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Bei einem Flug von Urbana nach Paris kam mein Gepäck nicht mit mir an. Es war dreimal umgeladen worden und die Wahrscheinlichkeiten dafür, daß dies nicht zur rechten Zeit geschah, wurden in der Reihenfolge des Umladens mit \(4 / 10,2 / 10\) und \(1 / 10\) geschätzt. Mit welcher Wahrscheinlichkeit hat die erste Fluglinie geschlampt ?

Short Answer

Expert verified
P(D1|D) = 0.704

Step by step solution

01

Understand the problem

We need to find the probability that the first airline lost the luggage given it did not arrive on time. There are three probabilities for each handling the luggage: first (4/10), second (2/10), and third (1/10).
02

Convert probabilities to decimal form

Convert the given probabilities to decimal form: \( 4/10 = 0.4 \), \( 2/10 = 0.2 \), and \( 1/10 = 0.1 \).
03

Calculate the total probability of delay

Compute the total probability that the luggage did not arrive on time by considering the independent probabilities of delays: \( P(D) = P(D_1) + P(D_2) + P(D_3) - P(D_1)P(D_2) - P(D_2)P(D_3) - P(D_1)P(D_3) + P(D_1)P(D_2)P(D_3) \).
04

Plug in the values

Substitute \( P(D_1) = 0.4 \), \( P(D_2) = 0.2 \), and \( P(D_3) = 0.1 \) into the total probability formula: \( P(D) = 0.4 + 0.2 + 0.1 - 0.4 \times 0.2 - 0.2 \times 0.1 - 0.4 \times 0.1 + 0.4 \times 0.2 \times 0.1 \)
05

Perform calculations

Compute each term step by step: \( 0.4 + 0.2 + 0.1 = 0.7 \), \( 0.4 \times 0.2 = 0.08 \), \( 0.2 \times 0.1 = 0.02 \), \( 0.4 \times 0.1 = 0.04 \), \( 0.4 \times 0.2 \times 0.1 = 0.008 \). Therefore, \( P(D) = 0.7 - 0.08 - 0.02 - 0.04 + 0.008 = 0.568 \).
06

Apply Bayes' Theorem

To find the probability that the first airline was at fault given the luggage did not arrive on time, use Bayes' Theorem: \( P(D_1|D) = \frac{P(D_1)P(D)}{P(D)} = \frac{0.4}{0.568} = 0.704 \).

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Key Concepts

These are the key concepts you need to understand to accurately answer the question.

Bayes' Theorem
Bayes' Theorem is a powerful tool in probability theory that allows us to update the probability of a hypothesis based on new evidence. It is essential when dealing with conditional probabilities. The theorem can be expressed as:

\[ P(A|B) = \frac{P(B|A)P(A)}{P(B)} \].

In this context, we wanted to find the probability that the first airline was responsible for the delay, given that the luggage didn't arrive on time. Let's break it down:

  • Step 1: Identify the prior probability: Here, the prior probability is the probability of the first airline losing the luggage, \( P(D_1) = 0.4 \).
  • Step 2: Identify the likelihood: This is the probability of the luggage being delayed if the first airline was responsible, which is also \( 0.4 \).
  • Step 3: Calculate the total probability of the luggage not arriving on time, \( P(D) = 0.568 \).
  • Step 4: Apply Bayes' Theorem: Plug these into the formula to get, \( P(D_1|D) = \frac{P(D_1)P(D)}{P(D)} = \frac{0.4}{0.568} \approx 0.704 \).
Bayes' Theorem helps us update our belief about the cause of the delay, given that a delay occurred.
Unabhängige Ereignisse
Unabhängige Ereignisse (independent events) are crucial in understanding complex probability problems. Events are independent if the occurrence of one does not affect the occurrence of another. Mathematically, two events A and B are independent if:

\[ P(A \cap B) = P(A)P(B) \]

In the exercise, each luggage transfer (first, second, and third) happens independently. This means:

  • First Transfer: The probability that the luggage was delayed by the first airline is \( P(D_1) = 0.4 \).
  • Second Transfer: Similarly, \( P(D_2) = 0.2 \) does not depend on \( D_1 \).
  • Third Transfer: \( P(D_3) = 0.1 \) is independent of both \( D_1 \) and \( D_2 \).
These independent probabilities help us find the total probability of the luggage not arriving on time. Total probability integrates the individual delays:
\[ P(D) = P(D_1) + P(D_2) + P(D_3) - P(D_1)P(D_2) - P(D_2)P(D_3) - P(D_1)P(D_3) + P(D_1)P(D_2)P(D_3) \].

Understanding independence ensures that we correctly account for multiple events impacting the overall outcome.
Wahrscheinlichkeitsverteilung
Wahrscheinlichkeitsverteilung (probability distribution) describes how the probabilities are assigned across different outcomes in a scenario. For discrete events, it involves listing each outcome and its associated probability. In our exercise:

  • First Transfer: The probability of a delay is \( 0.4 \) and no delay is \( 0.6 \).
  • Second Transfer: The delay probability is \( 0.2 \) and no delay is \( 0.8 \).
  • Third Transfer: Delayed probability is \( 0.1 \) and no delay is \( 0.9 \).
The combination of these events forms the overall probability distribution, capturing every possible outcome of luggage arrival times. The probability distribution for total delay integrates independent probabilities:

  • First: \( \ P(D_1) = 0.4 \)
  • Second: \( P(D_2) = 0.2 \)
  • Third: \( P(D_3) = 0.1 \)
The total delay's probability distribution follows:
\[ \ P(D) = 0.4 + 0.2 + 0.1 - 0.4 \times 0.2 - 0.2 \times 0.1 - 0.4 \times 0.1 + 0.4 \times 0.2 \times 0.1 = 0.568 \].

This reflects all combinations of delays across transfer stages, providing a complete picture of potential delays.

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