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@@ -34,10 +34,10 @@ der Daten eingesetzt:
nicht unbedingt identsich mit dem Modus.}
\end{figure}
Der Modus ist der h\"aufigste Wert, d.h. die Position des Maximums
Der \determ{Modus} ist der h\"aufigste Wert, d.h. die Position des Maximums
einer Wahrscheinlichkeitsverteilung.
Der Median teilt eine Liste von Messwerten so in zwei H\"alften, dass
Der \determ{Median} teilt eine Liste von Messwerten so in zwei H\"alften, dass
die eine H\"alfte der Daten nicht gr\"o{\ss}er und die andere H\"alfte
nicht kleiner als der Median ist (\figref{medianfig}).
@@ -61,10 +61,11 @@ nicht kleiner als der Median ist (\figref{medianfig}).
\end{exercise}
Eine Wahrscheinlichkeitsverteilung kann weiter durch die Position
ihrere Quartile charakterisiert werden. Zwischen den Quartilen liegen
jeweils 25\,\% der Daten (\figref{quartilefig}). Perzentile erlauben
eine feinere Einteilung. Das 3. Quartil ist das 75. Perzentil, da
75\,\% der Daten unterhalb des 3. Quartils liegen.
ihrere \determ[Quartil]{Quartile} charakterisiert werden. Zwischen den
Quartilen liegen jeweils 25\,\% der Daten
(\figref{quartilefig}). Perzentile erlauben eine feinere
Einteilung. Das 3. Quartil ist das 75. Perzentil, da 75\,\% der Daten
unterhalb des 3. Quartils liegen.
\begin{figure}[t]
\includegraphics[width=1\textwidth]{quartile}
@@ -90,11 +91,11 @@ eine feinere Einteilung. Das 3. Quartil ist das 75. Perzentil, da
normalverteilte Zufallszahlen.}
\end{figure}
Box-Whisker Plots sind eine h\"aufig verwendete Darstellung um die
Verteilung unimodaler Daten zu visualisieren und vergleichbar zu
machen mit anderen Daten. Dabei wird um den Median eine Box vom 1. zum
3. Quartil gezeichnet. Die Whiskers deuten den minimalen und den
maximalen Datenwert an (\figref{boxwhiskerfig}).
\determ{Box-Whisker Plots} sind eine h\"aufig verwendete Darstellung
um die Verteilung unimodaler Daten zu visualisieren und vergleichbar
zu machen mit anderen Daten. Dabei wird um den Median eine Box vom
1. zum 3. Quartil gezeichnet. Die Whiskers deuten den minimalen und
den maximalen Datenwert an (\figref{boxwhiskerfig}).
\begin{exercise}{boxwhisker.m}{}
\tr{Generate eine $40 \times 10$ matrix of random numbers and
@@ -111,11 +112,12 @@ maximalen Datenwert an (\figref{boxwhiskerfig}).
\section{\tr{Histogram}{Histogramm}}
Histogramme z\"ahlen die H\"aufigkeit $n_i$ des Auftretens von
$N=\sum_{i=1}^M n_i$ Messwerten in $M$ Messbereichsklassen $i$ (Bins).
Die Klassen unterteilen den Wertebereich meist in angrenzende und
gleich gro{\ss}e Intervalle. Histogramme k\"onnen verwendet werden, um die
Wahrscheinlichkeitsverteilung der Messwerte abzusch\"atzen.
\determ[Histogramm]{Histogramme} z\"ahlen die H\"aufigkeit $n_i$ des
Auftretens von $N=\sum_{i=1}^M n_i$ Messwerten in $M$
Messbereichsklassen $i$ (Bins). Die Klassen unterteilen den
Wertebereich meist in angrenzende und gleich gro{\ss}e Intervalle.
Histogramme k\"onnen verwendet werden, um die
\determ{Wahrscheinlichkeitsverteilung} der Messwerte abzusch\"atzen.
\begin{exercise}{rollthedie.m}{}
\tr{Write a function that simulates rolling a die $n$ times.}
@@ -171,7 +173,7 @@ Im Grenzwert zu sehr kleinen Bereichen $\Delta x$ ist die Wahrscheinlichkeit
eines Wertes $x$ zwischen $x_0$ und $x_0+\Delta x$
\[ P(x_0<x<x_0+\Delta x) \approx p(x) \cdot \Delta x \; . \]
Die Gr\"o{\ss}e $p(x)$ ist eine sogenannte
``Wahrscheinlichkeitsdichte''. Sie ist keine einheitenlose
\determ{Wahrscheinlichkeitsdichte}. Sie ist keine einheitenlose
Wahrscheinlichkeit mit Werten zwischen Null und Eins, sondern kann
jeden positiven Wert annehmen und hat als Einheit den Kehrwert der
Einheit von $x$.
@@ -192,12 +194,14 @@ Da die Wahrscheinlichkeit irgendeines Wertes $x$ Eins ergeben muss gilt die Norm
\end{equation}
Die gesamte Funktion $p(x)$, die jedem Wert $x$ einen
Wahrscheinlichkeitsdichte zuordnet wir auch
Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (``probability density function'',
``pdf'', oder kurz ``density'') genannt. Die bekannteste
Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ist die der Normalverteilung
\determ{Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion} (\enterm{probability
density function}, \enterm[pdf|see{probability density
function}]{pdf}, oder kurz \enterm[density|see{probability density
function}]{density}) genannt. Die bekannteste
Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ist die der \determ{Normalverteilung}
\[ p_g(x) =
\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}} \]
--- die Gau{\ss}sche-Glockenkurve mit Mittelwert $\mu$ und
--- die \determ{Gau{\ss}sche-Glockenkurve} mit Mittelwert $\mu$ und
Standardabweichung $\sigma$.
\newpage
@@ -266,13 +270,13 @@ $\Delta x$ der Klassen geteilt werden (\figref{pdfhistogramfig}).
Bisher haben wir Eigenschaften einer einzelnen Me{\ss}gr\"o{\ss}e
angeschaut. Bei mehreren Me{\ss}gr\"o{\ss}en, kann nach
Abh\"angigkeiten zwischen den beiden Gr\"o{\ss}en gefragt werden. Der
Korrelations\-koeffizient
\determ[Korrelationskoeffizient]{Korrelations\-koeffizient}
\[ r_{x,y} = \frac{Cov(x,y)}{\sigma_x \sigma_y} = \frac{\langle
(x-\langle x \rangle)(y-\langle y \rangle) \rangle}{\sqrt{\langle
(x-\langle x \rangle)^2} \rangle \sqrt{\langle (y-\langle y
\rangle)^2} \rangle} \]
quantifiziert einfache lineare Zusammenh\"ange \matlabfun{corr()}. Der
Korrelationskoeffizient ist die Covarianz normiert durch die
Korrelationskoeffizient ist die \determ{Kovarianz} normiert durch die
Standardabweichungen. Perfekt korrelierte Variablen ergeben einen
Korrelationskoeffizienten von $+1$, antikorrelierte Daten einen
Korrelationskoeffizienten von $-1$ und nicht korrelierte Daten einen