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Mathematik Abiturprüfung 1987 Stochastik

Frage: Mathematik Abiturprüfung 1987 Stochastik
(32 Antworten)

 
Hallo Community,
hab für Montag seit gestern ein Referat vorzubereiten.
Es handelt sich dabei um die Leistungskurs Abiturprüfung aus dem Fach Mathematik aus dem Jahr 1987 zu lösen. Blicke aber mal wieder einfach nicht durch diese Wahrscheinlichkeitsrechnung.

Hoffe, dass sich vielleicht ein paar Leute melden, um wenigstens einen Teil der Aufgaben zu lösen. Wäre auch mit dem Ansatz und dem Vorgehen zufrieden. Müsst also nicht unbedingt rechnen wenn ihr wollt. Hinweise zum Vorgehen zur Lösungsfindung reichen auch vollkommen aus ;)
Wichtig sind mir nicht unbedingt die genauen Ergebnisse sondern ehr die Wege, über die ihr die Lösung findet.

PS: Vielleicht hat noch jemand von euch die Prüfungen in einem Sammelband von Stark? Wenn ja würde ich mich über ein gescannte Version der Lösungen sehr freuen. Zur Information: Ich gehe davon aus, dass es sich bei den Aufgaben um welche aus BAyern oder BWB handelt.


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Leistungskurs Mathematik: Abiturprüfung 1987 Stochastikteil
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Aufgabe 1:
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Auf dem Weg zur Arbeitsstätte hat ein Autofahrer 2 Verkehrsampeln und dann einen Bahnübergang zu passieren. Unabhänig voneinander hat er an den Ampeln mit je 30 %, am BAhnübergang mit 90 % Wahrscheinlichkeit freie Fahrt. An jeder Ampel muß er mit 40 % Wahrscheinlichkeit nur 1 Minute, mit 30 % Wahrscheinlichkeit 2 Minuten warten; am Bahnübergang hat er mit 10 % Wahrscheinlichkeit eine Wartezeit von 3 Minuten.

a) Bestimmen sie die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Zufallsgrößen X(Index 1):= Wartezeit an der Ampel i (i= 1;2) und Y:= Wartezeit am Bahnübergang, und berechnen Sie damit den Erwartungswert und Varianz der Zufallsgröße Z:= Gesamtwartezeit.

b) Mit welcher (bedingten) Wahrscheinlichkeit ist die Wartezeit an Ampeln und Bahnübergang zusammen mindestens 5 Minuten, wenn der Autofahrer an der ersten Ampel 2 Minuten warten muß?

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Aufgabe 2:
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Auf dem Weg von der Wohnung zu seiner Arbeitsstätte hat ein anderer Autofahrer insgesamt 15 Ampeln zu passieren, die unabhänig voneinander geschaltet sind. Erfahrungsgemäß kann er jede Ampel mit 30 % Wahrscheinlichkeit ohne Wartezeit passieren. Ansonsten muss er mit einer mittleren Wartezeit von 1 Minute pro Ampel rechnen.

a) Mit welcher Wahrscheinlichkeit zeigt frühstens die 6. Ampel Rot?

b) Mit welcher Wahrscheinlichkeit erreicht er auf einer Fahrt mehr als die Hälfte der Ampeln bei Gründ und kann diese also ohne Verzögerung passieren?

c) Im Jahr fährt er 230 mal von der Wohnung zur Arbeitstätte. Bestimmen Sie mit der Tschebyschow Ungleichung ein möglichst kleines Intervall symmetrisch zum Erwartungswert, in dem die Gesamte Wartezeit G vor den Ampeln pro JAhr bei seinen Fahrten zur Arbeitstätte mit mindestens 90 % Sicherheit liegt!

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Aufgabe 3:
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Eine umfangreiche Auswertung von Fahrzeiten von der Wohnung zur Arbeitstätte hat ergeben, dass die Zufallsgröße T:= Fahrzeit normalverteilt ist mit Erwartungswert 30 Minuten und Standardabweichung 4,75 Minuten.

a) Als "normal" soll eine Fahrt gelten, wenn die Fahrzeit um höchstens 6 Minuten vom Erwartungswert abweicht. Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist dann eine beliebig herausgegriffene Fahrt "normal"? Mit wievielen "normalen" Fahrten kann man bei 230 Fahrten pro JAhr rechnen?

b) Welche Fahrzeit t(index 0) muß der Autofahrer ansetzen, damit die Wahrscheinlichkeit für die Fahrzeit, die länger als
t(index 0) ist, nur 1/230 beträgt, d.h., dass er im Mittel pro JAhr einmal zu spät zur Arbeit kommt.

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Aufgabe 4:
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Ein Autofahrer behauptet, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der er zu spät zur Arbeit kommt, höchstens 1 % beträgt. Kann er mit einem Signifikanzniveau von 5 % seine Behauptung noch aufrechterhalten, wenn er bei den letzten 150 Fahrten 4 mal zu spät gekommen ist? Formulieren Sie mit der Hilfe der Poisson Näherung eine Entscheidungsregel und wenden Sie diese an.
ANONYM stellte diese Frage am 23.03.2007 - 16:41

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 17:14
oje, das ist mir viel zu viel

3a)und b) sind binmialverteilt
n=15
p=0.3
1-p=0.7

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 18:57
Habe bisher Aufgabe 1 a) gelöst denke ich. Habs allerdings relativ umständlich über ein Baumdiagramm gelöst und glaube, dass das nicht ganz so stimmt. Weiss einer, ob man über die Pfadregeln auch zur Lösung kommt, oder ob das für 8 / 40 Punkten zuviel ist?

Bitte helft mir weiterhin. Wäre total nett. Thx

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:19
irgendwie ist die 1B) witzlos (wenn ich die richtig verstehe)
du kannst ja einfach die 2 minuten abziehen, bleiben nur noch 3.
die wahrscheinlichkeit, dass er 3 minuten an den ampeln wartet ist 0. die wahrscheinlichkeit, dass er an dem bahnübergang 3 minuten wartet ist 10%.
p.s.:warum stellst du die frage anonym

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:26
Zu deiner Frage wegen der Anonymität ^^ glaub das was ein fehlklick. PC spinnt atm ein wenig. Bin Wulthur ;)

Zu deiner Antwort: Ich denke die Aufgabe 1 b) fragt nach der Wahrscheinlichkeit dafür, dass man mindestens 5 Minuten an der Schranke steht und die Wartezeit an der ersten Schranke 2 Minuten war. D.h. Man sucht unter der Bedingung X1:= 2 Minuten (also somit 0,3 % WKST) die Wahrscheinlichkeit dafür, dass man insgesamt 5, 6 oder 7 Minuten Wartezeit hat.
Zumindestens hab ich das so verstanden.

Gruss Wulthur

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:33
man sollte immer genauer lesen.
stochastisch unabhängig--->wahrscheinlichkeit müsste dann ja eigentlich P(B) sein

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:44
Aber wozu steht dann unter b) in Klammern "bedingten"


b) Mit welcher """(bedingten)""" Wahrscheinlichkeit ist die Wartezeit an Ampeln und Bahnübergang zusammen mindestens 5 Minuten, wenn der Autofahrer an der ersten Ampel 2 Minuten warten muß?

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:46
nunja. es bleibt ja eine bedingt wahrscheinlichkeit. nur sind das keine beliebigen ereignisse.

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 19:50
Ok damit könntest du durchaus Recht haben. Aber wie zum Teufel rechnet man sowas aus? Ich hab da absolut keinen Plan von. Analysis und Geometrie sind ok aber solche Aufgaben in der Stochastik sind einfach nur zum K***** ;).
Danke trotzdem schonmal für deine Hilfe. Würde mich freuen wenn ich heute noch ne Aufgabe gelöst bekäme. Sieht aber zumindest von meiner Seite her schlecht aus.

 
Antwort von GAST | 23.03.2007 - 20:05
A ist auf jedenfall 2 minuten, deshalb braucht man P(A)ja nicht zu beachten.
dann wäre die wahrscheinlichkeit, dass er 7 min wartet 3%, das er 6min wartet 4% und das er 5 min wartet 3%.
wenn er bei der ersten ampel die 2 minuten nicht warten müsste, wäre die aufgabe wesentlich schwieriger, aber so scheint das eine art "fangaufgabe" zu sein

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 15:22
Hat den wirklich keiner wenigstens ein paar Ansätze? ICh verzweifel hier gerade an dieser komischen Abiturprüfung.
Es handelt sich nach mehreren NAchforschungen um die Abiturprüfung aus dem Teilbereich Mathematik um die aus BAyern aus dem JAhr 1987.
Googlen hat leider nichts ergeben (3 Stunden Suche waren vergeblich).

Und selbst rechnen kann ichs leider nicht. Weiss nicht was die von mir wollen mit der Aufgabe.

Hoffe es meldet sich ein Retter in der Not. Gruss Wulthur

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 15:28
Boaaah viel zu viel........du erwartest doch nicht das einer dir die aufgaben komplett rechnet

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 15:38
Nein ich erwarte nicht, dass das einer alleine ganz rechnet. Deswegen schreib ich ja auch, dass ich mit Ansätzen und Teilaufgaben zufrieden wäre. Ich rechne nu scho seit bestimmt 8 Std an diesen Aufgaben und bekomm jedesmal unterschiedliche ergebnisse.

Trotz allem wäre ich sehr froh, wenn jemand wenigstens eine Teilaufgabe rechnen könnte. Also nochmal: Ich wäre über jeden kleinen Beitrag zum lösen einer Aufgabe wirklich sehr dankbar.

An dieser Stelle nochmal Dank an v_Love

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 16:05
Mögliche Lösung zu Aufgabe 1 a):

Verteilung:

0 Minute Wartezeit: 0,081
1 Minute Wartezeit: 0,216
2 Minute Wartezeit: 0,306
3 Minute Wartezeit: 0,225
4 Minute Wartezeit: 0,105
5 Minute Wartezeit: 0,034
6 Minute Wartezeit: 0,024
7 Minute Wartezeit: 0,009

Summe der Wahrscheinlichkeiten ergibt wieder 1. Hab das mit den Pfadregeln gemacht und hoffe, dass man das laut der Aufgabenstellung so lösen darf.

Für den Erwartungewert ergibt sich bei mir 2,3 Minuten (etwa 2 Minuten 20 Sekunden). Die Varianz ergibt 2,01.

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 16:24
Aufgabe 1 b):

@ v_Love: Ich denke, dass du Recht hattest. Bei mir ergibt sich aus der stochastischen Unabhänigkeit, dass man lediglich prüfen muss, in welchen Fällen man 5 Minuten und länger warten muss, unter der Bedingung, dass die erste Ampel Rot 2 Minuten Rot gewesen ist. Da die zweite Ampel und das geschlossen sein nicht mit der Länge der Rotphase der ersten Ampel in zusammenhang steht gilt nun für die weitere Wartezeit:

0 Minuten weitere Wartezeit: 0,27
1 Minuten weitere Wartezeit: 0,36
2 Minuten weitere Wartezeit: 0,27
3 Minuten weitere Wartezeit: 0,03
4 Minuten weitere Wartezeit: 0,04
5 Minuten weitere Wartezeit: 0,03

Auch hier wieder die Summe von 1. Könnte somit ebenfalls richtig sein. Da uns nun nur die Fälle interessieren in denen wir eine gesamtwartezeit von mehr als 5 Minuten in Kauf nehmen müssen, gilt:

0,03 + 0,04 + 0,03 = 0,18

Man muss somit in 18 % aller Fälle mehr als 5 Minuten Warten, wenn man vorraussetzt, dass man an der ersten Ampel bereits 2 Minuten warten musste.

Kann das sein?

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 16:28
0.03+0.04+0.03 müsste normalerweise 0.1 sein und nicht 0.18

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 16:42
Jo stimmt. Habs in der Eile falsch eingetippt. Also es gilt somit, dass man in 10 % aller Fälle mit einer Wartezeit von 5 oder mehr Minuten rechnen müsste.

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 16:52
2a) müsste eigentlich ganz einfach sein.
du suchst die wahrscheinlichkeit, dass die 6, die 7, die 8, ..., die 15 rot sind, unter der bedingung, dass die anderen nich rot waren.

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 17:07
@ v Love: Jo ich denke so ähnlich hab ichs auch eben gemacht.

x:= Anzahl der grünen Ampeln

p:= Ampel grün = 0,3
q:= Ampel rot = 0,7

p("die fünf ersten Ampeln sind grün") = 0,3 ^5 = 0,00243 (= 0,243 %)

Daraus folgt, dass man in 0,243 % aller Fahrten damit rechnen kann, dass die ersten 5 Ampeln grün sind.

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 17:10
ja, so hätte ich es auch gemacht.
da ja keine ampel (von 6-15)rot sein muss wäre, da die wahrscheinlichkeit 100%
also brauchst du nur die wahrscheinlichkeit auszurechnen, dass die ersten 5 grün sind, und die wäre 0.243%

 
Antwort von GAST | 24.03.2007 - 17:12
und b brauchst du die wahrscheinlichkeit, dass er 8, 9, ...15 ampeln ohne verzögerung passiert.
das kann man mit der binmialverteilung ausrechnen

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