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Question1 Aus der Prüfstatistik eines Kugelschreiberherstellers geht hervor, dass 3%3\% der produzierten Kugelschreiber defekt sind. Mit welcher Wahrscheinlichkeit a) ist von 15 Kugelschreibern keiner defekt, b) sind von 25 Kugelschreibern mindestens zwei defekt, c) sind von 50 Kugelschreibern höchstens zwei defekt, d) beträgt die Anzahl von defekten bei 100 Kugelschreibern mindestens 2 und höchstens 4? P bestimmen, entscheiden

Studdy Solution

STEP 1

Was ist das? Wir wollen die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass eine bestimmte Anzahl von Kugelschreibern defekt ist, wenn wir wissen, dass 3% aller Kugelschreiber defekt sind. Achtung! Wir müssen zwischen "mindestens", "höchstens" und "genau" unterscheiden und die richtigen Formeln verwenden!

STEP 2

1. Kein defekter Kugelschreiber
2. Mindestens zwei defekte Kugelschreiber
3. Höchstens zwei defekte Kugelschreiber
4. Zwischen zwei und vier defekte Kugelschreiber

STEP 3

Wir haben 15\textbf{15} Kugelschreiber und die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Kugelschreiber defekt ist, beträgt p=0.03p = \textbf{0.03}.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kugelschreiber **nicht** defekt ist, ist 1p=10.03=0.971 - p = 1 - 0.03 = \textbf{0.97}.

STEP 4

Wir wollen die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass **keiner** der 15 Kugelschreiber defekt ist.
Das bedeutet, alle 15 Kugelschreiber sind nicht defekt.
Wir multiplizieren die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Kugelschreiber nicht defekt ist, 15 mal mit sich selbst.

STEP 5

Die Wahrscheinlichkeit, dass keiner der 15 Kugelschreiber defekt ist, ist: P(X=0)=(1p)15=(0.97)150.633P(X=0) = (1 - p)^{15} = (0.97)^{15} \approx \textbf{0.633}

STEP 6

Wir haben 25\textbf{25} Kugelschreiber.
Wir wollen die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass **mindestens zwei** defekt sind.
Das ist 11 minus der Wahrscheinlichkeit, dass **keiner oder nur einer** defekt ist.

STEP 7

Die Wahrscheinlichkeit, dass keiner defekt ist: P(X=0)=(0.97)250.467P(X=0) = (0.97)^{25} \approx 0.467 Die Wahrscheinlichkeit, dass genau einer defekt ist: P(X=1)=(251)(0.03)1(0.97)240.365P(X=1) = \binom{25}{1} \cdot (0.03)^1 \cdot (0.97)^{24} \approx 0.365

STEP 8

Die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens zwei defekt sind: P(X2)=1P(X=0)P(X=1)=10.4670.3650.168P(X \ge 2) = 1 - P(X=0) - P(X=1) = 1 - 0.467 - 0.365 \approx \textbf{0.168}

STEP 9

Wir haben 50\textbf{50} Kugelschreiber.
Wir wollen die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass **höchstens zwei** defekt sind.
Das heißt, 0, 1 oder 2 sind defekt.

STEP 10

P(X=0)=(0.97)500.218P(X=0) = (0.97)^{50} \approx 0.218 P(X=1)=(501)(0.03)1(0.97)490.337P(X=1) = \binom{50}{1} \cdot (0.03)^1 \cdot (0.97)^{49} \approx 0.337 P(X=2)=(502)(0.03)2(0.97)480.256P(X=2) = \binom{50}{2} \cdot (0.03)^2 \cdot (0.97)^{48} \approx 0.256

STEP 11

P(X2)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=0.218+0.337+0.2560.811P(X \le 2) = P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) = 0.218 + 0.337 + 0.256 \approx \textbf{0.811}

STEP 12

Wir haben 100\textbf{100} Kugelschreiber.
Wir wollen die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass mindestens zwei und höchstens vier defekt sind.

STEP 13

P(X=2)=(1002)(0.03)2(0.97)980.225P(X=2) = \binom{100}{2} \cdot (0.03)^2 \cdot (0.97)^{98} \approx 0.225 P(X=3)=(1003)(0.03)3(0.97)970.227P(X=3) = \binom{100}{3} \cdot (0.03)^3 \cdot (0.97)^{97} \approx 0.227 P(X=4)=(1004)(0.03)4(0.97)960.170P(X=4) = \binom{100}{4} \cdot (0.03)^4 \cdot (0.97)^{96} \approx 0.170

STEP 14

P(2X4)=P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)=0.225+0.227+0.1700.622P(2 \le X \le 4) = P(X=2) + P(X=3) + P(X=4) = 0.225 + 0.227 + 0.170 \approx \textbf{0.622}

STEP 15

a) 0.6330.633 b) 0.1680.168 c) 0.8110.811 d) 0.6220.622

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