Aufgabe 1 (WTR 3) - Zufallsgrößen und Wahrscheinlichkeits… · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Stochastik (WTR) 2025

Thema: Zufallsgrößen und Wahrscheinlichkeitsverteilungen · Aus der Prüfung GK · Teil B · Stochastik (WTR) (2025)

Aufgabenstellung

Bei einer Naturkostkette besitzen die meisten Kundinnen und Kunden ein Konto für Online-Bestellungen. Im Folgenden werden ausschließlich diese Personen betrachtet. 72 %72\,\% der Personen sind jünger als 50 Jahre. 18 %18\,\% der Personen sind jünger als 50 Jahre und wohnen nicht in einer Großstadt. Der Anteil der Personen, die in einer Großstadt wohnen, beträgt 75 %75\,\%. Es soll davon ausgegangen werden, dass in einer zufälligen Auswahl von Personen die Anzahl derjenigen, die in einer Großstadt wohnen, binomialverteilt ist.

c

Beschreiben Sie im Sachzusammenhang ein Zufallsexperiment, bei dem die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses wie folgt berechnet werden kann:

∑k=40110(160k)⋅0,75k⋅0,25160−k\sum_{k=40}^{110} \binom{160}{k} \cdot 0{,}75^k \cdot 0{,}25^{160-k}

Geben Sie die Bedeutung des Terms im Sachzusammenhang an.

Die Naturkostkette produziert Gläser mit veganem Brotaufstrich. Diese Gläser werden in Kisten verpackt; jede Kiste enthält 50 Gläser. Für die Naturkostkette belaufen sich die Gesamtkosten auf 2,00 € pro Glas.

Ein Glas weist mit einer Wahrscheinlichkeit von 10 % einen optischen Mangel auf. Die Naturkostkette legt daher generell für die Bezahlung einer gelieferten Kiste Folgendes fest:

Wenn höchstens sechs Gläser diesen Mangel aufweisen, so muss für die Kiste der vollständige Preis bezahlt werden.

Wenn genau sieben oder genau acht Gläser diesen Mangel aufweisen, so muss für die Kiste der halbe Preis bezahlt werden.

Wenn mehr als acht Gläser diesen Mangel aufweisen, so muss für die Kiste nichts bezahlt werden.

Die in den folgenden Teilaufgaben aufgeführten Näherungswerte für Wahrscheinlichkeiten sollen bei Verwendung in weiteren Rechnungen als exakte Werte betrachtet werden.

d

Zeigen Sie, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass in einer der Produktion entnommenen Kiste höchstens sechs Gläser den Mangel aufweisen, etwa 0,77 beträgt.

e

Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass in einer der Produktion entnommenen Kiste genau sieben oder genau acht Gläser diesen Mangel aufweisen, beträgt etwa 0,17. Es wird davon ausgegangen, dass bei jeder Lieferung alle Gläser von der Kundin bzw. vom Kunden überprüft werden und die Anzahl der Gläser mit diesem Mangel der Naturkostkette wahrheitsgemäß rückgemeldet wird. Ermitteln Sie den geringsten Preis pro Glas mit veganem Brotaufstrich auf Cent genau, so dass die Naturkostkette im Mittel einen Gewinn von mindestens 0,50 € pro Glas erwarten kann.

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Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

c Beschreiben Sie im Sachzusammenhang ein Zufallsexperiment, bei dem die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses wie folgt berechnet werden kann: Summe von k=40 bis 110 über (160 über k)*0,75^k*0,25^(160-k). Geben Sie die Bedeutung des Terms im Sachzusammenhang an.

Lösung: Zufallsexperiment: 160 Personen werden zufällig ausgewählt. Bedeutung: Mit dem Term kann die Wahrscheinlichkeit dafür berechnet werden, dass von 160 zufällig ausgewählten Personen mindestens 40 und höchstens 110 Personen in einer Großstadt wohnen.

d Zeigen Sie, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass in einer der Produktion entnommenen Kiste höchstens sechs Gläser den Mangel aufweisen, etwa 0,77 beträgt.

Lösung: X:Anzahl der Gla¨ser in der Kiste, die den Mangel aufweisenX: \text{Anzahl der Gläser in der Kiste, die den Mangel aufweisen} P0,150(X≤6)≈0,77P_{0{,}1}^{50}(X \le 6) \approx 0{,}77

e Ermitteln Sie den geringsten Preis pro Glas mit veganem Brotaufstrich auf Cent genau, so dass die Naturkostkette im Mittel einen Gewinn von mindestens 0,50 € pro Glas erwarten kann (Rechnungsweg).

Lösung: x:Preis fu¨r ein Glas in €x: \text{Preis für ein Glas in €} (x−2)⋅0,77+(0,5⋅x−2)⋅0,17−2⋅(1−0,77−0,17)≥0,5(x - 2) \cdot 0{,}77 + (0{,}5 \cdot x - 2) \cdot 0{,}17 - 2 \cdot (1 - 0{,}77 - 0{,}17) \ge 0{,}5 ⇔0,855⋅x−2≥0,5\Leftrightarrow 0{,}855 \cdot x - 2 \ge 0{,}5 ⇔x≥500171≈2,9239\Leftrightarrow x \ge \frac{500}{171} \approx 2{,}9239

e Geringster Preis pro Glas auf Cent genau

Lösung: 2,93 € / 2,93 € pro Glas

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