Inhaltsverzeichnis Einführung 21 Über dieses Buch Konventionen in diesem Buch Was Sie nicht lesen müssen Törichte Annahmen über den Leser Wie dieses Buch aufgebaut ist Teil I: Die Sicherheit der Unsicherheit: Grundlagen der Wahrscheinlichkeit Teil II: Auf die Wahrscheinlichkeit setzen und wetten, um zu gewinnen Teil III: Grundlegende Wahrscheinlichkeitsmodelle Teil IV: Fortgeschrittene Wahrscheinlichkeitsmodelle Teil V: Stetige Wahrscheinlichkeitsmodelle Teil VI: Der Top-Ten-Teil Anhang Symbole, die in diesem Buch verwendet werden Wie es weitergeht 21 22 22 22 23 23 23 24 24 24 25 25 25 26 Teil 1 öie Sicherheit der Unsicherheit: Grundtagen der Wahrscheinlichkeit 27 Kapitel 1 Wahrscheinlichkeit im Alltag 29 Was bedeutet Wahrscheinlichkeit? Was ist eine »Chance«? Wahrscheinlichkeiten interpretieren: In großen Mengen und langen Zeiträumen denken Wahrscheinlichkeiten im Alltag erkennen Wahrscheinlichkeiten ermitteln Seien Sie subjektiv Wählen Sie einen klassischen Ansatz Relative Häufigkeiten ermitteln Verwenden Sie Simulationen Denkfehler über Wahrscheinlichkeit, die Sie vermeiden sollten Zwei mögliche Ergebnisse als 50-50-Situation sehen Denken, dass keine Muster auftreten können Rumsey, Deborah Wahrscheinlichkeitsrechnung fÃ?r Dummies 29 29 30 31 32 32 33 33 35 36 36 37 digitalisiert durch: IDS Basel Bern MM»«» Wahrscheinlichkeitsrechnung für bummies Kapitel 2 Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeit Ein Überblick über die Mengennotation Ergebnisse festhalten: Stichprobenräume Teilmengen von Stichprobenräumen festhalten: Ereignisse Die leere Menge Mengenoperationen: Vereinigung, Durchschnitt und Komplement Arten der Wahrscheinlichkeit Wahrscheinlichkeitsnotation Marginale Wahrscheinlichkeit Wahrscheinlichkeit der Vereinigung Wahrscheinlichkeiten des Durchschnitts Komplementäre Wahrscheinlichkeit Bedingte Wahrscheinlichkeit Wahrscheinlichkeitsregeln verstehen und anwenden Die Komplementärregel Die Multiplikationsregel Die Additionsregel Unabhängigkeit mehrerer Ereignisse Die Unabhängigkeit zweier Ereignisse anhand der Definition prüfen Die Multiplikationsregel für unabhängige Ereignisse nutzen Einander ausschließende Ereignisse berücksichtigen Einander ausschließende Ereignisse erkennen Die Additionsregel mit einander ausschließenden Ereignissen vereinfachen Unabhängige und einander ausschließende Ereignisse unterscheiden Ein Vergleich von Unabhängigkeit und Ausschließlichkeit Die Unabhängigkeit oder Ausschließlichkeit in einem Kartenspiel mit 52 Karten prüfen Kapitel 3 Wahrscheinlichkeit Visualisieren: Venn-biagramme, Baumdiagramme und das Bages-Theorem Wahrscheinlichkeiten mit Venn-Diagrammen visualisieren Mit Venn-Diagrammen nicht gegebene Wahrscheinlichkeiten ermitteln Beziehungen mit Venn-Diagrammen ordnen und visualisieren Umwandlungsregeln für Mengen in Venn-Diagrammen Die Grenzen von Venn-Diagrammen Wahrscheinlichkeiten für komplexe Probleme mit Venn-Diagrammen ermitteln Wahrscheinlichkeiten mit Baumdiagrammen darstellen Mehrstufige Ergebnisse mit einem Baumdiagramm visualisieren Bedingte Wahrscheinlichkeiten mit einem Baumdiagramm visualisieren Die Grenzen der Baumdiagramme Mit einem Baumdiagramm Wahrscheinlichkeiten für komplexe Ereignisse ermitteln 39 39 39 41 42 43 44 44 46 46 46 47 47 49 50 51 52 52 53 53 54 55 55 56 56 57 59 59 60 61 62 63 64 67 68 69 73 73 Inhaltsverzeichnis #r>.tew*mm Das Gesetz der totalen Wahrscheinlichkeit und das Bayes-Theorem Eine marginale Wahrscheinlichkeit mit dem Gesetz der totalen Wahrscheinlichkeit berechnen Die A-posteriori-Wahrscheinlichkeit mit dem Bayes-Theorem berechnen 75 76 79 Teil II Auf die Wahrscheinlichkeit setzen und Wetten, um zu gewinnen 85 Kapitel h Kontingenztabellen mit Wahrscheinlichkeiten aufstellen 87 Eine Kontingenztabelle aufbauen Den Stichprobenraum beschreiben Die Zeilen und Spalten bilden Die Daten eintragen Zeilensummen, Spaltensummen und Gesamtsummen Wahrscheinlichkeiten in einer Kontingenztabelle finden und interpretieren Wahrscheinlichkeiten von Durchschnitten ermitteln Marginale Wahrscheinlichkeiten berechnen Bedingte Wahrscheinlichkeiten identifizieren Die Unabhängigkeit zweier Ereignisse prüfen Kapitel 5 Zahlregeln auf Kombinationen und Permutationen anwenden Permutationen Eine Permutation analysieren Permutationsprobleme mit zusätzlichen Einschränkungen Wahrscheinlichkeiten für Permutationsprobleme finden Kombinationen zählen Kombinationsprobleme lösen Kombinationen und das Pascal'sche Dreieck Wahrscheinlichkeitsprobleme mit Kombinationen Komplexere Kombinationen anhand von Poker-Blättern studieren Wahrscheinlichkeiten für Kombinationen berechnen Kapitel 6 Wider alle Chancen: Wahrscheinlichkeit beim Glücksspiel Kennen Sie Ihre Chancen: Wahrscheinlichkeit, Chancen und Erwartungswert Lotterie spielen Die Wahrscheinlichkeit, in der Lotterie zu gewinnen Die Quote berechnen Den Erwartungswert eines Lotterieloses berechnen An den Spielautomaten spielen Die durchschnittliche Auszahlung 87 88 88 89 89 90 90 90 91 93 95 95 95 100 104 106 106 108 109 112 117 123 124 125 125 127 127 131 132 Wahrscheinlichkeitsrechnung für öummiesm Spielautomatenmythen entzaubern Eine einfache Strategie für Spielautomaten Das Roulette-Rad drehen Die Grundlagen des Roulettes Inside und Outside Bets platzieren Eine Roulette-Strategie entwickeln Ihre Chancen, »Bingo!« zu rufen Die Möglichkeiten, beim Bingo zu gewinnen Die Wahrscheinlichkeit, Bingo zu bekommen - komplizierter, als Sie vielleicht denken Der Ruin des Spielers Das berühmte Geburtstagsproblem 133 135 136 136 137 140 141 142 143 145 146 Teil III Von A nach Binontial: Grundlegende Wahrscheinlichkeitsmodelle 149 Kapitel 7 Grundlagen Von Wahrscheinlichkeitsverteilungen 151 Die Wahrscheinlichkeitsverteilung einer diskreten Zufallsvariablen Was ist eine Zufallsvariable? Die Wahrscheinlichkeitsverteilung finden und anwenden Die kumulative Verteilungsfunktion (KVF) ermitteln und anwenden Die KVF interpretieren Die KVF grafisch darstellen Wahrscheinlichkeiten mit der KVF ermitteln Die WMF aus der KVF ableiten Erwartungswert, Varianz und Standardabweichung einer diskreten Zufallsvariablen Den Erwartungswert von X berechnen Die Varianz von X berechnen Die Standardabweichung von X berechnen Ein Überblick über die diskrete Gleichverteilung Die WMF der diskreten Gleichverteilung Die KVF der diskreten Gleichverteilung Der Erwartungswert der diskreten Gleichverteilung Die Varianz und die Standardabweichung der diskreten Gleichverteilung 151 151 153 158 159 160 161 163 165 165 167 168 169 169 170 170 171 Kapitel 8 Erfolg und Misserfotg mit der ßinomiatVerteilung berechnen 173 Das Binomialmodell erkennen Die Binomialbedingungen Schritt für Schritt prüfen Nicht-binomische Variablen erkennen Wahrscheinlichkeiten für das Binomial ermitteln 173 174 175 177 Binomische Wahrscheinlichkeiten mit der WMF berechnen Binomische Wahrscheinlichkeiten mit der KVF ermitteln Der Erwartungswert und die Varianz der Binomialverteilung Der Erwartungswert der Binomialverteilung Die Varianz und die Standardabweichung der Binomialverteilung Kapitel 9 öie Normalverteilung Die Grundlagen der Normalverteilung Form, Mittelpunkt und Spreizung Die Standardnormalverteilung (Z-Verteilung) Wahrscheinlichkeiten für eine Normalverteilung berechnen und anwenden Den Graphen zeichnen Ein Problem in die Wahrscheinlichkeitsnotation übersetzen Die Z-Formel anwenden Mit der Z-Tabelle die Wahrscheinlichkeit ermitteln Normalverteilungsprobleme mit Rückwärtsrechnung Analyse eines Normalverteilungsproblems mit Rückwärtsrechnung Die Z-Tabelle rückwärts lesen Die Z-Formel nach X auflösen, um A-Einheiten zu berechnen Kapitel 10 Annäherung der Binomialverteilung durch die NormalVerteilung Wann benötigen Sie eine Annäherung der Binomialverteilung? Warum die Annäherung an die Normalverteilung funktioniert, wenn n groß genug ist Symmetrische Verteilungen: Wenn p nahe bei 0,50 liegt Schiefe Verteilungen: Wenn p nahe bei null oder eins liegt Die Annäherung der Binomialverteilung an die Normalverteilung verstehen Feststellen, ob n groß genug ist Den Mittelwert und die Standardabweichung für die Z-Formel finden Die Stetigkeitskorrektur durchführen Eine Binomialverteilung durch die Normalverteilung annähern: Ein Münzbeispiel Wahrscheinlichkeiten für große Erhebungen ermitteln Kapitel 11 StichprobenVerteilungen und der Zentrale Grenzufertsatz Grundlagen einer Stichprobenverteilung Eine Stichprobenstatistik erstellen Möglichkeiten mit der Stichprobenverteilung auflisten Rettung durch den Zentralen Grenzwertsatz Stichprobenstatistiken mit dem Zentralen Grenzwertsatz (ZGS) berechnen Das Hauptergebnis des ZGS Warum der ZGS funktioniert 177 182 187 187 188 189 189 190 192 194 195 195 196 197 202 203 205 207 209 209 210 211 212 214 215 215 216 219 222 225 225 226 226 228 229 229 230 Wahrscheinlichkeitsrechnung für bummies Die Stichprobenverteilung der Stichprobensumme Die Anwendung des ZGS auf die Stichprobensumme Wahrscheinlichkeiten für t mit dem ZGS ermitteln Die Stichprobenverteilung des Stichprobenmittelwerts Die Anwendung des ZGS auf den Stichprobenmittelwert Wahrscheinlichkeiten für^ mit dem ZGS berechnen Die Stichprobenverteilung eines Stichprobenanteils Die Anwendung des ZGS auf einen Stichprobenanteil Wahrscheinlichkeiten für p mit dem ZGS berechnen Kapitel 12 Möglichkeiten analysieren; Entscheidungen treffen Konfidenzintervalle und Wahrscheinlichkeit Eine Wahrscheinlichkeit abschätzen Die Kosten einer richtigen Entscheidung abschätzen Ein Konfidenzintervall mit Wahrscheinlichkeiten interpretieren Wahrscheinlichkeiten und Hypothesentests Eine Wahrscheinlichkeit testen Mit p-Werten Wahrscheinlichkeiten abschätzen Die Wahrscheinlichkeit, eine Fehlentscheidung zu treffen Data Snooping in Schach halten Wahrscheinlichkeit in der Qualitätskontrolle 234 234 235 238 238 239 241 241 242 245 245 246 248 249 249 250 251 252 253 254 Teil W Fortgeschrittene Wahrscheintichkeitsmodede Kapitel 13 bie Poissonverteilung Ankünfte mit der Poissonverteilung modellieren Die Bedingungen für eine Poissonverteilung Die Poisson- und die Binomialverteilung im Vergleich Die Wahrscheinlichkeiten für die Poissonverteilung berechnen Die WMF der Poissonverteilung Die KVF der Poissonverteilung Der Erwartungswert und die Varianz der Poissonverteilung Zeitliche oder räumliche Einheiten ändern: der Poissonprozess Eine Poissonverteilung an eine Normalverteilung annähern Die Bedingungen einer Annäherung an die Normalverteilung erfüllen Die vollständigen Schritte für die Annäherung der Poissonverteilung an die Normalverteilung —- 16 257 259 259 259 260 261 261 264 267 267 269 269 272 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1h Die geometrische Verteilung Die Form der geometrischen Verteilung Die Bedingungen für eine geometrische Verteilung Wann wird eine geometrische Verteilung statt einer Binomialverteilung oder Poissonverteilung gewählt? Wahrscheinlichkeiten für die geometrische Verteilung mit der WMF ermitteln Die WMF für die geometrische Verteilung Geometrische Wahrscheinlichkeiten anwenden Erwartungswert und Varianz der geometrischen Verteilung Der Erwartungswert der geometrischen Verteilung Die Varianz und die Standardabweichung der geometrischen Verteilung Kapitel 15 Hie negative Binomialverteilung Bedingungen für eine negative Binomialverteilung Die Bedingungen für eine negative Binomialverteilung Gegenüberstellung der negativen Binomialverteilung, der geometrischen Verteilung und der Binomialverteilung Wahrscheinlichkeiten für die negative Binomialverteilung berechnen Die Formel für die negative Binomialverteilung Die WMF der negativen Binomialverteilung anwenden Der Erwartungswert und die Varianz der negativen Binomialverteilung Der Erwartungswert der negativen Binomialverteilung Die Varianz und die Standardabweichung der negativen Binomialverteilung Die Formeln für den Erwartungswert und die Varianz anwenden Kapitel 16 Hie hgpergeometrische Verteilung Die Bedingungen für die hypergeometrische Verteilung Wahrscheinlichkeiten für die hypergeometrische Verteilung berechnen Die WMF der hypergeometrischen Verteilung Die Grenzbedingungen für X Mit der WMF Wahrscheinlichkeiten berechnen Der Erwartungswert und die Varianz der hypergeometrischen Verteilung Der Erwartungswert der hypergeometrischen Verteilung Die Varianz und die Standardabweichung der hypergeometrischen Verteilung 275 275 276 276 278 278 279 280 281 281 285 285 286 286 287 288 289 293 293 294 295 297 297 298 299 301 302 304 304 305 «MMMM« Wahrscheinlichkeitsrechnung für Dummies m Teil V Für Gipfelstürmer: Stetige Wahrscheinlichkeitsmodetie Kapitel 17 Die stetige Gleichverteilung Die Eigenschaften der stetigen Gleichverteilung Die Dichtefunktion der stetigen Gleichverteilung Die allgemeine Form von f{x) f{x) für ein gegebenes a und b berechnen Den Wert von b unter der Bedingung f(x) finden Wahrscheinlichkeiten für die stetige Gleichverteilung berechnen »Kleiner als«-Wahrscheinlichkeiten berechnen »Größer als«-Wahrscheinlichkeiten berechnen Wahrscheinlichkeiten zwischen zwei Werten berechnen Kumulative Wahrscheinlichkeiten mit F(x) berechnen Der Erwartungswert und die Varianz der stetigen Gleichverteilung Der Erwartungswert der stetigen Gleichverteilung Die Varianz und die Standardabweichung der stetigen Gleichverteilung Die Gleichverteilung in einem Zufallsgenerator verwenden Kapitel 18 Die Exponentialverteilung (und ihre Beziehung zur PoissonVerteilung) Die Dichtefunktion der Exponentialverteilung Wahrscheinlichkeiten für eine Exponentialverteilung berechnen »Kleiner als«-Wahrscheinlichkeiten für eine Exponentialverteilung berechnen »Größer als«-Wahrscheinlichkeiten für eine Exponentialverteilung berechnen »Zwischen«-Wahrscheinlichkeiten für eine Exponentialverteilung berechnen Der Erwartungswert und die Varianz der Exponentialverteilung Der Erwartungswert der Exponentialverteilung Die Varianz und Standardabweichung der Exponentialverteilung Die Beziehungen zwischen Poissonverteilungen und Exponentialverteilungen Die Poisson- und die Exponentialverteilung in Aktion 18 üüfi 307 309 309 310 311 312 312 314 314 316 317 318 320 320 321 322 323 324 325 326 328 329 331 331 332 333 334 mnaitsverzeicnnts Teil VI Oer Top-Ten-Teil Kapitel 19 Zehn Schritte zu einer besseren Note in Wahrscheinlichkeitsrechnung Sich mit einem Problem vertraut machen Die Frage verstehen Den Kern von Wahrscheinlichkeitsproblemen herausschälen Die Informationen organisieren Schreiben Sie alle Formeln nieder Prüfen Sie die Bedingungen Mit Zuversicht rechnen Präsentieren Sie Ihren Lösungsgang Prüfen Sie Ihre Lösung Die Ergebnisse interpretieren Eine Zusammenfassung erstellen Kapitel 20 Die Top-Ten -Wahrscheinlichkeitsfeh(er (plus einem) Vergessen, dass eine Wahrscheinlichkeit zwischen null und eins liegen muss Kleine Wahrscheinlichkeiten fehlinterpretieren Wahrscheinlichkeiten für kurzfristige Vorhersagen verwenden Nicht glauben, dass 1-2-3-4-5-6 gewinnen kann An Läufe beim Würfeln glauben Jeder Situation eine 50-50-Chance einräumen Bedingte Wahrscheinlichkeiten verwechseln Die falsche Wahrscheinlichkeitsverteilung anwenden Die Bedingungen für ein Wahrscheinlichkeitsmodell nicht prüfen Permutationen und Kombinationen verwechseln Unabhängigkeit annehmen 335 337 337 338 339 339 340 341 341 342 343 345 345 307 347 348 348 349 350 350 351 352 353 354 355 Anhang A: Referenztabelten 357 Stichu/ortOerzeichnis 307