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438a63e35e tut4: Add solutions for exercise 2 2025-12-11 17:49:26 +01:00
e516317a4e tut4: Add solutions for exercise 1 2025-12-11 16:22:26 +01:00
ac55672669 tut4: Add exercises 2025-12-11 13:38:59 +01:00
3aa02c9f36 Add tut4 frame 2025-12-11 13:20:57 +01:00
aa9dab9491 Fix errors found by students 2025-12-11 13:11:29 +01:00
b06b64739f Fix examples 2025-11-14 11:55:38 +01:00
47775e9941 tut3: Add formula for CDFs 2025-11-04 14:38:16 +01:00
0e5a22f062 tut3: Fix enum item numbering 2025-11-03 17:28:14 +01:00
3381d91dd7 tut3: Add solutions for exercise 2 2025-11-03 17:23:16 +01:00
611c728f9e tut3: Add theory for exercise 2 2025-11-03 16:32:46 +01:00
20056bac47 tut3: Add theory 1 summary 2025-11-03 13:34:47 +01:00
1d60d4fb5c tut3: Add examples of distributions 2025-11-03 13:25:38 +01:00
15504fb03b tut3: Add most of the theory for exercise 1 2025-11-02 16:58:30 +01:00
a52f08621a tut3: put numbers in math mode 2025-11-02 14:08:06 +01:00
f7d6e1a2fe tut3: fix decimal comma spacing 2025-11-02 14:02:58 +01:00
8a6907e5c7 tut3: Fix date 2025-11-02 13:55:50 +01:00
2b88234c14 tut1: fix decimal comma spacing 2025-11-02 13:52:29 +01:00
8055fe24cf tut2: decimal point -> decimal comma 2025-11-02 13:48:37 +01:00
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@ -137,7 +137,7 @@
\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\}
A &= \mleft\{ (1,1),(1,2), \ldots, (6,6) \mright\}
\end{align*}
\vspace*{-12mm}
\end{lightgrayhighlightbox}
@ -275,17 +275,17 @@
\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
= 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
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
&= 1 - \frac{\binom{13}{5}\cdot 4^5}{\binom{52}{5}} \approx 0{,}493
\end{align*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
@ -372,7 +372,7 @@
\begin{lightgrayhighlightbox}
Beispiel:
\begin{gather*}
\Omega = {A, B, C}\\
\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*}

View File

@ -269,9 +269,9 @@
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
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
@ -280,7 +280,7 @@
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
= \frac{(1 - 0{,}35)\cdot 0{,}2}{1 - 0{,}15} \approx 0{,}153
\end{align*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
@ -364,9 +364,9 @@
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
\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}
@ -381,9 +381,9 @@
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 $B$
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
Wahrscheinlichkeit $0{,}02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch $B$ eingetreten
sind. In allen anderen
Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
@ -408,9 +408,9 @@
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
\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}
@ -420,16 +420,16 @@
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
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
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
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*}
@ -444,9 +444,9 @@
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 $B$
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
Wahrscheinlichkeit $0{,}02$, wenn sowohl Fehler $A$ als auch $B$ eingetreten
sind. In allen anderen
Fällen tritt der Fehler $C$ nicht auf.
@ -459,7 +459,7 @@
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
&= 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 $A$?
@ -469,8 +469,8 @@
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
&= 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}
@ -486,8 +486,8 @@
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
&= 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}

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@ -0,0 +1,425 @@
\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
%
%
\input{lib/latex-common/common.tex}
\pgfplotsset{colorscheme/rocket}
\newcommand{\res}{src/2025-12-19/res}
% \tikzstyle{every node}=[font=\small]
% \captionsetup[sub]{font=small}
%
%
% Document setup
%
%
\usepackage{tikz}
\usepackage{tikz-3dplot}
\usetikzlibrary{spy, external, intersections, positioning}
%\tikzexternalize[prefix=build/]
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{enumerate}
\usepackage{listings}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{bbm}
\usepackage{multirow}
\usepackage{xcolor}
\title{WT Tutorium 4}
\author[Tsouchlos]{Andreas Tsouchlos}
\date[]{19. 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{sasdf}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Stetige Verteilungen}
Die Zufallsvariable X besitze die Dichte
% tex-fmt: off
\begin{align*}
f_X (x) = \left\{
\begin{array}{ll}
C \cdot x e^{-ax^2}, & x \ge 0 \\
0, &\text{sonst}
\end{array}
\right.
\end{align*}
% tex-fmt: on
mit dem Parameter $a > 0$.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Bestimmen Sie den Koeffizienten $C$, sodass $f_X(x)$ eine
Wahrscheinlichkeitsdichte ist. Welche Eigenschaften muss eine
\textbf{Wahrscheinlichkeitsdichte} erfüllen? Skizzieren Sie
$f_X (x)$ für $a = 0{,}5$.
\item Welche Eigenschaften muss eine \textbf{Verteilungsfunktion}
erfüllen?
\item Berechnen und skizzieren Sie die Verteilungsfunktion $F_X (x)$.
\item Welche Wahrscheinlichkeit hat das Ereignis
$\{\omega : 1 < X(\omega) \le 2\}$?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Stetige Verteilungen}
\vspace*{-15mm}
Die Zufallsvariable X besitze die Dichte
% tex-fmt: off
\begin{align*}
f_X (x) = \left\{
\begin{array}{ll}
C \cdot x e^{-ax^2}, & x \ge 0 \\
0, &\text{sonst}
\end{array}
\right.
\end{align*}
% tex-fmt: on
mit dem Parameter $a > 0$.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Bestimmen Sie den Koeffizienten $C$, sodass $f_X(x)$ eine
Wahrscheinlichkeitsdichte ist. Welche Eigenschaften muss eine
\textbf{Wahrscheinlichkeitsdichte} erfüllen? Skizzieren Sie
$f_X (x)$ für $a = 0{,}5$.
\pause\begin{columns}
\column{\kitthreecolumns}
\begin{align*}
\text{Eigenschaften:} \hspace{5mm}
\left\{
\begin{array}{rl}
f_X(x) &\ge 0 \\[3mm]
\displaystyle\int_{-\infty}^{\infty} f_X(x) dx &= 1
\end{array}
\right.
\end{align*}
\pause\begin{gather*}
\int_{-\infty}^{\infty} f_X(x) dx
= \int_{-\infty}^{\infty} C\cdot x e^{-ax^2} dx
= \frac{C}{-2a} \int_{-\infty}^{\infty} (-2ax) e^{-ax^2} dx \\
= \frac{C}{-2a} \int_{-\infty}^{\infty} (e^{-ax^2})' dx
= \frac{C}{-2a} \mleft[ e^{-ax^2} \mright]_0^{\infty} \overset{!}{=} 1 \hspace{10mm} \Rightarrow C = 2a
\end{gather*}
\centering
\column{\kitthreecolumns}
\pause \begin{align*}
f_X(x) =
\left\{
\begin{array}{ll}
2ax \cdot e^{-ax^2}, & x\ge 0\\
0, & \text{sonst}
\end{array}
\right.
\end{align*}
\begin{figure}[H]
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=0:5,
width=12cm,
height=5cm,
samples=100,
xlabel={$x$},
ylabel={$f_X(x)$},
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt]
{x * exp(-0.5*x*x)};
% {x *exp(-a*x*x)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Stetige Verteilungen}
\vspace*{-20mm}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{1}
\item Welche Eigenschaften muss eine \textbf{Verteilungsfunktion}
erfüllen?
\pause\vspace{-10mm}\begin{columns}[t]
\column{\kitonecolumn}
\column{\kittwocolumns}
\centering
\begin{gather*}
\lim_{x\rightarrow -\infty} F_X(x) = 0\\
\lim_{x\rightarrow +\infty} F_X(x) = 1
\end{gather*}
\column{\kittwocolumns}
\centering
\begin{gather*}
x_1 \le x_2 \Rightarrow F_X(x_1) \le F_X(x_2) \\
F_X(x+) = \lim_{h\rightarrow 0^+} F_X (x+h) = F_X(x)
\hspace{5mm}\forall x\in \mathbb{R}
\end{gather*}
\column{\kitonecolumn}
\end{columns}
\pause\item Berechnen und skizzieren Sie die Verteilungsfunktion $F_X (x)$.
\begin{gather*}
f_X(x) = 2ax\cdot e^{-ax^2}, \hspace{5mm} x\ge 0
\end{gather*}
\pause \vspace*{-6mm}\begin{gather*}
F_X(x) = \int_{-\infty}^{x} f_X(u) du
= \left\{ \begin{array}{ll}
\displaystyle\int_{0}^{x} 2au\cdot e^{-au^2} du, & x\ge 0 \\
0, & x < 0
\end{array} \right.
\hspace{5mm} = \left\{ \begin{array}{ll}
\mleft[ -e^{-au^2} \mright]_0^{x}, & x\ge 0 \\
0, & x < 0
\end{array} \right.
\hspace{5mm} = \left\{ \begin{array}{ll}
1 - e^{-ax^2}, & x\ge 0\\
0, & x < 0
\end{array} \right.
\end{gather*}
\pause\begin{figure}[H]
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=0:5,
width=14cm,
height=5cm,
xlabel={$x$},
ylabel={$F_X(x)$},
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt]
{1 - exp(-0.5 * x*x)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\vspace*{-3mm}
\pause\item Welche Wahrscheinlichkeit hat das Ereignis
$\{\omega : 1 < X(\omega) \le 2\}$?
\pause \begin{gather*}
P(\mleft\{ \omega: 1 < X(\omega) \le 2 \mright\})
= P(1 < X \le 2) = F_X(2) - F_X(1) = e^{-a} - e^{-4a}
\end{gather*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: off
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Aufgabe 2}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Theorie Wiederholung}
\begin{frame}
\frametitle{sasdf}
\end{frame}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Aufgabe}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung}
In einem Produktionsprozess werden Ladegeräte für Mobiltelefone
hergestellt. Bevor die Ladegeräte mit den Mobiltelefonen zusammen
verpackt werden, wird die Ladespannung von jedem Ladegerät einmal
gemessen. Die Messwerte der Ladespannungen der verschiedenen
Ladegeräte genüge näherungsweise einer normalverteilten
Zufallsvariablen mit $\mu = 5$ Volt und $\sigma = 0,07$ Volt. Alle
Ladegeräte, bei denen die Messung um mehr als $4$ \% vom Sollwert
$S = 5$ Volt abweicht, sollen aussortiert werden.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Wie viel Prozent der Ladegeräte werden aussortiert?
\item Der Hersteller möchte seinen Produktionsprozess so verbessern,
dass nur noch halb so viele Ladegeräte wie in a) aussortiert
werden. Auf welchen Wert müsste er dazu $\sigma$ senken?
\item Durch einen Produktionsfehler verschiebt sich der Mittelwert
$\mu$ auf $5{,}1$ Volt ($\sigma$ ist $0{,}07$ Volt). Wie groß ist
jetzt der Prozentsatz, der aussortiert wird?
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung}
\vspace*{-10mm}
In einem Produktionsprozess werden Ladegeräte für Mobiltelefone
hergestellt. Bevor die Ladegeräte mit den Mobiltelefonen zusammen
verpackt werden, wird die Ladespannung von jedem Ladegerät einmal
gemessen. Die Messwerte der Ladespannungen der verschiedenen
Ladegeräte genüge näherungsweise einer normalverteilten
Zufallsvariablen mit $\mu = 5$ Volt und $\sigma = 0,07$ Volt. Alle
Ladegeräte, bei denen die Messung um mehr als $4$ \% vom Sollwert
$S = 5$ Volt abweicht, sollen aussortiert werden.
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\item Wie viel Prozent der Ladegeräte werden aussortiert?
\begin{columns}[c]
\column{\kitthreecolumns}
\centering
\pause \begin{gather*}
X \sim \mathcal{N} \mleft( \mu = 0{,}5, \sigma = 0{,}07^2 \mright)
\end{gather*}
\begin{align*}
P(E_\text{a}) &= P \Big( \big( X < S(1-\delta) \big)
\cup \big( X > S(1 + \delta) \big) \Big) \\
&= P(X < S(1 - \delta)) + P(X > S(1 + \delta)) \\[2mm]
&= P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma}\right)
+ P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma}\right) \\[2mm]
&\approx \Phi(-2.86) + \left(1 - \Phi(2.86)\right) \\
&= 2 - 2\Phi(2.86) \approx 0{,}424\text{\%}
\end{align*}
\column{\kitthreecolumns}
\centering
\begin{figure}[H]
\centering
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
domain=4.6:5.3,
xmin=4.7, xmax=5.3,
width=14cm,
height=6cm,
xlabel={$x$},
ylabel={$F_X (x)$},
samples=100,
xtick = {4.6,4.7,4.8,...,5.4}
]
\addplot+[mark=none, line width=1pt]
{1 / sqrt(2*3.1415*0.07*0.07) * exp(-(x - 5)*(x-5)/(2*0.07*0.07))};
\addplot +[scol2, mark=none, line width=1pt] coordinates {(4.8, -1) (4.8, 2)};
\addplot +[scol2, mark=none, line width=1pt] coordinates {(5.2, -1) (5.2, 2)};
\node at (axis cs: 4.8, 3) {$S(1-\delta)$};
\node at (axis cs: 5.2, 3) {$S(1+\delta)$};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{columns}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 2: Normalverteilung}
\vspace*{-18mm}
% tex-fmt: off
\begin{enumerate}[a{)}]
\setcounter{enumi}{1}
\item Der Hersteller möchte seinen Produktionsprozess so verbessern,
dass nur noch halb so viele Ladegeräte wie in a) aussortiert
werden. Auf welchen Wert müsste er dazu $\sigma$ senken?
\pause\begin{gather*}
P(E_\text{b}) = \frac{1}{2} P(E_\text{a}) \approx 0.212\text{\%} \\
\end{gather*}
\vspace*{-18mm}
\begin{columns}
\pause\column{\kitthreecolumns}
\centering
\begin{align*}
P(E_\text{b}) &\overset{\text{a)}}{=} P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma'}\right)
+ P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma'}\right) \\[2mm]
&= P\left(Z < -\frac{0{,}2}{\sigma'}\right)
+ P\left(Z > \frac{0{,}2}{\sigma'}\right) \\[2mm]
&= \Phi\left(-\frac{0{,}2}{\sigma'}\right)
+ \left(1 - \Phi\left(\frac{0{,}2}{\sigma'} \right)\right) \\[2mm]
&= 2 - 2 \Phi\left(\frac{0{,}2}{\sigma'} \right)
\end{align*}
\pause\column{\kitthreecolumns}
\centering
\begin{gather*}
2 - 2\Phi\left(\frac{0.2}{\sigma'}\right) = 2{,}12\cdot 10^{-3} \\
\Rightarrow \Phi\left(\frac{0.2}{\sigma'}\right) \approx 0.9989 \\
\Rightarrow \sigma' \approx \frac{0{,}2}{\Phi^{-1}(0{,}9989)}
\approx \frac{0{,}2}{3{,}08} \approx 0.65
\end{gather*}
\end{columns}
\pause \vspace*{-5mm}\item Durch einen Produktionsfehler verschiebt sich der
Mittelwert $\mu$ auf $5{,}1$ Volt ($\sigma$ ist $0{,}07$ Volt).
Wie groß ist jetzt der Prozentsatz, der aussortiert wird?
\pause \begin{align*}
P(E_\text{c}) &\overset{\text{a)}}{=} P\left(Z < \frac{S(1 - \delta) - \mu}{\sigma}\right)
+ P\left(Z > \frac{S(1 + \delta) - \mu}{\sigma}\right) \\[2mm]
&\approx \Phi(-4{,}29) + (1 - \Phi(1{,}43)) \\
& = 2 - \Phi(4{,}29) - \Phi(1{,}43) \approx 7.78 \text{\%}
\end{align*}
\end{enumerate}
% tex-fmt: on
\end{frame}
\end{document}