M10 G - Summenregel in Baumdiagrammen anwenden – MSA-Brücke

M10 G - Summenregel in Baumdiagrammen anwenden – MSA-Brücke
M10 G - Summenregel in Baumdiagrammen anwenden – MSA-Brücke
Mini-Beschreibung: Berechne Ereigniswahrscheinlichkeiten als Summe geeigneter Pfadwahrscheinlichkeiten. Du markierst günstige Pfade sichtbar, rechnest Schritt für Schritt und kontrollierst Ergebnisse mit Simulationen.
Zielgruppe: Klasse 10, Baden-Württemberg, G-Niveau mit ausdrücklich markierten MSA-Brücken.

Freies Lernmedium von Wikimedia Commons; Lizenzangaben stehen auf der Dateiseite.
Einleitung
Bei einem mehrstufigen Zufallsexperiment kann ein Ereignis über mehrere Endpfade eintreten. Dann brauchst Du zwei Schritte:
- Entlang eines Pfades multiplizieren: Pfadwahrscheinlichkeit bestimmen.
- Günstige Pfade addieren: Ereigniswahrscheinlichkeit bestimmen.
Für günstige Endpfade gilt:
Diese Regel heißt im Baumdiagramm meist Summenregel.
Wichtig: Addiert werden nur Pfadwahrscheinlichkeiten, die zum gesuchten Ereignis gehören.
Lernziele
Nach diesem aiMOOC kannst Du:
- Baumdiagramme für überschaubare zweistufige Zufallsexperimente lesen.
- Pfadwahrscheinlichkeiten mit der Produktregel berechnen.
- günstige Pfade zu einem Ereignis sicher markieren.
- Ereigniswahrscheinlichkeiten mit der Summenregel berechnen.
- Ergebnisse mit und mit Simulationen prüfen.
- Deinen Rechenweg so darstellen, dass Auswahl der Pfade, Rechnung und Begründung nachvollziehbar sind.
MSA-Brücke: Du übst zusätzlich Aufgaben, bei denen sich Wahrscheinlichkeiten in der zweiten Stufe ändern, zum Beispiel beim Ziehen ohne Zurücklegen.
Bildungsplanbezug Baden-Württemberg
Im Bildungsplan Mathematik für Klasse 10 werden auf G-Niveau zweistufige Zufallsexperimente mit Baumdiagrammen sowie das Bestimmen von Wahrscheinlichkeiten mithilfe der Pfadregeln Produktregel und Summenregel verlangt.
Dieser Kurs konzentriert sich ausschließlich auf dieses Niveau und baut an ausgewählten Stellen eine MSA-Brücke auf.
Vorwissen-Check
Check 1: Brüche multiplizieren
Antwort anzeigen
Check 2: Brüche addieren
Antwort anzeigen
Check 3: Wahrscheinlichkeiten erkennen
Eine Wahrscheinlichkeit muss zwischen und liegen.
Selbstkontrolle
kann keine Wahrscheinlichkeit sein. ist möglich.
Falls Du hier noch unsicher bist: Wiederhole Bruchrechnung, Wahrscheinlichkeit und die Produktregel.
Grundidee: Erst Pfad, dann Ereignis

Die Grafik auf Wikimedia Commons ist als CC0 freigegeben.
Ein Pfad beschreibt genau einen möglichen Ablauf. Ein Ereignis kann aus mehreren solchen Abläufen bestehen.
Merksatz:
- Entlang eines Pfades: multiplizieren.
- Zwischen günstigen vollständigen Pfaden: addieren.
Visuelles Beispiel 1: Zweimal Münze werfen
Gesucht ist das Ereignis:
E: Mindestens einmal Kopf.
Jeder Ast hat die Wahrscheinlichkeit .
Dynamisches Baumdiagramm öffnen
- Start
- Kopf
- 🟩 Kopf → KK mit
- 🟩 Zahl → KZ mit
- Zahl
- 🟩 Kopf → ZK mit
- ⬜ Zahl → ZZ mit
- Kopf
🟩 = günstiger Pfad
Schritt 1: Günstige Pfade
Schritt 2: Pfadwahrscheinlichkeiten
Schritt 3: Summenregel
Ergebnis: Die Wahrscheinlichkeit für mindestens einmal Kopf beträgt .
Schnellkontrolle am vollständigen Baum
Alle vier Endpfade zusammen müssen Wahrscheinlichkeit ergeben:
Das ist eine starke Kontrolle gegen Rechen- oder Auswahlfehler.

CC0-Medium von Wikimedia Commons. Es zeigt, wie die Zahl der Endpfade bei weiteren Stufen wächst.
Interaktives Beispiel 2: Kugeln mit Zurücklegen
In einer Urne liegen drei rote und zwei blaue Kugeln. Es wird zweimal gezogen und jeweils zurückgelegt.
Gesucht:
E: Genau einmal Rot.
Damit sind zwei Pfade günstig:
- 🟩 Rot – Blau
- 🟩 Blau – Rot
Die Astwahrscheinlichkeiten bleiben wegen des Zurücklegens gleich:
Pfad 1
Pfad 2
Summenregel
Warum darf hier addiert werden?
Die beiden Endpfade RB und BR sind verschiedene, sich gegenseitig ausschließende vollständige Abläufe. Das Ereignis tritt ein, wenn einer dieser günstigen Pfade erreicht wird.
MSA-Brücke: Ziehen ohne Zurücklegen
MSA-Brücke: Jetzt verändern sich die Wahrscheinlichkeiten nach dem ersten Zug.
Wieder liegen drei rote und zwei blaue Kugeln in der Urne. Es wird zweimal ohne Zurücklegen gezogen.
Gesucht:
E: Genau einmal Rot.

Freies Wikimedia-Commons-Medium, CC BY-SA 3.0 DE.
Günstige Pfade einblenden
- 🟩 R – B
- 🟩 B – R
Nach Rot bleiben zwei rote und zwei blaue Kugeln:
Nach Blau bleiben drei rote und eine blaue Kugel:
Pfadwahrscheinlichkeiten
Summenregel
MSA-Brücke verstanden? Ohne Zurücklegen ändern sich die Astwahrscheinlichkeiten in Stufe 2. Die Summenregel selbst bleibt gleich.
Dynamisch erkunden
In dieser interaktiven GeoGebra-Ressource kannst Du Baumdiagramme untersuchen und Wahrscheinlichkeiten verändern:
Arbeitsauftrag: Verändere eine Wahrscheinlichkeit. Beobachte, welche Pfadwahrscheinlichkeiten sich ändern. Prüfe anschließend, ob die Summe aller Endpfadwahrscheinlichkeiten weiterhin ergibt.
Datenschutz: Verwende keine Namen, E-Mail-Adressen oder andere personenbezogene Daten in frei zugänglichen Eingabefeldern.
Zufallssimulation als Kontrolle
Simulationen liefern keine exakte Begründung, aber sie helfen bei der Plausibilitätskontrolle.
Für das Münzbeispiel ist theoretisch:
Simuliere zum Beispiel Doppelwürfe mit einer digitalen Zufallsfunktion oder einer Tabellenkalkulation. Zähle, wie oft mindestens einmal Kopf erscheint.
Die relative Häufigkeit ist:
Dabei ist die Zahl der Treffer und die Zahl der Versuche.
Beispiel einer möglichen Simulation:
liegt nahe bei . Eine Simulation muss aber nicht genau den theoretischen Wert treffen.

Public-Domain-Medium von Wikimedia Commons.
Digitale Ergebnisse kritisch prüfen
Prüfe digitale Ergebnisse immer mit Mathematik:
- Liegt das Ergebnis zwischen und ?
- Wurden wirklich alle günstigen Pfade erfasst?
- Wurde innerhalb jedes Pfades multipliziert?
- Wurden nur günstige vollständige Pfade addiert?
- Ist die Simulation nur eine Näherung und nicht der Beweis?
KI-Hinweis: Eine KI kann Rechenwege vorschlagen, aber Du musst Pfadauswahl und Rechnung selbst prüfen. Eine KI-Ausgabe ersetzt keinen mathematischen Beweis.
Üben mit Hilfestufen und Feedback
Übung A: Genau einmal Treffer
Ein Glücksrad zeigt bei jedem Dreh mit Wahrscheinlichkeit einen Treffer und mit keinen Treffer. Es wird zweimal gedreht.
Berechne die Wahrscheinlichkeit für genau einen Treffer.
Hilfe 1
Markiere die beiden günstigen Pfade: Treffer–kein Treffer und kein Treffer–Treffer.
Hilfe 2
Berechne zuerst und .
Feedback und Lösung
Übung B: Zwei Würfe
Ein fairer Würfel wird zweimal geworfen.
Gesucht ist:
E: Genau einmal fällt eine 6.
Hilfe 1
Die günstigen Pfade sind 6–keine 6 und keine 6–6.
Hilfe 2
Nutze und .
Feedback und Lösung

Public-Domain-Medium von Wikimedia Commons.
Übung C: MSA-Brücke ohne Zurücklegen
In einer Box liegen vier grüne und zwei gelbe Karten. Es werden zwei Karten ohne Zurücklegen gezogen.
Berechne die Wahrscheinlichkeit für genau eine gelbe Karte.
Hilfe 1
Die günstigen Pfade sind G–Y und Y–G.
Hilfe 2
Nach der ersten Karte liegen nur noch fünf Karten in der Box.
Feedback und Lösung
Typische Fehler
Fehler 1: Pfade addieren, bevor sie berechnet sind
Falsch:
Richtig ist zuerst die Pfadwahrscheinlichkeit:
Fehler 2: Einen günstigen Pfad vergessen
Bei „genau einmal Rot“ gibt es meist zwei Reihenfolgen:
und
Fehler 3: Mit Zurücklegen und ohne Zurücklegen verwechseln
Mit Zurücklegen bleiben die Astwahrscheinlichkeiten gleich. Ohne Zurücklegen können sie sich ändern.
Fehler 4: Simulation für einen Beweis halten
Eine Simulation bestätigt nur näherungsweise. Die exakte Wahrscheinlichkeit entsteht aus dem Modell und dem Rechenweg.
Selbstkontrolle: 5-Schritte-Methode
| Schritt | Kontrolle |
|---|---|
| 1 | Ereignis in eigenen Worten klären. |
| 2 | Alle günstigen Endpfade markieren. |
| 3 | Auf jedem günstigen Pfad multiplizieren. |
| 4 | Die günstigen Pfadwahrscheinlichkeiten addieren. |
| 5 | Ergebnis mit , vollständigem Baum oder Simulation prüfen. |
Kurzform:
Markieren → Multiplizieren → Addieren → Prüfen → Begründen
Transfer
Ein Online-Spiel behauptet: „Du gewinnst häufig, weil es viele Gewinnpfade gibt.“
Beurteile diese Aussage mathematisch. Die Anzahl günstiger Pfade allein reicht nicht. Entscheidend sind ihre Pfadwahrscheinlichkeiten und deren Summe.
Denkfrage: Können zwei Ereignisse gleich viele günstige Pfade haben, aber unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten?
Antwortidee
Ja. Wenn die Pfade unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten besitzen, können ihre Summen verschieden sein.
Kompetenzcheck
Du bist bereit für die MSA-Brücke, wenn Du diese vier Punkte sicher kannst:
- Zu einem Ereignis alle günstigen Endpfade angeben.
- Einen Pfad mit der Produktregel berechnen.
- Mehrere günstige Pfade mit der Summenregel zusammenfassen.
- Ein digitales oder simuliertes Ergebnis kritisch mit der exakten Rechnung vergleichen.
MSA-Brücke: Zusätzlich solltest Du bei „ohne Zurücklegen“ die geänderten Wahrscheinlichkeiten in der zweiten Stufe korrekt eintragen.
Reflexion
Beantworte kurz für Dich:
- Woran erkennst Du, welche Pfade günstig sind?
- Warum wird auf einem Pfad multipliziert?
- Warum werden günstige vollständige Pfade addiert?
- Welche Kontrolle hilft Dir am meisten?
- Was ist bei „ohne Zurücklegen“ anders?
Folgekurs
Als nächster Schritt passt:
Gegenereignis in Baumdiagrammen nutzen
Dort kannst Du Ereignisse wie „mindestens einmal“ oft schneller über das Gegenereignis berechnen.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was wird bei der Summenregel addiert? (Die Wahrscheinlichkeiten der günstigen vollständigen Pfade) (!Alle Astwahrscheinlichkeiten des Baumes) (!Nur die Wahrscheinlichkeiten der ersten Stufe) (!Die Anzahlen der Äste)
Wie berechnest Du die Wahrscheinlichkeit eines einzelnen vollständigen Pfades? (Du multiplizierst die Astwahrscheinlichkeiten entlang des Pfades) (!Du addierst alle Astwahrscheinlichkeiten) (!Du subtrahierst die zweite von der ersten Wahrscheinlichkeit) (!Du teilst durch die Zahl der Endpfade)
Welche Pfade sind beim Ereignis genau einmal Kopf bei zwei Würfen günstig? (KZ und ZK) (!KK und ZZ) (!KK und KZ) (!Nur KZ)
Wie groß ist bei zwei fairen Münzwürfen die Wahrscheinlichkeit für mindestens einmal Kopf? (3 Viertel) (!1 Viertel) (!1 Halb) (!1)
Was muss für jede Wahrscheinlichkeit gelten? (Sie liegt zwischen 0 und 1) (!Sie ist immer größer als 1) (!Sie ist immer eine ganze Zahl) (!Sie ist immer genau 0,5)
Was ändert sich beim Ziehen ohne Zurücklegen häufig? (Die Astwahrscheinlichkeiten der zweiten Stufe) (!Die Summenregel wird ungültig) (!Es gibt keine Endpfade mehr) (!Wahrscheinlichkeiten dürfen größer als 1 sein)
Welche Reihenfolgen sind bei genau einmal Rot in zwei Ziehungen günstig? (Rot Blau und Blau Rot) (!Rot Rot und Blau Blau) (!Nur Rot Blau) (!Nur Blau Blau)
Wozu eignet sich eine Zufallssimulation besonders? (Zur Plausibilitätskontrolle einer theoretischen Wahrscheinlichkeit) (!Zum exakten Beweis ohne Rechnung) (!Zum Ersetzen eines Baumdiagramms in jeder Aufgabe) (!Zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeit größer als 1)
Welche Rechnung gehört zur Ereigniswahrscheinlichkeit bei zwei günstigen Pfaden? (P Pfad 1 plus P Pfad 2) (!P Pfad 1 mal P Pfad 2) (!P Pfad 1 minus P Pfad 2) (!P Pfad 1 geteilt durch P Pfad 2)
Welche Reihenfolge ist beim Lösen sinnvoll? (Günstige Pfade markieren dann multiplizieren dann addieren dann prüfen) (!Addieren dann raten dann multiplizieren) (!Nur simulieren und nicht rechnen) (!Alle Äste addieren und danach durch zwei teilen)
Memory
| Summenregel | günstige Pfadwahrscheinlichkeiten addieren |
| Produktregel | Astwahrscheinlichkeiten eines Pfades multiplizieren |
| günstiger Pfad | Ablauf gehört zum gesuchten Ereignis |
| Simulation | näherungsweise Plausibilitätskontrolle |
| Zurücklegen | Astwahrscheinlichkeiten können gleich bleiben |
| ohne Zurücklegen | Wahrscheinlichkeiten können sich in Stufe zwei ändern |
| Selbstkontrolle | Ergebnis zwischen null und eins prüfen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Markieren | günstige Pfade |
| Multiplizieren | einzelner Pfad |
| Addieren | Ereigniswahrscheinlichkeit |
| Simulieren | Plausibilitätskontrolle |
| Begründen | nachvollziehbarer Rechenweg |
...
Kreuzworträtsel
| Summenregel | Welche Regel verbindet mehrere günstige Pfadwahrscheinlichkeiten? |
| Produktregel | Welche Regel berechnet eine einzelne Pfadwahrscheinlichkeit? |
| Ereignis | Wie heißt eine Menge von Ergebnissen, nach der gefragt wird? |
| Simulation | Wie heißt eine digitale oder reale Wiederholung eines Zufallsexperiments? |
| Pfad | Wie heißt ein vollständiger Weg durch ein Baumdiagramm? |
| Zufall | Welcher Begriff beschreibt ein Experiment mit nicht sicher vorhersagbarem Einzelergebnis? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Pfadmarkierung: Zeichne ein zweistufiges Baumdiagramm für zwei Münzwürfe und markiere alle Pfade für „genau einmal Kopf“.
- Rechenweg erklären: Erkläre mit einem selbst gewählten Beispiel den Unterschied zwischen Multiplizieren auf einem Pfad und Addieren mehrerer Pfade.
- Fehlerdetektiv: Erfinde einen typischen Fehler zur Summenregel und korrigiere ihn nachvollziehbar.
- Mini-Simulation: Führe 30 Doppelwürfe mit einer Münze durch und vergleiche die relative Häufigkeit von „mindestens einmal Kopf“ mit .
Standard
- Urnenmodell: Erfinde eine Urne mit zwei Farben, ziehe zweimal mit Zurücklegen und berechne ein Ereignis mit zwei günstigen Pfaden.
- Digitale Simulation: Simuliere mindestens 200 Wiederholungen eines zweistufigen Experiments und dokumentiere Abweichung zwischen Simulation und Theorie.
- Baumdiagramm erklären: Erstelle eine kurze Audio- oder Videoerklärung zur 5-Schritte-Methode ohne personenbezogene Daten.
- Darstellungen vergleichen: Vergleiche ein Baumdiagramm mit einer Tabelle derselben vier Endergebnisse. Erkläre, welche Darstellung Dir beim Finden günstiger Pfade besser hilft.
Schwer
- MSA-Brücke ohne Zurücklegen: Erstelle eine eigene Aufgabe mit mindestens zwei Farben und zwei Ziehungen ohne Zurücklegen und löse sie vollständig.
- Simulation kritisch prüfen: Untersuche zwei Simulationen mit unterschiedlicher Versuchszahl. Erkläre, warum die Ergebnisse nicht identisch sein müssen.
- KI-Rechenweg prüfen: Lass Dir zu einer selbst erstellten Baumdiagramm-Aufgabe einen Rechenweg vorschlagen und prüfe jede Pfadauswahl sowie jede Rechnung eigenständig. Verwende keine personenbezogenen Daten.
- Transferaufgabe entwerfen: Entwickle eine Alltagssituation, in der „genau einmal“, „mindestens einmal“ oder „höchstens einmal“ vorkommt, und löse sie mit markierten günstigen Pfaden.


Lernkontrolle
- Modellieren: Übersetze eine kurze Alltagssituation in ein zweistufiges Baumdiagramm und begründe Deine Astwahrscheinlichkeiten.
- Pfadauswahl begründen: Entscheide bei einem Ereignis, welche Endpfade günstig sind, und begründe für jeden ausgewählten Pfad die Zugehörigkeit.
- Rechenweg vergleichen: Vergleiche zwei vorgegebene Lösungswege. Entscheide, welcher die Summenregel korrekt verwendet, und erkläre den Unterschied.
- Simulation bewerten: Eine Simulation liefert , die exakte Rechnung . Erkläre, warum beide Werte zusammenpassen können.
- Transfer ohne Zurücklegen: Erkläre an einem Beispiel, warum sich Astwahrscheinlichkeiten ohne Zurücklegen ändern, die Summenregel aber weiterhin anwendbar bleibt.
- Plausibilität prüfen: Untersuche einen Rechenweg mit Ergebnis . Finde mindestens einen sicheren Grund, warum die Lösung falsch sein muss.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du:
- ein zweistufiges Baumdiagramm korrekt lesen oder erstellen kannst.
- günstige Endpfade eindeutig markierst.
- einzelne Pfadwahrscheinlichkeiten mit der Produktregel berechnest.
- eine Ereigniswahrscheinlichkeit als Summe günstiger Pfadwahrscheinlichkeiten bestimmst.
- bei Aufgaben ohne Zurücklegen veränderte Astwahrscheinlichkeiten beachtest.
- Deine Rechnung mit einer Plausibilitätskontrolle überprüfst.
- zwischen exakter Rechnung und Simulation unterscheidest.
- Deinen Lösungsweg sprachlich und mathematisch nachvollziehbar begründest.
OERs zum Thema
Wikipedia bietet Hintergrundwissen zu Baumdiagrammen und Wahrscheinlichkeiten:
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