{,}95\) und damit um \(0{,}10\) größer als \(P(B\cup Ö)\). 3. Die Differenz \(0{,}10\) ist genau \(P(B\cap Ö)=\frac{20}{200}\), weil die Schnittmenge in \(P(B)+P(Ö)\) zweimal gezählt wird. 4. „Höchstens eines“ ist das Gegenereignis zu „beide“. Daher beträgt die Wahrscheinlichkeit \(1-P(B\cap Ö)=1-0{,}10=0{,}90\).

Antwort

a) \(P(B\cup Ö)=0{,}85\). b) \(P(B)+P(Ö)=0{,}95\). Die Summe ist um \(0{,}10=P(B\cap Ö)\) größer, weil die Schnittmenge doppelt gezählt wird. c) \(0{,}90\).
4147529
In einem Sportverein mit \(150\) Mitgliedern joggen \(90\) regelmäßig, \(75\) schwimmen regelmäßig und \(30\) tun keines von beidem. Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewähltes Mitglied beide Sportarten betreibt.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst über das Gegenereignis, wie viele Mitglieder mindestens eine Sportart betreiben. - Beim Addieren der beiden Sportgruppen wird die gemeinsame Gruppe zweimal erfasst. - Stelle den Additionssatz so um, dass die gemeinsame Gruppe gesucht ist.

Lösung

1. Mindestens eine der beiden Sportarten betreiben \(150-30=120\) Mitglieder, also gilt \(H(J\cup S)=120\). 2. Mit dem Additionssatz \(H(J\cup S)=H(J)+H(S)-H(J\cap S)\) folgt \(120=90+75-H(J\cap S)\). 3. Daher ist \(H(J\cap S)=45\). 4. Bezogen auf alle \(150\) Mitglieder ergibt sich \(P(J\cap S)=\frac{45}{150}=0{,}3=30\,\%\).

Antwort

\(P(J\cap S)=0{,}3=30\,\%\).
4147549
In einer Kleinstadt lesen \(60\,\%\) der Haushalte die Tageszeitung A und \(50\,\%\) die Tageszeitung B. Man weiß aus einer Statistik, dass \(20\,\%\) der Haushalte keine der beiden Zeitungen lesen. Untersuche rechnerisch, ob es unter diesen Bedingungen möglich ist, dass genau \(40\,\%\) der Haushalte beide Zeitungen lesen. Begründe dein Ergebnis unter Verwendung des Additionssatzes für Wahrscheinlichkeiten.

Denkanstöße

- Wie viel Prozent der Haushalte lesen insgesamt mindestens eine Zeitung? - Nutze die Formel für die Wahrscheinlichkeit der Vereinigung zweier Ereignisse. - Kannst du aus den gegebenen Werten berechnen, wie groß der Anteil der Haushalte sein muss, die beide Zeitungen lesen?

Lösung

1. Gegebene Wahrscheinlichkeiten: \(P(A) = 0{,}6\), \(P(B) = 0{,}5\), \(P(\text{keine}) = 0{,}2\). 2. Berechnung der Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine Zeitung gelesen wird: \(P(A \cup B) = 1 - P(\text{keine}) = 1 - 0{,}2 = 0{,}8\). 3. Anwendung des Additionssatzes: \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\). 4. Einsetzen und nach der Schnittmenge auflösen: \(0{,}8 = 0{,}6 + 0{,}5 - P(A \cap B)\). 5. \(0{,}8 = 1{,}1 - P(A \cap B) \implies P(A \cap B) = 1{,}1 - 0{,}8 = 0{,}3\). 6. Vergleich: Da \(P(A \cap B) = 0{,}3\) (also \(30\,\%\)) sein muss, ist die Behauptung von \(40\,\%\) falsch.

Antwort

Nein, das ist nicht möglich. Unter den gegebenen Bedingungen müssen genau \(30\,\%\) der Haushalte beide Zeitungen lesen, da \(P(A \cap B) = P(A) + P(B) - P(A \cup B) = 0{,}6 + 0{,}5 - 0{,}8 = 0{,}3\) gilt.
4147569
In einer Jahrgangsstufe mit \(120\) Jugendlichen treiben \(65\) regelmäßig Sport im Verein (\(S\)), \(50\) spielen ein Musikinstrument (\(M\)) und \(25\) tun keines von beidem. a) Berechne, wie viele Jugendliche beide Aktivitäten ausüben. b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Person genau eine der beiden Aktivitäten ausübt?

Denkanstöße

- Nutze die Gruppe „keines von beidem“, um zuerst die Häufigkeit der Vereinigung zu bestimmen. - Stelle den Additionssatz nach der Schnittmenge um. - „Genau eine“ umfasst die beiden Bereiche außerhalb der Überlappung.

Lösung

1. Mindestens eine Aktivität üben \(120-25=95\) Jugendliche aus, also gilt \(H(S\cup M)=95\). 2. Mit dem Additionssatz \(H(S\cup M)=H(S)+H(M)-H(S\cap M)\) folgt \(95=65+50-H(S\cap M)\). Daher ist \(H(S\cap M)=20\). 3. Nur Sport treiben \(65-20=45\) Jugendliche, nur ein Instrument spielen \(50-20=30\). Genau eine Aktivität üben also \(45+30=75\) Jugendliche aus. 4. Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt \(\frac{75}{120}=\frac{5}{8}=0{,}625=62{,}5\,\%\).

Antwort

a) \(20\) Jugendliche. b) \(\frac{5}{8}=62{,}5\,\%\).
4147579
In einer Bäckerei kaufen \(80\,\%\) der Kundschaft Brot (\(B\)), \(45\,\%\) Kuchen (\(K\)) und \(30\,\%\) beides. a) Bestimme die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person weder Brot noch Kuchen kauft. b) An einem Samstag kommen \(400\) Kundinnen und Kunden. Wie viele kaufen erwartungsgemäß nur Brot und keinen Kuchen?

Denkanstöße

- Bestimme zuerst die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eines der beiden Produkte gekauft wird. - „Weder noch“ ist das Gegenereignis zu „mindestens eines“. - Für „nur Brot“ musst du aus der Brotgruppe diejenigen herausnehmen, die auch Kuchen kaufen.

Lösung

1. Mit dem Additionssatz gilt \(P(B\cup K)=0{,}80+0{,}45-0{,}30=0{,}95\). 2. „Weder noch“ ist das Gegenereignis zur Vereinigung. Daher beträgt die Wahrscheinlichkeit \(1-0{,}95=0{,}05=5\,\%\). 3. Für „nur Brot“ gilt \(P(B\cap\overline{K})=P(B)-P(B\cap K)=0{,}80-0{,}30=0{,}50\). 4. Erwartungsgemäß sind das \(400\cdot0{,}50=200\) Personen.

Antwort

a) \(5\,\%\). b) Erwartungsgemäß \(200\) Personen.
4147689
An einer Schule werden die Theater-AG (\(T\)) und die Informatik-AG (\(I\)) angeboten. Es gilt \(P(T)=0{,}30\), \(P(I)=0{,}25\) und \(P(T\cup I)=0{,}45\). a) Berechne \(P(T\cap I)\). b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Person in genau einer der beiden AGs ist. c) Sofia behauptet: „Da \(0{,}30+0{,}25=0{,}55\), müssten mehr als die Hälfte in mindestens einer AG sein.“ Erkläre den Denkfehler.

Denkanstöße

- Stelle den Additionssatz so um, dass die Schnittmenge gesucht ist. - „Genau eine“ ist der Teil der Vereinigung außerhalb der Schnittmenge. - Untersuche bei c), welche Personen in beiden Einzelwahrscheinlichkeiten vorkommen.

Lösung

1. Aus dem Additionssatz folgt \(P(T\cap I)=0{,}30+0{,}25-0{,}45=0{,}10\). 2. „Genau eine“ erhält man aus der Vereinigung ohne die Schnittmenge: \(0{,}45-0{,}10=0{,}35\). 3. Die Summe \(P(T)+P(I)\) zählt die Mitglieder beider AGs zweimal. Deshalb muss die Schnittmenge einmal abgezogen werden; die einfache Summe \(0{,}55\) ist nicht die Vereinigungswahrscheinlichkeit.

Antwort

a) \(P(T\cap I)=0{,}10\). b) \(0{,}35\). c) Die Schnittmenge wird bei \(P(T)+P(I)\) doppelt gezählt.
4147709
Gegeben sind zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) mit den Wahrscheinlichkeiten \(P(A) = 0{,}3\) und \(P(B) = 0{,}5\). a) Berechne die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten von mindestens einem der beiden Ereignisse, also \(P(A \cup B)\), unter der Voraussetzung, dass \(A\) und \(B\) unvereinbar sind. b) Angenommen, die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten von mindestens einem der beiden Ereignisse beträgt \(P(A \cup B) = 0{,}7\). Bestimme die Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Eintreten beider Ereignisse, \(P(A \cap B)\). c) Begründe, warum es für die gegebenen Werte von \(P(A)\) und \(P(B)\) nicht möglich ist, dass \(P(A \cup B) = 0{,}9\) gilt.

Denkanstöße

- Überlege, was es für die Berechnung bedeutet, wenn zwei Ereignisse keine gemeinsamen Ergebnisse haben. - Wie hängen die Wahrscheinlichkeiten der Einzelereignisse, ihrer Vereinigung und ihrer Schnittmenge zusammen? - Was ist der größtmögliche Wert, den die Wahrscheinlichkeit einer Vereinigung annehmen kann, wenn die Einzelwahrscheinlichkeiten feststehen?

Lösung

1. Berechnung für unvereinbare Ereignisse: Da \(A \cap B = \emptyset\), gilt der einfache Additionssatz \(P(A \cup B) = P(A) + P(B)\). Einsetzen der Werte ergibt \(0{,}3 + 0{,}5 = 0{,}8\). 2. Berechnung der Schnittmenge: Mit dem allgemeinen Additionssatz \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\) folgt durch Umstellen \(P(A \cap B) = P(A) + P(B) - P(A \cup B)\). Einsetzen ergibt \(0{,}3 + 0{,}5 - 0{,}7 = 0{,}1\). 3. Begründung der Unmöglichkeit: Die maximale Wahrscheinlichkeit für die Vereinigung \(P(A \cup B)\) wird erreicht, wenn die Ereignisse unvereinbar sind (\(P(A \cap B) = 0\)). In diesem Fall ist \(P(A \cup B) = 0{,}8\). Da \(0{,}9 > 0{,}8\) ist, kann dieser Wert nicht angenommen werden, da sonst \(P(A \cap B)\) negativ sein müsste, was unmöglich ist.

Antwort

a) \(P(A \cup B) = 0{,}8\) b) \(P(A \cap B) = 0{,}1\) c) Der Maximalwert für \(P(A \cup B)\) ist bei Unvereinbarkeit \(0{,}8\). Da \(0{,}9 > 0{,}8\), ist dieser Wert nicht erreichbar.
4147719
In einer Gruppe von \(100\) Jugendlichen wurden die Freizeitgewohnheiten untersucht. Dabei gaben \(75\) Personen an, regelmäßig soziale Medien zu nutzen (Ereignis \(S\)). \(40\) Personen nutzen regelmäßig Streaming-Dienste (Ereignis \(T\)). Jede der befragten Personen nutzt mindestens einen dieser beiden Dienste. a) Bestimme die absolute Häufigkeit \(H(S \cap T)\) der Jugendlichen, die beide Dienste nutzen. b) Überprüfe die Gültigkeit des Additionssatzes für absolute Häufigkeiten anhand dieser Daten: \(H(S \cup T) = H(S) + H(T) - H(S \cap T)\). c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig aus dieser Gruppe ausgewählte Person Streaming-Dienste, aber keine sozialen Medien nutzt?

Denkanstöße

- Was bedeutet die Information, dass jeder Befragte mindestens einen Dienst nutzt, für die Gesamtanzahl der berücksichtigten Personen? - Wie kannst du die Gruppe der Streaming-Nutzer aufteilen, um diejenigen zu finden, die keine sozialen Medien nutzen? - Erinnere dich an den Zusammenhang zwischen absoluter Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit bei einer Zufallsauswahl.

Lösung

1. Bestimmung der Schnittmenge: Da jede Person mindestens einen Dienst nutzt, ist die absolute Häufigkeit der Vereinigung gleich der Gesamtzahl, also \(H(S \cup T) = 100\). Aus \(100 = 75 + 40 - H(S \cap T)\) folgt \(H(S \cap T) = 15\). 2. Überprüfung des Additionssatzes: Einsetzen der Werte ergibt \(100 = 75 + 40 - 15\). Da \(115 - 15 = 100\) ist, ist die Gleichung erfüllt. 3. Berechnung der Wahrscheinlichkeit für „nur Streaming“: Die Anzahl der Personen, die nur Streaming nutzen, ist \(H(T) - H(S \cap T) = 40 - 15 = 25\). Die Wahrscheinlichkeit beträgt somit \(P(\text{nur } T) = \frac{25}{100} = 0{,}25\) bzw. \(25\,\%\).

Antwort

a) \(H(S \cap T) = 15\) b) Der Additionssatz ist mit \(100 = 75 + 40 - 15\) korrekt erfüllt. c) Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}25\) (oder \(25\,\%\)).
4147819
Aus einem gut gemischten Skatspiel mit \(32\) Karten wird eine Karte zufällig gezogen. Das Spiel enthält in jeder der vier Farben die Karten \(7\), \(8\), \(9\), \(10\), Bube, Dame, König und Ass. Sei \(A\) das Ereignis „Herzkarte“ und \(B\) das Ereignis „Bildkarte (Bube, Dame oder König)“. a) Berechne \(P(A\cup B)\). b) Begründe, warum die einfache Rechnung \(P(A)+P(B)\) zu einem falschen Ergebnis führt.

Denkanstöße

- Nutze die angegebene Zusammensetzung des Skatspiels, um die Zahl der Herzkarten und der Bildkarten zu bestimmen. - Suche anschließend Karten, die beide Eigenschaften gleichzeitig besitzen. - Vergleiche deren Rolle in der einfachen Summe mit dem Additionssatz.

Lösung

1. Ein Skatspiel enthält \(8\) Herzkarten, also \(P(A)=\frac{8}{32}\). 2. Es gibt in vier Farben jeweils drei Bildkarten, insgesamt also \(12\). Daher ist \(P(B)=\frac{12}{32}\). 3. Herz-Bube, Herz-Dame und Herz-König gehören zu beiden Ereignissen. Somit gilt \(P(A\cap B)=\frac{3}{32}\). 4. Mit dem Additionssatz folgt \(P(A\cup B)=\frac{8}{32}+\frac{12}{32}-\frac{3}{32}=\frac{17}{32}\). 5. Die einfache Summe zählt die drei Herz-Bildkarten doppelt und ist deshalb zu groß.

Antwort

a) \(P(A\cup B)=\frac{17}{32}\). b) Die drei Herz-Bildkarten liegen in der Schnittmenge und würden bei \(P(A)+P(B)\) doppelt gezählt.
4147869
Für zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) gilt \(P(A)=\frac{3}{8}\), \(P(B)=\frac{1}{2}\) und \(P(A\cap B)=\frac{1}{4}\). a) Berechne \(P(A\cup B)\). b) Bestimme \(P(\overline{A}\cup B)\). c) Entscheide begründet, ob \(A\) und \(B\) unvereinbar sind.

Denkanstöße

- Wende in a) den Additionssatz auf die drei gegebenen Wahrscheinlichkeiten an. - Suche in b) zunächst das Gegenereignis zur gefragten Vereinigung. - Für Unvereinbarkeit ist entscheidend, ob die Schnittmenge Wahrscheinlichkeit \(0\) hat.

Lösung

1. Mit dem Additionssatz gilt \(P(A\cup B)=\frac{3}{8}+\frac{4}{8}-\frac{2}{8}=\frac{5}{8}\). 2. Für b) ist das Gegenereignis zu \(\overline{A}\cup B\) gleich \(A\cap\overline{B}\). Es gilt \(P(A\cap\overline{B})=P(A)-P(A\cap B)=\frac{3}{8}-\frac{2}{8}=\frac{1}{8}\). 3. Daher ist \(P(\overline{A}\cup B)=1-\frac{1}{8}=\frac{7}{8}\). 4. Unvereinbare Ereignisse hätten \(P(A\cap B)=0\). Da hier \(P(A\cap B)=\frac{1}{4}>0\) gilt, sind die Ereignisse nicht unvereinbar.

Antwort

a) \(\frac{5}{8}\). b) \(\frac{7}{8}\). c) Nein, denn \(P(A\cap B)=\frac{1}{4}\neq0\).
4152159
Unter \(500\) Jugendlichen besitzen \(80\,\%\) ein Tablet (\(T\)), \(60\,\%\) einen Laptop (\(L\)) und \(50\) keines der beiden Geräte. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Person ein Tablet, aber keinen Laptop besitzt.

Denkanstöße

- Wandle die beiden Prozentangaben zunächst in absolute Häufigkeiten um. - Nutze „keines der beiden“, um die Häufigkeit der Vereinigung zu bestimmen. - Ziehe nach der Schnittmenge die gemeinsame Gruppe aus der Tablet-Gruppe heraus.

Lösung

1. Es gilt \(H(T)=0{,}80\cdot500=400\), \(H(L)=0{,}60\cdot500=300\) und \(H(\overline{T}\cap\overline{L})=50\). 2. Damit ist \(H(T\cup L)=500-50=450\). 3. Aus dem Additionssatz folgt \(H(T\cap L)=400+300-450=250\). 4. Folglich gilt \(H(T\cap\overline{L})=400-250=150\) und damit \(P(T\cap\overline{L})=\frac{150}{500}=0{,}30\).

Antwort

\(P(T\cap\overline{L})=0{,}30=30\,\%\).
4152169
Für zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) gilt \(P(A)=0{,}35\), \(P(B)=0{,}55\) und \(P(A\cap B)=0{,}15\). a) Bestimme \(P(A\cup B)\). b) Bestimme \(P(\overline{A}\cap\overline{B})\). c) Prüfe die Behauptung: „\(B\) ohne \(A\) ist wahrscheinlicher als \(A\) ohne \(B\).“

Denkanstöße

- Berechne zuerst die Vereinigung mit dem Additionssatz. - „Keines“ ist das Gegenereignis zu „mindestens eines“. - Für den Vergleich in c) ziehst du die gemeinsame Wahrscheinlichkeit jeweils von der passenden Einzelwahrscheinlichkeit ab.

Lösung

1. Mit dem Additionssatz gilt \(P(A\cup B)=0{,}35+0{,}55-0{,}15=0{,}75\). 2. „Keines“ ist das Gegenereignis zur Vereinigung. Daher ist \(P(\overline{A}\cap\overline{B})=1-0{,}75=0{,}25\). 3. Es gilt \(P(\overline{A}\cap B)=0{,}55-0{,}15=0{,}40\) und \(P(A\cap\overline{B})=0{,}35-0{,}15=0{,}20\). 4. Wegen \(0{,}40>0{,}20\) ist die Behauptung wahr.

Antwort

a) \(0{,}75\). b) \(0{,}25\). c) Die Behauptung ist wahr: \(0{,}40>0{,}20\).
4386859
In zwei Situationen gilt jeweils \(P(A)=0{,}50\) und \(P(B)=0{,}40\). In Situation I ist \(P(A\cap B)=0{,}10\), in Situation II \(P(A\cap B)=0{,}30\). Vergleiche \(P(A\cup B)\) in beiden Situationen und erkläre den Unterschied.

Denkanstöße

- Berechne beide Situationen mit derselben Grundbeziehung. - Vergleiche anschließend nur den Einfluss der unterschiedlichen Überschneidung.

Lösung

1. Situation I: \(P(A\cup B)=0{,}50+0{,}40-0{,}10=0{,}80\). 2. Situation II: \(P(A\cup B)=0{,}50+0{,}40-0{,}30=0{,}60\). 3. Eine größere Überschneidung führt bei gleichen Einzelwahrscheinlichkeiten zu einer kleineren Vereinigungswahrscheinlichkeit.

Antwort

Situation I: \(0{,}80\); Situation II: \(0{,}60\). Die größere Schnittmenge in II wird stärker abgezogen.
4386879
Für zwei Ereignisse sind \(P(A\cup B)=0{,}73\) und \(P(A\cap B)=0{,}16\) bekannt. Außerdem gilt \(P(A)=P(B)\). Bestimme beide Einzelwahrscheinlichkeiten.

Denkanstöße

- Ersetze die beiden gleichen unbekannten Wahrscheinlichkeiten durch dieselbe Variable. - Löse die entstehende einfache Gleichung.

Lösung

1. Setze \(P(A)=P(B)=p\). 2. Der Additionssatz liefert \(0{,}73=p+p-0{,}16\). 3. Daraus folgt \(2p=0{,}89\) und \(p=0{,}445\). 4. Somit gilt \(P(A)=P(B)=0{,}445\).

Antwort

\(P(A)=P(B)=0{,}445=44{,}5\,\%\).
4386899
Für zwei Ereignisse gilt \(P(A)=0{,}36\), \(P(B)=0{,}27\) und \(P(A\cup B)=0{,}70\). Prüfe mit dem Additionssatz, ob diese Angaben möglich sind.

Denkanstöße

- Berechne, welche Überschneidung aus den Angaben folgen müsste. - Prüfe anschließend, ob dieser Wert eine zulässige Wahrscheinlichkeit ist.

Lösung

1. Der Additionssatz würde \(P(A\cap B)=0{,}36+0{,}27-0{,}70=-0{,}07\) ergeben. 2. Eine Wahrscheinlichkeit kann nicht negativ sein. 3. Die Angaben sind daher nicht möglich. 4. Schon ohne Überschneidung könnte die Vereinigung höchstens \(0{,}36+0{,}27=0{,}63\) betragen.

Antwort

Die Angaben sind unmöglich, weil sie \(P(A\cap B)=-0{,}07\) erzwingen würden.
4387029
Bei einer Museumsnacht besuchen \(210\) Personen die Ausstellung \(A\), \(165\) eine Führung \(F\), \(95\) beides. Insgesamt werden \(320\) Personen gezählt. Prüfe, ob die Angaben widerspruchsfrei sind, und bestimme die Zahl ohne Ausstellung und ohne Führung.

Denkanstöße

- Prüfe zuerst, ob die angegebene Schnittmenge überhaupt in beide Einzelgruppen passen kann. - Bestimme anschließend mit dem Additionssatz die Anzahl innerhalb mindestens eines der beiden Angebote. - Welche Bedingung muss auch der Bereich außerhalb der Vereinigung erfüllen?

Lösung

1. Die Schnittmenge ist mit \(95\) nicht größer als \(H(A)=210\) oder \(H(F)=165\). Daher ergeben sich für die exklusiven Bereiche die nichtnegativen Häufigkeiten \(210-95=115\) und \(165-95=70\). 2. Mit dem Additionssatz gilt \(H(A\cup F)=210+165-95=280\). 3. Da \(280\le320\) gilt, ist auch der Bereich außerhalb der Vereinigung nichtnegativ. Somit sind alle vier Bereiche möglich und die Angaben widerspruchsfrei. 4. Weder Ausstellung noch Führung besuchen \(320-280=40\) Personen.

Antwort

Die Angaben sind widerspruchsfrei; \(40\) Personen besuchen weder Ausstellung noch Führung.
4387089
Eine Hörbuch-App ordnet \(160\) Titel den Merkmalen \(A\): kürzer als \(5\) Stunden und \(B\): Sachhörbuch zu. \(74\) sind kurz, \(58\) Sachhörbücher und \(103\) erfüllen mindestens eines. Wie viele erfüllen beide, nur \(A\), nur \(B\) und keines?

Denkanstöße

- Bestimme die Überschneidung aus den beiden Einzelzahlen und der Vereinigung. - Leite danach die drei übrigen Bereiche nacheinander ab.

Lösung

1. Beide: \(74+58-103=29\). 2. Nur \(A\): \(74-29=45\). 3. Nur \(B\): \(58-29=29\). 4. Keines: \(160-103=57\).

Antwort

Beide: \(29\), nur \(A\): \(45\), nur \(B\): \(29\), keines: \(57\).
4387119
Für einen freiwilligen Helferdienst werden \(84\) Personen nach ihrer Bereitschaft für zwei Schichten gefragt. Sei \(A\): „Vormittagsschicht“ und \(B\): „Nachmittagsschicht“. \(39\) übernehmen den Vormittag, \(46\) den Nachmittag und \(15\) beide Schichten. Reichen die Zusagen aus, wenn mindestens \(75\) verschiedene Personen eine Schicht übernehmen sollen? Begründe.

Denkanstöße

- Gesucht ist die Zahl verschiedener Personen, nicht die Zahl aller Schichtanmeldungen. - Bestimme daher zuerst die Häufigkeit der Vereinigung. - Vergleiche sie anschließend mit der Schwelle \(75\).

Lösung

1. Mit dem Additionssatz gilt \(H(A\cup B)=39+46-15=70\). 2. Benötigt werden mindestens \(75\) verschiedene Personen. 3. Daher reichen die Zusagen nicht; es fehlen \(75-70=5\) Personen.

Antwort

Nein. \(70\) verschiedene Personen übernehmen mindestens eine Schicht; es fehlen \(5\) Zusagen.
5522989
In einer Vierfeldertafel der relativen Häufigkeiten stehen in den vier Innenfeldern die Werte \(r\), \(s\), \(t\) und \(u\): <table><tr><td></td><td>\(B\)</td><td>\(\overline{B}\)</td></tr><tr><td>\(A\)</td><td>\(r\)</td><td>\(s\)</td></tr><tr><td>\(\overline{A}\)</td><td>\(t\)</td><td>\(u\)</td></tr></table> Leite aus der Tabelle den Additionssatz \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\) her. Drücke dazu zunächst alle vier Wahrscheinlichkeiten durch \(r,s,t,u\) aus.

Denkanstöße

- Lies \(P(A)\) als Zeilensumme und \(P(B)\) als Spaltensumme der passenden Innenfelder. - Überlege, welches Innenfeld in beiden Summen vorkommt. - Vergleiche den vereinfachten Ausdruck mit der Summe der drei Innenfelder der Vereinigung.

Lösung

1. Aus der Zeile \(A\) folgt \(P(A)=r+s\). 2. Aus der Spalte \(B\) folgt \(P(B)=r+t\). 3. Die Schnittmenge ist das gemeinsame Innenfeld, also \(P(A\cap B)=r\). 4. Zur Vereinigung gehören die drei Innenfelder außer \(\overline{A}\cap\overline{B}\). Daher gilt \(P(A\cup B)=r+s+t\). 5. Setzt man die Ausdrücke der rechten Seite zusammen, erhält man \(P(A)+P(B)-P(A\cap B)=(r+s)+(r+t)-r=r+s+t\). 6. Dieser Ausdruck stimmt mit \(P(A\cup B)\) überein. Damit folgt der Additionssatz aus der Struktur der Vierfeldertafel.

Antwort

\(P(A)=r+s\), \(P(B)=r+t\), \(P(A\cap B)=r\), \(P(A\cup B)=r+s+t\). Daher gilt \((r+s)+(r+t)-r=r+s+t=P(A\cup B)\).
4147699
Gegeben sind zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) eines Zufallsexperiments. Es ist bekannt, dass die Wahrscheinlichkeiten \(P(A) = 0{,}75\) und \(P(B) = 0{,}4\) betragen. a) Begründe mathematisch, warum die Ereignisse \(A\) und \(B\) nicht unvereinbar sein können. b) Bestimme den kleinstmöglichen Wert von \(P(A \cap B)\). c) Angenommen, das Ereignis \(B\) ist eine Teilmenge des Ereignisses \(A\) (das heißt, wann immer \(B\) eintritt, tritt auch \(A\) ein). Bestimme für diesen Fall die Wahrscheinlichkeiten \(P(A \cap B)\) und \(P(A \cup B)\).

Denkanstöße

- Was ist der maximale Wert, den eine Wahrscheinlichkeit für ein kombiniertes Ereignis (wie die Vereinigung) annehmen kann? - Welche Randbedingung für die Vereinigung ist entscheidend, wenn der gemeinsame Anteil möglichst klein sein soll? - Wenn ein Kreis in einem Diagramm komplett innerhalb eines anderen Kreises liegt, was ist dann ihre gemeinsame Fläche?

Lösung

1. Begründung zur Unvereinbarkeit: Wären \(A\) und \(B\) unvereinbar, müsste \(P(A \cup B) = P(A) + P(B)\) gelten. Hier wäre \(0{,}75 + 0{,}4 = 1{,}15\). Da eine Wahrscheinlichkeit niemals größer als \(1\) sein kann, muss es eine Schnittmenge geben (\(P(A \cap B) > 0\)). 2. Bestimmung des Minimums von \(P(A \cap B)\): Da \(P(A \cup B) \le 1\) gilt und \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\), folgt \(P(A \cap B) \ge P(A) + P(B) - 1\). Einsetzen ergibt \(0{,}75 + 0{,}4 - 1 = 0{,}15\). Der kleinstmögliche Wert ist \(0{,}15\). 3. Fall \(B \subseteq A\): Wenn \(B\) eine Teilmenge von \(A\) ist, dann ist das gemeinsame Eintreten \(A \cap B\) identisch mit dem Eintreten von \(B\). Somit gilt \(P(A \cap B) = P(B) = 0{,}4\). Die Vereinigung \(A \cup B\) ist in diesem Fall identisch mit \(A\), also \(P(A \cup B) = P(A) = 0{,}75\).

Antwort

a) Da \(P(A) + P(B) = 1{,}15 > 1\) ist, muss es eine Schnittmenge geben, damit die Gesamtwahrscheinlichkeit \(1\) nicht überschreitet. b) Der kleinstmögliche Wert ist \(P(A \cap B) = 0{,}15\). c) In diesem Fall ist \(P(A \cap B) = 0{,}4\) und \(P(A \cup B) = 0{,}75\).
4147729
Beurteile die folgenden mathematischen Aussagen im Kontext von Zufallsexperimenten auf ihre Richtigkeit und begründe deine Entscheidung kurz. a) Wenn für zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) gilt, dass \(P(A) + P(B) > 1\), dann können sie niemals unvereinbar sein. b) Wenn zwei Ereignisse \(A\) und \(B\) unvereinbar sind und gemeinsam die gesamte Ergebnismenge bilden, also \(A \cap B = \emptyset\) und \(A \cup B = \Omega\) gilt, dann ist \(B\) das Gegenereignis zu \(A\). c) Für zwei beliebige Ereignisse \(A\) und \(B\) gilt in einer Stichprobe stets die Ungleichung \(H(A \cup B) \le H(A) + H(B)\).

Denkanstöße

- Denke an die grundlegenden Axiome der Wahrscheinlichkeit: Was ist der maximale Wert einer Wahrscheinlichkeit? - Welche zwei Bedingungen müssen zwei Ereignisse erfüllen, damit sie zusammen ein Ereignis und sein Gegenereignis bilden? - Betrachte die Formel für die Vereinigung und überlege, was passiert, wenn man die Schnittmenge weglässt.

Lösung

1. Analyse Aussage a: Die Aussage ist wahr. Bei unvereinbaren Ereignissen gilt \(P(A \cup B) = P(A) + P(B)\). Da eine Wahrscheinlichkeit niemals größer als \(1\) sein kann, müsste bei \(P(A) + P(B) > 1\) auch \(P(A \cup B) > 1\) gelten, was ein Widerspruch ist. Folglich muss \(P(A \cap B) > 0\) sein. 2. Analyse Aussage b: Die Aussage ist wahr. Eine Zerlegung von \(\Omega\) erfordert, dass die Mengen unvereinbar sind (\(A \cap B = \emptyset\)) und ihre Vereinigung die gesamte Ergebnismenge ergibt (\(A \cup B = \Omega\)). Dies entspricht genau der Definition eines Ereignisses und seines Gegenereignisses \(\overline{A}\). 3. Analyse Aussage c: Die Aussage ist wahr. Für die absoluten Häufigkeiten in einer Stichprobe gilt nach dem Additionssatz \(H(A \cup B) = H(A) + H(B) - H(A \cap B)\). Da absolute Häufigkeiten nicht negativ sein können (\(H(A \cap B) \ge 0\)), ist die Summe der Einzelhäufigkeiten immer mindestens so groß wie die Häufigkeit der Vereinigung.

Antwort

a) Wahr, da sonst \(P(A \cup B) > 1\) wäre, was unmöglich ist. b) Wahr, da Unvereinbarkeit und Vollständigkeit (\(A \cup B = \Omega\)) genau die Gegenereignis-Situation beschreiben. c) Wahr, da \(H(A \cup B) = H(A) + H(B) - H(A \cap B)\) und \(H(A \cap B) \ge 0\).

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.