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ESTO · Übungsblatt 1 · Aufgabe 7

Blutgruppen: aus Anzahlen wird ein Modell

Aus vier Anzahlen wird ein Laplace-Raum. Ein Laplace-Raum ist ein Modell, in dem alle Ergebnisse gleich wahrscheinlich sind. Der Weg: erst klären, was ein Ergebnis ist, dann prüfen, warum das Modell ein Laplace-Raum ist, dann drei kurze Rechnungen. Rechts steht der ganze Lösungsweg, links die Erklärung zum aktuellen Schritt. Mit Weiter geht es Schritt für Schritt voran. Ein Klick auf einen Schritt springt direkt dorthin.

Schritt 0 Die Aufgabe

In einer menschlichen Population gibt es 54 Personen mit der Blutgruppe A, 16 mit der Blutgruppe B, 4 mit der Blutgruppe AB und 49 mit der Blutgruppe 0.

  1. Modellieren Sie dieses Experiment als Laplace-Raum.
  2. Berechnen Sie
    • a) P({A}∪{0})P(\{A\} \cup \{0\})
    • b) P({A}∩{0})P(\{A\} \cap \{0\})
    • c) P({0}c)P(\{0\}^{c})

(i) Das Modell

was ist hier ein Ergebnis?

Schritt 1 Der Ergebnisraum sind die Personen

Ergebnisraum: die 123 Personen — nicht die vier Blutgruppen
Ω={ Person1,…,Person123 }\Omega = \{\,\text{Person}_1, \dots, \text{Person}_{123}\,\}
∣Ω∣=54+16+4+49=123|\Omega| = 54 + 16 + 4 + 49 = 123

Schritt 2 Warum das ein Laplace-Raum ist

Jede Person wird gleich wahrscheinlich gezogen
P({ω})=1123und damitP(E)=∣E∣123P(\{\omega\}) = \frac{1}{123} \qquad\text{und damit}\qquad P(E) = \frac{|E|}{123}

Schritt 3 Die vier Blutgruppen als Ereignisse

Wahrscheinlichkeit = Anteil der Gruppe an allen 123 Personen
P({A})=54123,P({B})=16123P(\{A\}) = \frac{54}{123}, \qquad P(\{B\}) = \frac{16}{123}
P({AB})=4123,P({0})=49123P(\{AB\}) = \frac{4}{123}, \qquad P(\{0\}) = \frac{49}{123}

(ii) Die drei Rechnungen

jede stützt sich auf eine Regel

Schritt 4 A oder 0

a) Die beiden Ereignisse sind disjunkt, deshalb fällt der Abzug weg
P(E∪F)=P(E)+P(F)−P(E∩F)P(E \cup F) = P(E) + P(F) - P(E \cap F)
P({A}∪{0})=54123+49123−0=103123≈0,837P(\{A\} \cup \{0\}) = \frac{54}{123} + \frac{49}{123} - 0 = \frac{103}{123} \approx 0{,}837

Schritt 5 A und 0 zugleich

b) Niemand hat zwei Blutgruppen, der Schnitt ist leer
{A}∩{0}=∅⟹P({A}∩{0})=0\{A\} \cap \{0\} = \emptyset \qquad\Longrightarrow\qquad P(\{A\} \cap \{0\}) = 0

Schritt 6 Alle außer 0

c) Komplementsatz P(Ec)=1−P(E)P(E^{c}) = 1 - P(E) mit E={0}E = \{0\}
P({0}c)=1−49123=74123≈0,602P(\{0\}^{c}) = 1 - \frac{49}{123} = \frac{74}{123} \approx 0{,}602

Schritt 7 Ergebnis

✓(i) Ω\Omega = die 123 Personen, jede mit Wahrscheinlichkeit 1/1231/123
✓a) P({A}∪{0})=103/123≈0,837P(\{A\} \cup \{0\}) = 103/123 \approx 0{,}837: etwa 84 % haben A oder 0
✓b) P({A}∩{0})=0P(\{A\} \cap \{0\}) = 0: niemand hat A und 0 zugleich
✓c) P({0}c)=74/123≈0,602P(\{0\}^{c}) = 74/123 \approx 0{,}602: etwa 60 % haben nicht Blutgruppe 0

Probe zu c): 54+16+4=7454 + 16 + 4 = 74. Abzählen und Komplementsatz führen zum selben Wert. Alle Dezimalwerte sind auf drei Nachkommastellen gerundet.