Wahrscheinlichkeit zweier Ereignisse: So berechnest du kombinierte Wahrscheinlichkeiten
Vom Alltag zur Mathematik: Wie hängen zwei Ereignisse zusammen?
Abschnitt betitelt „Vom Alltag zur Mathematik: Wie hängen zwei Ereignisse zusammen?“Bleiben wir beim Würfelbeispiel. Du hast einen fairen Würfel mit sechs Seiten. Jede Zahl hat die gleiche Wahrscheinlichkeit:
Jetzt wird es spannend. Du fragst dich: Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, eine 5 oder eine 6 zu würfeln?
Dein erster Instinkt sagt vielleicht: “Einfach addieren!” Und tatsächlich – in diesem Fall liegst du richtig. Aber Vorsicht: Das funktioniert nicht immer so einfach. Manchmal überschneiden sich Ereignisse. Dann würdest du etwas doppelt zählen.
Deshalb brauchen wir klare Regeln. In der Wahrscheinlichkeitsrechnung gibt es zwei zentrale Fragen:
- “Oder”-Fragen: Wie wahrscheinlich ist es, dass Ereignis oder Ereignis eintritt?
- “Und”-Fragen: Wie wahrscheinlich ist es, dass Ereignis und Ereignis beide eintreten?
Für jede dieser Fragen gibt es eine eigene Formel. Lass uns beide Schritt für Schritt erkunden.
Der Additionssatz: Wahrscheinlichkeit bei “oder”
Abschnitt betitelt „Der Additionssatz: Wahrscheinlichkeit bei “oder”“Wenn du wissen willst, ob mindestens eines von zwei Ereignissen eintritt, brauchst du den Additionssatz.
Schritt-für-Schritt-Anleitung
Abschnitt betitelt „Schritt-für-Schritt-Anleitung“- Bestimme die Einzelwahrscheinlichkeiten: Berechne und separat.
- Prüfe auf Überschneidung: Gibt es Ergebnisse, die zu beiden Ereignissen gehören? Falls ja, berechne .
- Wende die Formel an: Setze alles in den Additionssatz ein.
Warum ziehen wir etwas ab?
Abschnitt betitelt „Warum ziehen wir etwas ab?“Zeichne zwei Kreise, die sich überlappen – wie bei einem Venn-Diagramm. Der überlappende Bereich gehört zu beiden Ereignissen. Wenn du einfach rechnest, zählst du diesen Bereich doppelt. Deshalb musst du einmal abziehen.
Der Spezialfall: Sich ausschliessende Ereignisse
Abschnitt betitelt „Der Spezialfall: Sich ausschliessende Ereignisse“Manchmal können zwei Ereignisse gar nicht gleichzeitig passieren. Beim Würfeln kannst du nicht gleichzeitig eine 5 und eine 6 bekommen. Solche Ereignisse heissen disjunkt oder sich gegenseitig ausschliessend.
Für disjunkte Ereignisse gilt:
Die Formel vereinfacht sich dann zu:
Der Multiplikationssatz: Wahrscheinlichkeit bei “und”
Abschnitt betitelt „Der Multiplikationssatz: Wahrscheinlichkeit bei “und”“Jetzt zur zweiten grossen Frage: Was, wenn beide Ereignisse eintreten sollen?
Denk an folgendes Szenario: Du wirfst eine Münze und danach einen Würfel. Wie wahrscheinlich ist es, Kopf und eine 6 zu bekommen?
Schritt-für-Schritt-Anleitung
Abschnitt betitelt „Schritt-für-Schritt-Anleitung“- Bestimme die Einzelwahrscheinlichkeiten: Berechne und .
- Prüfe auf Unabhängigkeit: Beeinflusst das erste Ereignis das zweite? Falls nein, sind sie unabhängig.
- Wende die Formel an: Multipliziere die Wahrscheinlichkeiten.
Was bedeutet Unabhängigkeit?
Abschnitt betitelt „Was bedeutet Unabhängigkeit?“Zwei Ereignisse sind unabhängig, wenn das eine das andere nicht beeinflusst. Beispiele:
- Unabhängig: Münzwurf und Würfelwurf. Was die Münze zeigt, hat keinen Einfluss auf den Würfel.
- Unabhängig: Zwei separate Lottoziehungen an verschiedenen Tagen.
- Nicht unabhängig: Du ziehst zwei Karten aus einem Stapel ohne Zurücklegen. Die erste Karte verändert die Wahrscheinlichkeiten für die zweite.
Häufige Fehler und wie du sie vermeidest
Abschnitt betitelt „Häufige Fehler und wie du sie vermeidest“Beispiele
Abschnitt betitelt „Beispiele“Aufgabe: Du wirfst einen fairen Würfel. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, eine 5 oder eine 6 zu würfeln?
Lösung:
Die Ereignisse sind:
- : “Es fällt eine 5” mit
- : “Es fällt eine 6” mit
Die Ereignisse sind disjunkt – du kannst nicht gleichzeitig 5 und 6 würfeln. Also:
Antwort: Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder etwa .
Aufgabe: Du wirfst eine Münze und danach einen Würfel. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, Kopf und eine 6 zu bekommen?
Lösung:
Die Ereignisse sind:
- : “Die Münze zeigt Kopf” mit
- : “Der Würfel zeigt 6” mit
Die Ereignisse sind unabhängig – die Münze beeinflusst den Würfel nicht.
Antwort: Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder etwa .
Aufgabe: Aus einem Skatblatt mit 32 Karten (8 Herz, 8 Karo, 8 Pik, 8 Kreuz; je 4 Asse) ziehst du eine Karte. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, eine rote Karte (Herz oder Karo) oder ein Ass zu ziehen?
Lösung:
Die Ereignisse sind:
- : “Die Karte ist rot” (Herz oder Karo) – es gibt 16 rote Karten. Also
- : “Die Karte ist ein Ass” – es gibt 4 Asse. Also
Achtung: Die Ereignisse überschneiden sich! Es gibt 2 rote Asse (Herz-Ass und Karo-Ass).
Jetzt der Additionssatz:
Antwort: Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder .
Aufgabe: Du wirfst einen Würfel zweimal. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, zweimal hintereinander eine 6 zu würfeln?
Lösung:
Die Ereignisse sind:
- : “Der erste Wurf zeigt 6” mit
- : “Der zweite Wurf zeigt 6” mit
Die Würfe sind unabhängig voneinander.
Antwort: Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder etwa .
Aufgabe: In einer Klasse mit 25 Schülern spielen 12 ein Instrument, 15 sind im Sportverein, und 6 machen beides. Ein Schüler wird zufällig ausgewählt. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass er ein Instrument spielt oder im Sportverein ist?
Lösung:
Die Ereignisse sind:
- : “spielt ein Instrument” mit
- : “ist im Sportverein” mit
- : “macht beides” mit
Antwort: Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder .
Das Wichtigste in Kürze
Abschnitt betitelt „Das Wichtigste in Kürze“- “Oder”-Wahrscheinlichkeiten berechnest du mit dem Additionssatz:
- “Und”-Wahrscheinlichkeiten bei unabhängigen Ereignissen berechnest du mit dem Multiplikationssatz:
- Bei disjunkten Ereignissen (keine Überschneidung) fällt der Korrekturterm weg:
- Unabhängigkeit bedeutet: Ein Ereignis beeinflusst das andere nicht. Beim Ziehen ohne Zurücklegen sind Ereignisse nicht unabhängig!
Dein Wissen im Test
Abschnitt betitelt „Dein Wissen im Test“Lösung anzeigen
Lösung:
- : gerade Zahl → →
- : Zahl → →
- : gerade und → →
Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder etwa .
Lösung anzeigen
Lösung:
Die Münzwürfe sind unabhängig.
Die Wahrscheinlichkeit beträgt oder .
Lösung anzeigen
Lösung:
Die Ereignisse “Gewinn” und “Niete” sind disjunkt – ein Los kann nicht beides sein.
Das Ergebnis ist (oder ), weil du garantiert entweder einen Gewinn oder eine Niete ziehst. Es gibt keine andere Möglichkeit. Die Wahrscheinlichkeit für das sichere Ereignis ist immer .
Ausblick: Was kommt als Nächstes?
Abschnitt betitelt „Ausblick: Was kommt als Nächstes?“Du hast jetzt das Werkzeug, um die Wahrscheinlichkeit von zwei Ereignissen zu berechnen – sowohl bei “oder” als auch bei “und”. Als Nächstes wirst du bedingte Wahrscheinlichkeiten kennenlernen. Dabei geht es um Fragen wie: “Wie wahrscheinlich ist Ereignis , wenn ich schon weiss, dass eingetreten ist?” Das wird besonders wichtig beim Ziehen ohne Zurücklegen und bei komplexeren Baumdiagrammen. Ausserdem wirst du mehrstufige Zufallsexperimente analysieren, bei denen mehr als zwei Ereignisse nacheinander passieren.
Quellen
- Lehrplan 21 — Mathematik — Deutschschweizer Erziehungsdirektoren-Konferenz (D-EDK)
- Lehrplan Volksschule Aargau — Mathematik — Kanton Aargau, Departement Bildung, Kultur und Sport