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Aufgabe:

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass man beim 7 maligen Würfeln eines fairen Würfels mit 6 Seiten 0 mal die selbe Zahl zu würfelt?


Problem/Ansatz:

Die Wahrscheinlichkeit, wie oft man mindestens die gleiche Zahl generiert meinte ein Nutzer in einer vorherigen Frage, dass man es mit der Binomialverteilung lösen könnte. Es ging darum wie oft man die Wahrscheinlichkeit berechnet, dass man mindestens zweimal die gleiche Zahl generiert.

Das Problem ist nun Folgendes: Man muss die Gegenwahrscheinlichkeit berechnen, das heißt 1 Minus (die Wahrscheinlichkeit für 1 mal die gleiche Zahl + die Wahrscheinlichkeit für 0 mal die gleiche Zahl)

\(\huge\text{P}^{^{7}}_{\frac{1}{6}}\left(\text{Z}=0\right) = \binom{7}{0}\cdot \frac{1}{6}^{0}\cdot\left(\frac{5}{6}\right)^7\) = 0.27908164723365

Aber es kann ja gar nicht sein, dass in 7 Würfen eine Zahl nicht zweimal vorkommt, da es nur 6 Zahlen gibt und sich spätestens beim letzten Wurf eine Zahl wiederholt. Für k = 0 und k = 1 ist die Binomialverteilung also nicht definiert bzw sie liegt bei 0%. Und die Wahrscheinlichkeit, dass in 7 Würfen eine Zahl mindestens 2 mal vorkommt muss somit bei 100% liegen. Wie lässt sich das rechnerisch bestimmen?

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Beste Antwort

Hier kann man nicht mit der Binomialverteilung rechnen. Du rechnest ja die Wahrscheinlichkeit aus das bei 7 Würfen keine 6 auftritt. Aber was dann auftritt berechnest du nicht.

Korrekterweise rechnet man hier einfach mit der Pfadregel.

P = 6/6 * 5/6 * 4/6 * 3/6 * 2/6 * 1/6 * 0/6 = 0

Die Wahrscheinlichkeit bei 7 Würfen alles verschiedene Zahlen zu werfen beträgt 0.

Auch wenn man die Binomialverteilung zur Multinomialverteilung erweitert könnte man es damit berechnen stellt aber schnell fest das eine Augenzahl bei 6 Würfen doppelt auftreten muss und man es damit eben auch nicht berechnen kann. Man könnte damit nur berechnen wie groß die Wahrscheinlichkeit ist mit 6 Würfen genau 6 verschiedene Zahlen zu werfen.

Avatar von 487 k 🚀
Hier kann man nicht mit der Binomialverteilung rechnen.

Heißt das dann auch, dass man bei folgender Frage die Binomialverteilung nicht anwenden kann:

"Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit bei 100 zufällig generierten Zahlen aus dem Intervall [1;3] mit 5 Nachkommastellen, mindestens 2 mal die gleiche Zahlen zu erhalten?"

Korrekterweise rechnet man hier einfach mit der Pfadregel.

Ja Pfadregel... Wie sieht es denn aus wenn man einen Würfel 100 mal wirft und dann bestimmen möchte wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, mindestens 33 mal die gleiche Zahl zu werfen?


Wann ist eine Zufallsgröße Binomialverteilt.

1. Wenn es sich um eine Kette gleichartiger Bernoulli-Experimente handelt. Also ein Zufallsexperiment bei denen nur 2 Ausgänge interessieren !

Bei den Zufallszahlen von 1.00000 bis 3.00000 interessieren dich aber nicht nur 2 Ausgänge. Also ist das nichts für die Binomialverteilung.

Du kannst aber die Wahrscheinlichkeit berechnen das eine ganz bestimmte Zahl mind. 2 mal auftritt.

Auch wenn du einen Würfel wirfst und dich nicht nur für 2 Ausgänge sondern eben für das Auftreten aller 6 Augenzahlen interessierst ist es nicht Binomialverteilt.

Bei den Zufallszahlen von 1.00000 bis 3.00000 interessieren dich aber nicht nur 2 Ausgänge. Also ist das nichts für die Binomialverteilung.

Sondern etwas für die Multinomialverteilung / Polynomialverteilung?

Multinomialverteilung

genau. Allerdings bei ca. 200000 unterschiedlichen Merkmalen etwas unpraktikabel.

Du kannst aber die Wahrscheinlichkeit berechnen das eine ganz bestimmte Zahl mind. 2 mal auftritt.

Was ist denn, wenn man die Wahrscheinlichkeit berechnet, dass eine ganz bestimmte Zahl mindestens 2 mal auftritt und diese Wahrscheinlichkeit dann mit der Anzahl aller Zahlen multipliziert um somit dann die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass mindestens eine Zahl 2 mal auftritt egal welche.

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