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Aufgabe:

Es geht um die Versiegelung von Solarzellen. Erfahrungsgemäß entsteht im ersten Arbeitsgang ein Fehler mit einer Wahrscheinlichkeit von 2%. Im zweiten Arbeitsgang mit einer Wahrscheinlichkeit von 5%. Die Fehler aus dem ersten und zweiten Arbeitsgang treten unabhängig voneinander auf.


Bestimme, wie viele Solarzellen mindestens untersucht werden müssen, damit mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 97% mindestens zwei Solarzellen mit mindestens einem Fehler gefunden werden.


Problem/Ansatz:

ich weiß dass n gesucht ist und die 0,97 = p ist

Dennoch versteh ich nicht wie ich das jetzt rechnen soll...

Ich hoffe ihr könnte mir helfen!

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und die 0,97 = p ist

Das ist nicht das \(p\) aus der Binomialverteilung.

Sei \(X\) die Anzahl der Solarzellen, in denen mindestens ein Fehler gefunden wurde.

Gesucht ist das kleineste \(n\), für dass

        \(P(X \geq 2) > 0,97\)

ist. Weil \(X\) binomialverteilt ist, ist

        \(\begin{aligned} P(X\geq2) & =1-P(X\leq1)\\ & =1-\left(P(X=0)+P(X=1)\right)\\ & =1-\left({n \choose 0}p^{0}\left(1-p\right)^{n-0}+{n \choose 1}p^{1}\left(1-p\right)^{n-1}\right)\\ & =1-\left(\left(1-p\right)^{n}+n\cdot p\cdot\left(1-p\right)^{n-1}\right) \end{aligned}\)

Löse also die Gleichung

        \(1-\left(\left(1-p\right)^{n}+n\cdot p\cdot\left(1-p\right)^{n-1}\right) = 0,97\).

nach \(n\). Dabei ist \(p\) die Wahrscheinichkeit, dass eine zufällig ausgewählte Solarzelle mindestens einen Fehler hat. Das \(p\) kannst du mit einem Baumdiagramm bestimmen.

Die Gleichung kann nicht durch Äqivalenzumformungen gelöst werden, weil die Unbekannte \(n\) sowohl im Exponenten vorkommt, als auch außerhalb der Exponenten. Verwende dafür stattdessen ein numerische Verfahren, dass von deinem Taschenrechner zu Verfügung gestellt wird.

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p = 0.02 + 0.05 - 0.02·0.05 = 0.069

alternativ auch so

p = 1 - (1 - 0.02)·(1 - 0.05) = 0.069

P(X ≥ 2) = 1 - P(X = 0) - P(X = 1) = 1 - (1 - 0.069)^n - n·0.069·(1 - 0.069)^(n - 1) > 0.97 → n ≥ 76

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