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27D.2 Warteschlange, Wahrscheinlichkeiten und Erwartungswert


CC-BY-NC-SA 3.0

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eineschöne Anwendung für die Zufallsgrößenwarteschlangenbesitzen gesamte Theorie dazu Warteschlangentheoriewollte man ein ganz simples Modell vorführenwie man Warteschlangendann mithilfe der Stochastik behandeln kann?? direkt an Zahlen stellt sich die Warteschlange voreiner Kasse im Supermarktoder bei der Zollkontrolleoder im Rechneres werden Daten verschickt und die Datenpakete müssen erst schlangestehen bevor sie über die Leitung kommt oder ins Funknetz kommenKomma folgendesals überflüssig soll sein wie viele Leute gerade in der Warteschlange stehendann natürlich spannend gleich den Erwartungswert auszurechnenwie viel Leute stehenden im Mittelin der SchlangeKomma mal paar Zahlenangabenüber Grundannahmenich noch mal folgendeAnnahmedas die Welt im Sekundentaktläuft das eine wesentliche Modellannahmebei mirdazu jede Sekunde für viele was dann passieren wirdPunkt so kann ich es sinnvoll ausrechnenwenn im Sekundentakt nicht reicht zumeist wieder bei Datenpaketendie Schlange stehen daneben sieben Pikosekundenoder Nanosekundendezimal im Sekundentaktdas müsste für die üblicheSchlange an der Kasse reichenund jetzt soll jede Sekundefolgendes passieren jemand kommt dazuoder jemand ist fertigund dafür Gewichtswahrscheinlichkeitenanalso jemand kommt dazuin der nächsten Sekunde dazu stellt sich in der nächsten Sekunde an die Schlangedas soll die Wahrscheinlichkeitdrei Prozent habennull Komma null dreiundjemand ist in der nächsten Sekunde zu Ende bedientda vorzugehendie Wahrscheinlichkeitdafür sollte sinnvollerweise größer sein als für die Schlange ins unendliche wachsendie Wascheinigkeit dafür soll fünf Prozent sein?? sagen wenn überhaupt einer Schlange steht Fußnotewenn überhaupt jemand in der Schlange steht natürlich niemand in der Schlange steht dann wird auch keiner fertig werdenKomma schon mal Zahlen seine Grundannahmedie weltweiten Sekunden Taktgeht Sekundebegrifflich sozusagen gucken was passiert kommt jemand rein in den Laden geht jemand raus aus dem Ladenes kommen pro Sekunde mein Modell nicht zwei Leute in den Laden des Gen auch nicht zwei Leute rausmüssen dann Sekunden mäßig ineinander gehen sollte keine so große Einschränkung sein wenn die Frequenz zu dicht ist der muss sich eben nicht auf die Kunden endlich auf Millisekundenoder noch kleinere Einheitenund was man auch noch annimmt und das Wort Rechenscan ist das alles voneinander unabhängigsein soll?? den Anführungszeichen untenmathematischen ?? sicher sagen was denn genau voneinanderunabhängig sein soll zum Beispieles hält nicht den Reisebus vor ihrem Laden und dann sind plötzlich hundert Leute im Ladendas wäre nicht voneinander unabhängigjede Kundin jeder Kunde soll selbst würfelnwann er sie im Laden erscheint genausoan der Kassemöchten nichtdie ganze Reisegruppe ineinander haben mit irgendwelchen Spezialwünschendann dauert ewigdas soll an sich passierengesagt das Ziel ist was ist der Erwartungswertdieser Zufallsgrößewie viele Leute stehenim Mittel in der Schlange eine ZufallsgrößeKomma zurück soll sein wie viele Leute stehen aktuell in der Schlangeist Regeln aufgestellt wie die Schlange funktioniertGefangene durch mit null Leuten an morgenstrafen sich dazu und mich interessiert der Erwartungswertwenn sie dann nachmittagsden Laden kommen und Komma wie viel Leute der Schlange stehen was erwarten Sie was passiert wenn sie tausendmal nachgucken irgendwann nachmittagsund den Mittelwert bilden das wäre Daniel Erwartungswertviele Leute stehen im Mittel in der Schlangedas ganze eingependelt hat nicht zwei Minuten nach der Öffnungendlich die Schlange noch fühlt sondern wenn sich das ganze eingependelt hat das möchte ich auskönnte man anfangen miteinem Baumdiagrammschreibe mal BaumdiagrammFragezeichenMuseen werden das ist an dieser Stelle vielleicht möglich aber ekligsie könnten sagen okay meine Welt läuft in Sekundenerste Sekundeund dann kommt die zweite Sekunden und dann kommt die dritte Sekunden und es kommt die vierte Sekundeund es kommt die fünf Sekundeund so weiterversuchen Sie mal einen Baumdiagramm zu zeichnen mich interessiert diese Zufallsgrößewie für Leute Schlange stehenunbefangen morgens mit niemanden der Schlange an wie müsste ein Baumdiagramm aussehen probieren Sie mal man kann es sich insgesamt zeichnet es wird habe ich aberprobieren Sie malin der Schlange ist mehrdeutigdie Person die gerade bedient wird ist die in der Schlangeund nicht mehr in der Schlange ich schreibe mal an der Kasse stehtals die Person die gerade bedient wird soll hier mitgezählt werden ?? schaffen wir mit dem Taxi angemerkt das wird doch eher groß Mannes versuchtgefangen an damit das unsere Zufallsgrößenull ist zu Beginn die null Sekundemorgens wird der Laden aufgemachtjetzt kann eine Person reinkommen in der ersten Sekunde das ist nicht wahnsinnig wahrscheinlich drei Prozentund es kann keine Person reinkommen sieben neunzig Prozentkeine Person reinkommt stehen weiter nur Leute an der Kassewenn eine Person reinkommt steht jetzt eine Person an der Kasse?? mit den Nullen weiter dass es leichterwenn ich in der ersten Sekunde immer noch oder beim Glockenschlag erste Sekunde immer noch nur Leute habe denke das natürlich so weit es kann einer reinkommen in der nächsten Sekundeder zweiten Sekunde mit drei Prozent Wahrscheinlichkeitoder es kann keiner rein kommt mit siebenundneunzigProzent Wahrscheinlichkeitwenn ich aber jetzt eine Person habe an der Kassekann noch eine Person dazukommenoder diese eine Person nicht fertig werdenoder eine Person fertig werden eine dazu kommen das ignorieren ?? muss ich gestehendas passiert nicht gleichzeitig das endlich bei den Bedingungen oben dazu sagen soll das wäre extrem selten?? sie vor mit dreißig Prozent kommt jemand rein mit fünf Prozent wird jemand fertig das beides gleichzeitig passiert drei Prozent mal fünf Prozent das schmeiß ich raus also die beiden sollen nicht gleichzeitig passiereninsofernist das mit alles voneinander unabhängigdiese einen Einschränkung das soll nicht gleichzeitig passierenTick diese eins kann jetzt kommen indem diese Person noch nicht fertig bedient ist diese Person bitte nur mit bestimmten Wahrscheinlichkeitbedient auch nicht zu schnell und es kann passieren das sie noch nicht fertig bedient ist wenn diese Person fertig bedient ist dann aber kein mehr und das waren in fünf Prozent der Fälle das sie fertig bedient ist in drei Prozent der Fälle kommt noch eine weitere Person rein und numberKopfrechnen zwei neunzig Prozent der Fälle in denen ist die eine Personbleibt weil wir noch nicht fertig sind mit bedienensich mit drei Möglichkeiteneine Person ist fertig bedient nicht so schnell aber könnte passierensie noch nicht fertig mit bedienen oder es kommt noch eine reines soll nicht gleichzeitig passieren dass die Person fertig bediente so noch eine Reihe kommt ?? den ganz kleinen Zeitintervallen machen es wahrscheinlich Karte für winzig ignorierenund den Resterspare ich uns die Siemens wird fürchterlich weil die Anzahl diese jetzt jeweils Kriegen der verschieden ist je nachdem wo wir gerade sind bei null Startwertgibt sich minus eins das wäre einfach unsinnig ?? eins gäbe entweder symmetrisch werden aber es wird so asymmetrisch an der null ?? das hier wird sich weiter verzweigendrei Möglichkeiten bei der zwei drei Möglichkeiten bei der eins bei der nur wieder nur zwei Möglichkeitendes Bartholomäuswird eins bei der einst drei Möglichkeiten null eins zwei ?? bei der nur wieder nur zwei Möglichkeiten und so weiterlasse das Baumdiagramm absolute Katastrophedas Eisenmann nicht als Baumdiagrammsondern besserals Zustandsdiagrammmit Übergangswahrscheinlichkeitenes gibt Zuständenull dreiundzwanzig?? die Leute vor der Kasse ebenmit X meinte natürlich auch sicherheitshalberverbrennt aber ein ich meine wie viel Leute an der Kasse stehenein Zustandsdiagrammmit Übergangswahrscheinlichkeitenjede Sekunde passiert wasund ich mal jetzt Zustände auf und Übergangswahrscheinlichkeitmit welcher Wahrscheinlichkeit was passiertder erste Zustand wird sein Null mit dem fange ich an dem Fall dran machen zusammen mit dem fangen sie aneine Person stets an der Kasse zwei Personen stehen an der Kasse drei Personenund so weiter bis ins unendlicheso wird es übersichtlicherwenn ich jetzt nur Personen an der Kasse habe dannhabe ich nach der nächsten Sekundemit drei Prozent Wahrscheinlichkeiteine Person an der Kasse mit siebenundneunzig Prozent Wahrscheinlichkeitbleibe ich hier?? man so dreimaljede Sekunde nämlich ein Filemit der jeweiligen Wahrscheinlichkeitwenn ich im Zustand null bin nämlich einen der Feinde die rausgehen aus der nullsieben eins Prozent Wahrscheinlichkeitden Fall der mich wieder zurückführte mit drei Prozent den Fall der weiterführtwenn ich im Zustand eins Beben eine Person steht an der Kassehabe ich drei Pfeilemit drei Prozent Wahrscheinlichkeithabe ich in der nächsten Sekunde zwei Leute stehenzwar neunzig Prozent wahrscheinlich hat bleibe ich im Zustand einseine Person an der Kasse mit fünf Prozent Wahrscheinlichkeitgehe ich zurückdass man nur Leute dastehendamit habe ich den oberen Teil hier diesen unteren Teil ich habenur Leute an der Kassedrei Prozent sieben neunzig Prozent drei Prozent Simons Prozent schon eingezeichnetdie Musik kann ich noch mal ein Zeichen des ganzen ?? beim nullhabe ich davon schondas es immer wieder dieselbe Verzweigung bei der null muss ich noch einmal einzeichnendie Verzweigung bei der eins da kam sie sie eingezeichnetda kam sie kommt endlich auch wieder die muss ich hier nur einmal einzeichnen in dem Diagrammund es geht jetzt so weiter wenn ich zwei Leute an der Kasse habedann geht's in drei Prozent der Fälle bei der nächsten Sekunde weiter zu drei Leuten jemand kommt dazuin fünf Prozent der Fälle geht's zurückweil erste Person fertig bedient ist in zweiundneunzigProzent der Fälle bleibe ich bei zwei Leuten und so weiter und so weiter sowie das ins unendlichedas Diagramm ist deutlich freundlichermuss bei solchen Prozessen wird man so ein Diagrammaufzeichnen es gibt Zuständeunter Übergangswahrscheinlichkeitenzwischen den Zuständen wenn sie in einem dieser Zustände sindhaben gerade zwei Leute an der Kassegucken sie sich an welche Pfeile rausgehen aus ihrem Zustand der Fall und der Fall der FallPunkt die Wahrscheinlichkeitenan entsprechend Würfen siebenundsiebzigdann zwei sind würfeln sie so dessen drei Prozent der Fälle zum Zustand drei gehen in zwei neunzig Prozent der Fälle beim Zustand zwei bleiben und in fünf Prozent der Fälle zum Zustand eins gehen sofort zu mir dieses Diagrammsollte noch ein Zeichensystem natürlich dann entsprechend weitergeht bis ins unendlicheNetzgemahls über WahrscheinlichkeitenGedanken machen und vereinigen dann über den ErwartungswertGedanken machen ?? bin ich denn typischerweisein der Anzahlder Leute vor der Kassewenn mandieses Experimenthiertausendfach wiederholt stellt sich vor sie haben ganz viele von diesen parallelzu betreiben ein Riesenkaufhausmit Dutzendeneinen Schlangen zwischen den man nicht hin und her springen kann ganz viele davon parallelund jetzt gucken Sie was denn im Mittel passiertwenn sie dabei Wahrscheinlichkeitenalso ganzso als ob sie eine Münze tausendmal werfentausend von diesem Schlangenparallelund dann fangen sie an Mittelwerte zu bilden als sie haben ein Riesenkaufhausmit hundert parallelen Schlange zwischen den man nicht hinterherspringenkannund jetzt gucken Siewie viele von den Schlangen sind im Zustand nulles sind keine an der Kasse wie viele sind im Zustand einssteht eineran der Kasse und so weiter und so weiterdas sind plötzlich bei Wahrscheinlichkeitenvon den hundert Schlangen die sie haben sindBusiness gleich weicht die Hälfteim Zustand null besteht keine an der Kasse diese wahrscheinlich keine nicht an die null und die Wahrscheinlichkeitdass eine an der Kasse steht nämlich B eins B zweiP dreiund so weiterdas sollen die Wahrscheinlichkeitendafür seinich stimme das Formel zu einem monströs großen Kaufhausdie erste Kasse seit dem Zustand zwei und die nächste Kasse ist im Zustand eins Udinese Calciostatt dreiund so weiter und so weiter und dann gucken sie insgesamt wie viel Prozent der Kassen sind im Zustand null das nennen Sie die null die Wahrscheinlichkeit im Zustand null zu sein ?? Prozent der Kassen sind den Zustand null Öffnen siebte null samtene Wahrscheinlichkeitdass niemand an der Kasse steht wie viele sind im Zustand einen sie wahrscheinlich gar das eineran der Kasse steht prozentual wie viel Prozent der Kassen sind in diesem Zustand und so weiter und so weiterdann kriegen sie Wahrscheinlichkeitendes machen sich Gedanken über diese Wahrscheinlichkeitenscrollen noch ein bisschen rauf wiedermathematisch müssen sich einzig erst mal Gedanken zu machen gibt es WahrscheinlichkeitenFußnotedas ist nicht auf Anhieb klarman strenge Mathematik betreibt das Mini wahrscheinlich Karten angeben kann aus dem Bauch herausund nehme sie ist das Gleis muss und Wahrscheinlichkeit gegeben Minimesser Komma ganz dreist an mir zu so etwas herauszufinden über diese Wahrscheinlichkeitenist Koffer Klammer auf zu diesem Bild wir sind in der bestimmten Wahrscheinlichkeitszustandnull ?? bestimmt wahrscheinlich gar den Zustand einswas können Sie dann über diese Wahrscheinlichkeitensagen ?? null und P einsZimmer gerade nachMusternrauslesen Wahrscheinlichkeitensagen meine Idee ist ja dass diese wahrscheinlich katt nicht von der Zeit abhängenes soll eine Ahnung in dein fünfzig Prozent für Single was rauskommen wird kein fünfzig Prozent der Fälle stelle ich fest es steht niemandan der Kasse in Germersheim zwanzig Prozent der Fälle stelle ich fest steht einer an der Kasse und so weiter und so weiterdas soll nicht von der zeitabhängigen ob ich um vierzehn Uhr nach Kuckuck oder um fünfzehn Uhr alles zur Zeit konstant sein statt dass man dazunicht zeitabhängiges wird sich ein Gleichgewicht einstellen das ist der Gedankebei der einzelne Kasse wird es strukturierenstehen zwei Leute da drei Leute eine Person steht da und so weiter und so weiter eine einzelne Kasse würde strukturierenwenn ich jetzt aber ganz viele Kassen parallel habe die alle unabhängig voneinander arbeiten des wirklichen und her gesprungendass das Gedankenexperimentmache dann wird sicher höchst wahrscheinlich in der Summezu eine zeitunabhängigeWahrscheinlichkeiteinstellendas soundsoviel Prozent dieser Kassen niemanden haben soundsoviel Prozent dieser Kassen einen haben jetzt und in einer Sekunde und in zehn Sekunden und in einer MinuteZeit unabhängige Wahrscheinlichkeitwelche Zuständewie häufig jeweils auftretenwenn sich jetzt vorstellen das T nullder Anteil P null aller Kassen im Zustand null ist und der Anteil P eins aller Kassen im Zustand eins ist eine Sekunde später muss es aber genauso sein sind wahrscheinlich Karten soll nicht zeitabhängig sein eine Sekunde später muss das genauso seinBeistrich dass ein noch mal etwas deutlicher also ich hab den Zustand nur ich hab den Zustand einsaus dem Zustand null gehe ich mit drei Prozent Wahrscheinlichkeitin den Zustand einsund so weiterda kommen auch wieder reinund aus den Zustand eins gehe ich mit fünf Prozent Wahrscheinlichkeitin den Zustand null und wenn ich in Zustand null bin gehe ich mit Kopfrechnen sieben neunzig Prozent Wahrscheinlichkeitin den Zustand zurückder Anteil für Null aller Kassen ist den Zustand null der Anteil T eins aller Kasse sind Zustand einsnach einer Sekundemuss das so bleibenmüssen sich ein Gleichgewicht eingestellt haben alle Kassen gerechnet diese wahrscheinlich Karten soll nicht zeitabhängigsein was lernen sie dann über Bindungen und über PALssoundsovielKassenzustandHäuser entstanden nach der nächsten Sekundedrei ProzentWeg aus dem Zustand null aber ich kriege welche dazu aus den Zustand eins sowie fünf Prozent aus den Zustand einsüber die tausend zwei hundertvierunddreißigsteSekundedann habe ich vielleichtzweiundvierzigKassenin Zustand null und dreiundzwanzigKassenzustandeinsaber in der tausend zwei hundert fünfunddreißigstenSekundemuss das genauso bleiben sie Wahrscheinlichkeitenhier zwoundvierzig aus soundsovieldieser gleichbleibendetausend zwölf entgleisten Sekunde müssen es auch immer noch zweiundvierzigdreiundzwanzigsein bevor sie Wanderungsbewegungengegeben hat von diesen zweiundvierziggehen ein paar in den Zustand einsaber es kommen ein paar aus dem Zustand eins zu den zweiundvierzig dazu es gehen welche weg und es kommen welche dazu was lernen sie jetzt wenn diese Zahlenimmer gleich bleiben müssen muss die gleiche Zahlim Zustand null seinKassen hat die gleiche Zahl an Kassenzustand eins bleibt was lernt man jetzt daraus wenn dieseZahlen diese Wahrscheinlichkeitenvon Sekunde zu Sekunde konstant sinddie drei Prozent die hier verlieren Zustand nulldie müssen wir zurückkommen als sie fünf Prozent von Zustand einsSatz habe ich im Zustand null nicht genauso viel wie vor das ist der Gedankedamit diese Wahrscheinlichkeit wird die null gleich bleibt von Sekunde zu Sekundemuss ich mit den drei Prozent genauso viel verlieren wie ich hier mit den fünf ProzentGewinneund damit kriege ich ein Gleichgewicht hingeschriebendie drei Prozentalso null Komma null drei mal P wohl die drei Prozent von der P null ich verliere besonders selbs sein wie die fünf Prozent von B eins nicht gewinnendas heißt wenn ich denn nun habe kann ich B eins ausrechnenbin ?? zwar nicht aber ich kann zumindest B eins mit null Ausdrückenmit anderen Worten T eins ist alsonull Komma null dreidurch null Komma null fünf mal T nullwenn sie soundsoviel Kassen im Zustand null haben dann wissen Sie drei Fünftel davon haben den Zustand einstdas kann dieses Gleichgewichtnicht funktionieren ich verliere jede Sekunde drei Prozent von den null ?? ich gewinne fünf Prozent von den einzelnen Zustand nur damit die Anzahl über alle Schlangen konstant bleibt müssen wahrscheinlich Karten super taxiert seinKomma zu vertiefen gucken wir uns mal T eins an der Zustand eins der wird gefüttertaus dem Zustand null verliert aber auch eine Zustand nur teilweise mit dem sie selbst überführter verliertan den Zustand zwei und damit gefüttertgespeist soll ich sagen aus dem Zustand zwei drei ProzentProzentProzentfünf Prozent und warKopfrechnen fünf und drei Januar zweiundneunzigProzent Restversuchen Sie das jetzt noch malfür P eins und P null und P zwei hinzu bauen welcheGleichgewichtsbedingungenkönnen jetzt hier ablesenin Ultra einfacherweil ich nur verliere eine Zustand eins und ?? gespeist werde aus den Zustand eins T eins ist schwierigerwerde gespeist aus Zustand null und Zustand zwei und ich verlierean Zustand zwei Zustandnull schauen Sie mal die Gleichgewichtsbedingungenfür B einswieder die Bilanz wie viel kommt dazu aus dem Zustand null bekommen Sie was zu eins Zustand zwei bekommt sie was zu ein Ziffer kommt dazu das muss dasselbe sein wie das was weg geht sie verliert fünf Prozent und drei Prozent aus den Zustand einsdas muss gleich groß sein wie die Bilanz hier bei der null diese Gateway Krise kommt dazu auch hier sonst kann die Wahrscheinlichkeit nicht konstant bleibt das haben sie nach einer Sekunde nicht genauso viel Kassen wieder in Zustand einsder Belange von mit dem was weggeht drei Prozent den Weg kommt es ja auch mal Wifi geht weg fünf Prozent und drei Prozent den Weg ?? ich schreib das doch wirklich mal nicht als acht Prozent sondern wirklich als null Komma null drei plus null Komma null fünf mal P einsdas ist was ich verlierein der nächsten Sekunde fünf Prozent nach links drei Prozent nach rechts das muss derselbe sein wie das was ich Gewinn in der nächsten Sekunde sonst habe ich keine Konstante Wahrscheinlichkeithier in der Mitte ich gewinne drei Prozent von null also null Komma null drei mal null und ich gewinne fünf Prozent von zwei also null Komma null fünf mal P zweidas ist das Gleichgewicht hier für den Zustand einsB eins habe ich ausrechnen können aus P nullzehnte null ?? T eins B eins kann ich ausrechnen aus Pin null damit kann ich jetzt P zwei bestimmenich handele mich so durchalso was lerne ich die zweiistdie null Komma null drei T null nach links und ?? durch null Komma null fünfKomma drei plus null Kommafünfeins die null Komma null drei vier null?? gebrachtund ich teile durch die null Komma null fünf damit habe ich jetzt P zwei ausgerechnet wie viele sind im Zustand zweidabei das Gleichgewicht hingeschrieben für einsund kriege absurderweiseraus wie für den zwei sein müssendas B eins kann ich noch einsetzennutzen Linie für B einsund dann steht hier das ist null Komma drei plus null Komma null fünf durch null Komma null fünfmal null Komma null dreiminus unsere null Komma null dreiP null muss ich noch unterbringendurch null Komma null fünfaber normal hier für B eins setzt sich ein null Komma null drei ?? Komma nur fünf Komma null drei durch null Komma null fünf?? drei Damen bekommen nur fünf mal T nullaber da steht auch bin nur ich kann insgesamt ?? null dahinter schreiben P zwei ist eine gerade etwas fürchterlich aussehende Zahl mal T nulldie etwas auseinanderbuchstabierenwird es übersichtlicherdenZählerstand Firmen-undalso O StrichP null ?? Inter null Komma null fünf Männer und jetzt in circa null Komma null drei durch null Komma null fünf mal null Komma null dreiKomma null drei durch null Komma null fünf mal null Komma null dreinull Komma fünf durch null Komma null fünf mal null Komma null dreialso einfach einmal null Komma null dreihundert sich diese null Komma null drei gleich wiederdas wird sich also weg ist er der ersteunter sich Beistrich und ergreifendsüßes Quadrat von null Komma null drei durch das Quadrat von null Komma null fünfmal T null natürlich die wahrscheinlich hat es keineran der Kasse stehtund das geht jetzt natürlich so weiterfür B zwei kriegen wir das Quadratman rechnet entsprechend nachmit D zweiT eins P dreiÜberraschung für P drei kriegt man hoch drei und so weiter und so weiteres ist offensichtlichallgemeinhabe ich dann das PNdie Wahrscheinlichkeit des Edelleutean der Kasse stehenhast das ist die Entepotenzvon null Komma null drei durch null Komma null fünfmal T nullzu Weißrussen mit den Werten null eins zwei drei und so weiteralle natürlichen Zahlen durch null aufwärtsund ich kann Wahrscheinlichkeitenangeben fastT null kenne ich nichtaus weil ich bin null kennekann ich alle anderen wahrscheinlich können auch angeben B einswirddrei fünftel Martin und sein P zwei wird drei fünftelins Quadrat ?? sein und so weiterund so weitereine Zufallsgrößevon der ich die Werte kenneund die WahrscheinlichkeitenkennenXP null noch nicht?? stellen sich vor sie würden jetzt rauskriegenWahrscheinlichkeitfür null vom Jus Klammer auf fünfzig Prozentund sie fing für die nächsten raus drei fünftel von fünfzig Prozent dreißig Prozent des durch keinen Kopf gerechnetjetzt wird's heikel drei fünftel von dreißig Prozent sechsZehntelvon dreißig Prozent sind achtzehn Prozentund so weiterund so weiterkönnte das stimmenwas muss hier für die Prozentzahlengeltenso die müssen sich zu hundert Prozent ein ?? das ist die große Frage addieren die sich zu hundert Prozentdas war jetzt rückwärts die Summe ausdehnenmuss eins ergeben muss einen dieser Werte haben irgendwo muss die Schlange sein bei irgend einem Wert so soviel Leute müssen anstehendie Summe dieser wahrscheinlich Karten muss eins sein muss man ?? schnell wieder weg ist für die fünfzig Prozent sein glaube ich zumindest mal sehendie Summe dieser Parteilichkeit muss eins seinund tatsächlich zurück was deshalb die null gewesen sein muss das gucken uns jetzt an Ausrufungszeicheneinsmuss sein T nullplusnull Komma null drei durch null Komma null fünf mal T null plusnull Komma null drei durch null Komma null fünf ins Quadrat mal T null plusdreimal T null plus und so weiter wissen zu etlichebin nur kann ich ausklammernbesteht also P null maleins PlusKomma dreinull Komma fünf plus den Bruch ins Quadrat plus Infodrei plus und so weiterbis ins unendlicheund damit kriege ich es bin null raus wenn ich es schaffe ihr auf zu summierenPunkt ein Trick der offiziell das nächste Semester dran kommt sie nicht zu mir sich hier alle Potenzenrechnen diesem Buch aus drei fünftel ?? summieren alle ganzzahligen Potenzen ab null aufwärts der Bruch null der Bruch eins der ?? hoch zwei?? hoch dreiersten null mal eins das auch so wird kleiner Einschubwirft man das ausdas ist die geometrische Reiheoffizielldie nächste Semesterdiese Situation eins Plus X plus X Quadrat plus X hoch drei?? weiterist gleichherzliche besitzen endlich auf somit ist den offiziellen Grenzwert machenam Beispiel des am leichtesten zu sehen gibt ein ganz banales Beispiel nehmen Sie X gleich ein Zehntelkriegen sie das hineins plusein Zehntelplus ein Hundertstelplus ein TausendstelPlus und so weiterwas kriegen Sie als Dezimalzahlraus?? also eins Komma eins eins eins eins Komma die zehnte Stelle ist nur eins die Hundertstelstelleist der einzige aus TischtennisNeins und so weiter eins Komma Periode einsdas ist eins plus ein neuntelKomma dass es einst ein neuntel eins bis erneute zehn neuntel sind das und sie keine Formelsammlung oder was und auch keine hochtrabenden Begriffe von wegen geometrische Reihe wenn sie ein Zehntelaufzunehmen in alle Potenzen ab null aufwärtsin ein ganzzahligen Potenzen ab null Aufwärtsansiedlungnull eins sind Locheisen sind so zwei hundert und zehn neuntel rausdie Comet schon sehen was die allgemeine Formel sein muss versicherter Wanderer mit ein halb aber ein Garten das im Hinterkopf wenn sie die ganzzahligen Potenzen ab null aufwärts von ein halb aufs Linien eins plus ein halb plus ein viertelplus ein achtel plus ein sechzehntel und so weiterdann kriegen siezwei das könnte man im Binärsystem wunderschön begründen was sie kriegen ist nämlich im Binärsystemeins Komma eins eins eins eins eins und so weiterbinärein Halbeinfälleund das ist eine andere Schreibweise für die Zahl zweisie nehmen ein ganzesund dann nehmen Sie eine halbe ?? des Unternehmens ein viertel unternehmen sie ein Pachtunternehmensie ein sechzehntelund so weiter und so weiterzum Schluss haben sie zweiim Grenzwertwas sie mit dem Pünktchen gemeint ist das in geometrische Reihenmuss sich allgemeine Formel herleitendie Herleitung kommt nächstes Semester ziemlich banal aber es kann bis in wenig Zeit was rauskommt ist folgendes einzig eins minus X können es gerade mal zumindestbeim Beispiel vergewissern das völlig schief liegenmit ein zehnte wenn Sie rechneneinst durch eins minus ein Zehntelerweitern sie mit zehnKomma zehn und neunzehn entweder zehn durchzehnminus eins zehn durch neun C neunte okay die zwei einst durch eins minus ein halberweiterndeBruch mit zwei oben mal zwei und mal zwei der Schüler zwei minus eins okaysind zumindest eine beiden Spezialfällenwird es die Form bestimmt einzig eins minus X ist die Summation der geometrischen Reihe banal aber die fünf Minuten für die Klärung habe jetzt gerade nicht sie sehen zu müssen in beiden Beispiel Video funktioniert?? muss noch eines Angabe jetzt aber machen wennder Betrag von X kleiner ist als einsNX zum Beispiel gleich zwei ist eins plus zweiplus vier plus achten wir das Internet explodierenund nicht funktioniert sieht sie nicht aus eins durch eins minus zwei das wird nicht funktionieren ?? es gibt auch diese nicht unwesentliche Bedingungdas dürfen sie nur dann tun wenn der Betrag von X kleiner ist als Einzel mit ist gleich eins haben ?? gleich als ?? eins plus eins plus eins bis eins bis eins ?? ?? fusioniertist gleich minus eins ist einsminus eins plus eins minus eins plus eins das sieht auch nicht sehr plausibel aus also diese Familie nur wenn der Betrag von ?? kleines als ein Beitritt die dreißigstes Semester zu sehen sieht so aus als ob stimmt das auch ?? jetzt die geometrische Reihe als seine Zutat hiergenaudas passiert hier hintenhier sehen Sie die geometrisch reinstenX auch null X eins X hoch zwei X hoch drei und so weiterdas ist was ich hier brauche also das ist einst durcheins minus null Komma null dreiKomma null fünfSie sehen die Bedingung ist erfülltKomma nur drei durch null Komma fünf ist im Betrag kleiner einswas für den Bau passierenwenn sie jene Zahlen haben den Betrag gleich oder größer eins ist was für ?? Situation wäre daswir hier nicht null Komma null drei durch null Komma null fünf hätten sondern etwas dasgleich eins oder größer als eins es Facetten für die Situation in der Kassegenauwenn das hier eins ist oder größerdann heißt das dass die Kasse so gerade mit kommt gleich eins oderdass die Kasse nicht mehr mitkommt das heißt die Schlange wird ins unendliche wachsen und dann ?? natürlich keine Chance mit Wahrscheinlichkeitenin die Schlange ins unendliche wächstalso für alle vernünftigen Fälle in den ?? mit Wahrscheinlichkeitenarbeiten können ist der Betrag von unser mit sehr kleiner als eins und damit kann man jetzt ein Schritt zurück hier damit kann man jetzt sagen was bin null sein muss jetzt geradenebenbei erledigt eins ist P null mal eins durch eins minus null Komma null drei minus null Komma null fünf damit aber gerade T null bestimmtT null muss also seineins minus null Komma null dreiKomma null fünfeins minus drei fünftel?? zwei fünftel sind zwei fünftel zwei fünftel ist das ?? bei Dezimalzahlzwei fünftel sind vierzehn also null Komma viermit vierzig Prozent wahrscheinlich fünfzig Prozent Wahrscheinlichkeit mit vierzig Prozent Wahrscheinlichkeitsteht keiner an der Kasse bei diesen Zahlen drei Prozent fünf ProzentPunktdas gerade noch mal hin also in unserer Situationvierzig Prozent der Kassen sind leer in unserer Situationdrei Fünftel davonvierundzwanzig Prozentan vierundzwanzig Prozent der Kassen steht eine Personeinschließlichder Person die dann bedient wirdsomit Weingärten vierzehn Komma vier Kinder das Essen und so weiter und so weiteres kann also wirklich Zahlen geben mir für meine Zukunft wenn man zufallsgroße Zahlen angeben siehst null mit einer wahrscheinlich Guide von vierzehn Prozent sie ist einzelne Äußerlichkeit von vier zwanzig Prozent sie ist zweimit Wahrscheinlichkeitvon vierzehn Komma vier Prozent und so weiter und so weiterund damit kann ich jetzt anfangen den Erwartungswertausrechnenwenn sie jetzt die Zahlenangabenhätten wie würden Sie ein ErwartungswertausrechnenErwartungswertder Anzahl an Leuten die an der Kasse stehenalsogenau was Heiligkeit mal Wert null Komma vier mal null plusnull Komma zwei vier mal eins Plusnull Komma eins vier vier mal zwei Plus und so weiterWahrscheinlichkeit mal wird wahrscheinlich Guide mal wird und so weiter durchexerziertwenn das eine diskrete Zufallsgrößeist er abzählbar viele Möglichkeiten messen stetige Zufallsgrößemit WahrscheinlichkeitsdichteWeideland bildeten integral und haben dann etwas von XKleinigkeitdichtete X keine Summedas erste diskrete Zufallsgrößewir summieren wahrscheinlich Datei wird Wahrscheinlichkeit mal wert und ich hätte dafür gerne noch das allgemeine Ergebnisdas können Sie jetzt als Zahlenwert ja ausrechnen zumindest näherungsweise ausrechnen ?? des Marktes beziehen oder soaber spannender wäre das als Formel Komma vielleicht noch mal Ware in den letzten fünf Minuten um Andererseits Formen hinkriegen kann das die ganze Zeit mit konkreten Zahlen gerechnet habe ist er nicht fürchterlich professionelldiese Wahrscheinlichkeitmit der jemand dazu kommtdie Nan war Komma Landerund die Wahrscheinlichkeitmit der jemals wieder weggeht denen wir Müheund in der ganzen Rechnung ersetzen sie null Komma null drei durch Lander und null Komma null fünf durch Mühehätte sehr geschickt gemachter Pässe immer ausbuchstabiertgelassenist immer Lander durch Mühl andere Glühlampe und so weiterP null eins Minuslanderdurch MüheundPNBagger dann die Potenzaus Lander durchwühlt null Komma null drei durch null Komma null fünf war das ebenendePotenzmal P null null sehen Sie das S eins Minus an der durch mir das mehr die offiziellen Formen und der Erwartungswert?? bisschen strenger hingeschrieben der Erwartungswertist über alle zu summierenalles zu summieren das auskommen kann ich schreibe mal ähm gleich null bis unendlichMiese über alle Fälle nicht haben kann unendlich viele Fälle und dann kommt jetzt wahrscheinlich Guide Mall wird Wahrscheinlichkeit mal wird hier steht die Wahrscheinlichkeitslanderdurch Mühe auch ineinzelnen Slumwill das die Wahrscheinlichkeitenmal der Wert der ist ähmKomma gerade noch versuchen aus zu buchstabieren?? erste Vereinfachunghier sehen den konstanten Faktor in der Summe Punkt zu viel und NSN hängt von jemanden nach hinten enden vom Nummern ab es ungeschickt aber den Faktor in der Mitte den kann ich ausziehen aus der Summeetwas hübscher ?? noch nicht richtig hübsch aber etwas hübscher als besondere ich mir jetzt kommt die Summegleich null bis unendlichlang dadurchMühl hoch ähm mal ähmes kommt zur allgemeinen Freude noch bei der Ableitungstagan dieser Stelle kommt immer bei allen möglichen Verteilungen dieser fürchterliche Ableitungstrickwie kriege ich das Ender bloß zu Standemit einer passend gewählten Ableitungalso was ich gerne ausrechnen möchte ist folgendesEinschub was ich ausrechnen möchte ist die Summeaus N gleich null bis unendlichkein X hoch ähm mal in die möchte ich gerne ausrechnenund der Trick ist jetzt hier wieder das zu schreiben als AbleitungX hoch N abgeleitetnach Xwieder ähm mal X hoch ähm minus einsschrammte noch in X dazubestimmt wiederalso nur ein Taschenspielertrickum X noch einmal in anders zu schreiben in dem die Ableitung von X hoch ähm und modifizieren mit X es geht auch wenn ?? gleich null ist oben steht nullwenn ?? gleich null ist wenn sie zur ?? arbeiten diese auch nur rausalso diese Summe ist die Summe von gleich null bis unendlichschreibe ich hier X mal die X hoch N nach TXwickeln Sie diese Summe jetzt vereinfachenihr steht X mal die Ableitung der Notenpotenzplus X mal die Ableitung der ersten Potenz plus X mal die Ableitung der zweitenPotenzplusund so weiter wie können Sie das hübscher als Summe schreibenKlammer zuX aus und sozusagen das AbgleitenX malmit Wochen abgeleitetgroß X bereits insoweit abgeleitet X mal die Ableitungvon X hoch null plus X ?? eins plus X hoch zwei plus und so weiter das steht da eigentlichich klammere X aus und ich klammere sowohl die Ableitung ausjetzt wissen wir aber was hier im Zähler steht den kennen wir schon das ist X Mal geometrische Reiheeins durch eins minus X abgeleitet nach X die Summe der Potenzen ganzzahligen Potenzen ab null aufwärts war einst durch einzelne sexy kommt lustigerweisevordie können wir ableiten?? war das Ergebnis X mal was ist das Ergebnis dieser Ableitungihrsteht eins minus X hoch minus einsund dann wieder ?? der Kettenregel weiter sie kriegen eins minus X hoch minus zweimit einem Minuszeichenden Exponenten um eins verringert also minus zwei den Exponenten nach vorne minus eins mal das mal in der Ableitungminus X Arbeiten innerhalb eines minus und damit sind es Minuszeichen wieder los was sie rauskommt ist also Xdurcheins minus X in Klammern ins QuadratKomma oben zu Ende rechnenauf die Schnelle noch etliche und den Erwartungswertdas kam Erwartungswert vor?? bitte malwas hatten wir also Erwartungswertvon derZahl der Leute an der Kasse der war über Umwegediese Summeder Faktor vorne bleib stehen eins Minuslander durchwühlt die Summe aber geradediese Tücke ausgerechnetwenn sie rechnenX noch einmal in aufssummiertab in gleich null aufwärts kriegen sie X durch eins minus X ins Quadratalso steht hier malX ist dann dadurch Mühl Mallander durch Mühl durcheins Minuslanderdurchins Quadratdas sie eingesetztwird Komma den Kürzen und ein Quadrat kürzenund dann steht da das System lang dadurchMühldurch eins minusMühealso bei uns jetzt wieder zurück zu unseren Zahlen wie das bei uns aus gesehen hättebei uns ?? Dagestan drei fünfteldurch eins minus drei fünfteldrei fünftel durch zwei fünftel drei halbe basteln mit den Mitteln einer der Leute an der Kasse stehenalso bei diesen Zahlendie wir hatten wäre ähm vierzig Prozent der Kassenleer vier zwanzig Prozent der Kassenwieder eine Person stehen und so weiter und so weiterund wie viele Personenim Mittelan der Kasse stehen anderthalbbei diesen Zahlenund Marken überhaupt allgemein noch feststellenwas sie aus dem Erwartungswert rauskommtist sie auch an das Schreiben mit der Wahrscheinlichkeitszustand?? zu sein ?? unten steht ?? die Wahrscheinlichkeit den Zustand ?? zu sein ?? Medium steht eins minus diese Wahrscheinlichkeitdas heißt Erwartungswert ist eins durch die wahrscheinlicher den Zustand null zu sein minus einsKomma sich noch den Spaß machen und das Rückwärtslesenwas ist die Wahrscheinlichkeitfür eine leere Kasse die Wahrscheinlichkeit für eine leere Kasse ist eins durchwie viele Leute üblicherweisean der Kasse stehen plus eins diese Gleichung rückwärts gelesenwenn zum Beispieltypischerweisevier Leute an der Kasse stehen dann ist die Wahrscheinlichkeitdass die Kasse leer ist eins durch fünfzwanzig Prozent