Teil 1:
Die Frage mit den 4 Richtigen ist das Gleiche, wie Würfeln mit 8 Würfeln, die 3 Zahlen (1 bis 3) ergeben können.
Die Wahrscheinlichkeit dafür ist:
Alle Kombinationen in denen die zuvor gewählte Würfelkombination mit Permutationen enthalten ist
geteilt durch
Alle Kombinationen.
Nehmen wir an, bei jeder Frage ist die richtige Antwort die 1.
Dann sind alle Kombinationen die, bei denen 4 Würfel die 1 zeigen und 4 Würfel keine 1. Das gibt es 16 Mal, 4 Würfel zeigen 1, die anderen dürfen nur 2 oder 3 zeigen, also 2^4=16. Aber diese 16 kann man permutieren, also die richtige Lösung wie bei einem Bernoulli-Experiment verteilen. Ergebnis ist 8 über 4, also 8!/(4!*4!).
Das heißt, die Möglichkeiten sind: (8 über 4) * 2^4= 1120
Alle Kombinationen sind 3^8=6561.
Die Wahrscheinlichkeit ist 1120/6561=17,1%
Man hätte auch argumentieren können, dass man einzeln wirft und daher (1/3)^4(2/3)^4(8 über 4) rechnet, kommt dasselbe raus.
Teil 2:
Höchstens 3 richtige ist schwieriger. Der kurze Rechenweg wäre über eine Verteilungsfunktion, aber wir sind hier noch im Zählmodus. Das heißt, es müssen die Wahrscheinlichkeiten von 1 Antwort richtig, zwei Antworten richtig und 3 Antworten richtig zusammengerechnet werden:
1 Antwort richtig: 2^7(8 über 1) Möglichkeiten=1024
2 Antworten richtig: 2^6(8 über 2) Möglichkeiten=1792
3 Antworten richtig: 2^5*(8 über 3) Möglichkeiten=1792
Summe ist 4608
Alle Möglichkeiten sind wieder 6561. D.h. die Wahrscheinlichkeit ist
4608/6561=70,2%.
Du kannst das übrigens kontrollieren, indem die alle Möglichkeiten bildest im Sinne von Summe über 0 richtig bis 8 richtig mit den obigen Formeln, dann kommt wieder 6561 raus.