Zuerst werden einige Begriffe, wie Erwartungswert, Varianz und Standardabweichung wiederholt.
In der vorgelegten Aufgabe sind 5 Zufallsgrößen und deren Wahrscheinlichkeiten genannt.
Dann gilt: E ( X ) = μ = ∑ i = 1 5 x i ⋅ P ( X = x i ) E(X)=\mu=\sum_{i=1}^5x_i\cdot P(X=x_i) E ( X ) = μ = ∑ i = 1 5 x i ⋅ P ( X = x i )
Für die Varianz Var ( x ) \operatorname{Var}(x) Var ( x ) gilt: Var ( X ) = ∑ i = 1 5 ( x i − μ ) 2 ⋅ P ( X = x i ) \operatorname{Var}(X)=\sum^5_{i=1}(x_i-\mu)^2\cdot P(X=x_i) Var ( X ) = ∑ i = 1 5 ( x i − μ ) 2 ⋅ P ( X = x i ) .
Die Standardabweichung ist σ = Var ( X ) \sigma=\sqrt{\operatorname{Var}(X)} σ = Var ( X ) .
Man übernimmt die Wahrscheinlichkeitsfunktion und berechnet schrittweise die Standardabweichung σ \sigma σ .
Danach berechnet man μ − σ \mu-\sigma μ − σ und μ + σ \mu+\sigma μ + σ .
Man schreibt für p : = P ( X = x ) p:=P(X=x) p := P ( X = x )
x 98 , 5 99 100 101 101 , 5 p 0 , 05 0 , 1 0 , 75 0 , 07 0 , 03 x − μ − 1 , 44 − 0 , 94 0 , 06 1 , 06 1 , 56 ( x − μ ) 2 2 , 0736 0 , 8836 0 , 0036 1 , 1236 2 , 4336 p ⋅ ( x − μ ) 2 0 , 10368 0 , 08836 0 , 0027 0 , 078652 0 , 073008 \def\arraystretch{1.25} \begin{array}{c||c|c|c|c|c|}
x&98{,}5&99&100&101&101{,}5\\\hline
p&0{,}05&0{,}1&0{,}75&0{,}07&0{,}03\\\hline
x-\mu&-1{,}44&-0{,}94&0{,}06&1{,}06&1{,}56\\\hline
(x-\mu)^2&2{,}0736&0{,}8836&0{,}0036&1{,}1236&2{,}4336\\\hline
p\cdot (x-\mu)^2&0{,}10368&0{,}08836&0{,}0027& 0{,}078652&0{,}073008\\\hline
\end{array} x p x − μ ( x − μ ) 2 p ⋅ ( x − μ ) 2 98 , 5 0 , 05 − 1 , 44 2 , 0736 0 , 10368 99 0 , 1 − 0 , 94 0 , 8836 0 , 08836 100 0 , 75 0 , 06 0 , 0036 0 , 0027 101 0 , 07 1 , 06 1 , 1236 0 , 078652 101 , 5 0 , 03 1 , 56 2 , 4336 0 , 073008
Damit erhalten wir
Var ( X ) = ∑ ( x − μ ) 2 ⋅ P ( X = x ) = 0 , 10368 + 0 , 08836 + 0 , 0027 + 0 , 078652 + 0 , 073008 = 0 , 3464 \operatorname{Var}(X)=\sum(x-\mu)^2\cdot P(X=x)\\
=0{,}10368+0{,}08836+0{,}0027+0{,}078652+0{,}073008=0{,}3464 Var ( X ) = ∑ ( x − μ ) 2 ⋅ P ( X = x ) = 0 , 10368 + 0 , 08836 + 0 , 0027 + 0 , 078652 + 0 , 073008 = 0 , 3464
und σ = 0 , 588557559 \sigma=0{,}588557559 σ = 0 , 588557559 .
Somit gilt: μ − σ = 99 , 35 \mu-\sigma=99{,}35 μ − σ = 99 , 35 und μ + σ = 100 , 258 \mu+\sigma=100{,}258 μ + σ = 100 , 258 .
Also ist P ( ∣ X − μ ∣ < σ ) = 0 , 75 P(|X-\mu|<\sigma)=0{,}75 P ( ∣ X − μ ∣ < σ ) = 0 , 75 , weil nur die "100 100 100 -Gramm-Spalte" in diesem Bereich liegt.