Aufgabe 3056
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Mathematik
Quelle: AHS Matura vom 03. Mai 2022 - Teil-2-Aufgaben - 2. Aufgabe - Best-of-Wertung
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Biathlon
Biathlon ist eine Wintersportart, die Skilanglauf und Schießen kombiniert. Bei einem bestimmten Wettbewerb müssen drei Runden zu je 2 500 m absolviert werden.
Teil c
Die Zufallsvariable X gibt die Anzahl der Treffer von Daria beim Schießen an und wird als binomialverteilt angenommen. Bei jedem der 5 Schüsse ist p die Trefferwahrscheinlichkeit.
1. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 05:40
Stellen Sie unter Verwendung von p eine Formel zur Berechnung der nachstehenden Wahrscheinlichkeit auf.
\(P\left( {X \geqslant 4} \right) = \)
[0 / 1 P.]
Lösungsweg
1. Teilaufgabe:
Gesucht ist die Wahrscheinlichkeit, dass Daria 4 oder 5 Treffer, also mindestens 4 Treffer bei insgesamt n=5 Schüssen erzielt. Die Wahrscheinlichkeit einen Treffer zu landen beträgt p.
Bei einer Binomialverteilung beträgt die Wahrscheinlichkeit für genau k Treffer:
\(P\left( {X = k} \right) = \left( {\begin{array}{*{20}{c}}
n\\
k
\end{array}} \right) \cdot {p^k} \cdot {\left( {1 - p} \right)^{n - k}}\)
Die Wahrscheinlichkeit für k=4 lautet
\(P\left( {X = 4} \right) = \left( {\begin{array}{*{20}{c}}
5\\
4
\end{array}} \right) \cdot {p^4} \cdot {\left( {1 - p} \right)^{5 - 4}} = 5 \cdot {p^4} \cdot \left( {1 - p} \right)\)
Die Wahrscheinlichkeit für k=5 lautet
\(P\left( {X = 5} \right) = \left( {\begin{array}{*{20}{c}}
5\\
5
\end{array}} \right) \cdot {p^5} \cdot {\left( {1 - p} \right)^{5 - 5}} = 1 \cdot {p^5} \cdot 1 = {p^5}\)
Somit für die Summe der beiden Ereignisse ergibt sich somit:
\(P\left( {X \ge 4} \right) = 5 \cdot {p^4} \cdot \left( {1 - p} \right) + {p^5}\)
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Ergebnis
Die richtige Lösung lautet:
1. Teilaufgabe
\(P\left( {X \geqslant 4} \right) = 5 \cdot {p^4} \cdot \left( {1 - p} \right) + {p^5}\)
Lösungsschlüssel:
1. Teilaufgabe
Ein Punkt für das richtige Aufstellen der Formel.