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Hi, ich bin zwar kein Mathematiker, habe aber Matheprobleme.

Aufgabe:

In einem Versuchsaufbau seien vier unabhängig voneinander arbeitende Temperaturf ühler platziert, die die tats ä chlich vorhandene Temperatur τ (in C) an einer bestimmten kritischen Stelle mit einem jeweils zufälligen Fehler messen. Der Messfehler Y (in C) sei jeweils N(0,4)-verteilt.Während  des  Betriebs  schaltet  sich  eine  Kühlung  ein,  sobald  mindestens  zwei  der  Temperaturfühler Temperaturen anzeigen, die die festgelegte kritische Temperatur 50 C ̈übersteigen.

a)

Welche Verteilung hat die gemessene Temperatur X:=τ+ Y eines Temperaturfühlers,wenn das Gerät die Temperatur τ hat?

b)

Bestimmen Sie für jeden Temperaturfühler die Wahrscheinlichkeit p0, dass er mindestens die kritischen Temperatur anzeigt, wenn τ= 50 C und entsprechend die Wahrscheinlichkeit p1, wenn τ = 52 C ist.

c)

Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass die K ühlung eingeschaltet wird, wenn die kritische Stelle gerade die Temperatur 50 C hat?

d)

Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass die Kühlung nicht eingeschaltet wird, obwohldie kritische Stelle die Temperatur 52 C hat


Problem/Ansatz:

Wir kommen bei dieser Aufgabe allgemein nicht weiter. d.h. wir haben keine Ansätze für die Aufgaben. Es fängt schon damit an, dass wir nicht sagen können welche Art von Verteilung überhaupt vorliegt.


Hilfe/Ansätze ist/sind erwünscht.

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Vom Duplikat:

Titel: Statistikaufgabe zu Verteilungen und Wahrscheinlichkeiten

Stichworte: verteilung,wahrscheinlichkeitsrechnung,statistik,stochastik

Hi, ich bin zwar kein Mathematiker, habe aber Matheprobleme.


Aufgabe:

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Problem/Ansatz:

Wir kommen bei dieser Aufgabe allgemein nicht weiter. d.h. wir haben keine Ansätze für die Aufgaben. Es fängt schon damit an, dass wir nicht sagen können welche Art von Verteilung überhaupt vorliegt.


Hilfe/Ansätze ist/sind erwünscht.

1 Antwort

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a)

Der Fehler \( y \) ist normverteilt da \( N(0,4) \) vorgegeben ist. Der Fehler hat also einen Mittelwert von \( 0 °C \) und eine Streuung von \( 4 °C \). D.h. der Messwert \( x = \tau + y \) ist ebenfalls normalverteilt, jetzt aber mit Mittelwert \( \tau \) und gleicher Streuung, also \( x \) ist \( N(\tau,4) \) veteilt.

b)

$$ p_0 = P\{ x \ge \tau_{krit} \} = P\{  \tau +y \ge tau_{krit} \} = P\{ y \ge 0 \}  $$ mit \( \tau = 50°C \) und \( \tau_{krit} = 50 °C \)

Das kann mit der Normalverteilung gelöst werden. Für \( p_1 \) geht das genauso nur mit \( \tau = 52°C \). Das führt dann auf $$ p_1 =  P\{ y + 2 \ge 0 \} $$

c)

Hier gilt $$  \sum_{k=2}^4 \binom{4}{k} p_0^k (1-p_0)^{4-k} $$ wegen \( \tau = 50°C \)

d)

$$  \sum_{k=0}^1\binom{4}{k} p_1^k (1 - p_1)^{4-k} $$ mit \( \tau = 52°C \)

Avatar von 39 k

müsste bei b)  nicht τ=50°C sein?

und bei c)/d) werden doch alle 4 Fühler überlagert. Muss das nicht berücksichtigt werden?

Bei (b) war es ein Tippfehler von mir, habe ich oben berichtigt.

Zu (c) und (d)

Da hast Du recht.

Bei (c) ergibt sich dann $$ \sum_{k=2}^4 \binom{4}{k} p_0^k (1-p_0)^{4-k} $$ d.h. mindestens 2 Fühler messen eine zu hohe Temperatur.

Und bei (d) $$ \sum_{k=0}^1\binom{4}{k} p_1^k (1 - p_1)^{4-k}  $$ d.h. höstens 1 Fühler misst eine zu hohe Temperatur.

Bei b) . Y kann doch nicht negativ werden. Ist p dann automatisch 1?

Das hört sich unlogisch an

Ja klar kann der Messfehler negativ werden. Du misst um den Mittelwert herum, mal zu viel und  mal zu wenig. Insofern kann der Messfehler auch negativ werden.

Ich steh da total auf dem Schlauch. Wie genau rechne ich das denn?

Du hast eine Normalverteilung mit Mittelwert \( \mu = 0 \) und Streuung \( \sigma = 4 \) für den Messfehler.

Jetzt musst Du bei (b) die Wahrscheinlichkeit bestimmen, dass der Messfehler \( \ge 0  \) ist, bzw. \( \ge -2 \). Das macht man am besten mit der Standardnormalverteilung, für die es Tabellen im Netz gibt oder mit einem Rechner.

Anders ausgedrückt, wenn Du über die Dichte in dem zu betrachtenden Intervall integrierst, bekommst Du die Wahrscheinlichkeit heraus.

Ok, dann hab ich p0= 0,5 und p1= 0,97725. macht das Sinn ?

\( p_0 \) stimmt. Bei \( p_1 \) habe ich 0.691

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