Aufgabe 4431
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Angewandte Mathematik
Quelle: BHS Matura vom 21. Mai 2021 - Teil-B Aufgabe
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Flughafen - Aufgabe B_506
Teil a
Auf einem bestimmten Flughafen werden Gepäckstücke mit unterschiedlichen Zielorten aufgegeben. Jedes Gepäckstück hat mit der gleichen Wahrscheinlichkeit p den Zielort Salzburg. Es werden 2 Gepäckstücke unabhängig voneinander zufällig ausgewählt und im Hinblick auf deren jeweiligen Zielort überprüft.
1. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Tragen Sie im nachstehenden Baumdiagramm die fehlenden Wahrscheinlichkeiten in die dafür vorgesehenen Kästchen ein.
[0 / 1 P.]
Die Wahrscheinlichkeit, dass von 2 zufällig ausgewählten Gepäckstücken mindestens 1 nicht den Zielort Salzburg hat, betragt 97,75 %.
2. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit p.
[0 / 1 P.]
3. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Ordnen Sie den beiden Ereignissen jeweils die zutreffende Wahrscheinlichkeit aus A bis D zu.
[0 / 1 P.]
- Ereignis 1: Von 5 zufällig ausgewählten Gepäckstücken hat keines den Zielort Salzburg.
- Ereignis 2: Von 5 zufällig ausgewählten Gepäckstücken haben alle den Zielort Salzburg.
- Wahrscheinlichkeit 1: \({\left( {1 - p} \right)^5}\)
- Wahrscheinlichkeit 2: \({p^5}\)
- Wahrscheinlichkeit 3: \(1 - {p^5}\)
- Wahrscheinlichkeit 4: \(1 - {\left( {1 - p} \right)^5}\)
Lösungsweg
1. Teilaufgabe:
- Das erste Gepäckstück hat lt. Angabe mit einer Wahrscheinlichkeit von p den Zielort Salzburg und mit der entsprechenden Gegenwahrscheinlichkeit 1-p nicht Salzburg als Zielort.
- Analoges gilt für das zweite Gepäckstück: Da lt. Angabe jedes Gepäckstück mit der gleichen Wahrscheinlichkeit p den Zielort Salzburg hat bzw. mit der entsprechenden Gegenwahrscheinlichkeit 1-p nicht Salzburg als Zielort.
Somit können wir das gegebene Baumdiagramm wie folgt ergänzen:
2. Teilaufgabe:
Es gibt nur einen Pfad, er verläuft ganz links im Baumdiagramm, damit beide Gepäckstücken in Salzburg ankommen. Die Wahrscheinlichkeit dafür beträgt \(p \cdot p\) . Die Gegenwahrscheinlichkeit dazu, also dass eines oder beide Gepäckstücke nicht in Salzburg ankommen, beträgt daher 1-p² und ist gemäß Angabe 99,75% bzw. als dimensionslose Dezimalzahl geschrieben 0,9975.
\(\begin{array}{l} 1 - {p^2} = 0,9775\,\,\,\,\,\left| { - 0,9775\,\,\, + {p^2}} \right.\\ {p^2} = 0,0225\\ p = \sqrt {0,0225} = 0,15 \buildrel \wedge \over = 15\% \end{array}\)
Die Wahrscheinlichkeit beträgt 0,15 bzw. 15%
3. Teilaufgabe:
Wir analysieren das
- Ereignis 1: Das erste Gepäckstück hat lt. Angabe mit einer Wahrscheinlichkeit von p den Zielort Salzburg und mit der entsprechenden Gegenwahrscheinlichkeit 1-p nicht Salzburg als Zielort. Damit 5 von 5 ausgewählten Gepäckstücken nicht den Zielort Salzburg haben, müssen wir den Wert, der für 1 Gepäckstück gilt „hoch 5“ nehmen: (1-p)5 → Wahrscheinlichkeit A
- Ereignis 2: Das erste Gepäckstück hat lt. Angabe mit einer Wahrscheinlichkeit von p den Zielort Salzburg. Damit 5 von 5 ausgewählten Gepäckstücken den Zielort Salzburg haben, müssen wir den Wert, der für 1 Gepäckstück gilt „hoch 5“ nehmen: p5 → Wahrscheinlichkeit B
Nicht gefragt, aber dennoch:
- Die Wahrscheinlichkeit C beziffert die Gegenwahrscheinlichkeit dafür, dass alle 5 Gepäckstücke den Zielort Salzburg haben. Oder einfacher gesagt: Mindestens eines der 5 Gepäckstücke hat nicht Salzburg als Zielort.
- Die Wahrscheinlichkeit D beziffert die Gegenwahrscheinlichkeit dafür, dass 5 von 5 ausgewählten Gepäckstücken nicht den Zielort Salzburg haben. Oder einfacher gesagt: Mindestens eines der 5 Gepäckstücke hat Salzburg als Zielort.
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Ergebnis
Die richtige Lösung lautet
1. Teilaufgabe
2. Teilaufgabe
Die Wahrscheinlichkeit beträgt 0,15 bzw. 15%
3. Teilaufgabe
- Ereignis 1: Wahrscheinlichkeit A
- Ereignis 2: Wahrscheinlichkeit B
Lösungsschlüssel
1. Teilaufgabe:
Ein Punkt für das Eintragen der richtigen Wahrscheinlichkeiten.
2. Teilaufgabe
Ein Punkt für das richtige Berechnen der Wahrscheinlichkeit p.
3. Teilaufgabe
Ein Punkt für das richtige Zuordnen.