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edc55a0c8d tut1: decimal point -> decimal comma 2025-11-02 13:34:47 +01:00
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dcfdb0ba9e Add solutions for exercise 1 2025-11-01 23:32:41 +01:00
f0c3f6a13e Add tut3 exercise 1 2025-11-01 21:52:10 +01:00
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2cb1a1de3c Fix exercise wording 2025-10-29 08:52:31 +01:00
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7f785985d3 Change cancelto to overbrace; Fix Bayes formula; Fix typo 2025-10-27 10:40:23 +01:00
a7757e322a Finish solution for exercise 2 2025-10-27 10:24:29 +01:00
e8cd92b8bf Add solution to most of exercise 2 2025-10-26 17:42:53 +01:00
beb97ef198 Add solution to exercise 1 2025-10-26 17:06:36 +01:00
51f5726c07 Add theory for exercise 2 2025-10-26 16:49:11 +01:00
1ad4623e22 Add theory for exercise 1 2025-10-26 16:27:12 +01:00
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f47c7ce19b Fix Dockerfile 2025-10-25 23:51:22 +02:00
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a71b85c808 Add automatic handout compilation to Makefile 2025-10-25 23:33:22 +02:00
1c042a7626 Make Makefile completely generic 2025-10-25 23:19:40 +02:00
eb077ca793 Add temporary files to gitignore 2025-10-25 23:04:55 +02:00
884d6a65ae Modify Makefile to build incrementally 2025-10-25 23:03:47 +02:00
c9e1bcc5ea Finish Tutorium 1 2025-10-25 22:43:25 +02:00
35bbe0a501 Finish exercise 1 2025-10-25 16:16:04 +02:00
fdda8fd883 Add structure slide; change recap slide title 2025-10-24 01:21:12 +02:00
64c555ce68 Add exercise title 2025-10-23 00:39:04 +02:00
b01b48a3f6 Add tutorial 1 exercise slides 2025-10-23 00:17:44 +02:00
aa60b9eabd Add green blocks to slides 2025-10-22 22:56:08 +02:00
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4
.gitignore vendored
View File

@@ -1 +1,5 @@
build/
src/*/.latexmkrc
src/*/lib
src/*/src

View File

@@ -6,6 +6,7 @@ RUN apt update -y && apt upgrade -y
RUN apt install make texlive latexmk texlive-pictures -y
RUN apt install texlive-publishers texlive-science texlive-fonts-extra texlive-latex-extra -y
RUN apt install biber texlive-bibtex-extra -y
RUN apt install texlive-lang-german -y
RUN apt install python3 python3-pygments -y

View File

@@ -1,11 +1,21 @@
all:
mkdir -p build/build
PRESENTATIONS := $(patsubst src/%/presentation.tex,build/presentation_%.pdf,$(wildcard src/*/presentation.tex))
HANDOUTS := $(patsubst build/presentation_%.pdf,build/presentation_%_handout.pdf,$(PRESENTATIONS))
TEXINPUTS=./lib/cel-slides-template-2025:$$TEXINPUTS latexmk src/template/presentation.tex
mv build/presentation.pdf build/presentation_template.pdf
.PHONY: all
all: $(PRESENTATIONS) $(HANDOUTS)
TEXINPUTS=./lib/cel-slides-template-2025:$$TEXINPUTS latexmk src/2025-11-07/presentation.tex
mv build/presentation.pdf build/presentation_2025-11-07.pdf
build/presentation_%.pdf: src/%/presentation.tex build/prepared
TEXINPUTS=./lib/cel-slides-template-2025:$$TEXINPUTS latexmk $<
mv build/presentation.pdf $@
build/presentation_%_handout.pdf: src/%/presentation.tex build/prepared
TEXINPUTS=./lib/cel-slides-template-2025:$$TEXINPUTS latexmk -pdflatex='pdflatex %O "\def\ishandout{1}\input{%S}"' $<
mv build/presentation.pdf $@
build/prepared:
mkdir -p build
touch build/prepared
.PHONY: clean
clean:
rm -rf build

18
README.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,18 @@
# WT Tutorial Presentations
This repository contains the latex source files for the WT Tutorial slides.
## Build
### Local Environment
```bash
$ make
```
### With Docker
```bash
$ docker build . -t wt-tut
$ docker run --rm -u `id -u`:`id -g` -w $PWD -v $PWD:$PWD wt-tut make
```

View File

@@ -1,4 +1,8 @@
\ifdefined\ishandout
\documentclass[de, handout]{CELbeamer}
\else
\documentclass[de]{CELbeamer}
\fi
%
%
@@ -26,8 +30,7 @@
\input{lib/latex-common/common.tex}
\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
%TODO: Fix path
\newcommand{\res}{src/template/res}
\newcommand{\res}{src/2025-11-07/res}
% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
% \captionsetup[sub]{font=small}
@@ -57,7 +60,7 @@
\title{WT Tutorium 1}
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
\date[]{\today}
\date[]{7. November 2025}
%
%
@@ -71,74 +74,177 @@
\titlepage
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Struktur des Tutoriums}
\begin{frame}
\frametitle{Struktur des Tutoriums}
\begin{itemize}
\item Ziele
\begin{itemize}
\item Üben/Verstehen der Herangehensweisen Aufgaben zu lösen
\item Wiederholung der für die Aufgaben wichtigsten Teile
der Theorie
\end{itemize}
\item Struktur der Tutorien
\begin{table}
\begin{tabular}{l||c}
Abschnitt & Dauer \\\hline\hline
Aufgabe 1: Theorie Wiederholung & $\SI{10}{\minute}$ \\
Aufgabe 1: Selbstrechenphase & $\SI{20}{\minute}$ \\
Aufgabe 1: Besprechung der Lösung &
$\SI{10}{\minute}$ \\\hline
Aufgabe 2: Theorie Wiederholung & $\SI{10}{\minute}$ \\
Aufgabe 2: Selbstrechenphase & $\SI{20}{\minute}$ \\
Aufgabe 2: Besprechung der Lösung &
$\SI{10}{\minute}$ \\\hline
Zusammenfassung & $\SI{10}{\minute}$ \\
\end{tabular}
\end{table}
\end{itemize}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 1}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Relevante Theorie I}
\subsection{Theorie Wiederholung}
\begin{frame}{Ereignisse \& Laplace}
\vspace*{-15mm}
\begin{itemize}
\item Ereignisse
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Zufallsvariablen (ZV)}%
\begin{align*}
\text{Ergebnisraum: } & \hspace{5mm} \Omega =
\mleft\{ \omega_1, \ldots, \omega_N \mright\}\\
\text{Ergebnis: } & \hspace{5mm} \omega_i\\
\text{Ereignis: } & \hspace{5mm} A \subseteq \Omega
\end{align*}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel: Würfeln mit einem Würfel
\begin{align*}
\Omega &= \mleft\{ 1, \ldots, 6 \mright\}\\
A &= \mleft\{ 1, 6 \mright\}
\end{align*}\\[1em]
\vspace*{-12mm}
\end{lightgrayhighlightbox}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel: Würfeln mit zwei Würfeln
\begin{align*}
\Omega &= \mleft\{(i,j): i,j \in \mleft\{
1,\ldots, 6 \mright\}\mright\} \\
A &= \mleft\{ (1,1),(2,2), \ldots, (6,6) \mright\}
\end{align*}
\vspace*{-12mm}
\end{lightgrayhighlightbox}
\vspace*{0mm}
\end{columns}\pause
\item Laplace'sches Zufallsexperiment
% tex-fmt: off
\begin{gather*}
\text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
\begin{array}{l}
\lvert\Omega\rvert \text{ endlich}\\
P(\omega_i) = \frac{1}{\lvert\Omega\rvert}
\end{array}
\right.\\[1em]
P(A) = \frac{\lvert A \rvert}{\lvert \Omega \rvert} =
\frac{\text{Anzahl ``günstiger''
Möglichkeiten}}{\text{Anzahl Möglichkeiten}}
\end{gather*}
% tex-fmt: on
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Kombinationen und Hypergeometrische\\ Verteilung}
\begin{itemize}
\item Kombinationen: Ziehen ohne zurücklegen, ohne
Betrachtung der Reihenfolge
\vspace*{5mm}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{gather*}
\lvert C_N^{(K)} \rvert = \binom{N}{K} =
\frac{N!}{(N-K)!K!}
\end{gather*}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel: Wie viele mögliche Ergebnisse gibt
es beim Lotto ``6 aus 49''?
\vspace*{0mm}
\begin{align*}
\begin{array}{c}
N = 49 \\
K = 6
\end{array} \hspace{5mm} \rightarrow
\hspace{5mm} \binom{49}{6} = 13983816
\end{align*}
\vspace*{-8mm}
\end{lightgrayhighlightbox}
\end{columns}
\pause
\item Hypergeometrische Verteilung
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{gather*}
P_r = \frac{\binom{R}{r}\binom{N-R}{n-r}}{\binom{N}{n}}
\end{gather*}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel: In einer Urne sind N Kugeln, davon
R rot. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit
beim ziehen von n Kugeln (ohne Zurücklegen)
genau r rote zu erwischen?
\end{lightgrayhighlightbox}
\end{columns}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Zusammenfassung}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Laplace'sches Zufallsexperiment}%
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
P(A) = \frac{\lvert A \rvert}{\lvert \Omega \rvert} =
\frac{\text{Anzahl ``günstiger''
Möglichkeiten}}{\text{Anzahl Möglichkeiten}}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Important Equations}%
\begin{greenblock}{Kombinationen}%
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\lvert C_N^{(K)}\rvert = \binom{N}{K} =
\frac{N!}{(N-K)!K!}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\begin{greenblock}{Normalverteilung}
\begin{columns}
\column{\kitonecolumn}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Hypergeometrische Verteilung}%
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
P_R = \frac{\binom{R}{r}\binom{N-R}{n-r}}{\binom{N}{n}}
\end{gather*}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{figure}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=11cm,
height=6cm,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{greenblock}
\column{\kitonecolumn}
\end{columns}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Ergebnisraum \& Hypergeometrische\\ Verteilung}
\frametitle{Aufgabe 1: Ergebnisraum \&
Hypergeometrische\\ Verteilung}
Bei einem Kartenspiel erhält ein Spieler 5 Karten aus einem Deck
von 52 Karten (bestehend aus
@@ -155,61 +261,180 @@
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Ergebnisraum \&
Hypergeometrische\\ Verteilung}
Bei einem Kartenspiel erhält ein Spieler 5 Karten aus einem Deck
von 52 Karten (bestehend aus
13 Arten mit je 4 Farben). Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit,
dass der Spieler
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item mindestens ein Ass hat?\pause
\begin{gather*}
P(\text{mindestens ein Ass}) = 1 - P(\text{kein Ass})
= 1 - \frac{\binom{4}{0}\binom{48}{5}}{\binom{52}{5}} \approx 0{,}341
\end{gather*}\pause\vspace*{-5mm}
\item genau ein Ass hat?\pause
\begin{gather*}
P(\text{genau ein Ass}) = \frac{\binom{4}{1}\binom{48}{4}}{\binom{52}{5}} \approx 0{,}299
\end{gather*}\pause
\item mindestens zwei Karten der gleichen Art (“Paar”) hat?\pause
\begin{align*}
P(\text{mindestens zwei gleiche Karten}) &= 1 - P(\text{alle Karten unterschiedlich}) \\
&= 1 - \frac{\text{Anzahl Möglichkeiten mit nur unterschiedlichen Karten}}{\text{Anzahl Möglichkeiten}}\\
&= 1 - \frac{\binom{13}{5}\cdot 4^5}{\binom{52}{5}} \approx 0{,}493
\end{align*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 2}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie}
\subsection{Theorie Wiederholung}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Relevante Theorie II}
\frametitle{Kombinatorik}
\vspace*{-18mm}
\begin{itemize}
\item Potenzmenge
\vspace*{-2mm}
\begin{columns}
\column{\kitfourcolumns}
\begin{align*}
\mathcal{P}\mleft( \Omega \mright) = \mleft\{ A:
A \subseteq \Omega \mright\} \hspace{10mm}
\left(\text{``Menge aller
Teilmengen von $\Omega$''}\right)
\end{align*}
\column{\kittwocolumns}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\end{gather*}
\begin{figure}
\centering
\begin{subfigure}[c]{0.5\textwidth}
\centering
\Omega = \{ A, B, C \}
\end{gather*}%
\vspace*{-15mm}%
\begin{align*}
\mathcal{P}(\Omega) = \{ &\emptyset,
\mleft\{ A \mright\}, \mleft\{ B \mright\},
\mleft\{ C \mright\}, \mleft\{ A, B \mright\},\\
&\mleft\{ A, C \mright\},
\mleft\{ B, C \mright\}, \mleft\{ A, B, C
\mright\} \}
\end{align*}%
\vspace*{-14mm}%
\end{lightgrayhighlightbox}
\end{columns}
\vspace*{-3mm}
\item \pause Variationen und Kombinationen
\setlength\extrarowheight{2mm}
\begin{table}
\begin{tabular}{r||l|l}
& Mit Zurücklegen & Ohne Zurücklegen
\\\hline\hline Mit Reihenfolge
(\textit{Variationen}) & $\lvert
\widetilde{V}_N^{(K)} \rvert = N^K$ & $\lvert
V_N^{(K)}\rvert = \frac{N!}{(N-K)!} $ \\\hline
Ohne Reihenfolge (\textit{Kombinationen}) &
$\lvert \widetilde{C}_N^{(K)} \rvert =
\binom{N+K-1}{K} $ & $\lvert C_N^{(K)} \rvert
= \binom{N}{K} $
\end{tabular}
\end{table}
\item \pause Permutationen
\begin{columns}
\column{\kitfourcolumns}
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
\Pi_N = \mleft\{ \mleft( a_1, \ldots, a_N
\mright) \in \Omega : a_i \neq a_j, i \neq j
\mright\}\\
\begin{array}{r}
\text{Alle Elemente von $\Omega$ unterscheidbar:} \\
\text{Jeweils $L_1, L_2, \ldots, L_M$ der Elemente
sind gleich:}
\end{array}
\hspace{5mm}
\begin{array}{rl}
\lvert \Pi_N \rvert &= N! \\
\lvert \Pi_N^{(L_1,
L_2, \ldots, L_M)} \rvert &=
\frac{N!}{L_1!L_2!\cdots L_M!}
\end{array}
\end{gather*}
\end{subfigure}%
\begin{subfigure}[c]{0.4\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=\textwidth,
height=0.5\textwidth,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{subfigure}
\end{figure}
\column{\kittwocolumns}
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel:
\begin{gather*}
\Omega = {A, B, C}\\
\Pi_N = \{ (A,B,C), (A,C,B), (B,A,C),\\
(B,C,A), (C,A,B), (C,B,A)\}
\end{gather*}
\vspace*{-14mm}%
\end{lightgrayhighlightbox}
\end{columns}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Potenzmenge}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
\mathcal{P}\mleft( \Omega \mright) = \mleft\{ A:
A \subseteq \Omega \mright\}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Permutationen}
\vspace*{-6mm}
\begin{align*}
\lvert \Pi_N \rvert &= N! \\
\lvert \Pi_N^{(L_1, L_2, \ldots, L_M)} \rvert &=
\frac{N!}{L_1!L_2!\cdots L_M!}
\end{align*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\begin{columns}
\column{\kitonecolumn}
\column{\kitfourcolumns}
\begin{greenblock}{Variationen \& Kombinationen }
\begin{table}
\begin{tabular}{r||l|l}
& Mit Zurücklegen & Ohne Zurücklegen
\\\hline\hline Mit Reihenfolge
(\textit{Variationen}) & $\lvert
\widetilde{V}_N^{(K)} \rvert = N^K$ & $\lvert
V_N^{(K)}\rvert = \frac{N!}{(N-K)!} $ \\\hline
Ohne Reihenfolge (\textit{Kombinationen}) &
$\lvert \widetilde{C}_N^{(K)} \rvert =
\binom{N+K-1}{K} $ & $\lvert C_N^{(K)} \rvert
= \binom{N}{K} $
\end{tabular}
\end{table}
\end{greenblock}
\column{\kitonecolumn}
\end{columns}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen}
Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen
Ein Burgerrestaurant bietet verschiedene Burger mit den Zutaten Salat
Ein Burgerrestaurant bietet verschiedene Burger mit den
Zutaten Salat
(S), Käse (K), Tomate (T)
und Patty (P) an. Diese werden zufällig für die Zubereitung eines
Burgers ausgewählt.
@@ -235,48 +460,66 @@
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Zusammenfassung}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
\frametitle{Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen}
Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen
Ein Burgerrestaurant bietet verschiedene Burger mit den
Zutaten Salat
(S), Käse (K), Tomate (T)
und Patty (P) an. Diese werden zufällig für die Zubereitung eines
Burgers ausgewählt.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Die Ergebnismenge sei $\Omega = \{S, K, T, P\}$. Wie lautet die
Potenzmenge $P(\Omega)$?\pause
\begin{align*}
\mathcal{P}(\Omega) = \{ &\emptyset, \mleft\{ S \mright\}, \mleft\{ K \mright\}, \mleft\{ T \mright\}, \mleft\{ P \mright\},\\
&\mleft\{ S, K \mright\}, \mleft\{ S, T \mright\}, \mleft\{ S, P \mright\}, \mleft\{ K, T \mright\}, \mleft\{ K,P \mright\}, \mleft\{ T, P \mright\}, \\
&\mleft\{ S, K, T \mright\}, \mleft\{ S, K, P \mright\}, \mleft\{ S, T, P \mright\}, \mleft\{ K, T, P \mright\}, \mleft\{ S, K, T, P \mright\}\}
\end{align*}%
\item \pause Für einen normalen Burger werden 3 der 4 möglichen Zutaten
ausgewählt und in einer
bestimmten Reihenfolge auf das Burgerbrötchen gelegt. Wie viele
verschiedene normale
Burger gibt es?\pause
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\lvert V_N^{(K)} \rvert = \frac{4!}{1!} = 24
\end{gather*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{figure}
\centering
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen}
\begin{subfigure}[c]{0.5\textwidth}
\centering
Aufgabe 2: Variationen \& Permutationen
Ein Burgerrestaurant bietet verschiedene Burger mit den
Zutaten Salat
(S), Käse (K), Tomate (T)
und Patty (P) an. Diese werden zufällig für die Zubereitung eines
Burgers ausgewählt.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{2}
\item Ein Burger ``Spezial'' besteht ebenfalls aus 3 Zutaten. Jedoch
können Tomate und Salat
doppelt vorkommen. Wie viele verschiedene Burger „Spezial“ gibt es?\pause
\begin{align*}
n_\text{Burger} &= n_\text{Burger,alle Unterschiedlich} + n_{\text{Burger,2}\times\text{Salat}} + n_{\text{Burger,2}\times\text{Tomate}} \\
&= 24 + 3\cdot 3 + 3\cdot 3 = 42
\end{align*}
\item \pause Der Burger „Jumbo“ enthält die folgende Menge an Zutaten: $\{S, S,
T, T, K, K, K, P, P, P\}$
die alle verwendet werden. Wie viele mögliche Belegungen des Burgers
``Jumbo'' gibt es?\pause
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
\lvert \Pi_N^{L_1,L_2,L_3,L_4} \rvert = \frac{10!}{2!2!3!3!} = 25200
\end{gather*}
\end{subfigure}%
\begin{subfigure}[c]{0.4\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=\textwidth,
height=0.5\textwidth,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{subfigure}
\end{figure}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\end{document}

View File

@@ -0,0 +1,497 @@
\ifdefined\ishandout
\documentclass[de, handout]{CELbeamer}
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\documentclass[de]{CELbeamer}
\fi
%
%
% CEL Template
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\groupname{Communication Engineering Lab (CEL)}
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% Custom commands
%
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\newcommand{\res}{src/2025-11-21/res}
% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
% \captionsetup[sub]{font=small}
%
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% Document setup
%
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\usepackage{tikz}
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\usepackage{bbm}
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\title{WT Tutorium 2}
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
\date[]{21. November 2025}
%
%
% Document body
%
%
\begin{document}
\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut]
\titlepage
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 1}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie Wiederholung}
\begin{frame}
\frametitle{Bedingte Wahrscheinlichkeiten \& Bayes}
\vspace*{-10mm}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{itemize}
\item Definition der bedingten Wahrscheinlichkeit
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
\end{gather*}
\item Formel von Bayes
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
\end{gather*}
\end{itemize}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{figure}
\centering
\begin{tikzpicture}
\node[rectangle, minimum width=8cm, minimum height=5cm,
draw, line width=1pt, fill=black!20] at (0,0) {};
\node [circle, minimum size = 4cm,
draw, line width=1pt, fill=KITgreen,
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\draw[line width=1pt, fill=KITblue,
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\node[left] at (4cm, 2cm) {\Large $\Omega$};
\node at (-1.8cm, 0) {$A$};
\node at (1.8cm, 0) {$B$};
\node at (0, 0) {$AB$};
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\vspace*{1cm}
\pause
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{itemize}
\item Satz der totalen Wahrscheinlichkeit
% tex-fmt: off
\begin{gather*}
\text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
\begin{array}{l}
A_1, A_2, \ldots \text{ disjunkt}\\
\displaystyle\sum_{n} A_n = \Omega
\end{array}
\right.\\[1em]
P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)\\
\end{gather*}
% tex-fmt: on
\end{itemize}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{figure}
\centering
\begin{tikzpicture}
\newcommand{\hordist}{1.2cm}
\newcommand{\vertdist}{2cm}
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minimum size=3mm] (root) at (0, 0) {};
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
minimum size=3mm, below left=\vertdist and
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\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
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2.4*\hordist of root] (n2) {};
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
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of n1] (n11) {};
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minimum size=3mm, below right=\vertdist and \hordist
of n1] (n12) {};
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minimum size=3mm, below right=\vertdist and \hordist
of n2] (n22) {};
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (root) -- (n1);
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (root) -- (n2);
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\draw[-{Latex}, line width=1pt] (n2) -- (n21);
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (n2) -- (n22);
\node[left] at ($(root)!0.4!(n1)$) {$P(A_1)$};
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\node[left] at ($(n1)!0.4!(n11)$) {$P(B\vert A_1)$};
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\node[below] at (n11) {$P(BA_1)$};
\node[below] at (n12) {$P(CA_1)$};
\node[below] at (n21) {$P(BA_2)$};
\node[below] at (n22) {$P(CA_2)$};
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Bedingte Wahrscheinlichkeit}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Formel von Bayes}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\begin{columns}
\column{\kitonecolumn}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Satz der totalen Wahrscheinlichkeit}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitonecolumn}
\end{columns}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Bedingte Wahrscheinlichkeiten \\\& Bayes}
In einer Population von gelben Animationsfiguren, den Minions,
werden zwei Merkmale unterschieden: Augenzahl und Körpergröße. Es gilt:
\begin{itemize}
\item $80\%$ der Minions haben zwei Augen, $20\%$ nur eines.
\item Von den zweiäugigen Minions sind $20\%$ groß, $70\%$
mittelgroß und $10\%$ klein.
\item Von den einäugigen Minions sind $5\%$ groß, $60\%$
mittelgroß und $35\%$ klein.
\end{itemize}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Bestimmen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig
ausgewähltes Minion klein, mittelgroß
oder groß ist.
\item Ein zufällig ausgewähltes Minion ist nicht klein. Mit
welcher Wahrscheinlichkeit ist es
einäugig?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Bedingte Wahrscheinlichkeiten \\\& Bayes}
In einer Population von gelben Animationsfiguren, den Minions,
werden zwei Merkmale unterschieden: Augenzahl und Körpergröße. Es gilt:
\begin{itemize}
\item $80\%$ der Minions haben zwei Augen, $20\%$ nur eines.
\item Von den zweiäugigen Minions sind $20\%$ groß, $70\%$
mittelgroß und $10\%$ klein.
\item Von den einäugigen Minions sind $5\%$ groß, $60\%$
mittelgroß und $35\%$ klein.
\end{itemize}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Bestimmen Sie die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig
ausgewähltes Minion klein, mittelgroß
oder groß ist.
\pause\begin{align*}
P(K) &= P(K\vert N_1)P(N_1) + P(K\vert N_2)P(N_2) = 0{,}35\cdot 0{,}2 + 0{,}1\cdot 0{,}8 = 0{,}15\\
P(M) &= P(M\vert N_1)P(N_1) + P(M\vert N_2)P(N_2) = \cdots = 0{,}68\\
P(G) &= P(G\vert N_1)P(N_1) + P(G\vert N_2)P(N_2) = \cdots = 0{,}17
\end{align*}
\item \pause Ein zufällig ausgewähltes Minion ist nicht klein. Mit
welcher Wahrscheinlichkeit ist es
einäugig?
\pause\begin{align*}
P(N_1 \vert \overline{K})
= \frac{P(\overline{K} \vert N_1)P(N_1)}{P(\overline{K})}
= \frac{\left[ 1 - P(K\vert N_1) \right] P(N_1)}{1 - P(K)}
= \frac{(1 - 0{,}35)\cdot 0{,}2}{1 - 0{,}15} \approx 0{,}153
\end{align*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 2}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie Wiederholung}
\begin{frame}
\frametitle{Zusätzliche Bedingungen und Unabhängigkeit}
\begin{itemize}
\item Erweiterte Definition der bedingten Wahrscheinlichkeit
\begin{gather*}
P(A\vert BC) = \frac{P(AB\vert C)}{P(B\vert C)}
\end{gather*}
\item Satz von Bayes mit zusätzlichen Bedingungen
\begin{gather*}
P(A\vert BC) = \frac{P(B\vert AC) P(A\vert C)}{P(B\vert C)}
\end{gather*}
\pause
\item Unabhängigkeit
\begin{gather*}
A,B \text{ Unabhängig} \hspace{5mm}
\Leftrightarrow\hspace{5mm} P(AB) = P(A) P(B)
\hspace{5mm} \Leftrightarrow \hspace{5mm} P(A\vert B) = P(A)
\end{gather*}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Bedingte Wahrscheinlichkeit}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Formel von Bayes}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
\end{gather*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Satz der totalen Wahrscheinlichkeit}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Unabhängigkeit von Ereignissen}
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
P(AB) = P(A) P(B)
\end{gather*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
\vspace*{-18mm}
Bei einer Qualitätskontrolle können Werkstücke zwei Fehler
aufweisen: Fehler $A$, Fehler $B$, oder
beide Fehler gleichzeitig. Die folgenden Wahrscheinlichkeiten
sind bekannt:
\begin{itemize}
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}05$ hat ein Werkstück den Fehler $A$
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}01$ hat ein Werkstück beide Fehler
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}03$ hat ein Werkstück nur den
Fehler $B$ und nicht Fehler $A$.
\end{itemize}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
Fehler $B$ und dafür, dass ein
Werkstück fehlerfrei ist.
\item Ist das Auftreten von Fehler $A$ unabhängig von Fehler $B$?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
Bei der Kontrolle wird unerwartet ein zusätzlicher, dritter Fehler $C$
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
sind. In allen anderen
Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{2}
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
Fehler $C$.
\item Sie beobachten, dass ein Werkstück den Fehler $C$ hat. Mit
welcher Wahrscheinlichkeit hat es auch Fehler $A$?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
\vspace*{-10mm}
Bei einer Qualitätskontrolle können Werkstücke zwei Fehler
aufweisen: Fehler $A$, Fehler $B$, oder
beide Fehler gleichzeitig. Die folgenden Wahrscheinlichkeiten
sind bekannt:
\begin{itemize}
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}05$ hat ein Werkstück den Fehler $A$
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}01$ hat ein Werkstück beide Fehler
\item mit Wahrscheinlichkeit $0{,}03$ hat ein Werkstück nur den
Fehler $B$ und nicht Fehler $A$.
\end{itemize}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
Fehler $B$ und dafür, dass ein
Werkstück fehlerfrei ist.
\pause\begin{gather*}
P(B) = P(B\vert A)P(A) + P(B\vert \overline{A})P(\overline{A}) = P(AB) + P(\overline{A}B) = 0{,}01 + 0{,}03 = 0{,}04
\end{gather*}\pause
\vspace*{-15mm}\begin{gather*}
P(\overline{A}\cap \overline{B}) = 1 - P(A\cup B) = 1 - \left[P(A) + P(B) - P(A\cap B)\right] = 1 - \left(0{,}05 + 0{,}04 - 0{,}01\right) = 0{,}92
\end{gather*}
\vspace*{-12mm}\pause \item Ist das Auftreten von Fehler $A$ unabhängig von Fehler $B$?
\pause\begin{gather*}
\left. \begin{array}{l}
P(AB) = 0{,}01 \\
P(A)P(B) = 0{,}05\cdot 0{,}04 = 0{,}002
\end{array}\right\}
\hspace{5mm} \Rightarrow \hspace{5mm} P(AB) \neq P(A)P(B) \hspace{5mm}\Rightarrow\hspace{5mm}A,B \text{ nicht unabhängig}
\end{gather*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
\vspace*{-13mm}
Bei der Kontrolle wird unerwartet ein zusätzlicher, dritter Fehler $C$
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
sind. In allen anderen
Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{2}
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
Fehler $C$.
\pause\begin{align*}
P(C) &= P(C\vert AB)P(AB) + \overbrace{P(C\vert A \overline{B})}^{0}P(A \overline{B})
+ \overbrace{P(C\vert \overline{A}B)}^{0}P(\overline{A} B)
+ P(C\vert \overline{A}\overline{B})P(\overline{A}\overline{B}) \\
&= 0{,}02\cdot 0{,}01 + 0{,}01\cdot 0{,}92 = 0{,}0094
\end{align*}
\vspace*{-12mm}\pause \item Sie beobachten, dass ein Werkstück den Fehler $C$ hat. Mit
welcher Wahrscheinlichkeit hat es auch Fehler $A$?
\pause\hspace*{-5mm}\begin{minipage}{0.48\textwidth}
\centering
\begin{align*}
P(A\vert C) &= \frac{P(AC)}{P(C)}\\[5mm]
P(AC) &= P(ACB) + P(AC \overline{B})\\
&= P(C\vert AB)P(AB) + \overbrace{P(C\vert A \overline{B})}^{0}P(A \overline{B})\\
&= 0{,}02\cdot 0{,}01 = 0{,}0002\\[5mm]
P(A\vert C) &= \frac{0{,}0002}{0{,}0094} \approx 0{,}0213
\end{align*}
\end{minipage}%
\hspace*{-10mm}
\begin{minipage}{0.06\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\draw[line width=1pt] (0,0) -- (0,6cm);
\end{tikzpicture}
\end{minipage}%
\begin{minipage}{0.48\textwidth}
\centering
\begin{align*}
P(A\vert C) &= \frac{P(C\vert A)P(A)}{P(C)}\\[5mm]
P(C\vert A) &= P(C\vert AB)P(B\vert A)
+ \overbrace{P(C\vert \overline{A} B)}^{0}P(\overline{A}B) \\
&= P(C\vert AB)\frac{P(AB)}{P(A)} = 0{,}02 \cdot \frac{0{,}01}{0{,}05} = 0{,}004\\[5mm]
P(A\vert C) &= \frac{0{,}004\cdot 0{,}05}{0{,}0094} \approx 0{,}0213
\end{align*}
\end{minipage}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\end{document}

View File

@@ -0,0 +1,638 @@
\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{}
%
%
% Custom commands
%
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\input{lib/latex-common/common.tex}
\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
\newcommand{\res}{src/2025-12-0/res}
% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
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%
% Document setup
%
%
\usepackage{tikz}
\usepackage{tikz-3dplot}
\usetikzlibrary{spy, external, intersections, positioning}
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\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{enumerate}
\usepackage{listings}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{bbm}
\usepackage{multirow}
\usepackage{xcolor}
\title{WT Tutorium 3}
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
\date[]{12. Dezember 2025}
%
%
% Document body
%
%
\begin{document}
\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut]
\titlepage
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 1}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie Wiederholung}
% \begin{frame}
% \frametitle{Bedingte Wahrscheinlichkeiten \& Bayes}
%
% \vspace*{-10mm}
%
% \begin{columns}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{itemize}
% \item Definition der bedingten Wahrscheinlichkeit
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \item Formel von Bayes
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \end{itemize}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{figure}
% \centering
% \begin{tikzpicture}
% \node[rectangle, minimum width=8cm, minimum height=5cm,
% draw, line width=1pt, fill=black!20] at (0,0) {};
% \node [circle, minimum size = 4cm,
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%
% \node[left] at (4cm, 2cm) {\Large $\Omega$};
% \node at (-1.8cm, 0) {$A$};
% \node at (1.8cm, 0) {$B$};
% \node at (0, 0) {$AB$};
% \end{tikzpicture}
% \end{figure}
% \end{columns}
% \vspace*{1cm}
% \pause
% \begin{columns}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{itemize}
% \item Satz der totalen Wahrscheinlichkeit
% % tex-fmt: off
% \begin{gather*}
% \text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
% \begin{array}{l}
% A_1, A_2, \ldots \text{ disjunkt}\\
% \displaystyle\sum_{n} A_n = \Omega
% \end{array}
% \right.\\[1em]
% P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)\\
% \end{gather*}
% % tex-fmt: on
% \end{itemize}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{figure}
% \centering
% \begin{tikzpicture}
% \newcommand{\hordist}{1.2cm}
% \newcommand{\vertdist}{2cm}
%
% \node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
% minimum size=3mm] (root) at (0, 0) {};
% \node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
% minimum size=3mm, below left=\vertdist and
% 2.4*\hordist of root] (n1) {};
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% of n2] (n22) {};
%
% \draw[-{Latex}, line width=1pt] (root) -- (n1);
% \draw[-{Latex}, line width=1pt] (root) -- (n2);
% \draw[-{Latex}, line width=1pt] (n1) -- (n11);
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% \draw[-{Latex}, line width=1pt] (n2) -- (n22);
%
% \node[left] at ($(root)!0.4!(n1)$) {$P(A_1)$};
% \node[right] at ($(root)!0.4!(n2)$) {$P(A_2)$};
%
% \node[left] at ($(n1)!0.4!(n11)$) {$P(B\vert A_1)$};
% \node[right] at ($(n1)!0.2!(n12)$) {$P(C\vert A_1)$};
% \node[left] at ($(n2)!0.6!(n21)$) {$P(B\vert A_2)$};
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% \node[below] at (n11) {$P(BA_1)$};
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% \node[below] at (n22) {$P(CA_2)$};
% \end{tikzpicture}
% \end{figure}
% \end{columns}
% \end{frame}
%
% \begin{frame}
% \frametitle{Zusammenfassung}
%
% \begin{columns}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Bedingte Wahrscheinlichkeit}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Formel von Bayes}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \end{columns}
% \begin{columns}
% \column{\kitonecolumn}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Satz der totalen Wahrscheinlichkeit}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \column{\kitonecolumn}
% \end{columns}
% \end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Diskrete Verteilungen}
\vspace*{-10mm}
Eine Polizistin führt $N = 6$ Radarkontrollen auf einer
Landstraße durch. Die Radarkontrollen
können als unabhängig angenommen werden und führen jeweils mit
der Wahrscheinlichkeit
$p = 0,2$ zu einem Strafzettel. Die diskrete Zufallsvariable $R :
\Omega \rightarrow \mathbb{R}$ beschreibt die Anzahl der
Strafzettel in $N = 6$ Kontrollen.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Geben Sie den Ergebnisraum $\Omega$ der diskreten Zufallsvariablen $R$ an
und bestimmen Sie deren Erwartungswert $E(R)$.
\item Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass es bei $6$
Kontrollen genau $3$ Strafzettel gibt?
\item Skizzieren Sie die Verteilungsfunktion $F_R(r)$ der
Zufallsvariablen $R$.
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\vspace*{5mm}
\textit{Die folgenden Teilaufgaben können unabhängig von den
bisherigen Teilaufgaben bearbeitet werden.}
\vspace*{5mm}
Ein Autofahrer muss jeden Tag auf seinem Arbeitsweg über die
Landstraße und über die
Autobahn fahren. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der
Autofahrer auf der Landstraße bzw.
auf der Autobahn zu schnell fährt und einen Strafzettel bekommt,
liegt bei $p_\text{L} = 0,2$ bzw. bei
$p_\text{A} = 0,3$.
\vspace*{5mm}
\textbf{Hinweis}: Es wird nur der einfache Weg (Hinweg) betrachtet.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Autofahrer
an einem Tag $0$, $1$ oder $2$ Strafzettel bekommt?
\item Der Autofahrer fährt an $200$ unabhängigen Tagen im Jahr über
seinen Arbeitsweg zur Arbeit. Wie viele Strafzettel sammelt der
Autofahrer innerhalb eines Jahres?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Diskrete Verteilungen}
\vspace*{-16mm}
Eine Polizistin führt $N = 6$ Radarkontrollen auf einer
Landstraße durch. Die Radarkontrollen
können als unabhängig angenommen werden und führen jeweils mit
der Wahrscheinlichkeit
$p = 0,2$ zu einem Strafzettel. Die diskrete Zufallsvariable $R :
\Omega \rightarrow \mathbb{R}$ beschreibt die Anzahl der
Strafzettel in $N = 6$ Kontrollen.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Geben Sie den Ergebnisraum $\Omega$ der diskreten Zufallsvariablen $R$ an
und bestimmen Sie deren Erwartungswert $E(R)$.
\pause\begin{gather*}
\Omega = \mleft\{ 0, 1\mright\}^6 \\
R \sim \text{Bin}(N=6, p=0,2)\hspace{5mm} \Rightarrow \hspace{5mm} E(R) = Np = 1,2
\end{gather*}
\vspace*{-10mm}\pause \item Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass es bei $6$
Kontrollen genau $3$ Strafzettel gibt?
\pause \begin{gather*}
P(R=3) = \binom{N}{3}p^3 (1-p)^{N-3} = \binom{6}{3} \cdot 0,2^3\cdot 0,8^3 \approx 0,0819
\end{gather*}
\vspace*{-6mm}\pause \item Skizzieren Sie die Verteilungsfunktion $F_R(r)$ der
Zufallsvariablen $R$.
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\vspace*{2mm}
\pause
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{gather*}
F_R(r) = \sum_{\widetilde{r} \le r}
\binom{N}{\widetilde{r}}p^{\widetilde{r}} (1-p)^{N-\widetilde{r}}
\end{gather*}
\begin{table}
\begin{tabular}{c|ccccccc}
$r$ & $0$ & $1$ & $2$ & $3$ & $4$ & $5$ & $6$ \\ \hline
$F_R(r)$ & 0,262 & 0,655 & 0,901 & 0,983 & 0,998 & 0,999 & 1
\end{tabular}
\end{table}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{figure}[H]
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
xmin=0,xmax=6,
ymin=-0.2,ymax=1.2,
xlabel=$r$,
ylabel=$F_R(r)$,
width=12cm,
height=5cm,
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt]
coordinates
{
(0,0.262)
(1,0.262)
(1,0.655)
(2,0.655)
(2,0.901)
(3,0.901)
(3,0.983)
(4,0.983)
(4,0.998)
(5,0.998)
(5,0.999)
(6,0.999)
(6,1)
};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Diskrete Verteilungen}
\vspace*{-16mm}
Ein Autofahrer muss jeden Tag auf seinem Arbeitsweg über die
Landstraße und über die Autobahn fahren. Die Wahrscheinlichkeit
dafür, dass der Autofahrer auf der Landstraße bzw. auf der
Autobahn zu schnell fährt und einen Strafzettel bekommt, liegt
bei $p_\text{L} = 0,2$ bzw. bei $p_\text{A} = 0,3$.
\vspace*{2mm}
\textbf{Hinweis}: Es wird nur der einfache Weg (Hinweg) betrachtet.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{2}
\item Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Autofahrer
an einem Tag $0$, $1$ oder $2$ Strafzettel bekommt?
\pause\begin{gather*}
R := A + L
\end{gather*}%
\vspace*{-14mm}%
\begin{align*}
P(R = 0) &= P(A = 0 \text{ und } L = 0) &&\hspace{-24mm}= p_A\cdot p_L &&\hspace{-24mm}= 0,56 \\
P(R = 1) &= P(A=1 \text{ und } L=0) + P(A=0 \text{ und } L=1) &&\hspace{-24mm}= p_A \cdot (1-p_L) + (1-p_A)\cdot p_L &&\hspace{-24mm}= 0,38 \\
P(R = 2) &= P(A=1 \text{ und } L=1) &&\hspace{-24mm}= (1-p_A)(1-p_L) &&\hspace{-24mm}= 0,06
\end{align*}
\vspace*{-10mm}\pause \item Der Autofahrer fährt an $200$ unabhängigen Tagen im Jahr über
seinen Arbeitsweg zur Arbeit. Wie viele Strafzettel sammelt der
Autofahrer innerhalb eines Jahres?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\vspace*{-6mm}
\pause
\begin{minipage}{0.48\textwidth}
\centering
\begin{align*}
E\left(\sum_{n=1}^{200} R_n\right) &= \sum_{n=1}^{200}
E\left(R_n\right) = \sum_{n=1}^{200} \left[1\cdot0,38 +
2\cdot 0,06\right]\\[2mm]
&= 200\cdot 0,5 = 100
\end{align*}
\end{minipage}%
\begin{minipage}{0.06\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\draw[line width=1pt] (0,0) -- (0,4cm);
\end{tikzpicture}
\end{minipage}%
\begin{minipage}{0.48\textwidth}
\centering
\begin{align*}
E\left(\sum_{n=1}^{200} R_n\right) &=
E\Big(\overbrace{\sum_{n=1}^{200} A_n}^{\sim
\text{Bin}(N=200,p=0,3)} + \overbrace{\sum_{n=1}^{200}
L_n}^{\sim \text{Bin}(N=200,p=0,2)}\Big)\\[2mm]
&= E\left(\sum_{n=1}^{200} A_n\right) +
E\left(\sum_{n=1}^{200} L_n\right) \\[2mm]
&= 200\cdot 0,3 + 200 \cdot 0,2 = 100
\end{align*}
\end{minipage}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 2}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie Wiederholung}
% \begin{frame}
% \frametitle{Zusätzliche Bedingungen und Unabhängigkeit}
%
% \begin{itemize}
% \item Erweiterte Definition der bedingten Wahrscheinlichkeit
% \begin{gather*}
% P(A\vert BC) = \frac{P(AB\vert C)}{P(B\vert C)}
% \end{gather*}
% \item Satz von Bayes mit zusätzlichen Bedingungen
% \begin{gather*}
% P(A\vert BC) = \frac{P(B\vert AC) P(A\vert C)}{P(B\vert C)}
% \end{gather*}
% \pause
% \item Unabhängigkeit
% \begin{gather*}
% A,B \text{ Unabhängig} \hspace{5mm}
% \Leftrightarrow\hspace{5mm} P(AB) = P(A) P(B)
% \hspace{5mm} \Leftrightarrow \hspace{5mm} P(A\vert B) = P(A)
% \end{gather*}
% \end{itemize}
% \end{frame}
%
% \begin{frame}
% \frametitle{Zusammenfassung}
%
% \begin{columns}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Bedingte Wahrscheinlichkeit}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Formel von Bayes}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \end{columns}
% \begin{columns}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Satz der totalen Wahrscheinlichkeit}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \column{\kitthreecolumns}
% \begin{greenblock}{Unabhängigkeit von Ereignissen}
% \vspace*{-6mm}
% \begin{gather*}
% P(AB) = P(A) P(B)
% \end{gather*}
% \end{greenblock}
% \end{columns}
% \end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
% \begin{frame}
% \frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
%
% \vspace*{-18mm}
%
% Bei einer Qualitätskontrolle können Werkstücke zwei Fehler
% aufweisen: Fehler $A$, Fehler $B$, oder
% beide Fehler gleichzeitig. Die folgenden Wahrscheinlichkeiten
% sind bekannt:
% \begin{itemize}
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,05$ hat ein Werkstück den Fehler $A$
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,01$ hat ein Werkstück beide Fehler
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,03$ hat ein Werkstück nur den
% Fehler $B$ und nicht Fehler $A$.
% \end{itemize}
%
% % tex-fmt: off
% \begin{enumerate}[a{)}]
% \item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
% Fehler $B$ und dafür, dass ein
% Werkstück fehlerfrei ist.
% \item Ist das Auftreten von Fehler $A$ unabhängig von Fehler $B$?
% es auch Fehler $A$?
% \end{enumerate}
% % tex-fmt: on
%
% Bei der Kontrolle wird unerwartet ein zusätzlicher, dritter Fehler $C$
% 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
% sind. In allen anderen
% Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
%
% % tex-fmt: off
% \begin{enumerate}[a{)}]
% \setcounter{enumi}{2}
% \item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
% Fehler $C$.
% \item Sie beobachten, dass ein Werkstück den Fehler $C$ hat. Mit
% welcher Wahrscheinlichkeit hat es auch Fehler $A$?
% \end{enumerate}
% % tex-fmt: on
% \end{frame}
%
% \begin{frame}
% \frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
%
% \vspace*{-10mm}
%
% Bei einer Qualitätskontrolle können Werkstücke zwei Fehler
% aufweisen: Fehler $A$, Fehler $B$, oder
% beide Fehler gleichzeitig. Die folgenden Wahrscheinlichkeiten
% sind bekannt:
% \begin{itemize}
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,05$ hat ein Werkstück den Fehler $A$
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,01$ hat ein Werkstück beide Fehler
% \item mit Wahrscheinlichkeit $0,03$ hat ein Werkstück nur den
% Fehler $B$ und nicht Fehler $A$.
% \end{itemize}
%
% % tex-fmt: off
% \begin{enumerate}[a{)}]
% \item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
% Fehler $B$ und dafür, dass ein
% Werkstück fehlerfrei ist.
% \pause\begin{gather*}
% P(B) = P(B\vert A)P(A) + P(B\vert \overline{A})P(\overline{A}) = P(AB) + P(\overline{A}B) = 0.01 + 0.03 = 0.04
% \end{gather*}\pause
% \vspace*{-15mm}\begin{gather*}
% P(\overline{A}\cap \overline{B}) = 1 - P(A\cup B) = 1 - \left[P(A) + P(B) - P(A\cap B)\right] = 1 - \left(0.05 + 0.04 - 0.01\right) = 0.92
% \end{gather*}
% \vspace*{-12mm}\pause \item Ist das Auftreten von Fehler $A$ unabhängig von Fehler $B$?
% es auch Fehler $A$?
% \pause\begin{gather*}
% \left. \begin{array}{l}
% P(AB) = 0.01 \\
% P(A)P(B) = 0.05\cdot 0.04 = 0.002
% \end{array}\right\}
% \hspace{5mm} \Rightarrow \hspace{5mm} P(AB) \neq P(A)P(B) \hspace{5mm}\Rightarrow\hspace{5mm}A,B \text{ nicht unabhängig}
% \end{gather*}
% \end{enumerate}
% % tex-fmt: on
% \end{frame}
%
% \begin{frame}
% \frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
%
% \vspace*{-13mm}
%
% Bei der Kontrolle wird unerwartet ein zusätzlicher, dritter Fehler $C$
% 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
% sind. In allen anderen
% Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
%
% % tex-fmt: off
% \begin{enumerate}[a{)}]
% \setcounter{enumi}{2}
% \item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
% Fehler $C$.
% \pause\begin{align*}
% P(C) &= P(C\vert AB)P(AB) + \overbrace{P(C\vert A \overline{B})}^{0}P(A \overline{B})
% + \overbrace{P(C\vert \overline{A}B)}^{0}P(\overline{A} B)
% + P(C\vert \overline{A}\overline{B})P(\overline{A}\overline{B}) \\
% &= 0.02\cdot 0.01 + 0.01\cdot 0.92 = 0.0094
% \end{align*}
% \vspace*{-12mm}\pause \item Sie beobachten, dass ein Werkstück den Fehler $C$ hat. Mit
% welcher Wahrscheinlichkeit hat es auch Fehler $A$?
% \pause\hspace*{-5mm}\begin{minipage}{0.48\textwidth}
% \centering
% \begin{align*}
% P(A\vert C) &= \frac{P(AC)}{P(C)}\\[5mm]
% P(AC) &= P(ACB) + P(AC \overline{B})\\
% &= P(C\vert AB)P(AB) + \overbrace{P(C\vert A \overline{B})}^{0}P(A \overline{B})\\
% &= 0.02\cdot 0.01 = 0.0002\\[5mm]
% P(A\vert C) &= \frac{0.0002}{0.0094} \approx 0.0213
% \end{align*}
% \end{minipage}%
% \hspace*{-10mm}
% \begin{minipage}{0.06\textwidth}
% \centering
% \begin{tikzpicture}
% \draw[line width=1pt] (0,0) -- (0,6cm);
% \end{tikzpicture}
% \end{minipage}%
% \begin{minipage}{0.48\textwidth}
% \centering
% \begin{align*}
% P(A\vert C) &= \frac{P(C\vert A)P(A)}{P(C)}\\[5mm]
% P(C\vert A) &= P(C\vert AB)P(B\vert A)
% + \overbrace{P(C\vert \overline{A} B)}^{0}P(\overline{A}B) \\
% &= P(C\vert AB)\frac{P(AB)}{P(A)} = 0.02 \cdot \frac{0.01}{0.05} = 0.004\\[5mm]
% P(A\vert C) &= \frac{0.004\cdot 0.05}{0.0094} \approx 0.0213
% \end{align*}
% \end{minipage}
% \end{enumerate}
% % tex-fmt: on
% \end{frame}
\end{document}

View File

@@ -1,3 +0,0 @@
$pdflatex="pdflatex -shell-escape -interaction=nonstopmode -synctex=1 %O %S -cd ./../..";
$out_dir = "build";
$pdf_mode = 1;

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@@ -1 +0,0 @@
/home/andreas/Documents/kit/wt-tut/presentations/lib

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@@ -1,304 +0,0 @@
\documentclass[de]{CELbeamer}
%
%
% 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{}
%
%
% Custom commands
%
%
\input{lib/latex-common/common.tex}
\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
%TODO: Fix path
\newcommand{\res}{src/template/res}
% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
% \captionsetup[sub]{font=small}
%
%
% Document setup
%
%
\usepackage{tikz}
\usepackage{tikz-3dplot}
\usetikzlibrary{spy, external, intersections}
%\tikzexternalize[prefix=build/]
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{listings}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{bbm}
\usepackage{multirow}
\usepackage{xcolor}
\title{WT Tutorium 1}
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
\date[]{\today}
%
%
% Document body
%
%
\begin{document}
\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut]
\titlepage
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 1}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Relevante Theorie I}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Zufallsvariablen (ZV)}%
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\end{gather*}
\end{greenblock}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{greenblock}{Important Equations}%
\vspace*{-6mm}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\end{gather*}
\end{greenblock}
\end{columns}
\begin{greenblock}{Normalverteilung}
\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
\end{gather*}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{figure}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=11cm,
height=6cm,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{greenblock}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{2022H - Aufgabe 4}
Für die Planung und Konstruktion von Windkraftanlagen ist eine
statistische Modellierung der
Windgeschwindigkeit essentiell. Die absolute Windgeschwindigkeit
kann als Weibull-verteilte
Zufallsvariable V mit den Parametern $\beta > 0$ und $\theta > 0$
modelliert werden. Die zugehörige
Verteilungsfunktion ist%
%
\begin{gather*}
F_V(v) = 1 - exp\left( -\left( \frac{v}{\theta} \right)^\beta
\right), \hspace{3mm} v \ge 0
\end{gather*}
%
\begin{enumerate}
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeitsdichte $f_V(v)$
der Weibullverteilung.
\item Eine Windkraftanlage speist Strom in das Stromnetz ein,
wenn die absolute Windgeschwindigkeit größer als $4
m/s$, jedoch kleiner als $25 m/s$ ist. Berechnen Sie die
Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Windkraftanlage Strom
einspeist, wenn die Windgeschwindigkeit Weibull-verteilt
mit $\beta = 2,0$ und $\theta = 6,0$ ist.
\item Eine Zufallsvariable W genüge einer Weibullverteilung
mit $\beta = 1$ und $\theta = 3$. Ermitteln Sie den
Erwartungsvert $E(W)$.
\item Warum ist die Weibullverteilung für die Modellierung
der absoluten Windgeschwindigkeit besser geeignet als
eine Normalverteilung?
\end{enumerate}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 2}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Relevante Theorie II}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\end{gather*}
\begin{figure}
\centering
\begin{subfigure}[c]{0.5\textwidth}
\centering
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
\end{gather*}
\end{subfigure}%
\begin{subfigure}[c]{0.4\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=\textwidth,
height=0.5\textwidth,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{subfigure}
\end{figure}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{2022H - Aufgabe 4}
Für die Planung und Konstruktion von Windkraftanlagen ist eine
statistische Modellierung der
Windgeschwindigkeit essentiell. Die absolute Windgeschwindigkeit
kann als Weibull-verteilte
Zufallsvariable V mit den Parametern $\beta > 0$ und $\theta > 0$
modelliert werden. Die zugehörige
Verteilungsfunktion ist%
%
\begin{gather*}
F_V(v) = 1 - exp\left( -\left( \frac{v}{\theta} \right)^\beta
\right), \hspace{3mm} v \ge 0
\end{gather*}
%
\begin{enumerate}
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeitsdichte $f_V(v)$
der Weibullverteilung.
\item Eine Windkraftanlage speist Strom in das Stromnetz ein,
wenn die absolute Windgeschwindigkeit größer als $4
m/s$, jedoch kleiner als $25 m/s$ ist. Berechnen Sie die
Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Windkraftanlage Strom
einspeist, wenn die Windgeschwindigkeit Weibull-verteilt
mit $\beta = 2,0$ und $\theta = 6,0$ ist.
\item Eine Zufallsvariable W genüge einer Weibullverteilung
mit $\beta = 1$ und $\theta = 3$. Ermitteln Sie den
Erwartungsvert $E(W)$.
\item Warum ist die Weibullverteilung für die Modellierung
der absoluten Windgeschwindigkeit besser geeignet als
eine Normalverteilung?
\end{enumerate}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Zusammenfassung}
% TODO: Replace slide content with relevant stuff
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
\begin{gather*}
f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
\end{gather*}
\begin{figure}
\centering
\begin{subfigure}[c]{0.5\textwidth}
\centering
\begin{gather*}
\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
\end{gather*}
\end{subfigure}%
\begin{subfigure}[c]{0.4\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=-4:4,
samples=100,
width=\textwidth,
height=0.5\textwidth,
ticks=none,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{subfigure}
\end{figure}
\end{frame}
\end{document}

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@@ -1 +0,0 @@
/home/andreas/Documents/kit/wt-tut/presentations/src