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Trefferwahrscheinlichkeiten untersuchen – Wie beeinflussen n und p die Binomialverteilung?

Einstieg: Trefferwahrscheinlichkeiten beim Basketball

Eine Basketballspielerin trifft einen Freiwurf mit der Wahrscheinlichkeit p. Sie wirft insgesamt n-mal. Untersuche, wie die Parameter n und p die Verteilung der möglichen Trefferzahlen beeinflussen.
Openclipart, oksmith (2018), Public Domain
Openclipart, oksmith (2018), Public Domain

1. Aufgabe: Wie wirkt sich die Trefferwahrscheinlichkeit p aus?

Eine Basketballspielerin führt 50 Freiwürfe aus. Die Anzahl der Würfe bleibt während der Untersuchung gleich, also gilt . Mit dem Regler kannst du die Trefferwahrscheinlichkeit p verändern. Untersuche nacheinander die Trefferwahrscheinlichkeiten , .

a) Wahrscheinlichste Trefferzahl

Stelle nacheinander die Trefferwahrscheinlichkeiten  und  ein. Lies jeweils am Säulendiagramm ab, bei wie vielen Treffern der höchste Balken liegt. : ______ Treffer

: ______ Treffer

: ______ Treffer

b) Veränderung der Trefferzahlen

Vergleiche die Verteilungen für , und . Was passiert mit den besonders wahrscheinlichen Trefferzahlen, wenn die Trefferwahrscheinlichkeit p größer wird?

c) Vergleich der Verteilungen

Vergleiche die Binomialverteilungen für  und . Welche Gemeinsamkeit erkennst du in ihrer Form?

Erkenntnisse zur Trefferwahrscheinlichkeit p

Formuliere eine allgemeine Regel: Wie verändert sich die Binomialverteilung bei gleichbleibender Anzahl der Würfe , wenn die Trefferwahrscheinlichkeit  größer wird?

2. Aufgabe: Wie wirkt sich die Anzahl der Würfe n aus?

Die Trefferwahrscheinlichkeit bleibt nun konstant bei . Verändere mit dem Regler die Anzahl der Freiwürfe und untersuche nacheinander , .

a) Wahrscheinlichste Trefferzahl

Stelle nacheinander   und  ein. Lies jeweils am Säulendiagramm ab, welche Trefferanzahl jeweils die größte Wahrscheinlichkeit besitzt. : ______ Treffer

: ______ Treffer

: ______ Treffer

b) Veränderung der Verteilung

Was passiert mit den besonders wahrscheinlichen Trefferzahlen, wenn die Anzahl der Würfe größer wird?

Erkenntnisse zur Anzahl der Würfe n

Formuliere eine allgemeine Regel: Wie verändert sich die Binomialverteilung bei gleichbleibender Trefferwahrscheinlichkeit , wenn die Anzahl der Würfe  größer wird?

Verteifungsaufgabe

In dieser Grafik werden zusätzlich der Erwartungswert  und die Standardabweichung  angezeigt. Verändere  und und beobachte die Verteilung.

a) Erwartungswert und Lage

Verändere  und  und beobachte dabei den Erwartungswert  . Welche Beziehung erkennst du zwischen dem Erwartungswert und der Lage der Verteilung?

b) Standardabweichung und Breite

Wähle verschiedene Werte für  und  und beobachte die Standardabweichung . Wie hängt die Größe von  mit der Breite der Verteilung zusammen?

c) Gleicher Erwartungswert – gleiche Verteilung?

Finde zwei verschiedene Einstellungen für  und , bei denen der Erwartungswert gleich groß ist. Vergleiche die beiden Verteilungen. Sind sie gleich? Begründe mithilfe der Standardabweichung. Tipp:  ˙uɥǝz =d⋅u ʇıɯ uǝƃunllǝʇsuıǝ ıǝʍz ǝɥɔns