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Zufallsversuch und Ergebnismenge – Einführung

Zufallsversuche beschreiben mathematisch unvorhersehbare Ereignisse. Ein Beispiel ist der Münzwurf mit vorhersehbaren Ergebnissen. Herr Müller an der Bushaltestelle ist kein Zufallsversuch. Erfahre mehr über Zufallsversuche! Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text.

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Team Digital
Zufallsversuch und Ergebnismenge – Einführung
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse - 3. Klasse - 4. Klasse

Zufallsversuch und Ergebnismenge – Einführung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Zufallsversuch und Ergebnismenge – Einführung kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die Eigenschaften eines Zufallsversuches.

    Tipps

    Ein Münzwurf ist ein Beispiel für einen Zufallsversuch.

    Bei einem Münzwurf haben wir zwei verschiedene Ausgänge.

    Eine Münze ändert sich während eines Wurfes und auch nach der Durchführung eines Wurfes nicht.

    Lösung

    Diese Aussagen sind richtig:

    • Alle möglichen Ausgänge des Zufallsversuches sind bekannt.
    • Der Ausgang ist aber dennoch nicht vorhersehbar, denn jeder der möglichen Ausgänge kann auftreten.
    • Der Zufallsversuch kann beliebig oft wiederholt werden.
    • Die Bedingungen bei der Durchführung des Zufallsversuchs müssen immer gleich sein.
    Diese vier Bedingungen müssen erfüllt sein, damit es sich um einen Zufallsversuch handelt.

    Diese Aussagen sind falsch:

    • Jede Durchführung eines Zufallsversuches ist unterschiedlich.
    Begründung: Die Bedingung für einen Zufallsversuch ist, dass immer gleiche Bedingungen bei der Durchführung gelten. Damit ist jede Durchführung eines Zufallsversuches gleich.

    • Den Ausgang eines Zufallsversuches kann man immer vorhersehen.
    Begründung: Wenn der Ausgang eines Versuches vorhersehbar ist, so handelt es sich nicht um einen Zufallsversuch. Die Bedingung eines Zufallsversuches ist, dass der Ausgang nicht vorhersehbar ist.

    • Ein Zufallsversuch kann immer nur einmal durchgeführt werden.
    Begründung: Ein Zufallsversuch kann beliebig oft wiederholt werden, sonst würde ein Versuch kein Zufallsversuch sein.

  • Beschreibe die Merkmale eines Zufallsversuches anhand eines Beispiels.

    Tipps

    Die Ergebnismenge eines Würfelwurfes enthält zum Beispiel die Ergebnisse $1$, $2$, $3$, $4$, $5$ und $6$.

    Beim Würfeln eines Würfels kann man vorher nie vorhersehen, welche Zahl gewürfelt wird.

    Lösung

    Bei einem Zufallsversuch sind alle möglichen Ausgänge bekannt.

    Beim Münzwurf landet die Münze entweder mit der Zahl oder dem Sofa oben.

    Dies sind die einzigen möglichen Ausgänge und somit sind auch alle Ausgänge bekannt.

    Einen Ausgang eines Zufallsversuches nennt man auch Ergebnis. Oft wird ein Ergebnis mit einem kleinen Omega ($\omega$) bezeichnet.

    Fassen wir alle möglichen Ergebnisse in einer Menge zusammen, nennen wir diese die Ergebnismenge. Sie wird mit einem großen Omega ($\Omega$) bezeichnet.

    Der Ausgang eines Zufallsversuches ist nicht vorhersehbar.

    Den Münzwurf kann man nicht kontrollieren und dementsprechend kann keine Vorhersage getroffen werden.

    Das dritte Merkmal eines Zufallsversuches ist, dass er beliebig oft wiederholt werden kann.

    Natürlich kann man eine Münze unzählige Male werfen.

    Zu guter Letzt müssen die Bedingungen bei der Durchführung des Zufallsversuchs immer gleich sein.

    Da die Münze sich nicht verändert und am Ende eines Wurfes immer auf einer Seite landet, ist beim Münzwurf auch diese Merkmal erfüllt.

    Der Münzwurf ist also tatsächlich ein Zufallsversuch.

  • Ordne den Zufallsversuchen ihre Ergebnismenge zu.

    Tipps

    Den Ausgang eines Zufallsversuches nennt man Ergebnis.

    Fasst man alle Ergebnisse eines Zufallsversuches in einer Menge zusammen, so nennt man diese Menge die Ergebnismenge.

    Lösung

    Fassen wir alle möglichen Ergebnisse in einer Menge zusammen, so nennen wir diese Menge die Ergebnismenge. Dabei ist ein Ergebnis ein möglicher Ausgang eines Zufallsversuches.

    Daher ergeben sich für die Zufallsversuche folgende Ergebnismengen:

    Da die beiden anderen Ergebnismengen nicht ALLE möglichen Ergebnisse enthalten oder nicht die richtigen Farben enthalten, gehören sie nicht zu den gegebenen Zufallsversuchen.

  • Entscheide, ob es sich bei den Situationen um Zufallsversuche handelt.

    Tipps

    Überlege dir, was der Unterschied zwischen einem Zufall im Alltag und einem Zufallsversuch ist.

    Ein Zufallsversuch muss vier Bedingungen erfüllen.

    Lösung

    Bei den folgenden Situationen handelt es sich um Zufallsversuche:

    • Zwei Freunde spielen ein Würfelspiel, bei dem immer derjenige gewinnt, der die höhere Zahl würfelt.
    • Zwei Freunde spielen ein Spiel mit einem Legostein, bei dem es darum geht, vorherzusagen, auf welcher Kante der Legostein landet.

    Beide Situationen erfüllen die Bedingungen eines Zufallsversuches:

    • alle möglichen Ausgänge sind bekannt: Sowohl bei dem Würfel, als auch dem Legostein sind dies die Seiten, auf denen sie landen können.
    • Ausgang ist nicht vorhersehbar: Wir wissen weder bei dem Würfel, noch bei dem Legostein auf welcher Seite er tatsächlich landet.
    • kann beliebig oft wiederholt werden: Wir können den Würfel und den Legostein natürlich beliebig oft werfen.
    • immer gleiche Bedingungen: Verwenden wir immer den gleichen Würfel bzw. Legostein, so werden sich die Bedingungen bei der Durchführung des Wurfes nicht ändern.

    Bei den folgenden Situationen handelt es sich nicht um einen Zufallsversuch

    • Karl wettet, dass er jedem Datum, welches ihm zufällig genannt wird, einen Wochentag zuordnen kann.
    Da man den Wochentag in einem Kalender nachschlagen kann, ist der Ausgang hier vorhersehbar.
    • Es wurden drei Feuerwerksraketen aufgebaut und es wird zufällig gewettet, welche Rakete zuerst explodiert.
    Da die Feuerwerksraketen explodieren, kann man diesen Versuch nicht beliebig oft wiederholen.
    • Es wird eine Umfrage nach den Hobbys verschiedener Menschen durchgeführt.
    Bei dieser Situation sind nicht alle möglichen Ausgänge bekannt, da jeder Mensch andere Hobbys hat.
  • Bestimme, bei welchen Situationen es sich tatsächlich um einen Zufallsversuch handelt.

    Tipps

    Ein Merkmal eines Zufallsversuch ist, dass alle Ergebnisse bekannt sind.

    Ein Zufallsversuch kann beliebig oft wiederholt werden.

    Der Ausgang eines Zufallsversuches ist nicht vorhersehbar.

    Die Bedingungen eines Zufallsversuches sind immer gleich.

    Lösung

    Bei dem Münzwurf und dem Glücksrad handelt es sich um einen Zufallsversuch, da diese alle Merkmale eines Zufallsversuches erfüllen:

    • Alle möglichen Ausgänge sind bekannt. – Bei dem Münzwurf sind dies natürlich die beiden Seiten und bei dem Glücksrad die verschiedenen Farben.
    • Der Ausgang eines Zufallsversuches ist nicht vorhersehbar. – Wir wissen nicht, auf welcher Seite die Münze landet, und auch nicht, auf welche Farbe des Glücksrads gedreht wird.
    • Zufallsversuche können beliebig oft wiederholt werden. – Eine Münze kann beliebig oft geworfen und ein Glücksrad beliebig oft gedreht werden.
    • Zufallsversuche werden immer unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. - Sowohl die Münze, als auch das Glücksrad verändern sich nach oder während der Durchführung nicht.

    Bei den anderen Situationen handelt es sich um keinen Zufallsversuch.

    • Den Blitzschlag können wir nicht kontrollieren. Wir können ihn also nicht beliebig oft wiederholen.
    • Der Busfahrplan ist vorhersehbar, da die Zeiten dort direkt abgebildet sind.
    • Wir wissen zwar nicht, wer als nächstes aus dem Bus aussteigt. Doch auch dies ist kein Zufallsversuch, da wir nicht wissen, wer in dem Bus sitzt und somit auch nicht alle möglichen Ausgänge bekannt sind.
  • Ordne den Situationen die passenden Ereignisse zu.

    Tipps

    Ein Ereignis kann aus mehreren Ergebnissen bestehen.

    Die Menge eines Ereignisses kann auch die gesamte Ergebnismenge enthalten.

    Lösung

    Du spielst mit deinen Freunden ein Würfelspiel und gewinnst, wenn du eine $2$ oder eine $3$ würfelst.

    Da du hier sowohl bei einer $2$, als auch bei einer $3$ gewinnst, kannst du dies in dem Ereignis $\text{D}=\{2;3\}$ zusammenfassen.

    Bei einem Würfelspiel kannst du deine Figur immer weitersetzen. Dabei ist es nicht wichtig, welche Zahl du würfelst. Dabei handelt es sich um einen regulären Würfel.

    Da du deine Figur hier wirklich immer weitersetzen kannst, enthält das Ereignis hier die gesamte Ergebnismenge: $\text{B}=\{1;2;3;4;5;6\}$.

    Du drehst ein Glücksrad mit den Farben blau, rot, gelb und orange. Bei den Farben blau und rot gewinnst du.

    Du gewinnst, wenn das Glücksrad auf der Farbe blau oder rot landet. Das zugehörige Ereignis ist also: $\text{K}=\{\text{blau};\text{rot}\}$.

    Du drehst ein Glücksrad mit den Farben blau, rot, gelb und orange. Bei den Farben gelb und orange verlierst du.

    Du verlierst bei gelb oder orange. Da du also bei rot und blau gewinnst, ist das zugehörige Ereignis also: $\text{E}=\{\text{rot};\text{blau}\}$