diff --git a/src/2025-12-09/presentation.tex b/src/2025-12-09/presentation.tex index 8b0655f..163213d 100644 --- a/src/2025-12-09/presentation.tex +++ b/src/2025-12-09/presentation.tex @@ -204,6 +204,7 @@ % tex-fmt: off \begin{enumerate}[a{)}] + \setcounter{enumi}{1} \item Welche Eigenschaften muss eine \textbf{Verteilungsfunktion} erfüllen? \pause\vspace{-10mm}\begin{columns}[t] @@ -238,7 +239,7 @@ 0, & x < 0 \end{array} \right. \hspace{5mm} = \left\{ \begin{array}{ll} - 1 - e^{-ax^2}, & x\ge 0\\ + 1 - e^{-ax^2}, & x\ge 0\\ 0, & x < 0 \end{array} \right. \end{gather*} @@ -272,6 +273,16 @@ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \section{Aufgabe 2} +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Theorie Wiederholung} + +\begin{frame} + \frametitle{sasdf} +\end{frame} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Aufgabe} + \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung} @@ -295,21 +306,119 @@ jetzt der Prozentsatz, der aussortiert wird? \end{enumerate} % tex-fmt: on - \end{frame} -%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% -\subsection{Theorie Wiederholung} - \begin{frame} - \frametitle{sasdf} + \frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung} + + \vspace*{-10mm} + + In einem Produktionsprozess werden Ladegeräte für Mobiltelefone + hergestellt. Bevor die Ladegeräte mit den Mobiltelefonen zusammen + verpackt werden, wird die Ladespannung von jedem Ladegerät einmal + gemessen. Die Messwerte der Ladespannungen der verschiedenen + Ladegeräte genüge näherungsweise einer normalverteilten + Zufallsvariablen mit $\mu = 5$ Volt und $\sigma = 0,07$ Volt. Alle + Ladegeräte, bei denen die Messung um mehr als $4$ \% vom Sollwert + $S = 5$ Volt abweicht, sollen aussortiert werden. + + % tex-fmt: off + \begin{enumerate}[a{)}] + \item Wie viel Prozent der Ladegeräte werden aussortiert? + \begin{columns}[c] + \column{\kitthreecolumns} + \centering + \pause \begin{gather*} + X \sim \mathcal{N} \mleft( \mu = 0{,}5, \sigma = 0{,}07^2 \mright) + \end{gather*} + \begin{align*} + P(E_\text{a}) &= P \Big( \big( X < S(1-\delta) \big) + \cup \big( X > S(1 + \delta) \big) \Big) \\ + &= P(X < S(1 - \delta)) + P(X > S(1 + \delta)) \\[2mm] + &= P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma}\right) + + P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma}\right) \\[2mm] + &\approx \Phi(-2.86) + \left(1 - \Phi(2.86)\right) \\ + &= 2 - 2\Phi(2.86) \approx 0{,}424\text{\%} + \end{align*} + \column{\kitthreecolumns} + \centering + \begin{figure}[H] + \centering + + \begin{tikzpicture} + \begin{axis}[ + domain=4.6:5.3, + xmin=4.7, xmax=5.3, + width=14cm, + height=6cm, + xlabel={$x$}, + ylabel={$F_X (x)$}, + samples=100, + xtick = {4.6,4.7,4.8,...,5.4} + ] + \addplot+[mark=none, line width=1pt] + {1 / sqrt(2*3.1415*0.07*0.07) * exp(-(x - 5)*(x-5)/(2*0.07*0.07))}; + + \addplot +[scol2, mark=none, line width=1pt] coordinates {(4.8, -1) (4.8, 2)}; + \addplot +[scol2, mark=none, line width=1pt] coordinates {(5.2, -1) (5.2, 2)}; + \node at (axis cs: 4.8, 3) {$S(1-\delta)$}; + \node at (axis cs: 5.2, 3) {$S(1+\delta)$}; + + \end{axis} + \end{tikzpicture} + \end{figure} + \end{columns} + \end{enumerate} + % tex-fmt: on \end{frame} -%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% -\subsection{Aufgabe} - \begin{frame} - \frametitle{sasdf} + \frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung} + + \vspace*{-18mm} + + % tex-fmt: off + \begin{enumerate}[a{)}] + \setcounter{enumi}{1} + \item Der Hersteller möchte seinen Produktionsprozess so verbessern, + dass nur noch halb so viele Ladegeräte wie in a) aussortiert + werden. Auf welchen Wert müsste er dazu $\sigma$ senken? + \pause\begin{gather*} + P(E_\text{b}) = \frac{1}{2} P(E_\text{a}) \approx 0.212\text{\%} \\ + \end{gather*} + \vspace*{-18mm} + \begin{columns} + \pause\column{\kitthreecolumns} + \centering + \begin{align*} + P(E_\text{b}) &\overset{\text{a)}}{=} P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma'}\right) + + P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma'}\right) \\[2mm] + &= P\left(Z < -\frac{0{,}2}{\sigma'}\right) + + P\left(Z > \frac{0{,}2}{\sigma'}\right) \\[2mm] + &= \Phi\left(-\frac{0{,}2}{\sigma'}\right) + + \left(1 - \Phi\left(\frac{0{,}2}{\sigma'} \right)\right) \\[2mm] + &= 2 - 2 \Phi\left(\frac{0{,}2}{\sigma'} \right) + \end{align*} + \pause\column{\kitthreecolumns} + \centering + \begin{gather*} + 2 - 2\Phi\left(\frac{0.2}{\sigma'}\right) = 2{,}12\cdot 10^{-3} \\ + \Rightarrow \Phi\left(\frac{0.2}{\sigma'}\right) \approx 0.9989 \\ + \Rightarrow \sigma' \approx \frac{0{,}2}{\Phi^{-1}(0{,}9989)} + \approx \frac{0{,}2}{3{,}08} \approx 0.65 + \end{gather*} + \end{columns} + \pause \vspace*{-5mm}\item Durch einen Produktionsfehler verschiebt sich der + Mittelwert $\mu$ auf $5{,}1$ Volt ($\sigma$ ist $0{,}07$ Volt). + Wie groß ist jetzt der Prozentsatz, der aussortiert wird? + \pause \begin{align*} + P(E_\text{c}) &\overset{\text{a)}}{=} P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma}\right) + + P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma}\right) \\[2mm] + &\approx \Phi(-4{,}29) + (1 - \Phi(1{,}43)) \\ + & = 2 - \Phi(4{,}29) - \Phi(1{,}43) \approx 7.78 \text{\%} + \end{align*} + \end{enumerate} + % tex-fmt: on \end{frame} \end{document}