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|---|---|---|---|
| e65dc8cb3c | |||
| 2cb1a1de3c | |||
| c5e387fbd2 | |||
| 7f785985d3 | |||
| a7757e322a | |||
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| 1ad4623e22 | |||
| edbadcff02 | |||
| 191a04363d | |||
| fe488b7d11 | |||
| 67a7f7acb9 | |||
| f47c7ce19b | |||
| e492024cf7 |
@@ -6,6 +6,7 @@ RUN apt update -y && apt upgrade -y
|
|||||||
RUN apt install make texlive latexmk texlive-pictures -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 texlive-publishers texlive-science texlive-fonts-extra texlive-latex-extra -y
|
||||||
RUN apt install biber texlive-bibtex-extra -y
|
RUN apt install biber texlive-bibtex-extra -y
|
||||||
|
RUN apt install texlive-lang-german -y
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RUN apt install python3 python3-pygments -y
|
RUN apt install python3 python3-pygments -y
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18
README.md
Normal file
18
README.md
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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# WT Tutorial Presentations
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This repository contains the latex source files for the WT Tutorial slides.
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## Build
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### Local Environment
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```bash
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$ make
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```
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### With Docker
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```bash
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$ docker build . -t wt-tut
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|
$ docker run --rm -u `id -u`:`id -g` -w $PWD -v $PWD:$PWD wt-tut make
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|
```
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@@ -144,6 +144,7 @@
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\vspace*{0mm}
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\vspace*{0mm}
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\end{columns}\pause
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\end{columns}\pause
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||||||
\item Laplace'sches Zufallsexperiment
|
\item Laplace'sches Zufallsexperiment
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% tex-fmt: off
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||||||
\begin{gather*}
|
\begin{gather*}
|
||||||
\text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
|
\text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
|
||||||
\begin{array}{l}
|
\begin{array}{l}
|
||||||
@@ -155,6 +156,7 @@
|
|||||||
\frac{\text{Anzahl ``günstiger''
|
\frac{\text{Anzahl ``günstiger''
|
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Möglichkeiten}}{\text{Anzahl Möglichkeiten}}
|
Möglichkeiten}}{\text{Anzahl Möglichkeiten}}
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\end{gather*}
|
\end{gather*}
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% tex-fmt: on
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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\end{frame}
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\end{frame}
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@@ -324,7 +326,8 @@
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\mleft\{ A \mright\}, \mleft\{ B \mright\},
|
\mleft\{ A \mright\}, \mleft\{ B \mright\},
|
||||||
\mleft\{ C \mright\}, \mleft\{ A, B \mright\},\\
|
\mleft\{ C \mright\}, \mleft\{ A, B \mright\},\\
|
||||||
&\mleft\{ A, C \mright\},
|
&\mleft\{ A, C \mright\},
|
||||||
\mleft\{ B, C \mright\}, \mleft\{ A, B, C \mright\} \}
|
\mleft\{ B, C \mright\}, \mleft\{ A, B, C
|
||||||
|
\mright\} \}
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\end{align*}%
|
\end{align*}%
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\vspace*{-14mm}%
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\vspace*{-14mm}%
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||||||
\end{lightgrayhighlightbox}
|
\end{lightgrayhighlightbox}
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@@ -519,10 +522,4 @@
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% tex-fmt: on
|
% tex-fmt: on
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\end{frame}
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\end{frame}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\section{Zusammenfassung}
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% TODO: Do we even want this section?
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\end{document}
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\end{document}
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497
src/2025-11-21/presentation.tex
Normal file
497
src/2025-11-21/presentation.tex
Normal file
@@ -0,0 +1,497 @@
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|
\ifdefined\ishandout
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|
\documentclass[de, handout]{CELbeamer}
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\else
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\documentclass[de]{CELbeamer}
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\fi
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% CEL Template
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\newcommand{\templates}{preambles}
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\input{\templates/packages.tex}
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\input{\templates/macros.tex}
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\grouplogo{CEL_logo.pdf}
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\groupname{Communication Engineering Lab (CEL)}
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\groupnamewidth{80mm}
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\fundinglogos{}
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%
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%
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% Custom commands
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\input{lib/latex-common/common.tex}
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\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
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\newcommand{\res}{src/2025-11-21/res}
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% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
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% \captionsetup[sub]{font=small}
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%
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%
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% Document setup
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\usepackage{tikz}
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|
\usepackage{tikz-3dplot}
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|
\usetikzlibrary{spy, external, intersections, positioning}
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|
%\tikzexternalize[prefix=build/]
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\usepackage{pgfplots}
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\pgfplotsset{compat=newest}
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|
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
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\usepackage{enumerate}
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|
\usepackage{listings}
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\usepackage{subcaption}
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\usepackage{bbm}
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\usepackage{multirow}
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|
\usepackage{xcolor}
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|
\title{WT Tutorium 2}
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|
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
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\date[]{21. November 2025}
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%
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% Document body
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%
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\begin{document}
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\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut]
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\titlepage
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\end{frame}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\section{Aufgabe 1}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\subsection{Theorie Wiederholung}
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\begin{frame}
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\frametitle{Bedingte Wahrscheinlichkeiten \& Bayes}
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\vspace*{-10mm}
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\begin{columns}
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\column{\kitthreecolumns}
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\begin{itemize}
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|
\item Definition der bedingten Wahrscheinlichkeit
|
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|
\begin{gather*}
|
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|
P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
|
||||||
|
\end{gather*}
|
||||||
|
\item Formel von Bayes
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|
\begin{gather*}
|
||||||
|
P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
|
||||||
|
\end{gather*}
|
||||||
|
\end{itemize}
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|
\column{\kitthreecolumns}
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|
\begin{figure}
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|
\centering
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||||||
|
\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,
|
||||||
|
fill opacity = 0.5] at (1.25cm,0) {};
|
||||||
|
\draw[line width=1pt, fill=KITblue,
|
||||||
|
fill opacity = 0.5, rounded corners=5mm]
|
||||||
|
(-2.4cm, -2.25cm) -- (-2.4cm, 2.25cm) -- (1.1cm,0) -- cycle;
|
||||||
|
|
||||||
|
\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}
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|
\end{columns}
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|
\vspace*{1cm}
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|
\pause
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|
\begin{columns}
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||||||
|
\column{\kitthreecolumns}
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||||||
|
\begin{itemize}
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||||||
|
\item Satz der totalen Wahrscheinlichkeit
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|
% tex-fmt: off
|
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|
\begin{gather*}
|
||||||
|
\text{Voraussetzungen: }\hspace{5mm} \left\{
|
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|
\begin{array}{l}
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||||||
|
A_1, A_2, \ldots \text{ disjunkt}\\
|
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|
\displaystyle\sum_{n} A_n = \Omega
|
||||||
|
\end{array}
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|
\right.\\[1em]
|
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|
P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)\\
|
||||||
|
\end{gather*}
|
||||||
|
% tex-fmt: on
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
\column{\kitthreecolumns}
|
||||||
|
\begin{figure}
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||||||
|
\centering
|
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|
\begin{tikzpicture}
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|
\newcommand{\hordist}{1.2cm}
|
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|
\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) {};
|
||||||
|
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
|
||||||
|
minimum size=3mm, below right=\vertdist and
|
||||||
|
2.4*\hordist of root] (n2) {};
|
||||||
|
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
|
||||||
|
minimum size=3mm, below left=\vertdist and \hordist
|
||||||
|
of n1] (n11) {};
|
||||||
|
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
|
||||||
|
minimum size=3mm, below right=\vertdist and \hordist
|
||||||
|
of n1] (n12) {};
|
||||||
|
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
|
||||||
|
minimum size=3mm, below left=\vertdist and \hordist
|
||||||
|
of n2] (n21) {};
|
||||||
|
\node[circle, fill=KITgreen, inner sep=0pt,
|
||||||
|
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);
|
||||||
|
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (n1) -- (n11);
|
||||||
|
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (n1) -- (n12);
|
||||||
|
\draw[-{Latex}, line width=1pt] (n2) -- (n21);
|
||||||
|
\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 ($(n2)!0.6!(n21)$) {$P(B\vert A_2)$};
|
||||||
|
\node[right] at ($(n2)!0.4!(n22)$) {$P(C\vert A_2)$};
|
||||||
|
|
||||||
|
\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}
|
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|
\end{columns}
|
||||||
|
\end{frame}
|
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|
|
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|
\begin{frame}
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||||||
|
\frametitle{Zusammenfassung}
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|
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|
\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}
|
||||||
|
|
||||||
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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|
\subsection{Aufgabe}
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\begin{frame}
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|
\frametitle{Aufgabe 1: Bedingte Wahrscheinlichkeiten \\\& Bayes}
|
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|
|
||||||
|
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*}
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\pause
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\item Unabhängigkeit
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\begin{gather*}
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A,B \text{ Unabhängig} \hspace{5mm}
|
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|
\Leftrightarrow\hspace{5mm} P(AB) = P(A) P(B)
|
||||||
|
\hspace{5mm} \Leftrightarrow \hspace{5mm} P(A\vert B) = P(A)
|
||||||
|
\end{gather*}
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|
\end{itemize}
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\end{frame}
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\begin{frame}
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\frametitle{Zusammenfassung}
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\begin{columns}
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\column{\kitthreecolumns}
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\begin{greenblock}{Bedingte Wahrscheinlichkeit}
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\vspace*{-6mm}
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\begin{gather*}
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|
P(A\vert B) = \frac{P(AB)}{P(B)}
|
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|
\end{gather*}
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\end{greenblock}
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\column{\kitthreecolumns}
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\begin{greenblock}{Formel von Bayes}
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\vspace*{-6mm}
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|
\begin{gather*}
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|
P(A\vert B) = \frac{P(B\vert A) P(A)}{P(B)}
|
||||||
|
\end{gather*}
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\end{greenblock}
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\end{columns}
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\begin{columns}
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\column{\kitthreecolumns}
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\begin{greenblock}{Satz der totalen Wahrscheinlichkeit}
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\vspace*{-6mm}
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\begin{gather*}
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|
P(B) = \sum_{n} P(B\vert A_n)P(A_n)
|
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|
\end{gather*}
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\end{greenblock}
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\column{\kitthreecolumns}
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\begin{greenblock}{Unabhängigkeit von Ereignissen}
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\vspace*{-6mm}
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\begin{gather*}
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|
P(AB) = P(A) P(B)
|
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|
\end{gather*}
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\end{greenblock}
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\end{columns}
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\end{frame}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\subsection{Aufgabe}
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\begin{frame}
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\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
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\vspace*{-18mm}
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|
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|
Bei einer Qualitätskontrolle können Werkstücke zwei Fehler
|
||||||
|
aufweisen: Fehler $A$, Fehler $B$, oder
|
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|
beide Fehler gleichzeitig. Die folgenden Wahrscheinlichkeiten
|
||||||
|
sind bekannt:
|
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|
\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}
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% tex-fmt: off
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|
\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
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|
\end{frame}
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|
\begin{frame}
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|
\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
|
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|
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|
\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}
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|
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|
\begin{frame}
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|
\frametitle{Aufgabe 2: Bayes \& Unabhängigkeit}
|
||||||
|
|
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|
\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}
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||||||
|
\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
|
||||||
|
Fehler $C$.
|
||||||
|
\pause\begin{align*}
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||||||
|
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
|
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|
\end{frame}
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||||||
|
\end{document}
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||||||
@@ -1,308 +0,0 @@
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|||||||
\ifdefined\ishandout
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||||||
\documentclass[de, handout]{CELbeamer}
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||||||
\else
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\documentclass[de]{CELbeamer}
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\fi
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%
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%
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% CEL Template
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%
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%
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\newcommand{\templates}{preambles}
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\input{\templates/packages.tex}
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\input{\templates/macros.tex}
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\grouplogo{CEL_logo.pdf}
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\groupname{Communication Engineering Lab (CEL)}
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\groupnamewidth{80mm}
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\fundinglogos{}
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%
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%
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% Custom commands
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%
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%
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\input{lib/latex-common/common.tex}
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\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
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%TODO: Fix path
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\newcommand{\res}{src/template/res}
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% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
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% \captionsetup[sub]{font=small}
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%
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%
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% Document setup
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\usepackage{tikz}
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\usepackage{tikz-3dplot}
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\usetikzlibrary{spy, external, intersections}
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%\tikzexternalize[prefix=build/]
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\usepackage{pgfplots}
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\pgfplotsset{compat=newest}
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\usepgfplotslibrary{fillbetween}
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||||||
\usepackage{listings}
|
|
||||||
\usepackage{subcaption}
|
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||||||
\usepackage{bbm}
|
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||||||
\usepackage{multirow}
|
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||||||
\usepackage{xcolor}
|
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||||||
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||||||
\title{WT Tutorium 1}
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\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
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\date[]{\today}
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%
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% Document body
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\begin{document}
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\begin{frame}[title white vertical, picture=images/IMG_7801-cut]
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\titlepage
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\end{frame}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\section{Aufgabe 1}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\subsection{Theorie}
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% TODO: Replace slide content with relevant stuff
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\begin{frame}
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\frametitle{Relevante Theorie I}
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\begin{columns}
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\column{\kitthreecolumns}
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\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}
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|
||||||
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|
||||||
\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}[
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domain=-4:4,
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samples=100,
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width=\textwidth,
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height=0.5\textwidth,
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ticks=none,
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xlabel={$x$},
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ylabel={$f_X(x)$}
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]
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\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
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\end{axis}
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\end{tikzpicture}
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\end{subfigure}
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\end{figure}
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\end{frame}
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\subsection{Aufgabe}
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\begin{frame}
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\frametitle{2022H - Aufgabe 4}
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Für die Planung und Konstruktion von Windkraftanlagen ist eine
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statistische Modellierung der
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Windgeschwindigkeit essentiell. Die absolute Windgeschwindigkeit
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kann als Weibull-verteilte
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Zufallsvariable V mit den Parametern $\beta > 0$ und $\theta > 0$
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modelliert werden. Die zugehörige
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Verteilungsfunktion ist%
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%
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\begin{gather*}
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F_V(v) = 1 - exp\left( -\left( \frac{v}{\theta} \right)^\beta
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\right), \hspace{3mm} v \ge 0
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\end{gather*}
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%
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\begin{enumerate}
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\item Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeitsdichte $f_V(v)$
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der Weibullverteilung.
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\item Eine Windkraftanlage speist Strom in das Stromnetz ein,
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wenn die absolute Windgeschwindigkeit größer als $4
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m/s$, jedoch kleiner als $25 m/s$ ist. Berechnen Sie die
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Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Windkraftanlage Strom
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einspeist, wenn die Windgeschwindigkeit Weibull-verteilt
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mit $\beta = 2,0$ und $\theta = 6,0$ ist.
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\item Eine Zufallsvariable W genüge einer Weibullverteilung
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mit $\beta = 1$ und $\theta = 3$. Ermitteln Sie den
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Erwartungsvert $E(W)$.
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\item Warum ist die Weibullverteilung für die Modellierung
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der absoluten Windgeschwindigkeit besser geeignet als
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eine Normalverteilung?
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\end{enumerate}
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\end{frame}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\section{Zusammenfassung}
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% TODO: Replace slide content with relevant stuff
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\begin{frame}
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\frametitle{Zusammenfassung}
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\begin{gather*}
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f_X(x) := \frac{d}{dx} F_X(x) \\
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P(X \le x) = F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(t) dt \\
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E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x\cdot f_X(x) dx
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\end{gather*}
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\begin{figure}
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\centering
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\begin{subfigure}[c]{0.5\textwidth}
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\centering
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\begin{gather*}
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\text{Normalverteilung:} \hspace{8mm}
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f_X(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
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e^{-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2}}
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\end{gather*}
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\end{subfigure}%
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\begin{subfigure}[c]{0.4\textwidth}
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\centering
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\begin{tikzpicture}
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\begin{axis}[
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domain=-4:4,
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samples=100,
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width=\textwidth,
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height=0.5\textwidth,
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ticks=none,
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xlabel={$x$},
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ylabel={$f_X(x)$}
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]
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\addplot+[mark=none, line width=1pt] {exp(-x^2)};
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\end{axis}
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\end{tikzpicture}
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\end{subfigure}
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\end{figure}
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\end{frame}
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\end{document}
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Reference in New Issue
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