diff --git a/src/2026-01-16/presentation.tex b/src/2026-01-16/presentation.tex index 048dc78..e191ce8 100644 --- a/src/2026-01-16/presentation.tex +++ b/src/2026-01-16/presentation.tex @@ -217,7 +217,8 @@ \item Berechnen Sie die Dichte von $(Z = X \cdot Y)$ mithilfe des Transformationssatzes. \item Verwenden Sie einen alternativen Ansatz zur Berechnung der - Dichte. Hinweis: Beginnen Sie mit $P (Z \le z) = \ldots$ + Dichte.\\ + \textit{Hinweis}: Beginnen Sie mit $P (Z \le z) = \ldots$ \item Berechnen Sie den Korrelationskoeffizienten $\rho_{XY}$ . \end{enumerate} % tex-fmt: on @@ -295,16 +296,109 @@ \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 2: Transformationssatz für 2D-Dichten} + % tex-fmt: off \begin{enumerate}[a{)}] \setcounter{enumi}{1} \item Verwenden Sie einen alternativen Ansatz zur Berechnung der - Dichte. Hinweis: Beginnen Sie mit $P (Z \le z) = \ldots$ - \pause\begin{align*} - \end{align*} - \pause \item Berechnen Sie den Korrelationskoeffizienten $\rho_{XY}$ . + Dichte.\\ + \textit{Hinweis}: Beginnen Sie mit $P (Z \le z) = \ldots$ \pause\begin{align*} + P(Z \le z) = P(XZ \le z) &= \int_{-\infty}^{\infty} + \int_{-\infty}^{z/x} f_{X,Y}(x,y) dy dx \\[1mm] + &= \int_{-\infty}^{\infty} \int_{-\infty}^{z} + f_{X,Y}\left(x, \frac{u}{x}\right) \frac{1}{x} \; du dx \end{align*} \end{enumerate} + % tex-fmt: on +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Aufgabe 2: Transformationssatz für 2D-Dichten} + + \vspace*{-15mm} + + \begin{minipage}[c]{0.5\textwidth} + % tex-fmt: off + \begin{enumerate}[a{)}] + \setcounter{enumi}{2} + \item Berechnen Sie den Korrelationskoeffizienten $\rho_{XY}$. + \end{enumerate} + % tex-fmt: on + \end{minipage}% + \begin{minipage}[c]{0.5\textwidth} + \begin{lightgrayhighlightbox} + \vspace*{-8mm} + % tex-fmt: off + \begin{gather*} + \text{Bekannt: } \hspace{10mm} + \left\{\hspace{2mm} + \begin{array}{l} + f_{X,Y}(x,y) = x + y \\ + f_{Z}(z) = 2(1-z), \hspace{10mm} Z = X\cdot Y + \end{array} + \right. + \end{gather*} + % tex-fmt: on + \vspace*{-10mm} + \end{lightgrayhighlightbox} + \end{minipage} + \vspace*{2mm} + \pause + \begin{gather*} + \rho_{XY} = \frac{\text{cov}(X,Y)}{\sqrt{V(X)V(Y)}}, + \hspace{15mm} + \begin{array}{l} + \text{cov}(X,Y) = \overbrace{E(XY)}^{E(Z)} - E(X)E(Y) \\ + V(X) = E(X^2) - E^2(X) + \end{array}, + \hspace*{15mm} + E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} xf_X(x) dx + \end{gather*} + \vspace*{5mm} + \pause + \begin{gather*} + f_X(x) = \int_{-\infty}^{\infty} f_{X,Y}(x,y) dy + = \int_{0}^{1} x + y dy + = \left[ xy + \frac{y^2}{2} \right]_0^1 = x + \frac{1}{2} + \end{gather*} + \vspace*{-3mm} + \pause + \begin{gather*} + f(x,y) = f(y,x) \Rightarrow + \left\{ + \begin{array}{l} + E(X) = E(Y) \\ + V(X) = V(Y) + \end{array} + \right. + \hspace{5mm} \Rightarrow \hspace{5mm} + \rho_{XY} = \frac{E(Z) - E^2(X)}{E(X^2) - E^2(X)} + \end{gather*} + \vspace*{5mm} + \pause + \begin{gather*} + \left. + \begin{array}{rl} + E(X) &= \displaystyle \int_{-\infty}^{\infty} x f_X(x) dx + = \int_{0}^{1} x(x+ \frac{1}{2}) dx + = \left[\frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{4} \right]_0^1 + = \frac{7}{12} \\ + E(X^2) &= \displaystyle \int_{-\infty}^{\infty} + x^2 f_X(x) dx + = \int_{0}^{1} x^2 (x + \frac{1}{2} ) dx + = \left[\frac{x^4}{4} + \frac{x^3}{6} \right]_0^1 + = \frac{5}{12} \\ + E(Z) &= \displaystyle \int_{-\infty}^{\infty} z f_Z(z) dz + = \int_{0}^{1} z \cdot 2(1-z) dz + = 2 \left[ \frac{z^2}{2} - \frac{z^3}{3} \right]_0^1 + = \frac{1}{3} + \end{array} + \hspace{3mm} + \right\} + \hspace{5mm} \Rightarrow \hspace{5mm} + \rho_{XY} = \frac{\frac{1}{3} - (\frac{7}{12})^2}{\frac{5}{12} + - (\frac{7}{12})^2} = -\frac{1}{11} + \end{gather*} \end{frame} \end{document}