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Aufgabe:

Die Augenzahl X eines fairen Würfels ist gleichverteilt mit mü 3,5 und sigma= \( \sqrt[n]{x} \) \( \frac{35}{12} \) ≈ 1,708

Die Augensumme S4 aus vier Würfen ist eine ganzzahlige Zufallsgröße mit einem viermal so großen Erwartungswert und einer doppelt so großen Standardabweichung. Nehmen Sie ananS4 sei (annähernd) normalverteilt. Bestimmen Sie näherungsweise folgende Wahrscheinlichkeiten

a) P(12<s4<14)

b) P(13 <S4<15)

C) P(S4 =14)

d) Überprüfen Sie Ihre Rechnungen durch eine Simulation mit dem GTR

Brauche dringend hilfe

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Bei der Standardabweichung ist ein Schreibfehler.

\(\displaystyle \sigma = \sqrt{\frac{35}{12}} \approx 1,708 \)

Ein GTR der Simulation kann wäre cool. Was für ein Modell hast du?

Gtr ti nspire

Habe ich nicht. Bei mir sieht eine Simulation der Augensumme von vier Würfeln so aus.

Klicke auf das Bild und die Simulation läuft.


vier Wuerfel.gif

1 Antwort

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Aloha :)

Willkommen in der Mathelounge... \o/

Für die Augenzahl \(X\) eines Würfels lauten Erwartungswert \(\mu_X\) und Varianz \(\sigma^2_X\) so:$$\mu_X=\frac{1+2+3+4+5+6}{6}=\frac{21}{6}=\frac72=3,5$$$$\sigma^2_X=\frac{1^2+2^2+3^2+4^2+5^2+6^2}{6}-\mu_X^2=\frac{91}{6}-\frac{49}{4}=\frac{35}{12}$$

Bei der Augensumme \(S\) von 4 unabhängigen Würfeln addieren sie die Erwartungswerte und die Varianzen der einzelnen Würfel, daher gilt:$$\small\green{\mu_S}=4\cdot\mu_x=4\cdot\frac72\green{=14}\quad;\quad\sigma^2_S=4\sigma^2_X=4\cdot\frac{35}{12}=\frac{35}{3}\implies\red{\sigma_S}=\sqrt{\frac{35}{3}}\red{\approx3,415650}$$

Unter der Annahme, dass \(S\) normalverteilt ist, können wir die gesuchten Wahrscheinlichkeiten auf die Standrad-Normalverteilung \(\phi(z)\) zurückführen:

$$P(12<S<14)=P(S<14)-P(S\le12)=\phi\left(\frac{14-\green{\mu_S}}{\red{\sigma_S}}\right)-\phi\left(\frac{12-\green{\mu_S}}{\red{\sigma_S}}\right)$$$$\qquad=\phi(0)-\phi(-0,58554)\approx0,5-0,27909=0,22091=\pink{22,09\%}$$

$$P(13<S<15)=P(S<15)-P(S\le13)=\phi\left(\frac{15-\green{\mu_S}}{\red{\sigma_S}}\right)-\phi\left(\frac{13-\green{\mu_S}}{\red{\sigma_S}}\right)$$$$\qquad=\phi(0,29277)-\phi(-0,29277)\approx0,61515-0,38485=0,2303=\pink{23,03\%}$$

$$P(S=14)=P(S\le14)-P(S<14)=\pink0$$

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