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Zentraler Grenzwertsatz

Ziel

Ziel des Arbeitsblattes ist, eine Approximation der Binomialverteilung für grosse n zu entdecken.

Aufgabe

Gezeigt ist die Binomialverteilung für p=0.5. Setzen Sie n auf 10, 100, 1'000, 5'000 und 10'000.

  1. Wie viel Zeit braucht der Computer, um die Verteilung zu berechnen? Erkennen Sie ein potentielles Problem?
  2. Erkennen Sie eine Gesetztmässigkeit für den Mittelwert? Erklären Sie diesen anhand der Formel für den Mittelwert der Binomialverteilung.
  3. Erkennen Sie eine Gesetztmässigkeit für die Standardabweichung? Erklären Sie diesen anhand der Formel für die Standardabweichung der Binomialverteilung.
  4. Kennen Sie eine Verteilung, die sehr ähnlich aussieht? (Hilfe: Drücken Sie auf den Button mit der roten Kurve oben rechts.)

Binomialverteilung

Formulierung des Grenzwertsatzes

Nun benutzen wir Ihre Erkenntnisse.

  1. Geben Sie eine Formel für eine verschobene Binomialverteilung mit Mittelwert 0 an. (Benutzen Sie die Formel aus 2. der vorangegangenen Aufgabe.)
  2. Geben Sie eine Formel für eine gestauchte Binomialverteilung mit Standardabweichung 1 (und Mittelwert 0) an. (Benutzen Sie die Formel aus 3. der vorangegangenen Aufgabe.)
  3. Benutzen Sie die eben konstruierte Verteilung und die Erkenntnis aus 4. der vorangegangenen Aufgabe um einen Approximationssatz zu formulieren.

Anwendung

Lösen Sie nun die folgende Aufgabe. Von allen Kindern in der EU zwischen 7 und 11 Jahren haben 70% ein eigenes Handy. Was ist die Wahrscheinlichkeit, dass von den 400'000 Kindern in der Schweiz zwischen 7 und 11 Jahren mindestens 260'000 Kinder ein eigenes Handy besitzen? Wir nehmen an, dass die Schweiz repräsentativ für die EU ist.