diff --git a/src/2025-12-05/presentation.tex b/src/2025-12-05/presentation.tex index 26a76ad..a17f472 100644 --- a/src/2025-12-05/presentation.tex +++ b/src/2025-12-05/presentation.tex @@ -77,6 +77,174 @@ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \section{Aufgabe 1} +\begin{frame} + \frametitle{Zufallsvariablen \& Verteilungen} + + \vspace*{-10mm} + + \begin{itemize} + \item Zufallsvariablen (ZV) + \begin{minipage}{0.33\textwidth} + \centering + \begin{gather*} + \text{Idee: ``Wegabstrahieren'' von Ergebnisraum + $\Omega$} \\[1cm] + X: \Omega \mapsto \mathbb{R} \\ + \underbrace{P_X(x)}_\text{Verteilung} := + P(\underbrace{X}_\text{ZV}=\underbrace{x}_\text{Realisierung}) + \end{gather*} + \end{minipage}% + \hspace*{15mm}% + \begin{minipage}{0.6\textwidth} + \centering + \begin{lightgrayhighlightbox} + Beispiel: Würfeln mit zwei Würfeln + \begin{gather*} + X := \text{\normalfont``Summe beider Augenzahlen''}\\ + X: \underbrace{\left\{(i, j) : i, j \in \left\{1, \ldots + , 6\right\}\right\}}_{\Omega} \mapsto + \underbrace{\left\{2,3, + \ldots, 12\right\}}_{\in \mathbb{R}} + \end{gather*}\\ + \vspace*{5mm} + \begin{tikzpicture} + \draw[line width=1pt] (0,0) -- (18cm,0); + \end{tikzpicture} + \vspace*{2mm} + \begin{gather*} + A = \text{\normalfont``Die Summe der + Augenzahlen ist 4''} + \end{gather*} + \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth} + \centering + Direkter Weg + \begin{align*} + P(A) &= P(\mleft\{ (1,3), (2,2), + (3,1) \mright\}) \\ + &= P( (1,3)) + P( (2, 2)) + P( (3,1)) \\ + &= 3\cdot \frac{1}{36} = \frac{1}{12} + \end{align*} + \end{minipage}% + \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth} + \centering + Über ZV + \begin{gather*} + P(A) = P_X(4) = \cdots + \end{gather*} + \end{minipage} + \end{lightgrayhighlightbox} + \end{minipage} + \end{itemize} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Verteilungen \& Verteilungsfunktionen} + + \vspace*{-18mm} + + \begin{itemize} + \item Verteilungsfunktionen diskreter ZV + \vspace*{-6mm} + \begin{columns} + \column{\kitthreecolumns} + \begin{align*} + \overbrace{F_X(x)}^\text{Verteilungsfunktion} = P(X \le x) + &= \sum_{n:x_n \le x} + \overbrace{P_X(x)}^\text{Verteilung}\\ + &= \sum_{n:x_n \le x} P(X=x) + \end{align*} + \column{\kitthreecolumns} + \begin{lightgrayhighlightbox} + Beispiel: Würfeln mit zwei Würfeln + \begin{gather*} + X := \text{\normalfont``Summe beider Augenzahlen''} + \end{gather*} + \vspace*{-10mm} + \begin{figure}[H] + \centering + \begin{tikzpicture} + \begin{axis}[ + xmin=2,xmax=12, + ymin=-0.2,ymax=1.2, + xlabel=$x$, + ylabel=$F_X(x)$, + width=12cm, + height=5cm, + ] + \addplot+[mark=none, line width=1pt] + coordinates + { + (2 , 0.02777) + (3 , 0.02777) + (3 , 0.08333) + (4 , 0.08333) + (4 , 0.16666) + (5 , 0.16666) + (5 , 0.27777) + (6 , 0.27777) + (6 , 0.41666) + (7 , 0.41666) + (7 , 0.58333) + (8 , 0.58333) + (8 , 0.72222) + (9 , 0.72222) + (9 , 0.83333) + (10 , 0.83333) + (10, 0.91666) + (11, 0.91666) + (11, 0.97222) + (12, 0.97222) + (12, 1.00000) + }; + \end{axis} + \end{tikzpicture} + \end{figure} + \vspace*{-10mm} + \end{lightgrayhighlightbox} + \end{columns} + \pause \item Einige Kenngrößen von Verteilungen + \vspace*{2mm} + \begin{columns}[t] + \column{\kittwocolumns} + \centering + \textbf{Erwartungswert} + \begin{gather*} + E(X) = \sum_{n=1}^{\infty} x_n P(X=x_n) + \end{gather*}% + \vspace*{-8mm}% + \begin{align*} + E(X + b) &= E(X) + b\\ + E(X+Y) &= E(X) + E(Y)\\ + E(aX) &= aE(X) + \end{align*} + \column{\kittwocolumns} + \centering + \textbf{Varianz} + \begin{gather*} + V(X) = E\left(\left(X - E(X)\right)^2\right) + \end{gather*}% + \vspace*{-8mm} + \begin{align*} + V(X) &= E(X^2) - \left(E(X)\right)^2\\ + V(aX) &= a^2 V(x)\\ + V(X+b) &= V(X) + \end{align*} + \column{\kittwocolumns} + \centering + \textbf{$p$-Quantil} + \begin{gather*} + x_p = \text{inf}\mleft\{ x\in \mathbb{R} : P(X + \le x) \ge p \mright\} + \end{gather*} + \vspace*{-8mm} + \begin{gather*} + p=0.5 \hspace{5mm} \rightarrow \hspace{5mm} x_p + \equiv \text{``Median''} + \end{gather*} + \end{columns} + \end{itemize} +\end{frame} + %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Theorie Wiederholung} @@ -523,7 +691,8 @@ % beobachtet. Der Fehler tritt % mit der Wahrscheinlichkeit $0,01$ ein, wenn weder Fehler $A$ noch $B$ % eingetreten sind und mit der -% Wahrscheinlichkeit $0,02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch $B$ eingetreten +% Wahrscheinlichkeit $0,02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch +$B$ eingetreten % sind. In allen anderen % Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf. % @@ -587,7 +756,8 @@ % beobachtet. Der Fehler tritt % mit der Wahrscheinlichkeit $0,01$ ein, wenn weder Fehler $A$ noch $B$ % eingetreten sind und mit der -% Wahrscheinlichkeit $0,02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch $B$ eingetreten +% Wahrscheinlichkeit $0,02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch +$B$ eingetreten % sind. In allen anderen % Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf. %