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Mathe-Arbeitsblätter Klasse 10

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

Baumdiagramme

Lernziele

  • Zeichnet Baumdiagramme zu mehrstufigen Zufallsexperimenten.
  • Beschriftet Zweige mit passenden Wahrscheinlichkeiten.
  • Passt Wahrscheinlichkeiten bei abhängigen Versuchsstufen an.
  • Ergänzt fehlende Wahrscheinlichkeiten.
  • Ordnet Ereignissen passende Pfade zu.
  • Erkennt und korrigiert fehlerhafte Baumdiagramme.

Klicken Sie auf Aufgaben, um sie zum Drucken auszuwählen.

43753510
Das abgebildete Baumdiagramm zeigt absolute Häufigkeiten aus \(600\) Websitebesuchen. Bestimme die Wahrscheinlichkeit dafür, dass bei einem zufällig ausgewählten Websitebesuch etwas gekauft wird.
Abbildung zur Aufgabe 437535

Denkanstöße

- Suche im Baum alle Endknoten, die einen Kauf darstellen. - Addiere zuerst die zugehörigen absoluten Häufigkeiten. - Beziehe diese Summe anschließend auf die Häufigkeit am Startknoten.

Lösung

1. Die Endknoten „Kauf“ enthalten \(216\) Besuche im App-Ast und \(72\) Besuche im Ast ohne App. Insgesamt wurden also \(216+72=288\) Käufe beobachtet. 2. Bezogen auf alle \(600\) Besuche ergibt sich \(P(\text{Kauf})=\frac{288}{600}=0{,}48\).

Antwort

\(P(\text{Kauf})=0{,}48=48\,\%\)
55181810
Das Baumdiagramm zeigt ein zweistufiges Zufallsexperiment, bei dem zuerst eine Münze und anschließend ein Glücksrad verwendet werden. a) Wie viele Stufen hat das Experiment? b) Was bedeutet der vollständige Pfad „Kopf–\(2\)“? c) Gib alle möglichen vollständigen Ergebnisse in der Form „Kopf–\(1\)“ an.
Abbildung zur Aufgabe 551818

Denkanstöße

- Lies einen vollständigen Pfad immer vom Start bis zu einem Endknoten. - Jede Verzweigung nach Kopf und Zahl gehört zur zweiten Stufe. - Für die Ergebnisliste verbindest du jede Möglichkeit der ersten Stufe mit jeder Möglichkeit der zweiten.

Lösung

1. Das Baumdiagramm hat zwei aufeinanderfolgende Verzweigungsstufen; das Experiment besitzt daher zwei Stufen. 2. Der Pfad „Kopf–\(2\)“ bedeutet: Zuerst fällt bei der Münze Kopf, danach zeigt das Glücksrad die \(2\). 3. Jede der beiden Möglichkeiten der ersten Stufe wird mit jeder der drei Möglichkeiten der zweiten Stufe verbunden. Dadurch entstehen Kopf–\(1\), Kopf–\(2\), Kopf–\(3\), Zahl–\(1\), Zahl–\(2\) und Zahl–\(3\).

Antwort

a) Zwei Stufen. b) Zuerst Kopf, danach \(2\). c) Kopf–\(1\), Kopf–\(2\), Kopf–\(3\), Zahl–\(1\), Zahl–\(2\), Zahl–\(3\).
55810410
Eine faire Münze wird zweimal geworfen. Dabei steht \(K\) für Kopf und \(Z\) für Zahl. Das abgebildete Baumdiagramm zeigt die erste Stufe. Vervollständige das Baumdiagramm auf Papier. a) Gib die vier fehlenden Äste der zweiten Stufe mit ihren Wahrscheinlichkeiten an. b) Nenne alle vollständigen Ergebnisfolgen.
Abbildung zur Aufgabe 558104

Denkanstöße

- Was kann beim zweiten Wurf nach jedem Ergebnis des ersten Wurfs passieren? - Kontrolliere an jedem Knoten, ob sich die ausgehenden Wahrscheinlichkeiten zu \(1\) ergänzen.

Lösung

1. Nach \(K\) können in der zweiten Stufe wieder \(K\) und \(Z\) auftreten, jeweils mit Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{2}\). 2. Nach \(Z\) können ebenfalls \(K\) und \(Z\) auftreten, jeweils mit Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{2}\). 3. Die vollständigen Ergebnisfolgen sind \((K,K)\), \((K,Z)\), \((Z,K)\) und \((Z,Z)\).

Antwort

a) \(K\to K:\frac{1}{2}\), \(K\to Z:\frac{1}{2}\), \(Z\to K:\frac{1}{2}\), \(Z\to Z:\frac{1}{2}\) b) \((K,K)\), \((K,Z)\), \((Z,K)\), \((Z,Z)\)
43746210
Ein Basketballspieler führt drei Freiwürfe hintereinander aus. Er möchte am Ende genau zwei Treffer erzielt haben. Dabei steht \(T\) für einen Treffer und \(F\) für einen Fehlwurf. Das folgende Baumdiagramm zeigt die möglichen Verläufe, wobei die Knoten den jeweiligen Zwischenstand nach jedem Wurf angeben. a) Wie viele verschiedene Pfade führen zu dem Endergebnis von genau zwei Treffern? Nenne diese Pfade, zum Beispiel \((T,T,F)\). b) Welcher Zwischenstand muss nach dem zweiten Wurf vorliegen, damit es nach dem dritten Wurf noch möglich ist, genau zwei Treffer zu haben? c) Erkläre für jeden dieser Zwischenstände aus b), welches Ergebnis der dritte Wurf liefern muss, um das Ziel zu erreichen.
Abbildung zur Aufgabe 437462

Denkanstöße

- Welche Endknoten des dargestellten Baums tragen die Beschriftung „2 Treffer“? - Welche Zwischenstände können unmittelbar vor diesen Endknoten liegen? - Prüfe für jeden möglichen Zwischenstand, wie sich ein Treffer beziehungsweise Fehlwurf auf den Endstand auswirkt.

Lösung

1. Genau zwei Treffer entstehen auf den Pfaden \((T,T,F)\), \((T,F,T)\) und \((F,T,T)\). Es gibt also drei solche Pfade. 2. Nach dem zweiten Wurf müssen entweder ein Treffer oder zwei Treffer vorliegen. Bei null Treffern kann das Ziel nicht mehr erreicht werden. 3. Bei einem Treffer nach zwei Würfen muss der dritte Wurf ein Treffer sein. Bei zwei Treffern nach zwei Würfen muss der dritte Wurf ein Fehlwurf sein.

Antwort

a) \(3\) Pfade: \((T,T,F)\), \((T,F,T)\) und \((F,T,T)\) b) Nach dem zweiten Wurf muss der Zwischenstand \(1\) Treffer oder \(2\) Treffer sein. c) Bei \(1\) Treffer muss der dritte Wurf ein Treffer sein; bei \(2\) Treffern muss der dritte Wurf ein Fehlwurf sein.
55181910
Das Baumdiagramm beschreibt zwei Ziehungen **ohne Zurücklegen** aus einer Urne. Die Anfangszusammensetzung steht am Startknoten. In der zweiten Stufe fehlen vier Astwahrscheinlichkeiten. a) Ergänze die mit „?“ markierten Wahrscheinlichkeiten. b) Erkläre, warum die Wahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe davon abhängen, welche Farbe zuerst gezogen wurde.
Abbildung zur Aufgabe 551819

Denkanstöße

- Bestimme für jeden Ast der ersten Stufe, welche Kugeln danach noch in der Urne liegen. - In der zweiten Stufe sind insgesamt nur noch vier Kugeln vorhanden. - Prüfe für jeden Knoten, ob sich die beiden ausgehenden Astwahrscheinlichkeiten zu \(1\) ergänzen.

Lösung

1. Nach einer zuerst roten Kugel bleiben \(2\) rote und \(2\) blaue Kugeln. Die beiden Astwahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe sind daher \(\frac{2}{4}\) und \(\frac{2}{4}\). 2. Nach einer zuerst blauen Kugel bleiben \(3\) rote und \(1\) blaue Kugel. Die beiden Astwahrscheinlichkeiten sind daher \(\frac{3}{4}\) und \(\frac{1}{4}\). 3. Ohne Zurücklegen wird die zuerst gezogene Kugel aus der Urne entfernt. Dadurch ändert sich die Zusammensetzung und damit die Wahrscheinlichkeitsverteilung für den zweiten Zug.

Antwort

a) Nach rot: rot \(\frac{2}{4}\), blau \(\frac{2}{4}\). Nach blau: rot \(\frac{3}{4}\), blau \(\frac{1}{4}\). b) Die zuerst gezogene Kugel fehlt beim zweiten Zug; deshalb verändert ihr Ergebnis die Zusammensetzung der Urne und damit die Astwahrscheinlichkeiten.
55233710
In einem digitalen Abenteuerspiel wird zuerst zufällig ein Weg gewählt: Wald \(W\) mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}6\) oder Stadt \(S\) mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}4\). Danach kann eine Schatzkiste erscheinen. Nach dem Wald erscheint sie mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}5\), nach der Stadt mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}25\). Andernfalls erscheint keine Schatzkiste; dafür steht \(N\). Gib das vollständige zweistufige Baumdiagramm in Textform an: Nenne für jeden Knoten die möglichen Äste mit ihren Wahrscheinlichkeiten und gib anschließend die vier vollständigen Ergebnisfolgen an.

Denkanstöße

- Welche zwei Ergebnisse gehören zur ersten Stufe? - Welche beiden Möglichkeiten folgen jeweils nach \(W\) und nach \(S\)? - Ergänzen sich die beiden Wahrscheinlichkeiten an jedem Knoten zu \(1\)?

Lösung

1. In der ersten Stufe gibt es \(W\) mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}6\) und \(S\) mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}4\). 2. Nach \(W\) gibt es Schatzkiste mit \(0{,}5\) und \(N\) mit \(0{,}5\). 3. Nach \(S\) gibt es Schatzkiste mit \(0{,}25\) und \(N\) mit \(0{,}75\). 4. Die vier vollständigen Ergebnisfolgen sind \((W,\text{Schatzkiste})\), \((W,N)\), \((S,\text{Schatzkiste})\) und \((S,N)\).

Antwort

Erste Stufe: \(W\) mit \(0{,}6\), \(S\) mit \(0{,}4\). Nach \(W\): Schatzkiste mit \(0{,}5\), \(N\) mit \(0{,}5\). Nach \(S\): Schatzkiste mit \(0{,}25\), \(N\) mit \(0{,}75\). Endfolgen: \((W,\text{Schatzkiste})\), \((W,N)\), \((S,\text{Schatzkiste})\), \((S,N)\).
55810510
Mina wirft zweimal nacheinander einen Basketball auf den Korb. Beim ersten Wurf trifft sie mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}6\). Nach einem Treffer trifft sie den zweiten Wurf mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}75\). Nach einem Fehlwurf trifft sie den zweiten Wurf mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}4\). Dabei steht \(T\) für Treffer und \(F\) für Fehlwurf. Das abgebildete Baumdiagramm zeigt die erste Stufe. Vervollständige das Baumdiagramm auf Papier. a) Gib die vier fehlenden Äste der zweiten Stufe mit ihren Wahrscheinlichkeiten an. b) Nenne alle vollständigen Ergebnisfolgen. c) Woran erkennst du am Baumdiagramm, dass die beiden Würfe nicht unabhängig modelliert werden?
Abbildung zur Aufgabe 558105

Denkanstöße

- Welche Wahrscheinlichkeit ergänzt nach jedem Knoten die angegebene Trefferwahrscheinlichkeit zu \(1\)? - Behandle die beiden Knoten der zweiten Stufe getrennt. - Vergleiche die Angaben zum zweiten Wurf nach einem Treffer und nach einem Fehlwurf.

Lösung

1. Nach einem Treffer gilt in der zweiten Stufe \(P(T)=0{,}75\) und \(P(F)=0{,}25\). 2. Nach einem Fehlwurf gilt in der zweiten Stufe \(P(T)=0{,}4\) und \(P(F)=0{,}6\). 3. Die vollständigen Ergebnisfolgen sind \((T,T)\), \((T,F)\), \((F,T)\) und \((F,F)\). 4. Nach \(T\) beträgt die Trefferwahrscheinlichkeit des zweiten Wurfs \(0{,}75\), nach \(F\) dagegen \(0{,}4\). Die Wahrscheinlichkeit des zweiten Wurfs hängt also vom Ergebnis des ersten Wurfs ab. Deshalb sind die beiden Würfe im Modell nicht unabhängig.

Antwort

a) \(T\to T:0{,}75\), \(T\to F:0{,}25\), \(F\to T:0{,}4\), \(F\to F:0{,}6\) b) \((T,T)\), \((T,F)\), \((F,T)\), \((F,F)\) c) Nach \(T\) gilt für den zweiten Treffer \(0{,}75\), nach \(F\) nur \(0{,}4\). Die Wahrscheinlichkeit des zweiten Wurfs hängt also vom ersten Wurf ab; deshalb sind die Würfe im Modell nicht unabhängig.
43753610
Wandle das abgebildete Baumdiagramm mit absoluten Häufigkeiten in ein Wahrscheinlichkeitsbaumdiagramm um. Gib alle sechs Astwahrscheinlichkeiten an.
Abbildung zur Aufgabe 437536

Denkanstöße

- An jedem Knoten ist dessen absolute Häufigkeit die neue Bezugsgröße. - Teile die Häufigkeit eines Kindknotens durch die Häufigkeit seines Elternknotens. - Kontrolliere, ob die beiden Astwahrscheinlichkeiten an jedem Knoten zusammen \(1\) ergeben.

Lösung

1. In der ersten Stufe ist \(500\) die Bezugsgröße. Daher sind die Astwahrscheinlichkeiten \(300:500=0{,}6\) und \(200:500=0{,}4\). 2. Am Knoten \(A\) ist \(300\) die Bezugsgröße. Daher sind die Astwahrscheinlichkeiten \(180:300=0{,}6\) und \(120:300=0{,}4\). 3. Am Knoten \(\overline{A}\) ist \(200\) die Bezugsgröße. Daher sind die Astwahrscheinlichkeiten \(50:200=0{,}25\) und \(150:200=0{,}75\). 4. An jedem Knoten ergänzen sich die beiden ausgehenden Astwahrscheinlichkeiten zu \(1\).

Antwort

Erste Stufe: \(0{,}6\) und \(0{,}4\). Nach \(A\): \(0{,}6\) und \(0{,}4\). Nach \(\overline{A}\): \(0{,}25\) und \(0{,}75\).
43754310
Ein Team gewinnt jedes Spiel einer Best-of-Three-Serie mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}6\). Die Spielergebnisse werden als unabhängig modelliert. Die Serie endet, sobald ein Team zwei Siege hat. Dabei steht \(W\) für einen Sieg und \(L\) für eine Niederlage. Beschreibe das passende Baumdiagramm in Textform: Nenne alle Endpfade und gib an, an welchen Pfaden die Serie bereits nach zwei Spielen endet. Bestimme anschließend die Wahrscheinlichkeit, dass das betrachtete Team die Serie gewinnt.

Denkanstöße

- Wann steht der Sieger bereits nach zwei Spielen fest? - Welche Pfade müssen deshalb noch um ein drittes Spiel verlängert werden? - Welche der vollständigen Endpfade führen zu zwei Siegen des betrachteten Teams?

Lösung

1. Nach \((W,W)\) oder \((L,L)\) endet die Serie bereits nach zwei Spielen. Nach \((W,L)\) und \((L,W)\) ist ein drittes Spiel erforderlich. Die sechs Endpfade sind \((W,W)\), \((L,L)\), \((W,L,W)\), \((W,L,L)\), \((L,W,W)\) und \((L,W,L)\). 2. Das betrachtete Team gewinnt auf den Pfaden \((W,W)\), \((W,L,W)\) und \((L,W,W)\). 3. Nach der Produktregel haben die drei Gewinnpfade die Wahrscheinlichkeiten \(0{,}6^2=0{,}36\), \(0{,}6\cdot0{,}4\cdot0{,}6=0{,}144\) und \(0{,}4\cdot0{,}6\cdot0{,}6=0{,}144\). 4. Mit der Summenregel erhält man \(P(\text{Seriensieg})=0{,}36+0{,}144+0{,}144=0{,}648\).

Antwort

Die Endpfade sind \((W,W)\), \((L,L)\), \((W,L,W)\), \((W,L,L)\), \((L,W,W)\) und \((L,W,L)\); \((W,W)\) und \((L,L)\) enden bereits nach zwei Spielen. Die Wahrscheinlichkeit für den Seriensieg beträgt \(0{,}648=64{,}8\,\%\).
55182010
Das abgebildete Baumdiagramm beschreibt zwei Ziehungen ohne Zurücklegen aus einer Urne. Die Anfangszusammensetzung steht am Startknoten; in der zweiten Stufe enthält der Baum einen Modellierungsfehler. a) Beschreibe den Fehler. b) Gib die korrekten Astwahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe an.
Abbildung zur Aufgabe 551820

Denkanstöße

- Vergleiche die zweite Stufe mit der Angabe „ohne Zurücklegen“. - Überlege getrennt, was nach einer zuerst grünen und nach einer zuerst orangen Kugel in der Urne bleibt. - Kontrolliere an jedem Knoten, ob die korrigierten ausgehenden Wahrscheinlichkeiten zusammen \(1\) ergeben.

Lösung

1. Im dargestellten Baum werden in der zweiten Stufe dieselben Wahrscheinlichkeiten wie in der ersten Stufe verwendet. Das behandelt die Urne fälschlich so, als ändere sie sich nach dem ersten Zug nicht. 2. Nach einer zuerst grünen Kugel bleiben \(1\) grüne und \(1\) orange Kugel. Die korrekten Astwahrscheinlichkeiten sind daher \(\frac{1}{2}\) und \(\frac{1}{2}\). 3. Nach einer zuerst orangen Kugel bleiben \(2\) grüne und \(0\) orange Kugeln. Die korrekten Astwahrscheinlichkeiten sind daher \(1\) und \(0\).

Antwort

a) Die zweite Stufe wurde fälschlich mit unveränderten Astwahrscheinlichkeiten gezeichnet. b) Nach grün: grün \(\frac{1}{2}\), orange \(\frac{1}{2}\). Nach orange: grün \(1\), orange \(0\).
43746110
Beim Tischtennis-Finale der Schülermeisterschaft wird im Modus „Best-of-Five“ gespielt. Wer zuerst drei Sätze gewinnt, ist Sieger. Die beiden Finalisten werden als gleich stark eingeschätzt, sodass die Gewinnwahrscheinlichkeit pro Satz für beide jeweils \(0{,}5\) beträgt. Die Satzergebnisse werden als unabhängig modelliert. Beschreibe das passende Baumdiagramm in Textform: Gib an, wann ein Pfad endet, und nenne alle Vier-Satz-Pfade, nach denen ein fünfter Satz erforderlich ist. Berechne anschließend die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Match über die volle Distanz von fünf Sätzen geht.

Denkanstöße

- Welche Bedingung beendet einen Pfad, bevor alle fünf Sätze gespielt sind? - Welcher Spielstand nach vier Sätzen macht einen fünften Satz notwendig? - Haben alle Vier-Satz-Pfade zu diesem Spielstand dieselbe Wahrscheinlichkeit?

Lösung

1. Nach jedem Satz verzweigt der Baum in „A gewinnt“ und „B gewinnt“, jeweils mit Wahrscheinlichkeit \(0{,}5\). Ein Pfad endet sofort, sobald A oder B drei Sätze gewonnen hat. 2. Ein fünfter Satz ist genau dann erforderlich, wenn es nach vier Sätzen \(2{:}2\) steht. Dazu führen die sechs Pfade AABB, ABAB, ABBA, BAAB, BABA und BBAA. 3. Jeder dieser Vier-Satz-Pfade hat nach der Produktregel die Wahrscheinlichkeit \(0{,}5^4=0{,}0625\). 4. Mit der Summenregel ergibt sich \(P(\text{fünfter Satz})=6\cdot0{,}0625=0{,}375\).

Antwort

Das Baumdiagramm verzweigt nach jedem noch nicht entschiedenen Satz in A/B und endet beim dritten Satzgewinn eines Spielers. Einen fünften Satz erzwingen AABB, ABAB, ABBA, BAAB, BABA und BBAA. Die Wahrscheinlichkeit beträgt \(0{,}375=37{,}5\,\%\).
55233810
Das abgebildete Baumdiagramm zeigt ein zweistufiges Zufallsexperiment mit den Ergebnissen \(A\) und \(B\). Sofia behauptet: „In der zweiten Stufe müssten die A-Wahrscheinlichkeiten auf beiden Ästen gleich sein, weil dasselbe Experiment noch einmal ausgeführt wird.“ Gib ein mögliches konkretes Zufallsexperiment an, das genau zum Baumdiagramm passt, und nutze dein Modell und die Werte im Baum, um die Behauptung zu widerlegen. Es gibt mehrere mögliche Kontexte; dein Modell muss alle Astwahrscheinlichkeiten erklären.
Abbildung zur Aufgabe 552338

Denkanstöße

- Welche Art von Experiment könnte erklären, dass sich die Wahrscheinlichkeiten in der zweiten Stufe verändern? - Welche Bedeutung könnten die Nenner der Astwahrscheinlichkeiten für die Zahl verfügbarer Objekte haben? - Prüfe, ob dein vorgeschlagenes Modell wirklich jede Astwahrscheinlichkeit des Baums erklärt.

Lösung

1. Ein mögliches Modell sind fünf gleichartige Karten, davon drei mit \(A\) und zwei mit \(B\). Es werden zwei Karten nacheinander zufällig gezogen, ohne die erste Karte zurückzulegen. 2. Beim ersten Zug gilt \(P(A)=\frac{3}{5}\) und \(P(B)=\frac{2}{5}\), wie im Baum. 3. Nach einem ersten \(A\) bleiben zwei \(A\)-Karten und zwei \(B\)-Karten unter vier Karten; daher lauten die zweiten Astwahrscheinlichkeiten \(\frac{2}{4}\) und \(\frac{2}{4}\). Nach einem ersten \(B\) bleiben drei \(A\)-Karten und eine \(B\)-Karte; daher lauten sie \(\frac{3}{4}\) und \(\frac{1}{4}\). 4. Die Behauptung ist falsch: Der erste Zug verändert die Zusammensetzung, weil nicht zurückgelegt wird. Deshalb hängt die zweite A-Wahrscheinlichkeit davon ab, ob zuerst A oder B gezogen wurde.

Antwort

Zum Beispiel: fünf Karten mit den Aufschriften \(A,A,A,B,B\); zwei Ziehungen nacheinander ohne Zurücklegen. Nach einem ersten \(A\) gilt für \(A\) im zweiten Zug \(\frac{2}{4}\), nach einem ersten \(B\) dagegen \(\frac{3}{4}\). Die Behauptung ist daher falsch.

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.