Übungsblätter zu Methoden der Empirischen Sozialforschung III: Inferenzstatistik. Lösungsblatt zu Nr. 1

Ähnliche Dokumente
Aufgaben zur Wahrscheinlichkeitsrechnung: 1. Beispiel aus der Prüfungspraxis des Physikums:

Übungsblätter zu Methoden der Empirischen Sozialforschung III: Inferenzstatistik. Lösungsblatt zu Nr. 2

Statistik I für Humanund Sozialwissenschaften

Übungsblätter zu Methoden der Empirischen Sozialforschung III: Inferenzstatistik. Lösungsblatt zu Nr. 5

Einführung. Wahrscheinlichkeit. 1 Wahrscheinlichkeit: Definition und Interpretation. 2 Elementare Wahrscheinlichkeitsrechnung, bedingte

Musterlösungen zu den Aufgaben aus. Statistische Methoden in den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

a) (A B) tritt ein = A tritt ein oder B tritt ein. = Mindestens eines der Ereignisse A, B tritt ein.

Vorlesung Statistik, WING, ASW Wahrscheinlichkeit in Laplace Versuchen. Kombinatorische Formeln. Bedingte Wahrscheinlichkeit

Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung

Unabhängigkeit KAPITEL 4

Allgemeine diskrete Wahrscheinlichkeitsräume I

Allgemeine diskrete Wahrscheinlichkeitsräume II

Allgemeine diskrete Wahrscheinlichkeitsräume II. Beispiel II. Beispiel I. Definition 6.3 (Diskreter Wahrscheinlichkeitsraum)

Aufgabe 1. Übung Wahrscheinlichkeitsrechnung Markus Kessler Seite 1 von 8. Die Ereignisse A, B und C erfüllen die Bedingungen

UE Statistik 1, SS 2015, letztes Update am 5. März Übungsbeispiele

Bedingte Wahrscheinlichkeiten

Welche Axiome sind Grundlage der axiomatischen Wahrscheinlichkeitsdefinition von Kolmogoroff?

Wahrscheinlichkeitsräume (Teschl/Teschl 2, Kap. 26)

Zusammengesetzte Ereignisse

Dr. H. Grunert Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung Vorlesungscharts. Vorlesung 1. Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung

SS 2017 Torsten Schreiber

Statistik I für Betriebswirte Vorlesung 2

Kombinatorik & Stochastik Übung im Sommersemester 2018

1 Übungen zu Wahrscheinlichkeitsrechnung und Zufallsvariablen

Grundbegriffe. Vereinigungsmenge Schnittmenge sicheres Ereignis disjunkte Mengen komplementäre Ereignisse/ Gegenereignisse/ Alternativereignisse

Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie Lösungsvorschläge zu Übungsblatt 1

2. Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten

Stochastik Musterlösung 3

Was bedeutet p<0.05?

Wahrscheinlichkeitsrechnung Übung Aufgabe 2.b und 3

Kombinatorik. 1. Beispiel: Wie viele fünfstellige Zahlen lassen sich aus den fünf Ziffern in M = {1;2;3;4;5} erstellen?

Aufgabenblock 3. Durch zählen erhält man P(A) = 10 / 36 P(B) = 3 / 36 P(C) = 18 / 36 und P(A B) = 3 /

Ziegenproblem, Monty-Hall-Problem, Wahrscheinlichkeitsrechnung. Ziegenproblem, Monty-Hall-Problem, Drei-Türen-Problem

Orientierungshilfe zum 8. Hausaufgabenblatt. 25. Januar 2013


Wahrscheinlichkeitsrechnung

Wahrscheinlichkeitsrechnung für die Mittelstufe

Rumpfskript. Elementare Wahrscheinlichkeitsrechnung. Prof. Dr. Ralf Runde Statistik und Ökonometrie, Universität Siegen

STOCHASTISCHE UNABHÄNGIGKEIT. Annika Pohlmann Philipp Oel Wilhelm Dück

Mathematik für Biologen

Übungsrunde 4, Gruppe 2 LVA , Übungsrunde 4, Gruppe 2, Markus Nemetz, TU Wien, 10/2006

Klausur zur Wahrscheinlichkeitstheorie für Lehramtsstudierende

htw saar 1 KAPITEL 4 BEDINGTE WAHRSCHEINLICHKEIT UND STOCHASTISCHE UNABHÄNGIGKEIT Hans-Peter Hafner WS 2016/2017

Da die Fragen unabhängig voneinander und zufällig ausgewählt werden, ist die Wahrscheinlichkeit für eine Frage aus dem Gebiet Sport 1/10.

Stochastik Musterlösung 2

Lehrstuhl für Empirische Wirtschaftsforschung und Ökonometrie Dr. Roland Füss Statistik II: Schließende Statistik SS 2007

Statistik I für Betriebswirte Vorlesung 2

Stochastik - Kapitel 2

Wahrscheinlichkeitstheorie

Teil II. Wahrscheinlichkeitsrechnung

Teil II. Wahrscheinlichkeitsrechnung. Deskriptive Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung (SS 2015) Folie 129

Teil II. Wahrscheinlichkeitsrechnung. Inhaltsverzeichnis (Ausschnitt) Zufallsexperimente (Zufallsvorgänge) Ergebnisse

Satz von der totalen Wahrscheinlichkeit

Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie Lösungsvorschläge zu Übungsblatt 2

Mathematik für Biologen

Statistik für Ingenieure Vorlesung 2

3 Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit von Ereignissen

Heute. Die Binomialverteilung. Poissonverteilung. Approximation der Binomialverteilung durch die Normalverteilung

Einführung in die Stochastik 6. Übungsblatt

Mathematische und statistische Methoden II

Biostatistik, Sommer 2017

Vorlesung Statistik WING ASW Melanie Kaspar, Prof. Dr. B. Grabowski 1

Mathematische und statistische Methoden II

Eigenschaften der relativen Häufigkeit ( Zur Erinnerung) Axiomatische Definition der Wahrscheinlichkeit: Vorlesung Statistik WING

Wahrscheinlichkeit3 Binomialverteilung/Bernoulli-Formel

Statistik Aufgabensammlung

3 Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit

3 Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit von Ereignissen. Bsp (3-maliges Werfen einer Münze) Menge der Elementarereignisse:

Bedingte Wahrscheinlichkeiten & Unabhängigkeit

A B A A A B A C. Übungen zu Frage 110:

Kapitel N. Wahrscheinlichkeitsrechnung

Pflichtteilaufgaben zu Stochastik (Pfadregeln, Erwartungswert, Binomialverteilung) Baden-Württemberg

Stochastik Grundlagen

Mathematische und statistische Methoden II

Bedingte Wahrscheinlichkeiten & Unabhängigkeit

Biostatistik, Winter 2011/12

Statistik I für Wirtschaftswissenschaftler Klausur am ,

Spezifische Mathematik Lösung Serie 2: Wahrsch.-Rechnung

Elemente der Stochastik (SoSe 2016) 6. Übungsblatt

Welche Axiome sind Grundlage der axiomatischen Wahrscheinlichkeitsdefinition von Kolmogoroff?

3 Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit von Ereignissen

Bedingte Wahrscheinlichkeit

Prüfungsvorbereitungskurs Höhere Mathematik 3

Biometrieübung 2 Wahrscheinlichkeitsrechnung

= 7! = 6! = 0, 00612,

Aufgabe 7: Stochastik (WTR)

Aufgabenstellung und Ergebnisse zur. Bachelor-Prüfung Deskriptive Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung Wintersemester 2018/19

1 Vorbemerkungen 1. 2 Zufallsexperimente - grundlegende Begriffe und Eigenschaften 2. 3 Wahrscheinlichkeitsaxiome 4. 4 Laplace-Experimente 6

Ist P(T) = p die Trefferwahrscheinlichkeit eines Bernoulli-Experiments,

Realschulabschluss Zufall und Wahrscheinlichkeit (Wahlteil) Lösung W4a/2008 Lösungslogik Es handelt sich um Ziehen mit Zurücklegen. Aufstell

Grundbegrie der Wahrscheinlichkeitsrechnung

Prüfungsvorbereitungskurs Höhere Mathematik 3

Willkommen zur Vorlesung Statistik (Master)

Transkript:

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 1 Übungsblätter zu Methoden der Empirischen Sozialforschung III: Inferenzstatistik Lösungsblatt zu Nr. 1 1. Die richtigen Lösungen finden Sie auf Seite 30 des Grundkurses Statistik für Historiker Teil II von Herrn Prof. Thome. 2. a) Beim russischen Roulette besteht das Zufallsexperiment darin, daß der tödliche Ausgang, sprich das Auslösen des Schusses, nicht exakt voraussehbar ist. Hat man die 6er-Trommel, in der sich nur eine Patrone befindet, gedreht, so beträgt die Wahrscheinlichkeit, daß unser günstiges Ereignis eintritt, 1 zu 6. Hingegen beläuft sich die Wahrscheinlichkeit für das Komplement Kein Schuß auf 5 zu 6. b) Mit Hilfe des allgemeinen Multiplikationssatzes für beliebige (nicht-disjunkte) Ereignisse hätte <<Sahne>> die Wahrscheinlichkeit berechnen können, drei Versuche ohne weiteres Drehen der Trommel zu überleben. Hierbei ist zu beachten, daß mit jedem Versuch sich die Gesamtzahl der Ereignisse um eines reduziert. Überlebenswahrscheinlichkeit bei drei aufeinander folgenden Versuchen ohne Drehen der Trommel: 1.Versuch: P(A) g n 5 6 2.Versuch: P(B) g n 4 5 3.Versuch: P(C) g n 3 4 Anwendung des allgemeinen Multiplikationssatzes: P(A B C) P(A) P(B A) P(C A B) 5 6 4 5 3 4 60 120 1 2 Für <<Sahne>> hätte die Wahrscheinlichkeit, alle drei Versuche zu überleben, 1 zu 2 betragen.

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 2 3. Um diese Aufgabe richtig lösen zu können, muß man davon ausgehen, daß die Befragung unter der gesamten Wohnbevölkerung der Stadt durchgeführt werden soll. a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für einen Bürger kein Verkehrsmittels der Gesellschaft U zu benutzen? P(U) 1 P(U) 1 0,40 0,60 Die Wahrscheinlichkeit, kein Verkehrsmittel von U zu benutzen, beträgt 60 Prozent. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein Bürger ein Verkehrmittel der Gesellschaften S oder T benutzt? Diese Aufgabe läßt sich mit Hilfe des allgemeinen Additionssatzes für nichtdisjunkte Ereignisse lösen: P(S T) P(S) P(T) P(S T) 0,30 0,15 0,05 0,40 Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 40 %. c) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, als Bürger dieser Stadt kein Verkehrsmittel der drei Gesellschaften zu benutzen? Die Wahrscheinlichkeit kein Verkehrsmittel der drei Gesellschaften zu benutzen stellt das Komplement der Wahrscheinlichkeit dar, ein Verkehrsmittel der drei Gesellschaften zu benutzen. Daher müssen wir zunächst die Wahrscheinlichkeit bestimmen, daß er / sie ein Verkehrsmittel der drei Gesellschaften benutzt. Anschließend können wir dann das entsprechende Komplement bilden. 1) P(U S T) P(U) P(S) P(T) P(U S) P(U T) P(S T) P(U S T) 0,40 0,30 0,15 0,08 0,02 0,05 0,01 0,71 2) P(U S T) 1 P(U S T) 1 0,71 0,29 Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 29 %.

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 3 d) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit eines Bürgers, Verkehrsmittel höchstens von zwei der drei Gesellschaften zu benutzen? Wir müssen zur Lösung dieser Aufgabe vier logische Fälle voneinander unterscheiden: 1, Jemand benutzt kein Verkehrsmittel der drei Gesellschaften. 2. Jemand fährt nur mit einer Verkehrsgesellschaft. 3. Jemand benutzt die Verkehrsmittel zweier Gesellschaften. 4. Jemand benutzt die Verkehrsmittel aller drei Gesellschaften. Nach der obigen Aufgabenformulierung müssen wir die Wahrscheinlichkeit berechnen, daß jemand mit keiner oder nur mit einer oder nur mit zwei Gesellschaften fährt. Wir können uns den Lösung sehr vereinfachen, wenn wir daran denken, daß dies das Komplement zum vierten logischen Fall darstellt. P(U S T) 1 P(U S T) 1 0,01 0,99 Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 99 %. e) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, zwei und mehr Verkehrsgesellschaften zu benutzen? Wir unterscheiden zwei logische Fälle: 1. Die Wahrscheinlichkeit nur zwei Gesellschaften zu benutzen. 2. Die Wahrscheinlichkeit nur alle drei Gesellschaften zu benutzen. 1. Fall: Benutzung zweier Gesellschaften ohne die jeweils dritte: a) P(U S \ U S T) 0,08 0,01 0,07 b) P(U T \ U S T) 0,02 0,01 0,01 c) P(S T \ U S T) 0,05 0,01 0,04 P((U S \ U S T) (U T \ U S T) (S T \ U S T )) 0,07 0,01 0,04 0,12 2. Fall; Benutzung dreier Gesellschaften: P(U S T) 0,01 1. Fall und 2. Fall: P((U S \ U S T) (U T \ U S T) (S T \ U S T) (U S T)) 0,12 0,01 0,13

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 4 Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 13 %. 4. Zur Lösung dieser Aufgabe benötigen wir eine Entscheidungstabelle, in der wir die gekannten und gesuchten Wahrscheinlichkeiten eintragen können: Entscheidungstabelle zur Lösung von Aufgabe 4: Nicht krank ( K) Krank (K) Randverteilung für Diagnose Diagnose negativ (D) P( D K) 0,99 P( D K) 0,10 P( D) =? Diagnose positiv (D) P(D K) 0,01 P(K D)=? P(D K) 0,90 P(D) Randverteilung für Erkrankung P( K) 0,90 P(K) 0,10 a) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein Patient insgesamt als gesund eingestuft wird? Lösungsweg: Satz der totalen, vollständigen Wahrscheinlichkeit nach Bayes P(D) P(D K) P(K) P(D K) P(K) 0,990,90 0,100,10 0,901 Die Wahrscheinlichkeit insgesamt als gesund eingestuft zu werden, beträgt 90,1 %. b) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, daß jemand nicht krank ist, obwohl als positiv eingestuft / diagnostiziert wurde? Lösungsweg: Bayesche Satz für a posteriori Wahrscheinlichkeiten: Gesucht: P(K D) P(K D) P(D K) P(K) P(D K) P(K) P(D K) P(K) P(D K) P(K) P(D) 0,01 0,90 0,01 0,90 0,90 0,10 0,009 0,009 0,09 0,091

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 5 Die Wahrscheinlichkeit fälschlicherweise eine positive Diagnose zu stellen (.- Fehler) beträgt 9,1 %. e) Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, eine richtige Diagnose zu stellen? Gesucht wird eine zweielementige Ereignismenge: { (K,D), ( K, D) } Anwendung des allgemeinen Multiplikations- und Additionssatzes: P(D K) P(D K) P(K) 0,90 0,10 0,09 P(D K) P(D K) P(K) 0,99 0,90 0,891 P((D K) (D K)) 0,09 0,891 0,981 Die gesuchte Wahrscheinlichkeit beträgt 98,1 %. 5) Um diese Aufgaben lösen zu können, müssen wir die allgemeine Formel für die Berechnung von Kombinationen ohne die Wiederholung von Elementen anwenden. Hierbei haben wir zunächst die Anzahl der bildbaren Kombinationen jeweils getrennt für die Soziologen und Politologen zu bestimmen. Die Gesamtzahl der Kombinationen für den 5er Ausschuß ergibt sich aus dem Produkt der Kombinationen für die beiden Institute. Allgemeine Formel: C n (k) n k n! (n k)!k! a) Anzahl der Kombinationen von jedem Soziologen mit jedem Politologen 5 2 7 3 5! (5 2)!2! 7! (7 3)!3! 12345 12312 1234567 1234123 20 2 210 6 10 35 350 Es gibt 350 mögliche Kombinationen zur Bildung des 5er Ausschusses.

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Institut für Soziologie - Dr. Wolfgang Langer 6 b) Wie in a) gibt es 10 Möglichkeiten aus 5 Soziologen 2 auszuwählen. Wenn jedoch 1 Politologe immer im Ausschluß sitzen muß, können wir nur noch 2 aus 6 Politologen frei wählen. Daher müssen wir nur die Anzahl ihrer möglichen Zweierkombinationen bestimmen und mit der Kombinationsanzahl der Soziologen multiplizieren. 5 2 6 2 10 6! (6 2)! 2! 10 123456 123412 10 30 2 10 15 150 Es verbleiben 150 Kombinationsmöglichkeiten. c) Wenn zwei bestimmte Soziologen vom Ausschuß ausgeschlossen werden sollen, können wir nur noch zwei Fachvertreter aus den restlichen drei auswählen. Hingegen bleiben uns bei den Politologen die bereits ermittelten 35 Kombinationen erhalten. Bestimmung der reduzierten Soziologenauswahl: 3 2 3! (3 2)!2! 123 112 3 1 3 3 35 105 Kombinationen Es ergeben sich unter der Bedingung c) 105 Kombinationsmöglichkeiten.