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Auf einem Tisch stehen N Kisten. In diese Kisten werden nacheinander unabhängig voneinander n Bälle geworfen, wobei jede Kiste mit gleicher Wahrscheinlichkeit getroffen wird.

a) Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass Kiste i leer ist. Sei Yi die Zufallsvariable, die den Wert 1 annimmt, falls Kiste i leer ist, und 0 sonst. Geben Sie auch den Erwartungswert E[Yi] an.

b)Sei X die Zufallsvariable, welche die Anzahl von leeren Kisten angibt. Berechnen Sie den Erwartungswert von X mit Hilfe der Erwartungswerte E[Yi].

c)Geben Sie eine möglichst gute Schranke f(N) an, so dass gilt: wenn n ≥ f(N),
dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine Kiste mindestens zwei
Bälle enthält, größer als 1/2.
Hinweis: Stellen Sie sich vor, die n Bälle werden nacheinander in die Kisten
geworfen. Was ist die Wahrscheinlichkeit, dass der nächste Ball in einer leeren
Kiste landet, wenn alle vorherigen Bälle in einer leeren Kiste gelandet sind?
Verwenden Sie die ungemein nützliche Abschätzung 1 +x ≤ e^x, welche für alle
x ∈ R gilt.

stehe bei den Aufgaben komplett auf dem Schlauch.

Danke im Voraus!

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stehe bei den Aufgaben komplett auf dem Schlauch.

Auch bei a) ????

Sollte: P(Kiste i ist leer)= (\( \frac{N-1}{N} \))^n sein oder? Falls nicht hänge ich da schon fest.

Das klingt doch schon mal vernünftig.

Oft hilft es mit einem Zahlenbeispiel zu arbeiten und von diesem aus zu abstrahieren.

Nimm z.B. N = 5, i = 3. Kiste

1 Antwort

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Beste Antwort

Jeder Ball landet unabhängig von den anderen Bällen mit Wahrscheinlichkeit \(p=\frac{1}{N}\) in Kiste \(i\). Somit ist die Zufallsvariable \(X_i\) der Anzahl der Bälle in Kiste \(i\) binomialverteilt und es gilt

        \(P(Y_i=1) = P(X_i=0)\).

Laut Formel für den Erwartungswert gilt auch

        \(E[Y_i] = 0\cdot P(Y_i=0) + 1\cdot P(Y_i = 1))\).

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