Lösung Stochastik 6 (Problemlöseaufgabe)

Zuletzt geändert von akukin am 2024/12/23 14:45

Analyse:

Indikatoren
  • Problem verbalisieren
  • Ordnen der Informationen z. B. mithilfe von Skizzen, Modellen, Tabellen
Erwartungshorizont Problem in eigene Worte fassen oder anhand Skizze darstellen:
  • Wie sieht ein regelmäßiges Fünfeck aus, in welchem drei von fünf Eckpunkten zu einem Dreieck verbunden sind, dessen Seiten Diagonalen des Fünfecks entsprechen?
  • Beispiele: Beispiel1Fünfeck.pngBeispiel2Fünfeck.png

Durchführung:

Indikatoren
  • „Einlassen“ auf das Problem
  • Untersuchung von Beispielen/Spezialfällen
  • Vermutungen äußern
  • Lösungsstrategie entwickeln und umsetzen
  • (allgemeine) Strukturen finden
  • Vermutungen testen/überprüfen
  • evtl. Vermutungen ergänzen/anpassen
  • evtl. Lösungsstrategien korrigieren
Erwartungshorizont Wie viele Möglichkeiten gibt es, drei Eckpunkte des Fünfecks als Eckpunkte eines Dreiecks auszuwählen?

n= {5\choose 3}= 10

z. B.: Untersuchung von Spezialfällen (Strategie 1)

Mit drei nebeneinander liegenden Punkten findet man die Dreiecke ABC, BCD, CDE, ADE und ABE, bei denen M nicht innerhalb des Dreiecks liegt. Dies sind 5 Fälle.
Beispiel2Fünfeck.pngBeispiel1Fünfeck.png

Mit zwei Punkten nebeneinander und einem gegenüber findet man die Dreiecke ABD, BCE, ACD, BDE und ACE, bei denen M innerhalb des Dreiecks liegt. Dies sind ebenfalls 5 Fälle.

ODER z. B.: Systematisches Probieren (Strategie 2)

Eckpunkte des Dreiecks Mittelpunkt innerhalb?
ABCnein
ABD ja
ABEnein
ACDja
ACEja
ADEnein
BCDnein
BCEja
BDEja
CDEnein
Erkenntnis: In 5 von 10 Fällen liegt der Mittelpunkt innerhalb des Dreiecks.

Rückblick:

Indikatoren
  • Lösung angeben und auf Plausibilität überprüfen/reflektieren
  • bei Abbruch: mögliche Gründe reflektieren
  • alternative Lösungswege suchen/formulieren
Erwartungshorizont

Folgerung: Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 0,5 bzw. 50 %.

Die Strategien führen jeweils direkt zur gesuchten Wahrscheinlichkeit \frac{5}{10}=\frac{1}{2}, wobei dieser Wert eine „Laplace-Wahrscheinlichkeit“ darstellt.