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Im Matheunterricht, haben wir folgende Hausaufgabe bekommen.

Aufgabe:

Ein medizinisch-diagnostischer Test erkennt eine Krankheit mit 95%iger Wahrscheinlichkeit. Das Nichtvorliegen der Krankheit bei einem gesunden Probanden zeigt er mit der Wahrscheinlichkeit 90% korrekt an. Dabei liegt die Verbreitung der Krankheit in der Bevolkerung bei 3%.

Ein symptomfreier Proband unterzieht sich dem Test im Rahmen einer Routineuntersuchung.

(i) Das Testergebnis ist positiv. Bestimmen Sie mit Hilfe des Satzes von Bayes die Wahrscheinlichkeit, dass der Proband die Krankheit tatsächlich hat.

(ii) Das Testergebnis ist negativ. Bestimmen Sie mit Hilfe des Satzes von Bayes die Wahrscheinlichkeit, dass der Proband die Krankheit tatsachlich nicht hat.

 (iii) Geben Sie die Wahrscheinlichkeit dafur an, dass ein positives Testergebnis falschlicherweise positiv ist.


Problem/Ansatz:

Wir müssen es mit dem Satz von Bayes berechnen.

Meine Resultate können einfach rein logisch nicht stimmen... Könnte mir jemand das berechnen?

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2 Antworten

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i) Das Testergebnis ist positiv. Bestimmen Sie mit Hilfe des Satzes von Bayes die Wahrscheinlichkeit, dass der Proband die Krankheit tatsächlich hat.

P(krank | positiv) = 0.03·0.95/(0.03·0.95 + 0.97·0.1) = 0.2271

ii) Das Testergebnis ist negativ. Bestimmen Sie mit Hilfe des Satzes von Bayes die Wahrscheinlichkeit, dass der Proband die Krankheit tatsächlich nicht hat.

P(gesund | negativ) = 0.97·0.9/(0.97·0.9 + 0.03·0.05) = 0.9983

iii) Geben Sie die Wahrscheinlichkeit dafür an, dass ein positives Testergebnis fälschlicherweise positiv ist.

P(gesund | positiv) = 0.97·0.1/(0.97·0.1 + 0.03·0.95) = 0.7729

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Aloha :)

Du weißt, dass bereits ein Ereignis B eingetreten ist und möchtest nun wissen, wie groß dann die Wahrscheinlichkeit für ein positives Ergeinis A ist. Dafür gilt nach Bayes:

$$P(A|B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)}$$Du musst dir also überlegen, mit welcher Wahrscheinlichkeit \(A\) und \(B\) gemeinsam eintreten und diese Wahrscheinlichkeit dann durch die die Eintritts-Wahrscheinlichkeit für \(B\) dividieren.

Der Übersichtlichkeit wegen bietet es sich hier an, die Ereignisse \(A\)= "Mensch krank" und \(B\)= "Test positiv" in einer Tabelle zusammenzufassen:


\(A\): Mensch krank
\(\overline A\): Mensch gesund
\(B\): Test positiv
2,85
9,7
12,55
\(\overline B\): Test negativ
0,15
87,3
87,45

3
97
100

Die Verbreitung der Krankheit in der Bevölkerung liegt bei 3%, das heißt von 100 Menschen sind 97 gesund und 3 krank. Das liefert uns die letzte Zeile der Tabelle. Der Test erkennt die Krankheit mit 95% Sicherheit. Von den 3 Kranken werden also \(0,95\cdot3=2,85\) erkannt, also ist \(P(A\cap B)=2,85\%\). Von den 3 Kranken werden aber auch \(0,05\cdot3=0,15\) durch den Test nicht erkannt, also ist \(P(A\cap\overline B)=0,15\). Das Fehlen der Krankheit bei Gesunden, zeigt der Test mit 90% Sicherheit an, also ist \(P(\overline A\cap\overline B)=0,9\cdot97=87,3\). In 10% der Fälle irrt sich der Test aber bei Gesunden: \(P(\overline A\cap B)=0,1\cdot97=9,7\).

Mit diesen Vorüberlegungen kannst du die Antworten nun direkt hinschreiben:

$$a)\quad\frac{2,85}{12,55}=22,71\%$$$$b)\quad\frac{87,3}{87,45}=99,83\%$$$$c)\quad\frac{9,7}{12,55}=77,29\%$$

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