13 Rund um den Würfel Hinweise: Ein mögliches Ergebnis wird mit „𝝎“ (klein Omega) bezeichnet, ähnlich wie man eine beliebige natürliche Zahl mit „n“ bezeichnet. Die Menge aller Ergebnisse nennt man Ergebnismenge. Kurz: „𝜴“ (groß Omega) 𝜴 = {𝝎𝟏 , 𝝎𝟐 , …} Die absolute Häufigkeit eines bestimmten Ergebnisses 𝜔 wird kurz „z“ genannt. Sie gibt an, wie oft das Ergebnis 𝜔 eingetreten ist. Der Quotient aus absoluter Häufigkeit z und Anzahl der aller Durchläufe n, heißt relative Häufigkeit des Ergebnisses 𝜔 in der Versuchsreihe. Aufgabe 1 Anleitung (4er-Gruppe) Jeder bekommt einen Würfel. Werft diesen und notiert mithilfe einer Strichliste, wie oft welche eine Zahl gewürfelt wurde, notiert auch mit, wieviele Würfel ihr insgesamt schon geworfen habt. Anschließend würfelt erneut. Wiederholt das ganze mindestens zehn mal. (Achtet bitte darauf vorsichtig zu würfeln, sodass die Würfel am Ende auch auf dem Tisch bleiben!) 1) Was erwartet ihr für die relativen Häufigkeiten? 2) Berechnet nun innerhalb der Gruppe die relativen Häufigkeiten der einzelnen Zahlen und erklärt die Abweichung zu eurer Erwartung! 3) Stellt euch vor, eine andere Gruppe präsentiert euch die Zahlen, die sie angeblich gewürfelt haben. Sie sehen wie folgt aus: 123456123456123456 Was meint ihr zu diesen Zahlen? Wieso würfelt man bei 6 Wiederholungen nicht immer alle Zahlen von 1 bis 6? Was erwartest du für 60, 600, 6000 usw. Wiederholungen für die absoluten Häufigkeiten der Augenzahlen? 4) Dein Freund will mit dir ein Würfelspiel durchführen. Unten siehst du seinen „Würfel“. Er sagt zu dir: „Ich gewinne bei 1 und 6, du bei 2 und 5!“ Was meinst du dazu? Ist das Spiel fair? 5) Welche Eigenschaften muss ein „Würfel“ erfüllen, um fair zu sein? Wie sähe ein fairer „Würfel“ mit 4, 8 Seiten aus? Erfinde weitere Würfel mit verschiedenen Seitenzahlen! 6) Wie könnte ein fairer dreiseitiger Würfel aussehen? 7) Gibt es noch andere, nicht geometrische Möglichkeiten, einen Würfel zu „zinken“? Schätze, wie oft du werfen musst, um einigermaßen sicher zu sein, dass ein Würfel „gezinkt“ ist oder nicht? Aufgabe 2: Gummibärchen ärgere dich nicht Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel Ziel 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Spielanleitung: Jeder Spieler sucht sich eine Zahl (jede Zahl darf nur einmal vorkommen) aus, auf die er ein Gummibärchen legt. Dann wird der Reihe nach gewürfelt (mit beiden Würfel gleichzeitig) und die Summe der Augenzahlen gebildet – der größte Spieler in der Gruppe beginnt. Wenn du deine eigene Startzahl würfelst, darfst du ein Feld weiterrücken und noch einmal würfeln. Falls du die Startzahl eines anderen Mitspielers gewürfelt hast, darf derjenige weiterrücken. Dann würfelt der nächste Spieler in der Reihe. Wenn du mit einem Gummibärchen im Ziel angekommen bist, kannst du es aufessen und das nächste wieder auf eine beliebige Startzahl legen. Wer als erster drei Gummibärchen im Ziel hat, hat gewonnen! Aufgabe: Notiert mithilfe einer Strichliste, wie oft eine Zahl gewürfelt wurde (absolute Häufigkeit 𝑧� ) und bestimmt die relative Häufigkeit ℎ� (𝜔), mit der die Zahl auftritt. Notiert auch, wie oft ein Gummibärchen, das mit dieser Zahl gestartet ist, gegessen werden konnte (absolute Häufigkeit 𝑧� ) und bestimmt die relative Häufigkeit ℎ� (𝜔) dazu. 𝜔 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Summe 𝑧� ℎ� (𝜔) 𝑧� ℎ� (𝜔) Diskutiert in eurer Gruppe, wie hoch die Gewinnchancen mit jeder Startzahl sind. Wovon hängt die Gewinnchance ab? Aufgabe 3: Kniffel Die Regeln Kniffel wird mit 5 Würfeln gespielt. Ein Spiel geht über 13 Runden. Pro Runde darf jeder Spieler 3 mal würfeln. Nach jedem Wurf kann er entscheiden, welche Würfel er liegen lässt und mit welchen er weiter würfelt. Nach dem dritten Wurf muss er den Wurf in eines der folgenden Felder eintragen lassen. Wenn alle Felder voll sind wird zusammengezählt. Wer die meisten Punkte hat ist Sieger. Wird ein Kniffel gewürfelt, wenn das Feld bereits voll ist, muss er anderweitig eingetragen werden, beispielsweise beim Full-House oder 4er-Pasch. Spieler 1 Spieler 2 Punktberechnung 1 1er 1 0 Summe der Einsen 2 2er 8 6 Summe der Zweier 3 3er 9 9 Summe der Dreier 4 4er 16 12 Summe der Vierer 5 5er 20 15 Summe der Fünfer 6 6er 18 18 Summe der Sechser Bonus 35 0 35 falls Summe bis hier >= 63, 0 sonst 7 3er-Pasch 21 26 Summe aller Würfel falls mindestens 3 gleiche, 0 sonst 8 4er-Pasch 0 26 Summe aller Würfel falls mindestens 4 gleiche, 0 sonst 9 Full-House 25 0 25 falls Wurf der Form xxxyy, 0 sonst 10 Kleine Strasse 30 30 30 falls 4 Würfel in Folge, 0 sonst 11 Grosse Strasse 0 40 40 falls 5 Würfel in Folge, 0 sonst 12 Kniffel 0 50 50 falls alle Würfel gleich, 0 sonst 13 Chance 24 17 Summe aller Würfel Summe 207 249 Spieler 2 gewinnt 1) Welche Faktoren in dem Spiel sind durch Geschick beeinflussbar? 2) Spiele das Spiel mit einem Klassenkameraden durch. Versuche, möglichst geschickt vorzugehen. Diskutiert miteinander, welche Entscheidungen geschickt oder weniger geschickt waren und wieso. 3) Gehe auf die Website http://kniffel.holderied.de/ (von der auch die Spielanleitung stammt) Dort findest du ein online-Kniffelspiel. Es simuliert einen Würfel und berechnet die Punkte, die du durch nicht-optimale Entscheidungen verloren hast („Handicap“) – außerdem zeigt es an, was die optimale Entscheidung gewesen wäre. Versuche, deine Handicap-Punktzahl zu minimieren und versuche, nach jedem Spielzug zu begründen, wieso deine Entscheidung optimal / nicht optimal war.