Wahrscheinlichkeitsrechnung, Statistik und Warteschlangen

Die Zeit bis zum Ausfall eines Geräts folgt einer Exponentialverteilung mit dem Mittelwert 1000 Stunden. Es gelte e^(−0,5) ≈ 0,61, e^(−1) ≈ 0,37 und e^(−1,5) ≈ 0,22. Das Gerät hat 500 Stunden ohne Ausfall gearbeitet. Welcher Wert liegt der Wahrscheinlichkeit am nächsten, dass es von jetzt an mindestens weitere 1000 Stunden nicht ausfällt?

  1. A0,22
  2. B0,37
  3. C0,61
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: B. 0,37

Die Exponentialverteilung ist gedächtnislos: Die Verteilung der verbleibenden Zeit hängt nicht davon ab, wie viel Zeit bereits vergangen ist. Die Wahrscheinlichkeit, nach 500 Betriebsstunden mindestens weitere 1000 Stunden ohne Ausfall zu arbeiten, ist daher dieselbe wie bei einem neuen Gerät, nämlich e^(−1) ≈ 0,37. Auch mit bedingter Wahrscheinlichkeit gerechnet ergibt sich P(T > 1500) ÷ P(T > 500) = e^(−1,5) ÷ e^(−0,5) = e^(−1). Bei Bauteilen in der Phase der Zufallsausfälle mit konstanter Ausfallrate wird ein Bauteil also nicht anfälliger, je länger es schon in Gebrauch ist.

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Wahrscheinlichkeitsrechnung, Statistik und Warteschlangen

  1. An einer Haltestelle fährt alle 10 Minuten ein Bus. Man kommt ohne Blick auf den Fahrplan zu einem zufälligen Zeitpunkt an, und die Wartezeit ist zwischen 0 und 10 Minuten gleichverteilt. Welche Kombination aus dem Erwartungswert der Wartezeit und der Wahrscheinlichkeit, höchstens 3 Minuten zu warten, ist richtig?
  2. Ein Maß eines Bauteils folgt einer Normalverteilung mit dem Mittelwert 50,0 mm und der Standardabweichung 0,1 mm. Welcher Wert liegt dem Anteil der Bauteile am nächsten, deren Maß zwischen 49,7 mm und 50,3 mm liegt?
  3. A erreichte in Test X 80 Punkte, B in Test Y 75 Punkte. In Test X betrugen der Mittelwert 65 Punkte und die Standardabweichung 10 Punkte, in Test Y der Mittelwert 60 Punkte und die Standardabweichung 6 Punkte. Welche Aussage ist richtig, wenn man die relative Position innerhalb des jeweiligen Tests mit dem standardisierten Wert z = (Punktzahl − Mittelwert) ÷ Standardabweichung vergleicht?
  4. Die Verzögerung eines Schaltungspfads streut von Chip zu Chip normalverteilt mit dem Mittelwert 940 ps und der Standardabweichung 30 ps. Der Anteil innerhalb von ±2σ um den Mittelwert betrage bei einer Normalverteilung etwa 95,4 %. Welcher Wert liegt dem Anteil der Chips am nächsten, deren Verzögerung die Taktperiode von 1000 ps überschreitet?
  5. Die Antwortzeit eines Servers wurde fünfmal gemessen; in der Reihenfolge der Messung ergaben sich 20, 3, 5, 3 und 4 Millisekunden. Wie groß ist der Median dieser Daten?