Aufgabenstellung "Münzwurf"
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Abhängigkeit von Anzahl der Würfe n
Probieren sie aus, wie nahe sie diesen Wahrscheinlichkeiten kommen, wenn sie unterschiedlich oft die Münze werfen. - Hierfür wählen sie im Drop-Down-Menü links die 1 bei Anzahl der Würfe aus und klicken auf + 1 neuer Versuch.
- Schauen sie sich die relativen Häufigkeiten im Reiter Plot (oben) an.
- Wählen sie nun 10 Würfe bei Anzahl der Würfe aus und führen wiederum einen neuen Versuch aus indem sie den Button + 1 neuer Versuch aktivieren.
- Wiederholen sie diesen Vorgang für weitere Anzahlen von Würfen (z.B. 20, 100, 1.000, 10.000 und 100.000).
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Abhängigkeit von Anzahl der Versuche m
Gibt es Unterschiede wenn je Wurfanzahl mehrere Versuche durchgeführt werden? Sind die Resultate identisch, wenn sich die Anzahl der Würfe erhöht? - Wählen sie hierfür wieder 10 bei Anzahl der Würfe aus und wiederholen den Versuch dieses Mal ein paar mal in dem sie mehrmals den Button + 1 neuer Versuch aktivieren.
- Wählen sie nun 100 bei Anzahl der Würfe aus und wiederholen sie den Versuch ebenfalls mehrmals. Alternativ können sie auch gleich den + 100 neue Versuche-Button nutzen.
- Wiederholen sie das ganze für weitere Anzahlen von Würfen und beantworten die in 2) genannten Fragen.
- Reicht 100 Mal werfen aus, um eine Wahrscheinlichkeit von exakt 0.5 (bzw 50%) zu bekommen?
- Gibt es eine endliche Anzahl an Würfen bei denen die relative Häufigkeit für Kopf sicher p=0.5 ist?
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Interpretieren sie ihre erzielten Ergebnisse und versuchen sie die Resultate mit dem Gesetz der großen Zahlen in Verbindung zu bringen.
Gesetz der großen Zahlen: $$\text{Pr} \{ \left| \frac{a}{n} - \text{Pr} \{ E \} \right| \ \geq \epsilon \} \to 0, \text{wenn} \, n \to \infty $$
Anleitung und Hilfe
Hier werden die Würfe einer fairen Münze bestehend aus Kopf und Zahl simuliert und die jeweiligen relativen Häufigkeiten in Abhängigkeit von der Anzahl der Würfe n und in Abhängigkeit von der Anzahl der Versuche m dargestellt. Hierzu kann der Anwender auf dem linken Panel unterschiedliche Optionen auswählen. Diese werden dann bearbeitet und auf dem rechten Panel visualisiert. Um zur Visualisierung zu gelangen, klicken Sie oben einfach auf den Reiter Plot. Die Visualsierungen werden erst sichtbar, sobald mindestens 1 Wurfversuch unternommen wurde. Hierzu klicken Sie bitte auf + 1 neuer Versuch.
Eingabe - Linkes Panel
Zunächst wird die Anzahl der Würfe die während eines Versuchs unternommen werden ausgewählt. Bei einer Anzahl von 1 wird die Münze während des Versuchs nur einmal geworfen, bei 2 zweimal, bei 100 hundert Mal und so weiter. Um den Versuch auszuführen, muss der Button + 1 neuer Versuch ausgeführt werden um so die Würfe der Münze zu simulieren. Um die Ergebnisse einordnen zu können ist es von Vorteil im weiteren Verlauf der Anwendung nicht nur einen weiteren Versuch zu unternehmen, sondern gleich mehrere. Hierzu dient der + 100 neue Versuche-Button.
Mithilfe der Option Wahrscheinlichkeiten können zusätzlich die zu erwartenden Wahrscheinlichkeiten dargestellt werden. Der Button Zurücksetzen löscht die Aufzeichnung aller Versuche und setzt alle getätigten Würfe zurück.
Ausgabe - Rechtes Panel
Dargestellt werden 2 Grafiken sobald mindestens ein Versuch durchgeführt wurde. Beachten Sie, dass ein Versuch einen Wurf oder auch z.B. 100.000 Würfen beinhalten kann, wenn dies mittels der Eingabe-Funktion Anzahl Würfe so angegeben wurde.
Auf der linken Abbildung ist ein Balkendiagramm dargestellt, welches die relative Häufigkeit von Kopf und Zahl im letzten durchgeführten Versuch zeigt. Die relativen Häufigkeiten (y-Achse) gehen dabei von 0 (bzw. 0%, gar nicht aufgetreten) bis zu 1 (bzw. 100%, nur aufgetreten).
Auf der rechten Abbildung ist die relative Häufigkeit für Kopf (y-Achse) in Abhängigkeit der Anzahl der Würfe (x-Achse) aufgetragen. Dabei repräsentiert jeder grüne Punkt die relative Häufigkeit eines jeden Versuchs in der gewählten Wurfzahl-Kategorie. Der blau umrandete Punkt stellt hier den letzten ausgeführten Versuch dar. Alle Versuche werden gespeichert und aufgetragen solange bis der Zurücksetzen-Button aktiviert wird.
Zusätzlich wird auf dem linken Panel angezeigt, wieviele Versuche schon durchgeführt wurden und wie hoch die relative Häufigkeit für Kopf im letzten durchgeführten Versuch gewesen ist.
Aufgaben-Panel
Zusätzlich zum Reiter Aufgabenstellung kann die Aufgabenstellung in einem separaten Fenster dargestellt werden. Dieses Fenster ist frei beweglich und kann mit der Maus (via Drag & Drop) zur gewünschten Position verschoben werden. Ein- bzw. ausgeblendet wird das zusätzliche Fenster im Reiter Aufgabenstellung.
Weitere Informationen
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