Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung
5.1 Zufallsexperimente und Ereignisse
Zufallsexperimente / Zufallsvorgänge
beschäftigt sich mit Vorgängen deren Ausgänge von Zufällen abhängen
alle möglichen Ergebnisse eines Zufallsvorgangs werden in Ergebnissmenge groß Omega zusammengefasst
Ergebnismenge
beschreibt Menger aller Ergebnisse eines Zufallsexperiments
Ereignisse
beschreibt eine Teilmenge der Ergebnismenge und beiinhaltet das wofür man sich interessiert
zb interessiert man sich innerhalb eines Zufallsexperiments für bestimmte Ausgänge beschäftigt man sich mit einem speziellen Ereignis
bilden Teilmenge der Ergebnismenge und werden mit Großbuchstaben A,B,C bezeichnet..
Sicheres Ereignis / Unmögliches / Elementarereignis
Sicheres: tritt immer ein
kann nur Ergebnismenge W sein
unmögliches: kann nie eintreten
elementar: jedes einzelne Ergebnis der Ergebnismenge
zb bei einer Therapie Erfolg, oder nichterfolg
Operationen zwischen Ereignissen
Mengen von möglichen Situationen in Form von Zahlen oder Wörtern
Mengenoperationen
Komplementärereignis: beinhaltet genau das Gegenteil vom eigentlichen Ereignis
auch Gegenereignis genannt
zb Ereignis A - Gegenerignis A Strich über A
alles was in der Ereignismenge groß Omega, aber nicht in A enthalten ist
Darstellung in Venn- Diagramm
dient der Veranschaulichung von Ereignisoperationen
besteht aus rechteckigen Kasten
kasten enthält alle Elemente der Ergebnismenge
Abhängig von ANzahl der betrachteten Ereignisse durch einen oder mehrere Kreise (oder Rechtecke) dargestellt
in Kreisen stecken Ergebnisse der einzelnen Ereignisse
Vereinigungsmenge
fasst alle Ergebnisse zusammen welche in mindestens einem der Ergebnisse steckt
A u B (A verineinigt B)
vereinigt alle Ergebnisse die in A oder B stecken
eines der Beiden Ergebnisse tritt ein
Durchschnittsmenge
beinhaltet die Gemeinsamkeit von Ereignissen
A umgedreht u B (gelesen A geschnitten B)
Gemeinsamkeit der beiden Ereignisse soll bestimmt werden
beide Ereignisse treten gleichzeitig ein
im Venn Diagramm Schnittmenge genau da wo Ereignisse überlappen
leere Schnittmenge
in beiden geschwungenen Klammern kein Ergebniss
oder das Zeichen 0 und querstrich durch
Ereignisse die keine Gemeinsamkeit und damit keine Schnittmenge haben werden disjunkt bzw unvereinbare Ereignisse genannt
Disjunkt
zwei Ergebnisse sind diesjunkt, wenn sie keine Gemeinsamkeit aufweisen
Differenz
beschreibt das alleinige Eintreten eines Ereignisses
A / in die andere Richtung, B (gelesen A ohne B)
wann tritt A ein aber nicht B
genau der Teil im Venn Diagramm A welcher nicht die Schnittmenge umfasst
dann interessant wenn beide Ereignisse etwas gemeinsam haben
wäre deren Schnittmenge leer dann würde A/B einfach A entsprechen
B/A wäre einfach B
5.2 Wahrscheinlichkeit von Ereignissen
Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten
Ergebnissmenge eines Zufallsvorgangs muss bekannt und endlich sein
man muss wissen wieviele ergebnisse bei einem Zufallsvorgang eintreten können
zb Würfel, jede Zahl hat eine Chance von 1 zu 6 gewürfelt zu werden
n gleich mögliche Ergebnisse eines Zufallsvorgangs, dann beträgt Wahrscheinlichkeit 1 unten Strich n
Wahrscheinlichkeit P (probability) eines Ereignisses A
mit Wahrscheinlichkeit wird die Chance für das Eintreten eines Ereignisses beschrieben
Mächtigkeit
steht für die Anzahl an Ergebnissen in der Ergebnismenge oder in einem Ereignis
beiden senkrechten Striche bezeichnet man auch als Mächtigkeit des jeweiligen Ereignisses
Mächtigkeit steht für die ANzahl an Ergebnissen in der Ergebnismenge oder in einem Ereignis
zb Würfel MÄchtigkeit ist senrechter Strich , groß Omega, senkrechter Strich = 6
Rechenregeln für Wahrscheinlichkeiten
Wahrscheinlichkeit für jedes Ereignis A stehts mindestens 0: P (A) > unten Strich 0, negative W. kann es demzufolge nicht geben
Maximale W. welche für ein Ereignis entstehen kann, ist 1. gilt immer für die Ereignismenge P (Omega) = 1, da immer ein Ergebnis aus der Ergebnismenge eintreten wird
zb Egal wie oft gewürfelt wird es wird immer eine Zahl zwischen 1 und 6
ersten beiden Punkte bedeuten das eine W immer irgendwo zwischen 0 und 1 liegen muss
wenn zwei Ereignisse A und B disjunkt sein sollten (sie haben keine Gemeinsamkeiten) dann ist die W für die Vereinigungsmenge
P (A u B) = P (A) + P (B)
restlichen im Skript S. 132
unabhängige Ereignisse
wenn eintreten des einen Ereignisses keinen Einfluss auf das eintreten des anderen Ereignisses nimmt
dann unanabhängiges Ereignis
also A und B, weder A würde eintreten von B beeinflussen noch anders rum
5.3 Zufallsvariablen und ihre Verteilungen
Zufallsvariablen
Variablen deren Ausgänge vom Zufall abhängen, werden Zufallsvariablen genannt
unterscheid auch hier wie in der deskriptiven Statistik zwischen diskret und stetigen Zufallsvarialben
Diskrete Zufallsvariablen
abzählbare Menge an Ausprägungen
Ausgangspunkt ist Zufallsexperiment bzw Zufallsvorgang
dessen Ergebnissmenge im ersten Schritt festzuhalten ist
Zufallsvariable X diese sorgt dafür das Ergebnismenge in reelle Zahlen umgewandelt werden
X: groß Omega - komisches R im Skript S. 135
Definition der Zufallsvariablen
Ergebnisse der Ergebnismenge werden zu Zahlen verändert
diese Zahlen werden mit x gekennzeichnet
Gesamtheit aller Ausprägungen einer Zufallsvariable X wird Träger T unten x von X genannt
Träger
beinhaltet alle möglichen Ausprägungen einer Zufallsvariablen
Wahrscheinlichkeitsfunktion
beschreibt die Wahrscheinlichkeit für jede einzelne Ausprägung einer Zufallsvariable
w. funktion f unten groß X (x)
Formel im Skript S 136
jede einzele Ausprägung x (0,1,2 ) durchgegangen, für sie W. bestimmt
Funktion bekommt Buchstaben f
große X steht unten im Index , signalisiert das es sich um Zufallsvariable handelt
kleine x das für jede Ausprägung eine W bestimmt wird
zwei Bedingungen:
es darf keine negative Wahrscheinlichkeit geben
Summer aller W muss 1 ergeben
Maßzahl : Erwartungswert
beschreibt die erwartete Ausprägung einer Zufallsvariable
E (X) oder u langer strich (gr. Buchstabe)
bildet Pendant zum Mittelwert der despriktiven Statistik Berechnung Skript S 140
dieser Erwartungswert erwartet nur Ergebnisse
Mittelwerte hingegen haben konkrete Beobachtungen
Varianz
beschreibt Streuung einer Zufallsvariable
ob sie stark streut oder nicht beschreiben Varianz und Standardabweichung
Abkürzung Varianz V ar (X) oder omega hoch 2
Berechnung im Skript
es git 2 Erwartungswerte
am Ende Wurzel ziehen so wird Standardabweichung erreicht
Standardabweichung
steht für die erwartete Abweichung vom Erwartungswert
stetige Zufallsvariablen
nehmen sehr viele verschiedene Ausprägungen an
die Dichten werden dargestellt
Ausgangspunkt ist die Dichtefunktion
Dichtefunktion
enthält die Ausprägungen und die Dichten einer stetigen Zufallsvariablen
f unten X (x)
Gleichverteilung/ Rechteckverteilung
enthält über den gesamten Ausprägungsbereich die gleiche Dichte
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