From f46373d0615f7697a74ad1ada41fe4acf8200f82 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Andreas Tsouchlos Date: Tue, 10 Feb 2026 09:23:42 +0100 Subject: [PATCH] Add exercises 1 and 2 for tutorial 7 --- src/2026-02-13/presentation.tex | 228 ++++++++++++++++++++++++++++++++ src/2026-02-13/res/boxplot.pdf | Bin 0 -> 5951 bytes 2 files changed, 228 insertions(+) create mode 100644 src/2026-02-13/presentation.tex create mode 100644 src/2026-02-13/res/boxplot.pdf diff --git a/src/2026-02-13/presentation.tex b/src/2026-02-13/presentation.tex new file mode 100644 index 0000000..4b2b6f2 --- /dev/null +++ b/src/2026-02-13/presentation.tex @@ -0,0 +1,228 @@ +\ifdefined\ishandout +\documentclass[de, handout]{CELbeamer} +\else +\documentclass[de]{CELbeamer} +\fi + +% +% +% CEL Template +% +% + +\newcommand{\templates}{preambles} +\input{\templates/packages.tex} +\input{\templates/macros.tex} + +\grouplogo{CEL_logo.pdf} + +\groupname{Communication Engineering Lab (CEL)} +\groupnamewidth{80mm} + +\fundinglogos{} + +% +% +% Document setup +% +% + +\usepackage{tikz} +\usepackage{tikz-3dplot} +\usetikzlibrary{spy, external, intersections, positioning} + +% \ifdefined\ishandout\else +% \tikzexternalize +% \fi + +\usepackage{pgfplots} +\pgfplotsset{compat=newest} +\usepgfplotslibrary{fillbetween} +\usepgfplotslibrary{groupplots} + +\usepackage{enumerate} +\usepackage{listings} +\usepackage{subcaption} +\usepackage{bbm} +\usepackage{multirow} +\usepackage{xcolor} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{calc} +\usepackage{amssymb} + +\title{WT Tutorium 7} +\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos} +\date[]{13. Februar 2026} + +% +% +% Custom commands +% +% + +\input{lib/latex-common/common.tex} +\pgfplotsset{colorscheme/rocket} + +\newcommand{\res}{src/2026-02-13/res} + +\newlength{\depthofsumsign} +\setlength{\depthofsumsign}{\depthof{$\sum$}} +\newlength{\totalheightofsumsign} +\newcommand{\nsum}[1][1.4]{ + \mathop{ + \raisebox + {-#1\depthofsumsign+1\depthofsumsign} + {\scalebox + {#1} + {$\displaystyle\sum$}% + } + } +} + +% \tikzstyle{every node}=[font=\small] +% \captionsetup[sub]{font=small} + +\newlength{\hght} +\newlength{\wdth} + +\newcommand{\canceltotikz}[3][.5ex]{ + \setlength{\hght}{\heightof{$#3$}} + \setlength{\wdth}{\widthof{$#3$}} + \makebox[0pt][l]{ + \tikz[baseline]{\draw[-latex](0,-#1)--(\wdth,\hght+#1) + node[shift={(2mm,2mm)}]{#2}; + } + }#3 +} + +% +% +% Document body +% +% + +\begin{document} + +\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut] + \titlepage +\end{frame} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\section{Aufgabe 1} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Theorie Wiederholung} + +% TODO: Add slides + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Aufgabe} + +\begin{frame} + \frametitle{Aufgabe 1: Punktschätzer} + + Die Anzahl der Studierenden, die zur Mittagszeit in der KIT-Mensa + essen gehen, sei näherungsweise Poissonverteilt mit unbekanntem + Parameter $\lambda > 0$, wobei $\lambda$ die mittlere Ankunftsrate an + Studierenden pro Minute ist. + \begin{gather*} + X_i \sim \text{Poisson}(\lambda),\hspace*{10mm} P(X_i = k + \vert \lambda) = \frac{\lambda^k}{k!} + e^{-\lambda},\hspace*{3mm} k\in \mathbb{N}_0 + \end{gather*} + Aus N statistisch unabhängigen Messungen xi soll nun die mittlere + Ankunftsrate mithilfe eines + ML-Schätzers geschätzt werden. + + \begin{enumerate}% + % tex-fmt: off + [a{)}] + % tex-fmt: on + \item Bestimmen Sie die Log-Likelihoodfunktion für $N$ + Messwerte und damit den ML-Schätzer für die Ankunftsrate $\lambda$. + \item Zeigen Sie, dass der Schätzer erwartungstreu ist. + \item Ist der ML-Schätzer konsistent? + \item Ist der ML-Schätzer effizient? + \end{enumerate} + +\end{frame} +% TODO: Add slides + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\section{Aufgabe 2} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Theorie Wiederholung} + +% TODO: Add slides + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +\subsection{Aufgabe} + +\begin{frame} + \frametitle{Aufgabe 2: Deskriptive Statistik} + + \vspace*{-15mm} + + \begin{enumerate}% + % tex-fmt: off + [a{)}] + % tex-fmt: on + \item Nennen Sie zwei Bedingungen, die erfüllt sein müssen, + damit eine Stichprobe als einfache + Stichprobe gilt. Wie muss eine Stichprobe vorverarbeitet + werden, um daraus den Median + oder Quantile bestimmen zu können? + % TODO: Insert plot + \item Lesen Sie aus dem Boxplot folgende Werte ab: den + Median, die untere Quartilsgrenze, die + größte normale Beobachtung. + \end{enumerate} + + \vspace*{5mm} + \begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[scale=1.4]{res/boxplot.pdf} + \end{figure} + \vspace*{5mm} + + Die Zufallsvariable $Z \in \mathbb{N}$ beschreibt die + Studiendauer am KIT bis zum Abschluss der Promotion. Eine + einfache Zufallsstichprobe mit $n = 6$ Studierenden ergab die + folgenden Studiendauern: + \begin{gather*} + z_1 = + \begin{pmatrix} + 28 & 22 & 25 & 26 & 25 & 24 + \end{pmatrix} + \end{gather*} + + Durch fehlerhaftes Eintragen wurde für zwei weitere Studierende + die Studiendauer $0$ und $129$ vermerkt. Die erweiterte Stichprobe lautet: + \vspace*{-5mm} + \begin{gather*} + z_1 = + \begin{pmatrix} + 28 & 22 & 25 & 26 & 25 & 24 & 0 & 129 + \end{pmatrix} + \end{gather*} + + \vspace*{5mm} + + \begin{enumerate}% + % tex-fmt: off + [a{)}] + % tex-fmt: on + \setcounter{enumi}{2} + \item Berechnen Sie für beide Stichproben die empirische + Varianz und den Quartilsabstand. Erklären Sie anhand der + Ergebnisse einen Vorteil des Quartilsabstands gegenüber + der Varianz als Maß für die Streuung. + \end{enumerate} + +\end{frame} +% TODO: Add slides + +\end{document} + diff --git a/src/2026-02-13/res/boxplot.pdf b/src/2026-02-13/res/boxplot.pdf new file mode 100644 index 0000000000000000000000000000000000000000..6960d8e31aa88a56699806433433f00cbbc0cb26 GIT binary patch literal 5951 zcma)=1yt1Ew#OOihM{4=p*x1|W(WakkRG~Q8cB!l5M=0*lx~zEqy<3{LFoYmq(PB- z_`m;q-+Sx6_0~P>tP}g}-(GvK?>TGz)`wL`8OjUc6TxF``_XWPCkz$_O_mO_IR?gc)or<_Aqz6KtzF=dJ3zA z&$mP|Q8|IszR%=#w$-mb3 zze_rI+D{3bS)y05ji{OouA>?y)Z&I%f5oPs((cDYG7wG)VfBt4s=B*J3b z-*z>Z`Ml9Zn#5QUl#K#Knjki%?JcT{%EX7CEOr}l=CitGoN8uR@N5e}AvvHq!;!Jl zEU%-@PX-n={jY{~Av>|uEUHy)tJ-xTkZCP1{6It!@83+Hk#ARGqYO@F{Ab<+M zmtQYlRZEw+rARcGFCwimsGJeTNqZ$S%o2|aKU43K_vj)j8frgX&J?C29F?1=f{5l{NTWZ$^jL%zgZ$2evDElQ)X6Y<#l2pnQDFS*;Ik#KB zV08HO{QGizr%_a3TJ(?b0j1wAzl;=3iB_6rHK+o`|0+hVHLW-?>~SikRi zHl2S=^Ny1oK(6Bn<~Z8PwAq4E`)L`*bt#Qw2%AN0LDP-9!MNBH%yqJ@HlXR^;N2m+ zi#z<53M-l9!}U7fP;{YEY~KdHnvu}7Skkhn8b4{5V%YUf8QJQ58lblC?kR1s4Vtb$ zo}u&2&4>CwTBelQzL|Zx;mqx7;Z0a|9r=00mg!@`2G=!D7Eq+zHZ9jAt$1*a~(th)%t`zhpohciSQi@UWw!8o~(KB!nrcWOs~ zjvEk9PEPPrm(xi9R@{r19bC(9P#dJy-^0SDkrG$P(K;t4-Mw@o5mmF>2n zG%rzh4!7Yelmr$nHERDJ^zJ?(Kd|)ci`-UNoI{0oed_wU|V3IIVb5k|O)K=L@wV3jW9BzDF z5l%%5B^4&YBB19Ng30L->2Wg`#jGRk6$Qu<UG}#hdCIXsaIa~zF1%;9*L+n(!b3An%4oByVlq2 z?(op)l6f*nU3$cnGaM)$WL#|La=aW-VB^313kzZcIIGL-0eWOz&AHkcM~Wy_!{v$M zX-*e%H#IzS)_b@KYdv^#gw@Aeu)+y$TKGnLL`|eIp9?>b)8{V3Bx^Lc#-b7Ka3Rje zU=L32T}pfW2@*<#&ZrE*i&#iGFVPfj0cbKfi;j_T%xlqDejrTB5t1jrNz~fG#x=F&yy8_i*VUS;vi3fPbOK;Xd3%54_+YHaf{W z-dHZ7#tJ!Q!T;vuJtLwSV#27@W=wMuFq9Ax_-21CN+LS-8-$TsAG z2q#k$G>qMoKT;gE92>2KMbdOL*Rfj-2@N7_IbFld`%`moZwU+XX?_OpRq$Qf@K z1jbBj)Gyc{QMyVh*MpMx6pP*{i)O(_>(Y!+uj())Y)(f@nDiPAX?uMQiaQAIB|Nc7lDnU3%{*i6mAf3a6fxTw@yYcCuXZY;g5pEa?MBta?xQn5tw^lDsZ6SMzPJ z+0Y1MQ8wsBl2QJNV^is{%ML;jsixM;Q|qS2l3120SIL8?j&R^|Ll@?`cu}(N(zKvX zJ#K49KtzRIxP*f&?SrIsw0%Um>ie8l?~6Y`8kU)q7tS|w0vxnZc9{c0xsO3a>6o$r{zeJNp zT)~!5Jk&8Z<037XOwhhx14o`wSbDbiQ=%Vm8ufG=`6$TKYa3USY}3kPQ2q2|spMcq z!eE)X^^SQVHU}$>l^acbj0KexfqM*NN!3T&c(3(~p=IbAm9W4X`KFum)t+jaLis#t z(2u~B-*BaGQ&_b$OC@72KF<3Q9-3wuMR+g1db8BFGMS|HUS%P)aW?t=SWpilNT@4I zLv$aS*C@T~90KgrC85Xb{5pR>%v~LXci<|6Yf2%11Mr&XQb#`q_}(rD#`dA|^$7Zz z(2N(=_^2qB^|q#wIKMzcqdlz6{lw2Ok)T=VYS}ULN6xvFrnx-sPj#gFFl;N`N5A$k z)3ronOYR3I90`{W9Glem%*h!EicNPS)J6BwNSX4WlTSkj0jVvEFf_BO(0GTr_uI;k zI6Qc_dj=m+R;kcE)<7*2#7ymca~MrBT4xqh)Sj&+8$NRD=h1gy!LOhxL-P}gv^}u1 z0QjuwlBIFl+sjbl_t;mAa(HP8Ekx*il?78B9BQSrZk%^kj&yY?-!Wi+cWU3Tc^O^i zE?+{ps8ffEzhVKW!Z;K{IEUWEDC&8R^L?5`Vv>ex?YSa|rpEGcZKBH`ufBL7DY&N` ztA#LH-E0hq1eKOH21rdcUY07yM7PwDO?a>k=&_j8){vZ$6cpCjg()ph)X>XW(UsZY zWtHn7gYd(!92zFbyek`?ddmW|Ih_X9wikfAHXtlk$G*pkHB7}B6==g(O?+j$udBZ*1X=15iYzT*vJzoQNDtQDER$HF~1ueC{Dvfox-7p zfRSoXq}9)b&rkEONQPDTK;TEsV=jOVcgWft<}FTV`zHFxW-<6@?xQ)%uf`P|hQL1S zGW5fRc;pnuOYH@Mxm3B%mV}qbV()kQ`JZZQX`x;6sU8H8V{y~1nnWgjT5v{(7x3X4jz-uoKb2=(ex|+;3AJI-2p6 z)Yq4rFHwM{+#H4Yz|MZ*pGDEBM|i^t;z#1q25BJCWvwSOK8X>XHKxfHiNkq`p5F#1 z*U*6ujg76>i2l8OJ)98~MB&oN)xozlAFDpOC#_q2NI$M)SXF*o4e zKII7*ObI8h^it5{ppK{?UY(I*>WVYir%H!kG6~{Ly1#yN3f-$vxxIF)>O_FERi0sX z08Htmp~4G8ZLy*xoxP~b%||S;kF*;`>h1VuSsFvwl8SlpFf#2XzKZB_U7dL3gB9a_ z?3b+DD@F~o+n{z`?|cYJ6%Iu_R`6h(N$=ShWKUib|3E(soFS}PDAwDp#uZ!mt4SylTH7p$=W zdyIpW6ll)c4!bF6$)dk#d^oRf2^ZO6)HjawUN~99(2~79%JMoR2j*V^qnyb*J+f^iZ)P}dDsXG#CvZ#W`d{xK zzFN$Cdq$pK3HnF|j+CP30HQfkHVJJNa99E!m6(x8|Eyl_oS6 zOqVg7F6CzgciAot1o7nDT`8W|ThvayQp$ej6ht=Zts7rc_!g}c(9fvNADe^e$;#dC zhUs<1iZyX=ASnA*oBa#MQ}f=a5ZAdyh7Z;&DWOH{TiY}5-arlAWn=>U;*S>#GGdom zoae|l?6madZ9Xl8!YLCk1;$mWO3$|Hb$7f!mBEpG*mTZ_ab~lH%y~{p8W)Y^EzTRs zI+OQ7vc{aE;;mQ@+12jIE!l)tR846MPCYv)f8TnuFsSokmOmdaIoIK2G_fUL-U^9C z7xk=}{lMChvHkp!jt`iUyfrjwluedwdE7F-dy?=qz)>Hi%SYFYkfS0^g7l`UeX zJZ8Ktg0Vy~Ge)<35NcLaT**j?ech_ApIlx=)G?XeZ(&%s-d0zikdFw;n>Wc;UDh&W zTW7N{#CBt!5q1@>|9beoCSc8M)+~Qvk-;Yek-cGF9+o`bmdBr zDw@749$w7<5axHt^Yi%UW6WLMHrV*eIpG~CW&lXLxj2611-bU;+l!)b0fjr%(5lI$H@&<*&}q~4!^~SMe!>4G{Pzaa zXdeF2nsvM%kMjsgLfFfEro9((*Fy`8+&Uj%L;juaHA<5gigAiExSVwTxH|}Ah z46jXwkP6(Nv*+Z{fngQNnDn%7$+kGdX4KjrvPVf`1@^hks6~m%;L~5>fep$o;)k_Y zmek~svyAk8_L8`sZCp%sMYY)sBW;oD%g#HZMVbEbgGA zhmy3hP1m6BQ<8T@gLe^<1=A#QL#S`f3`yZ!fbzm zHI+a=ReisEs0Nmn{$sdr{4jz04VYg^0Sp22+rsY0d(?J+a6jJnzvGDgD-M|7Ajr!e z%>UTNMc>c;uc&|XJMn+OA&u*3lt|6bsq z=zkXo5&dUc68}M3kpJe2+F-H&nU~Oil$c@0if5Dn$;iqj_klf)9qw5It;i6z2*g3o z#*cXEV=NIJi@wHU^W@z#W0Eb!2Vbjx_AQ5*VQeu*%l46CDG^J6XW6lmVi~Yy6J+)k z9$r~y$e#ssvMO_@t8W10&vG9UxJ9Bzi|o4!>l?xVePiWDy#|is#o1x1Lr+9;t~0n` zXiJsyXBW2$a$yM<9SL2+^Ey^fXS3^DB@L=Su2wO9#uFHVEuh~yxjVnpHJH;(JjtzM zGmylOs+8e$)tc^6AT!RO6L;lLIxBtniKRkr89jbf4=gaXsGQ)xYoL{Y&_B$Nw*&{Ku~E9BdDU{KLl>Yz6@ff(0%9`a;js(+>>!L#h9Pq}4qf zJi(AZ&q?opp=euc>tA<8@sXL40OdwOycZAw0l_15+_k_oYN@z3VzoH&h&Y`%Nhk>t ygDF=513%8%mb?YPMT+lWjfN)o5Oet7tM&DR`S=C;+!rDu2D#_utSXP8c>e{m+}7Oy literal 0 HcmV?d00001