Lösung Wahrscheinlichkeitsverteilung

Zuletzt geändert von Henrik Horstmann am 2026/10/22 07:51

Gegeben ist die Verteilung:

ErgebnisWahrscheinlichkeit
 \(A\)  \(t\)
 \(B\)  \(2t\)
 \(C\)  \(\frac{1}{2}-t\)
 \(D\)  \(\frac{1}{2}-2t\)

1. Zulässige Werte von \(t\)

Für eine gültige Wahrscheinlichkeitsverteilung müssen alle Wahrscheinlichkeiten nicht negativ sein und ihre Summe muss eins betragen.

Die Summe ist:

\[t+2t+\left(\frac{1}{2}-t\right)+\left(\frac{1}{2}-2t\right)=1\]

Sie beträgt für jeden Wert von \(t\) eins. Nun werden die Bedingungen der Nichtnegativität geprüft:

BedingungFolgerung
 \(t\geq 0\)  \(t\geq 0\)
 \(2t\geq 0\)  \(t\geq 0\)
 \(\frac{1}{2}-t\geq 0\)  \(t\leq\frac{1}{2}\)
 \(\frac{1}{2}-2t\geq 0\)  \(t\leq\frac{1}{4}\)

Alle Bedingungen müssen gleichzeitig gelten. Daher ist der zulässige Parameterbereich:

\[t\in\left[0,\frac{1}{4}\right]\]

2. Ist eine Gleichverteilung möglich?

Bei vier gleichwahrscheinlichen Ergebnissen müsste jede Wahrscheinlichkeit \(\frac{1}{4}\) betragen.

Aus der Wahrscheinlichkeit von \(A\) müsste gelten:

\[t=\frac{1}{4}\]

Aus der Wahrscheinlichkeit von \(B\) müsste dagegen gelten:

\[2t=\frac{1}{4}\quad\Longrightarrow\quad t=\frac{1}{8}\]

Diese Bedingungen können nicht gleichzeitig erfüllt sein. Es gibt also keinen Wert von \(t\), für den die ursprüngliche Verteilung eine Gleichverteilung ist.

3. Mindestens 25 % höhere Wahrscheinlichkeit

Die Ereigniswahrscheinlichkeiten sind:

\[P(\{B,C\})=2t+\left(\frac{1}{2}-t\right)=\frac{1}{2}+t\]
\[P(\{A,D\})=t+\left(\frac{1}{2}-2t\right)=\frac{1}{2}-t\]

„Um mindestens 25 % höher“ bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit von \(\{B,C\}\) mindestens das \(1{,}25\)-Fache der Wahrscheinlichkeit von \(\{A,D\}\) beträgt. Daher gilt:

\[\frac{1}{2}+t\geq 1{,}25\left(\frac{1}{2}-t\right)\]

Umformen ergibt:

\[\frac{1}{2}+t\geq\frac{5}{8}-\frac{5}{4}t\]
\[\frac{9}{4}t\geq\frac{1}{8}\quad\Longrightarrow\quad t\geq\frac{1}{18}\]

Zusammen mit dem zulässigen Parameterbereich aus Teil 1 folgt:

\[t\in\left[\frac{1}{18},\frac{1}{4}\right]\]