Lösung Zufallsgröße Tetraeder

Zuletzt geändert von akukin am 2024/09/11 12:56

Hinweise und Lösungshilfen

Hinweis Teilaufgabe a)
Bei der Zufallsgröße Y wird als Treffer gezählt, was bei der Zufallsgröße X den Nicht-Treffer darstellt und umgekehrt.
Folglich können Symmetrieeigenschaften verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeitsverteilung von Y zu zeichnen.

Hinweis Teilaufgabe b)
Damit die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der beiden binomialverteilten Zufallsgrößen X und Z identisch sein können, müssen die Parameter n und p gleich sein.

Hinweis Teilaufgabe c)

Der Parameter n=4 ist bei beiden Zufallsgrößen bereits gleich.
Wie kann Z formuliert werden, damit auch die Trefferwahrscheinlichkeiten p identisch sind?

Lösung:

  1. LoesungZufallsgroesse.png

Erläuterung:

Bei der Zufallsgröße Y wird als Treffer gezählt, was bei der Zufallsgröße X als Nicht-Treffer gezählt wird und umgekehrt.
Es gilt also: P(Y=0)=P(X=4);  \ P(Y=1)=P(X=3); \  P(Y=2)=P(X=2)   usw.
Folglich kann die Wahrscheinlichkeitsverteilung von X an der vertikalen Geraden durch k=2 gespiegelt werden, um die Wahrscheinlichkeitsverteilung von Y zu erhalten.

Abb1ZufallsgroesseTetraeder.pngLoesungZufallsgroesse.png

2. Z: Anzahl der Würfe, bei denen keine der beiden erzielten Zahlen größer als drei ist.

Erläuterung:

Wir benötigen eine Zufallsgröße Z mit n=4 und p=\frac{1}{4}, denn das sind die Parameter von X.
n=4 ist bei Z schon vorausgesetzt (siehe Aufgabenstellung, „viermaliges Werfen“).
Zu überlegen ist also, wie man einen Treffer festlegt, dessen Trefferwahrscheinlichkeit p=\frac{1}{4} beträgt. Da die beiden Würfel farblich unterscheidbar sind, ist das einmalige Würfeln mit beiden Würfeln ein Laplace-Experiment, denn wenn beispielsweise das Ergebnis 14 bedeutet, dass der rote Würfel eine 1zeigt und der grüne Würfel eine 4, dann lautet die Ergebnismenge S=\{11,12,13,\dots,21,22,23,\dots, 65,66\} und jedes darin enthaltene Ergebnis ist gleich wahrscheinlich. Diese Ergebnismenge enthält 6^2=36 Ergebnisse, also müssen wir als Treffer ein Ereignis festlegen, das 9 Ergebnisse enthält, damit wir auf p=\frac{9}{36}=\frac{1}{4} kommen. Das Ereignis „Keine der beiden Zahlen ist größer als 3“ beinhaltet tatsächlich 9 Ergebnisse: E=\{11,12,13,21,22,23,31,32,33\}
Also können wir das Treffer-Ereignis festlegen als „Keine der beiden Zahlen ist größer als 3“.