Aufgabe A2 - f · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · CAS 2023

Thema: Zufallsgrößen und Wahrscheinlichkeitsverteilungen · Aus der Prüfung LK · Haupttermin · CAS (2023)

Aufgabenstellung

Gegeben ist die auf R\mathbb{R} definierte Funktion ff mit der Gleichung f(x)=e(x2)f(x) = \mathrm{e}^{\left(x^2\right)}.

f) (1) Die Zufallsgröße XX folgt einer Binomialverteilung mit n=10n = 10.

Abbildung 3 zeigt das Histogramm dieser Verteilung, das nicht vollständig ist.

Bekannt ist: P(X≥4)≈0,35P(X \ge 4) \approx 0{,}35.

(i)

Ermitteln Sie als Näherung die Wahrscheinlichkeit P(X≤2)P(X \le 2).

(ii)

Ermitteln Sie als Näherung die Wahrscheinlichkeit P(X=3)P(X = 3).

(2) Die Histogramme I bis III in den Abbildungen 4-1 bis 4-3 zeigen Ausschnitte aus Wahrscheinlichkeitsverteilungen von drei binomialverteilten Zufallsgrößen AA, BB und CC.

Für die Parameter nn und pp der Zufallsgrößen kommen diese Werte vor:

n=10n = 10 und p=0,2p = 0{,}2

n=10n = 10 und p=0,4p = 0{,}4

n=40n = 40 und p=0,1p = 0{,}1

Ordnen Sie jedem der Histogramme I bis III die passenden Werte von nn und pp zu und begründen Sie die Zuordnung.

Histogramm

Zugeordnete Parameter

Histogramm I

Histogramm II

Histogramm III

Aufgabenstellung: Aufgabe A2 - f · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · CAS 2023

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) (i) Ermitteln Sie als Näherung die Wahrscheinlichkeit P(X ≤ 2).

Lösung: 0,380{,}38

(1) (ii) Ermitteln Sie als Näherung die Wahrscheinlichkeit P(X = 3).

Lösung: 0,270{,}27

(2) Ordnen Sie jedem der Histogramme I bis III die passenden Werte von n und p zu

Lösung: Histogramm I: n=40n = 40 und p=0,1p = 0{,}1; Histogramm II: n=10n = 10 und p=0,2p = 0{,}2; Histogramm III: n=10n = 10 und p=0,4p = 0{,}4

Begründen Sie die Zuordnung.

Lösung: Der Erwartungswert für n=10,p=0,2n=10, p=0,2 ist μ=2\mu = 2 (Maximum bei k=2k=2), daher gehört dies zu Histogramm II. Die beiden anderen Verteilungen haben denselben Erwartungswert μ=4\mu = 4, unterscheiden sich aber in der Standardabweichung: σ=2,4≈1,55\sigma = \sqrt{2,4} \approx 1,55 bei n=10,p=0,4n=10, p=0,4 und σ=3,6≈1,90\sigma = \sqrt{3,6} \approx 1,90 bei n=40,p=0,1n=40, p=0,1. Histogramm III streut weniger (höhere Säulen nahe μ=4\mu=4) und gehört zu n=10,p=0,4n=10, p=0,4, Histogramm I zu n=40,p=0,1n=40, p=0,1.

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