#import "@preview/grape-suite:2.0.0": exercise #import exercise: project #set text(lang: "de") #show: project.with( title: [Erwartungswert], seminar: [Mathe Q2], show-outline: true, author: "Erik Grobecker", date: datetime(day: 6, month: 2, year: 2025), ) #show "->": sym.arrow #show "=>": sym.arrow.double // Herr Orbens Mutter findet die AfD sympathisch == allgemeine Notiz #underline[Bei den *Operatoren* _bestimme_ und _berechne_]:\ Ansätze müssen *immer* dokumentiert werden. = Erwartungswert "Mittelwert der Theorien" Ist der Wert den wir auf lange Sicht erwarten. // Das Ergebnis zeigt uns also den zu erwartenden Durchschnitt, würde man Wenn man ein Experiment hinreichend häufig ausführt, nähert man sich dem *Erwartungswert*. == Formel Angenommen die möglichen Ausgänge eines Zufallsexperiments sind $x_1, x_2, x_3, ..., x_n$\ Die dazu gehörende Wahrscheinlichkeiten sind $p_1, p_2, p_3, ..., p_n$ $ mu "(Erwartungswert)" &= x_1 dot p_2 + x_2 dot x_2 + x_3 dot p_3 + ... + x_n dot p_n \ sigma "(Standardabweichung)" &= sqrt( (x_1 - mu)^2 dot p_1 + (x_2 - mu)^2 dot p_2 + (x_3 - mu)^2 dot p_3 + ... + (x_n - mu)^2 dot p_n ) // \ // &= // sqrt(sum_(i=1)^(n-1) (x_i - mu)^2 dot p_i) $ #pagebreak() == Beispiele/Aufgaben === S. 279 ==== Nr. 1 $ mu &= (-10) dot 1 / 4 + 0 dot 1 / 6 + 5 dot 1 / 2 + 10 dot 1 / 12\ &= 5 / 6\ sigma &= sqrt( (-10 - mu)^2 dot 1/4 + (0 - mu)^2 dot 1/6 + (5 - mu)^2 dot 1/2 + (10 - mu)^2 dot 1/12 )\ &= 6.72 $ Auf lange Sicht würde $mu$ also anzeigen, dass wir uns $5/6$ nähern würden. ==== Nr. 2 #underline[*a)*] - Versuch 1: $2 dot 2"ct" + 0 dot 1"ct"=4"ct"$ - Versuch 2: $1 dot 2"ct" + 1 dot 1"ct" = 3"ct"$ - Versuch 3: $0 dot 2"ct" + 2 dot 1"ct" = 2"ct"$ #underline[*b)*] Diese Lösung ist falsch, da sie nicht alle Wahrscheinlichkeiten berücksichtigt! $ mu &= 1"ct" dot 2 / 4 + 2"ct" dot 2 / 4 = 1.5 \ sigma &= sqrt( (1 - mu)^2 dot 2/4 + (2 - mu)^2 dot 2/4 )\ &= 0.5 $ //TODO: muss Stochastik wiederholen // Vorallem die Varianz, welche hier oft verwendet wird *Anzahl der $1"ct"$ Münzen:* $ mu &= 1 dot 1/4 + $ ==== Nr. 4 "6 aus 49" -> aus 49 werden 6 gezogen, welche man versucht vorherzusagen $ mu &= 0.734 \ sigma &= sqrt( (0 - mu)^2 dot 0.436 + (1 - mu)^2 dot 0.413 + (2 - mu)^2 dot 0.132 + (3 - mu)^2 dot 0.0177 +\ (4 - mu)^2 dot 0.000969 + (5 - mu)^2 dot 1.85 dot 10^(-5) + (6 - mu)^2 dot 7.15 dot 10^(-8) )\ &= 0.76 $ HA: Nr. 4b) + 7 #pagebreak() = Raten mit Zahlen #table( columns: 5, table.header([Punkte:], [0], [1], [2], [3]), [], [5], [9], [5], [0] ) #import "@preview/fletcher:0.5.7" as fletcher: diagram, node, edge #diagram( debug: true, node((0,0), [Start]), node((-1, 1), [r]), edge((0,0), "<-", $1/4$), node((1,1), [f]), edge((0,0), "<-", $3/4$), node((-2, 2), [r]), edge((-1,1), "<-", $1/4$), node((-1, 2), [f]), node((-3,3), [r]), edge((-2,2), "<-", $1/4$) )