Aufgaben:Aufgabe 1.4Z: Summe von Ternärgrößen: Unterschied zwischen den Versionen

Aus LNTwww
Wechseln zu:Navigation, Suche
Zeile 2: Zeile 2:
 
{{quiz-Header|Buchseite=Stochastische Signaltheorie/Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit}}
 
{{quiz-Header|Buchseite=Stochastische Signaltheorie/Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit}}
  
[[Datei:P_ID79__Sto_Z_1_4.png|right|frame|Summe zweier Ternärgrößen $x$ und $y$]]
+
[[Datei:P_ID79__Sto_Z_1_4.png|right|frame|Summe zweier Ternärgrößen  $x$  und  $y$]]
 
Gegeben seien die ternären Zufallsgrößen
 
Gegeben seien die ternären Zufallsgrößen
  
Zeile 9: Zeile 9:
 
:$$y ∈ {–1, \ 0, +1}.$$
 
:$$y ∈ {–1, \ 0, +1}.$$
  
Diese beiden Ternärwerte treten jeweils mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf. Daraus wird als eine neue Zufallsgröße die Summe $s = x + y$ gebildet.
+
Diese beiden Ternärwerte treten jeweils mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf.  Daraus wird als eine neue Zufallsgröße die Summe  $s = x + y$  gebildet.
  
Das nebenstehendes Schema zeigt, dass die Summe $s$ alle ganzzahligen Werte zwischen $–3$ und $+3$ annehmen kann: 
+
Das nebenstehendes Schema zeigt, dass die Summe  $s$  alle ganzzahligen Werte zwischen  $–3$  und  $+3$  annehmen kann: 
  
 
:$$ s \in \{-3, -2, -1, \ 0, +1, +2, +3\}.$$
 
:$$ s \in \{-3, -2, -1, \ 0, +1, +2, +3\}.$$
 +
 +
  
  
Zeile 20: Zeile 22:
  
 
''Hinweise:''  
 
''Hinweise:''  
*Die Aufgabe gehört zum  Kapitel [[Stochastische_Signaltheorie/Statistische_Abhängigkeit_und_Unabhängigkeit|Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit]].
+
*Die Aufgabe gehört zum  Kapitel  [[Stochastische_Signaltheorie/Statistische_Abhängigkeit_und_Unabhängigkeit|Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit]].
 
   
 
   
*Eine Zusammenfassung der theoretischen Grundlagen mit Beispielen bringt das Lernvideo
+
*Eine Zusammenfassung der theoretischen Grundlagen mit Beispielen bringt das Lernvideo 
 
:[[Statistische_Abhängigkeit_und_Unabhängigkeit_(Lernvideo)|Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit]].
 
:[[Statistische_Abhängigkeit_und_Unabhängigkeit_(Lernvideo)|Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit]].
  
Zeile 30: Zeile 32:
  
 
<quiz display=simple>
 
<quiz display=simple>
{Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe $s$ positv ist:
+
{Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe&nbsp; $s$&nbsp; positv ist:
 
|type="{}"}
 
|type="{}"}
 
${\rm Pr}(s>0) \ = \ $ { 0.4444 3% }
 
${\rm Pr}(s>0) \ = \ $ { 0.4444 3% }
  
{Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl die Eingangsgröße $x$ als auch die Summe $s$ positiv sind:
+
{Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl die Eingangsgröße&nbsp; $x$&nbsp; als auch die Summe&nbsp; $s$&nbsp; positiv sind:
 
|type="{}"}
 
|type="{}"}
${\rm Pr}[(x>0) \cap (s>0)] \ = \ $ { 0.3333 3% }
+
${\rm Pr}\big [(x>0) \cap (s>0)\big] \ = \ $ { 0.3333 3% }
  
{Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Eingangsgröße $x > 0$ ist, wenn $s > 0$ gilt:
+
{Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Eingangsgröße&nbsp; $x > 0$&nbsp; ist, wenn&nbsp; $s > 0$&nbsp; gilt:
 
|type="{}"}
 
|type="{}"}
 
${\rm Pr}(x>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}s>0)\ = \ $ { 0.75 3% }
 
${\rm Pr}(x>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}s>0)\ = \ $ { 0.75 3% }
  
{Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Summe $s$ positiv ist, wenn die Eingangsgröße $x >$ 0 ist:
+
{Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Summe&nbsp; $s$&nbsp; positiv ist, wenn die Eingangsgröße&nbsp; $x > 0$&nbsp; ist:
 
|type="{}"}
 
|type="{}"}
 
${\rm Pr}(s>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}x>0)\ = \ $ { 1 }
 
${\rm Pr}(s>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}x>0)\ = \ $ { 1 }

Version vom 9. November 2019, 18:11 Uhr

Summe zweier Ternärgrößen  $x$  und  $y$

Gegeben seien die ternären Zufallsgrößen

$$x ∈ {–2, \ 0, +2},$$
$$y ∈ {–1, \ 0, +1}.$$

Diese beiden Ternärwerte treten jeweils mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf.  Daraus wird als eine neue Zufallsgröße die Summe  $s = x + y$  gebildet.

Das nebenstehendes Schema zeigt, dass die Summe  $s$  alle ganzzahligen Werte zwischen  $–3$  und  $+3$  annehmen kann: 

$$ s \in \{-3, -2, -1, \ 0, +1, +2, +3\}.$$




Hinweise:

  • Eine Zusammenfassung der theoretischen Grundlagen mit Beispielen bringt das Lernvideo 
Statistische Abhängigkeit und Unabhängigkeit.


Fragebogen

1

Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass die Summe  $s$  positv ist:

${\rm Pr}(s>0) \ = \ $

2

Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl die Eingangsgröße  $x$  als auch die Summe  $s$  positiv sind:

${\rm Pr}\big [(x>0) \cap (s>0)\big] \ = \ $

3

Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Eingangsgröße  $x > 0$  ist, wenn  $s > 0$  gilt:

${\rm Pr}(x>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}s>0)\ = \ $

4

Berechnen Sie die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass die Summe  $s$  positiv ist, wenn die Eingangsgröße  $x > 0$  ist:

${\rm Pr}(s>0\hspace{0.05cm}|\hspace{0.05cm}x>0)\ = \ $


Musterlösung

Ternärgrößen im Venndiagramm

In nebenstehender Grafik sind

  • die drei zum Ereignis $„x > 0“$ gehörenden Felder violett umrandet,
  • die Felder für $„s > 0“$ gelb hinterlegt.


Alle gesuchten Wahrscheinlichkeiten können hier mit Hilfe der klassischen Definition ermittelt werden.

(1)  Dieses Ereignis ist durch die gelb hinterlegten Felder gekennzeichnet:

$$\rm Pr (\it s > \rm 0) = \rm 4/9 \hspace{0.15cm}\underline { \approx \rm 0.444}.$$


(2)  Hier gilt folgender Sachverhalt:

$$\rm Pr \big[(\it x > \rm 0) \cap (\it s>\rm 0) \big ] = \rm Pr(\it x > \rm 0) =\rm 3/9\hspace{0.15cm}\underline { \approx \rm 0.333}. $$


(3)  Mit den Ergebnissen der Teilaufgaben (1) und (2) folgt:

$$\rm Pr \big[(\it x > \rm 0) \hspace{0.05cm}| \hspace{0.05cm} (\it s > \rm 0)\big] = \frac{{\rm Pr} [(\it x > \rm 0) \cap (\it s > \rm 0)]}{{\rm Pr}(\it s > \rm 0)}= \frac{3/9}{4/9}\hspace{0.15cm}\underline {= 0.75}.$$


(4)  Analog zur Teilaufgabe (3) gilt nun:

$$\rm Pr(\it s > \rm 0 \hspace{0.05cm} | \hspace{0.05cm} \it x > \rm 0)=\frac{Pr \big[(\it x > \rm 0) \cap (\it s > \rm 0) \big]}{Pr(\it x >\rm 0)}=\rm \frac{3/9}{3/9}\hspace{0.15cm}\underline {= 1}.$$