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2.2 Laplacewahrscheinlichkeiten Sie werfen einen roten und einen blauen Würfel. Bei den Augensummen 2, 3, 4, 9, 10, 11 und 12 bekommen Sie Ihren Einsatz doppelt zurück, bei den Augensummen 5, 6, 7 und 8 verlieren Sie Ihren Einsatz. Da Sie bei 7 Augensummen gewinnen und nur bei 4 Augensummen verlieren, beträgt Ihre Gewinnwahrscheinlichkeit 7 11 ≈ 64%. (a) Schreibe einenmöglichst ” feinen“ Ergebnisraum ΩfürdasZufallsexperiment hin und berechne dann die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse S 2 : ” Augensumme ist 2“ bis S 12 : ” Augensumme ist 12“. (b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit des Ereignisses G : ” Spieler gewinnt“? (c) Welcher mittlere Gewinn bzw. Verlust pro Spiel ist zu erwarten, wenn sich der Spieler zu sehr vielen Spielen hinreißen läßt und der Einsatz pro Spiel mit E bezeichnet wird? Berechne auch die Rendite R des Spiels, die folgendermaßen definiert ist: mittlerer Gewinn pro Spiel R = . E (d) Wir betrachten jetzt ein beliebiges Spiel mit folgenden Regeln: Verliert der Spieler, dann gehört der Einsatz E dem Spieleanbieter, gewinnt der Spieler, dann erhält erseinen Einsatzzurück undzusätzlich dasg-fachedesEinsatzes. Beweise für die Rendite: R = P(G)(g +1)−1 (e) Informiere dich über die Spielregeln beim Roulette und berechne die Renditen folgender Spiele: i. Setzen auf rot (Gewinn: G = E) ii. Setzen auf ein Dutzend (Gewinn: G = 2E) iii. Setzen auf eine Zahl (Gewinn: G = 35E) (f) Ein Spiel heißt fair, wenn die Rendite null ist. Welche Gewinne müssen in den behandelten Spielen ausbezahlt werden, damit es sich um faire Spiele handelt? Lösung: (a) Ω = {(1,1),(1,2),(1,3),(1,4), ...,(6,6)} mit |Ω| = 36. 66

2.2 Laplacewahrscheinlichkeiten E 2 = {(1,1)} , P(E 2 ) = 1 36 E 3 = {(1,2),(2,1)} , P(E 2 ) = 2 36 E 4 = {(1,3),(2,2),(3,1)} , P(E 2 ) = 3 36 E 5 = {(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)} , P(E 2 ) = 4 36 E 6 = {(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)} , P(E 2 ) = 5 36 E 7 = {(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)} , P(E 2 ) = 6 36 E 8 = {(2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2)} , P(E 2 ) = 5 36 E 9 = {(3,6),(4,5),(5,4),(6,3)} , P(E 2 ) = 4 36 E 10 = {(4,6),(5,5),(6,4)} , P(E 2 ) = 3 36 E 11 = {(5,6),(6,5)} , P(E 2 ) = 2 36 E 12 = {(6,6)} , P(E 2 ) = 1 36 (b) Das Ereignis G : Spieler verliert“ tritt ein, wenn eines der Ereignisse E ” 5 , E 6 , E 7 oder E 8 eintritt: P(G) = 4 36 + 5 36 + 6 36 + 5 36 = 20 36 = 5 9 = 55,5% P(G) = 1−P(G) = 4 9 = 44,4% Die Gewinnwahrscheinlichkeit beträgt also nur 44,4% und nicht wie auf dem Plakat angekündigt 64%. (c) Bei einersehrgroßen ZahlnvonSpielenwirdderSpielerimMittel 4 9·nSpielegewinnen und 5 9 · n Spiele verlieren. Da er bei einem gewonnenen Spiel den Einsatz E gewinnt und bei einem verlorenen Spiel den Einsatz E verliert, hat er nach n Spielen im Mittel 4 9 nE − 5 9 nE = −1 9 nE gewonnen bzw. 1 9nE verloren. Der mittlere Gewinn pro Spiel ist also die Rendite also R = −11,1%. − 1 9 E = −11,1%·E (d) Bei einer sehr großen Zahl n von Spielen wird der Spieler im Mittel P(G) · n Spiele gewinnen und P(G)·n Spiele verlieren. Da er bei einem gewonnenen Spiel den Einsatz gE gewinnt und bei einem verlorenen Spiel den Einsatz E verliert, hat er nach n Spielen im Mittel P(G)ngE −P(G)nE = P(G)ngE −(1−P(G))nE 67

2.2 Laplacewahrscheinlichkeiten<br />

Sie werfen einen roten und einen blauen Würfel. Bei den Augensummen<br />

2, 3, 4, 9, 10, 11 und 12 bekommen Sie Ihren Einsatz doppelt zurück,<br />

bei den Augensummen 5, 6, 7 und 8 verlieren Sie Ihren Einsatz.<br />

Da Sie bei 7 Augensummen gewinnen und nur bei 4<br />

Augensummen verlieren, beträgt Ihre<br />

Gewinnwahrscheinlichkeit 7 11 ≈ 64%.<br />

(a) Schreibe einenmöglichst ”<br />

feinen“ Ergebnisraum ΩfürdasZufallsexperiment hin<br />

und berechne dann die Wahrscheinlichkeiten der Ereignisse S 2 : ”<br />

Augensumme<br />

ist 2“ bis S 12 : ”<br />

Augensumme ist 12“.<br />

(b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit des Ereignisses G : ”<br />

Spieler gewinnt“?<br />

(c) Welcher <strong>mit</strong>tlere Gewinn bzw. Verlust pro Spiel ist zu erwarten, wenn sich der<br />

Spieler zu sehr vielen Spielen hinreißen läßt und der Einsatz pro Spiel <strong>mit</strong> E<br />

bezeichnet wird? Berechne auch die Rendite R des Spiels, die folgendermaßen<br />

definiert ist:<br />

<strong>mit</strong>tlerer Gewinn pro Spiel<br />

R = .<br />

E<br />

(d) Wir betrachten jetzt ein beliebiges Spiel <strong>mit</strong> folgenden Regeln: Verliert der Spieler,<br />

dann gehört der Einsatz E dem Spieleanbieter, gewinnt der Spieler, dann<br />

erhält erseinen Einsatzzurück undzusätzlich dasg-fachedesEinsatzes. Beweise<br />

für die Rendite:<br />

R = P(G)(g +1)−1<br />

(e) Informiere dich über die Spielregeln beim Roulette und berechne die Renditen<br />

folgender Spiele:<br />

i. Setzen auf rot (Gewinn: G = E)<br />

ii. Setzen auf ein Dutzend (Gewinn: G = 2E)<br />

iii. Setzen auf eine Zahl (Gewinn: G = 35E)<br />

(f) Ein Spiel heißt fair, wenn die Rendite null ist. Welche Gewinne müssen in den<br />

behandelten Spielen ausbezahlt werden, da<strong>mit</strong> es sich um faire Spiele handelt?<br />

Lösung: (a) Ω = {(1,1),(1,2),(1,3),(1,4), ...,(6,6)} <strong>mit</strong> |Ω| = 36.<br />

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