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Vertiefung – Verknüpfung von Ereignissen

Ziele des Lernschritts:
  • Mengenoperationen wiederholen bzw. im Crashkurs einführen
  • Mengenoperationen als Formalisierung zur Verknüpfung von Ereignissen kennenlernen und nutzen

Begriffe und Schreibweisen festlegen

Das Verknüpfen von Ereignissen lässt sich mit Mengenoperationen kompakt beschreiben. Die folgenden Mengenoperationen für zwei Mengen $X$ und $Y$ hast du vielleicht schon an anderer Stelle kennengelernt:

Die Vereinigungsmenge $X \cup Y$ enthält alle Elemente, die in mindestens einer der Mengen enthalten sind.

Die Schnittmenge $X \cap Y$ enthält alle Elemente, die in beiden Mengen enthalten sind.

Aussprache: $X$ vereinigt $Y$ und $X$ geschnitten $Y$

Beispiel 1: Für $X = \{1, 3, 5, 6\}$ und $Y = \{2, 3, 6\}$ gilt: $$\begin{align*} X \cup Y &= \{1, 2, 3, 5, 6\} \\ X \cap Y &= \{3, 6\} \end{align*}$$
Visualisierung einer Vereinigungsmenge als Mengendiagramm Visualisierung einer Schnittmenge als Mengendiagramm
Beispiel 2: Für $X = \{1, 5\}$ und $Y = \{2, 3, 4, 6\}$ gilt: $$\begin{align*} X \cup Y &= \{1, 2, 3, 4, 5, 6\} \\ X \cap Y &= \emptyset \quad \text{(die leere Menge)} \end{align*}$$
Visualisierung einer Vereinigungsmenge als Mengendiagramm Visualisierung einer Schnittmenge als Mengendiagramm

Diese Operationen lassen sich auch auf Ereignisse als Mengen von Ergebnissen anwenden. Für Ereignisse auf einer Ergebnismenge $\Omega$ ist außerdem auch die folgende Definition praktisch:

Zu einem Ereignis $X \subseteq \Omega$ enthält das Gegenereignis $\overlinepatch{X}$ alle Ergebnisse, die nicht in $X$ enthalten sind.

Die Notation $X \subseteq \Omega$ wird folgendermaßen gelesen: $X$ ist eine Teilmenge von $\Omega$. Das bedeutet: Jedes Element von $X$ ist auch ein Element von $\Omega$ (also hier: jedes Element von $X$ ist ein Ergebnis).

Beispiel: Beim Würfelwurf (Ergebnismenge $\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$) ist zum Ereignis $X = \{2, 4, 6\}$ (gerade Zahlen) das Gegenereignis $\overlinepatch{X} = \{1, 3, 5\}$ (ungerade Zahlen). Visualisierung eines Gegenereignisses als Mengendiagramm

Aufgabe 1

Im letzten Schritt hast du bereits verschiedene Verknüpfungen von Ereignissen als Mengen beschrieben. Diese Ereignisse wollen wir jetzt formalisieren:

Beschreibe die folgenden Mengen mithilfe der Ereignisse $A$, $B$ und $C$ (Haus A/B/C erhält eine Ressource) sowie geeigneter Mengenoperationen.

\begin{array}{l@{\qquad}l@{\qquad}l} \textbf{In Worten} & \textbf{Ergebnisliste} & \textbf{Mit Mengenoperationen} \\ \textit{Haus B und Haus C erhalten beide eine Ressource.} & E_1 = \{\placeholder[menge-ereignis-1]{}\} & E_1 = \placeholder[mengenoperation-ereignis-1]{B \placeholder[a]{?} C} \\ \textit{Haus B oder Haus C erhält eine Ressource.} & E_2 = \{\placeholder[menge-ereignis-2]{}\} & E_2 = \placeholder[mengenoperation-ereignis-2]{} \\ \textit{Haus B erhält keine Ressource.} & E_3 = \{\placeholder[menge-ereignis-3]{}\} & E_3 = \placeholder[mengenoperation-ereignis-3]{} \\ \textit{Haus B erhält eine Ressource, aber nicht Haus A.} & E_4 = \{\placeholder[menge-ereignis-4]{}\} & E_4 = \placeholder[mengenoperation-ereignis-4]{} \\ \textit{Kein Haus erhält eine Ressource.} & E_5 = \{\placeholder[menge-ereignis-5]{}\} & E_5 = \placeholder[mengenoperation-ereignis-5]{} \\ \end{array}
Anhand verschiedener Lösungen zum Ereignis Kein Haus erhält eine Ressource können vertiefend auch die de-morganschen Gesetze thematisiert werden (in diesem Fall $\overlinepatch{A \cup B \cup C} = \overlinepatch{A} \cap \overlinepatch{B} \cap \overlinepatch{C{}}$).

Aufgabe 2

Wir betrachten abstrakt für eine Ergebnismenge $\Omega$ zwei Ereignisse $X, Y \subseteq \Omega$. Beschreibe die folgenden Ereignisse in Worten.

Mit Mengenoperationen In Worten
$X \cap Y$
$X \cup Y$
$\overlinepatch{X}$
$X \cap{} \overlinepatch{Y}$

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