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3.4 Anwendungen der Binomialverteilung, u. a. einseitiger Signifikanztest 3.4 Anwendungen der Binomialverteilung, u. a. einseitiger Signifikanztest 1. Für den Flug München-New York hat eine Gesellschaft ein Platzangebot von 240 Plätzen. Erfahrungsgemäß erscheinen 10% Passagiere nicht zum gebuchten Flug. Lösung: (a) 98% (a) MitwelcheWahrscheinlichkeit erscheinenzumAbflugmindestens219undhöchstens 240 Fluggäste, wenn 255 Buchungen akzeptiert werden (b) SchätzensiedieWahrscheinlichkeit aus(a)miteinerTschebyschow-Abschätzung ab. (b) 79% 2. Eine Biathletin hat im stehenden Anschlag die Trefferwahrscheinlichkeit ps = 70% und im liegenden Anschlag pl = 80%. Dem Trainer liegt das Ergebnis einer Serie von 200 Schuss vor, die alle in einer Anschlagsart abgegeben wurden, er weiß aber nicht in welcher. Die Zahl der Treffer in dieser Serie bezeichnen wir mit X. (a) Formuliere eine Entscheidungsregel, wie sich der Trainer entweder für die Hypothese Hs: ” stehender Anschlag“ oder Hl: ” liegender Anschlag“ entscheiden kann. (b) Fs sei die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Trainer fälschlicherweise für Hs entscheidet und Fl die Wahrscheinlichkeit, dass er sich für Hl entscheidet, obwohl Hs wahr wäre. Für welche Entscheidungsregel ist die Summe der beiden Fehlerwahrscheinlichkeiten minimal? Lösung: (a) Die erwarteten Trefferzahlen sind Es = 200ps = 140 und El = 200pl = 160. mit k ungefähr 150. Entscheidung für Hs: X ∈ {0,1,...,k} Entscheidung für Hl: X ∈ {k +1,k +2,...,200} (b) Liegender Anschlag, aber Entscheidung für Hs: p = 0,8 und X ≦ k =⇒ Fs = F 200 0,8 (k) Stehender Anschlag, aber Entscheidung für Hl: p = 0,7 und X > k =⇒ Fl = 1−F 200 0,7 (k) k Fs( in %) Fl( in %) Fs +Fl( in %) 149 3,45 6,95 10,4 150 4,94 5,06 10,0 151 6,90 3,59 10,5 Die Entscheidungsregel mit k = 150 minimiert also die Fehlersumme. 128

4 Geometrie: Geraden und Ebenen im Raum 4.1 Lineare Abhängigkeit von Vektoren 1. Untersuche auf lineare Abhängigkeit: −1,67 (a) a = und 5 12 b = 5 , −2,1 −1,67 (b) e = und 4 f = −3,6 5 (c) Stelle, wenn möglich, x = e und f dar. = −3,6 7 5 8,8 als Linearkombination von a und −8 b bzw. Lösung: (a) b = 3 2 a =⇒ a undb sind linear abhängig. 4 (b) = −5 = − −1,6 2 18 =⇒ e und 7 f sind linear unabhängig. (c) Da x ∦a b mit a und b nicht möglich. Da e und f linear unabhängig sind, gibt es λ ∈ R und µ ∈ R mit x = λe+µ f =⇒ −1,6λ+4µ = 8,8 (1) 1,4λ−3,6µ = −8 (2) 0,9·(1)+(2) : −0,04λ = −0,08 (3) 2. Untersuche auf lineare Abhängigkeit: λ = 2 (4) (4) in (1) −3,2+4µ = 8,8 (5) 129 µ = 3 x = 2e+3 f

3.4 Anwendungen der Binomialverteilung, u. a. einseitiger Signifikanztest<br />

3.4 Anwendungen der Binomialverteilung, u. a. einseitiger<br />

Signifikanztest<br />

1. Für den Flug München-New York hat eine Gesellschaft ein Platzangebot von 240<br />

Plätzen. Erfahrungsgemäß erscheinen 10% Passagiere nicht zum gebuchten Flug.<br />

Lösung: (a) 98%<br />

(a) MitwelcheWahrscheinlichkeit erscheinenzumAbflugmindestens219undhöchstens<br />

240 Fluggäste, wenn 255 Buchungen akzeptiert werden<br />

(b) SchätzensiedieWahrscheinlichkeit aus(a)<strong>mit</strong>einerTschebyschow-Abschätzung<br />

ab.<br />

(b) 79%<br />

2. Eine Biathletin hat im stehenden Anschlag die Trefferwahrscheinlichkeit ps = 70%<br />

und im liegenden Anschlag pl = 80%. Dem Trainer liegt das Ergebnis einer Serie von<br />

200 Schuss vor, die alle in einer Anschlagsart abgegeben wurden, er weiß aber nicht<br />

in welcher. Die Zahl der Treffer in dieser Serie bezeichnen wir <strong>mit</strong> X.<br />

(a) Formuliere eine Entscheidungsregel, wie sich der Trainer entweder für die Hypothese<br />

Hs: ” stehender Anschlag“ oder Hl: ” liegender Anschlag“ entscheiden<br />

kann.<br />

(b) Fs sei die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Trainer fälschlicherweise für Hs entscheidet<br />

und Fl die Wahrscheinlichkeit, dass er sich für Hl entscheidet, obwohl<br />

Hs wahr wäre. Für welche Entscheidungsregel ist die Summe der beiden Fehlerwahrscheinlichkeiten<br />

minimal?<br />

Lösung: (a) Die erwarteten Trefferzahlen sind Es = 200ps = 140 und El = 200pl = 160.<br />

<strong>mit</strong> k ungefähr 150.<br />

Entscheidung für Hs: X ∈ {0,1,...,k}<br />

Entscheidung für Hl: X ∈ {k +1,k +2,...,200}<br />

(b) Liegender Anschlag, aber Entscheidung für Hs:<br />

p = 0,8 und X ≦ k =⇒ Fs = F 200<br />

0,8 (k)<br />

Stehender Anschlag, aber Entscheidung für Hl:<br />

p = 0,7 und X > k =⇒ Fl = 1−F 200<br />

0,7 (k)<br />

k Fs( in %) Fl( in %) Fs +Fl( in %)<br />

149 3,45 6,95 10,4<br />

150 4,94 5,06 10,0<br />

151 6,90 3,59 10,5<br />

Die Entscheidungsregel <strong>mit</strong> k = 150 minimiert <strong>als</strong>o die Fehlersumme.<br />

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