Der Erwartungswert von \(X\) ist ganzzahlig. Die Abbildung zeigt Werte der Wahrscheinlichkeitsverteilung von \(X\).

Abbildung Stochastik 2 Prüfungsteil A Mathematik Abitur Bayern 2024

Bestimmen Sie die Anzahl der blauen Sektoren des Glücksrads.

(3 BE)

Lösung zu Teilaufgabe b

 

Der Abbildung ist zu entnehmen: \(\mu = 75\)

\[100 \cdot p = 75\; \Leftrightarrow \; p = \frac{75}{100} = 0{,}75\]

\[0{,}75 \cdot 20 = 15\]

15 Sektoren des Glücksrads sind blau eingefärbt.

 

Ausführliche Erklärung (nicht verlangt)

 

Wahrscheinlichkeitsverteilung von X mit farbiger Hervorhebung der Wahrscheinlichkeit P(X = 75)

Bei einer Binomialverteilung treten die größten Wahrscheinlichkeiten in der Umgebung des Erwartungswerts oder am Erwartungswert auf. Der Wahrscheinlichkeitsverteilung von \(X\) ist zu entnehmen, dass \(\textcolor{#0087c1}{P(X = 75)}\) die maximale Wahrscheinlichkeit der Verteilung ist. Zudem ist der Erwartungswert von \(X\) ganzzahlig (vgl. Angabe). Folglich ist \(\mu = 75\) der Erwartungswert von \(X\). 

Die Zufallsgröße \(X\) ist nach \(B(100;p)\) binomialverteilt. In Kenntnis des Erwartungswerts von \(X\) lässt sich die Trefferwahrscheinlichkeit \(p\) dafür berechnen, dass die Farbe „Blau" erzielt wird.

Erwartungswert, Varianz, Standardabweichung - binomialverteilte Zufallsgröße

Erwartungswert \(\boldsymbol{\mu}\) einer binomialverteilten Zufallsgröße \(\boldsymbol{X}\)

\(\mu = E(X) = n \cdot p\)  (vgl. Merkhilfe)

Varianz \(\boldsymbol{Var(X)}\) einer binomialverteilten Zufallsgröße \(\boldsymbol{X}\):

\(Var(X) = n \cdot p \cdot (1 - p)\)  (vgl. Merkhilfe)

Standardabweichung \(\boldsymbol{\sigma}\) einer binomialverteilten Zufallsgröße \(\boldsymbol{X}\)

\[\sigma = \sqrt{Var(X)} = \sqrt{n \cdot p \cdot (1 - p)}\]

Wobei \(n\) die Länge der Bernoullikette und \(p\) die Trefferwahrscheinlichkeit für das Eintreten des betrachteten Ereignisses ist.

\[\begin{align*}n \cdot p &= \mu \\[0.8em] 100 \cdot p &= 75 &&| : 100 \\[0.8em] p &= \frac{75}{100} = 0{,}75\end{align*}\]

 

Von den 20 gleich großen Sektoren des Glücksrads (vgl. Angabe) sind somit \(0{,}75 \cdot 20 = 15\) Sektoren blau eingefärbt.