Faire und unfaire Spiele beurteilen
Stochastik
Klasse 10
- Wann ist ein Spiel fair?
- Warum verliert man auf lange Sicht sicher, wenn der Erwartungswert negativ ist?
Schlau Fassung
Faire und unfaire Spiele beurteilen
- Fair heißt: \(E(\text{Gewinn}) = 0\). Auf lange Sicht gewinnt und verliert niemand – der Vorteil liegt bei keiner Seite.
- Ein Spiel fair machen heißt, Einsatz oder Auszahlung so zu wählen, dass der Erwartungswert null wird. Man setzt \(E = 0\) an und löst nach der gesuchten Größe auf.
- Das Gesetz der großen Zahlen ist der Grund für die Sicherheit auf lange Sicht: Je mehr Spiele, desto näher liegt der tatsächliche Durchschnitt am Erwartungswert. Ein einzelner Abend sagt nichts, tausend Abende schon.
- Deshalb gewinnt die Bank immer. Beim Roulette beträgt der Erwartungswert je Euro etwa \(-0{,}027\) €. Sie muss kein Glück haben, sie muss nur oft genug spielen lassen.
- Der Spielerfehlschluss: Nach fünfmal Rot ist Schwarz nicht wahrscheinlicher. Die Kugel hat kein Gedächtnis – die Würfe sind unabhängig.
Aufgaben
- Einsatz 2 €, Gewinnwahrscheinlichkeit \(\frac{1}{4}\). Welche Auszahlung macht das Spiel fair?
Lösung
\(\frac{1}{4}(a-2) + \frac{3}{4}(-2) = 0 \Rightarrow a = 8\) €. - Warum verliert man bei negativem Erwartungswert auf Dauer?
Lösung
Nach dem Gesetz der großen Zahlen nähert sich der Durchschnitt dem Erwartungswert an. - Ist nach fünfmal Rot Schwarz wahrscheinlicher?
Lösung
Nein – die Drehungen sind unabhängig voneinander.
Weiterführende Aufgaben
- Simuliert 10 000 Roulette-Einsätze in einer Tabellenkalkulation und zeichnet den Verlauf des Durchschnittsgewinns. Was zeigt die Kurve?