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Mit einem gewöhnlichen 6 Seitigen Würfel wirft man insgesamt 6 mal.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, in 6 Würfen 2 mal 2 mal die gleiche Zahl zu würfeln?

… Beispiel: 3, 2, 3, 4, 1, 4


Problem/Ansatz:

… Ich weiß, wie man die Wahrscheinlichkeit berechnet, eine Zahl 2 mal zu würfeln
(Bernoulli-Formel), aber wie rechnet man das für 2 mal 2 mal die gleiche Zahl aus?

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gefragt

Punkte: 12

 

Schließt das z.B. 3, 3, 3, 4, 1, 4 mit ein? Oder sollen es jeweils genau 2 gleiche Zahlen sein?   ─   orbit 01.10.2022 um 12:50

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@orbit das habe ich mich auch gefragt. Meiner Meinung müsste man auch über sowas wie 3,3,2,3,1,3 diskutieren. Auch wenn es viermal die gleiche Zahl ist, ist ja trotzdem 2 mal 2 gleiche Zahlen erfüllt. Wenn dein und mein Beispiel mit eingeschlossen sind, dann müsste aber auch 3,3,3,3,3,3 dabei sein, was ich aber dann wieder bezweifle. Tja, Aufgaben in der Wahrscheinlichkeitsrechnung müssen echt sehr genau formuliert und analysiert werden. Hier fehlt jetzt cauchy, welcher da echt immer fit ist und stets eine gut begründete Antwort auf solche Fragen parat hat.   ─   maqu 01.10.2022 um 13:35

Absolut, im Zweifel muss man den Aufgabenersteller fragen was gemeint ist. Ich würde jetzt auch vermuten, dass 2 unterschiedliche, genau 2 mal vorkommende Zahlen gemeint ist.   ─   orbit 01.10.2022 um 13:49

Mit "2 mal" meine ich genau 2 mal.   ─   .. 01.10.2022 um 15:32
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Okay, ich würde es wohl über die Multinomialverteilung machen. Du musst dir dann noch überlegen, welche Einzelwahrscheinlichkeiten du aufsummieren musst.
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Sonstiger Berufsstatus, Punkte: 690

 

Wie genau wende ich die Multinomialverteilung hier an? Nach kurzer Recherche über die MV fand ich heraus, dass man damit zum Beispiel berechnen kann, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist "mit einem idealen Würfel bei sechs Würfen drei Einsen, eine Zwei und zwei Vieren zu erzielen."

Bei meiner Frage geht es ja darum, genau 2 mal 2 mal die gleiche Zahl zu würfeln. Meinen Sie mit Einzelwahrscheinlichkeiten aufsummieren sowas wie die Wahrscheinlichkeit für 2 Einsen 2 Sechsen 1 Fünf und 1 Vier + die Wahrscheinlichkeit für 2 Einsen 2 Fünfen 1 Fünf und 1 Drei ... Das wäre sicher machbar, würde aber sicher sehr lange dauern.

Und an der Stelle frage ich auch schon mal ob sich hier jemand mit Computer Programmen auskennt und weiß, wie man für so ein Zufallsexperiment ein Programm erstellen kann, welches die exakte Wahrscheinlichkeit berechnen kann.
  ─   .. 01.10.2022 um 18:13

Genau, man kann mit der MV z.B. die Wahrscheinlichkeit von 2x die 1, 2x die 2, 1x die 3 und 1x die 4 (und den Rest 0x, da man ja nur 6x wirft) berechnen, d.h. \(f(2,2,1,1,0,0)\).

Wenn die Aufgabe jetzt so gemeint ist, dass die letzten beiden Zahlen nicht gleich sein dürfen, also 1,1,2,2,3,3 nicht gezählt wird, dann musst du nur noch gucken wie viele Möglichkeiten es gibt die Zahlenfolge 2,2,1,1,0,0 anzuordnen (Wieso?).

Die Go-to Software wäre wohl R. Du kannst es aber auch selber in der Sprache deiner Wahl programmieren.
  ─   orbit 01.10.2022 um 18:35

Vielen Dank für die Erwähnung der Multinomialverteilung @orbit

Ich denke ich habe das Ergebnis nun.

Betrachten wir noch mal die Wahrscheinlichkeit für die Möglichkeit (1,1,2,2,3,4)
Mit der MV lässt sich das ja so berechnen:
$\frac{6!}{2!2!1!1!}\cdot\left(\frac{1}{6}\right)^2\cdot\left(\frac{1}{6}\right)^2\cdot\left(\frac{1}{6}\right)^1\cdot\left(\frac{1}{6}\right)^1 \approx0.003858$

Dann gibt es ja einmal 15 Möglichkeiten für verschiedene Zahlenpaare also:
1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6 (5 Paare)2-3, 2-4, 2-5, 2-6 (4 Paare)
3-4, 3-5, 3-6 (3 Paare) 4-5, 4-6 (2 Paare) 5-6 (1 Paar)

Und dann noch die letzten 2 Zahlen, die verschieden sein sollen:
3-4, 3-5, 3-6, 4-5, 4-6, 5-6 (6 Paare)

Also multiplizieren wir das Ergebnis noch mit 15 und 6 und kommen dann auf:
$0.003858\cdot15\cdot6\approx0.3472\approx34.7\%$

Die Wahrscheinlichkeit in 6 Würfen 2 mal genau 2mal die gleiche Zahl zu würfeln beträgt also etwa 34.7%. Die bestätigt sich auch durch einige Male Durchführen dieses Zufallsexperiment.
  ─   .. 01.10.2022 um 20:53

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