[exercises] scripts and functions revised

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Jan Grewe 2015-10-13 17:21:05 +02:00
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@ -49,37 +49,43 @@ also als zip-Archiv auf ILIAS hochladen. Das Archiv sollte nach dem Muster:
\begin{parts}
\part Version 1: berechnet die Fakult\"at von 5 und gib das
Resultat auf dem Bildschirm aus.
\part Version 2: \"ubernimmt als Argument die Zahl, von der die
Fakult\"at berechnet werden soll.
\part Wie 2 aber mit R\"uckgabe des berechneten Wertes.
\part Version 2: Wie 1 aber die Funktion \"ubernimmt als Argument
die Zahl, von der die Fakult\"at berechnet werden soll.
\part Version 3: Wie 2 aber mit R\"uckgabe des berechneten Wertes.
\end{parts}
\question Implementiere eine Funktion, die einen Sinus mit der
Amplitude 1 und der Frequenz 50\,Hz plottet:
Amplitude 1 und der Frequenz $f = $ 50\,Hz plottet ($sin(2\pi \cdot
f \cdot t)$):
\begin{parts}
\part Erweitere die Funktion sodass das Maximum der x-Werte, die
Schrittweite, Amplitude, Frequenz und Phase als Argumente
\part Erweitere die Funktion sodass die L\"ange der Zeitachse, die
Schrittweite, Amplitude, Frequenz als Argumente
\"ubergeben werden k\"onnen.
\part Gib sowohl den Sinus als auch die x-Werte zur\"uck.
\part Gib sowohl den Sinus als auch die Zeitachse zur\"uck.
\end{parts}
\question Schreibe eine Funktion, die bin\"are Datens\"atze (Montag)
liest und die Daten als Vektor zur\"uckgibt. Welche Argumente muss
die Funktion \"ubernehmen?
\question Schreibe eine Funktion, die bin\"are Datens\"atze
('signal.bin' und 'signal2.bin' vom Montag) liest und die Daten als
Vektor zur\"uckgibt. Welche Argumente muss die Funktion
\"ubernehmen?
\question Entwickle ein Programm, das einen 1-D random walk
simuliert. Das Programm soll folgendes leisten:
\begin{itemize}
\item Jede Simulation soll solange laufen, bis eine Abweichung vom
Startwert von $\pm$ 50 erreicht ist.
\item Es soll m\"oglich sein, die Wahrscheinlichkeit f\"ur eine der
beiden Richtungen zu variieren. Variiere im Bereich von 0.5 bis 0.9.
\end{itemize}
\begin{parts}
\part Jede Simulation soll solange laufen, bis eine Abweichung
vom Startwert von $\pm$ 50 erreicht ist.
\part Es soll m\"oglich sein, die Wahrscheinlichkeit f\"ur eine
der beiden Richtungen zu variieren. Variiere im Bereich 0.5 bis
0.9.
\part \"Uberlege Dir ein geeignetes ``Programmlayout'' aus
Funktionen und Skripten.
\part Implementiere die L\"osung.
\part Simuliere 30 Realisationen des random walk pro
Wahrscheinlichkeit.
\part Es sollen die Positionen als Funktion der Schrittanzahl
geplottet werden. Erstelle einen Plot pro
Wahrscheinlichkeitsstufe.
geplottet werden. Erstelle einen Plot mit den je 30
Wiederholungen pro Wahrscheinlichkeitsstufe.
\part Wie entwickelt sich die mittlere ben\"otigte Schrittanzahl
in Abh\"angigkeit der Wahrscheinlichkeit? Stelle die Mittelwerte
und die Standardabweichungen graphisch dar.
@ -91,33 +97,35 @@ also als zip-Archiv auf ILIAS hochladen. Das Archiv sollte nach dem Muster:
\begin{equation}
\frac{dN}{dt} = N \cdot r,
\end{equation}
mit N der Populationsgr\"o{\ss}e und r der Wachstumsrate.
mit $N$ der Populationsgr\"o{\ss}e und $r$ der Wachstumsrate.
\begin{parts}
\part L\"ose die Gleichung numerisch mit dem Euler Verfahren.
\part Implementiere eine Funktion die die Populationsgr\"o{\ss}e
\part Implementiere eine Funktion, die die Populationsgr\"o{\ss}e
und die Zeit zur\"uckgibt.
\part Plotte die Populationsgr\"o{\ss}e als Funktion der Zeit.
\end{parts}
\question Etwas realistischer ist das logistische Wachstum einer
isolierten Population bei der das Wachstum durch die Kapazit\"at
isolierten Population, bei der das Wachstum durch eine Kapazit\"at
gedeckelt ist. Sie wird mit folgender Differentialgleichung
beschrieben:
\begin{equation}
\frac{dN}{dt} = N \cdot r \cdot \left( 1 - \frac{N}{K} \right)
\end{equation}
mit N der Population, der Wachstumsrate r und K der ``tragenden''
mit $N$ der Population, der Wachstumsrate $r$ und $K$ der ``tragenden''
Kapazit\"at.
\begin{parts}
\part Implementiere die L\"osung des logistischen Wachstums in
einer Funktion. Benutze das Euler Verfahren.
einer Funktion. Benutze das Euler Verfahren. Die Funktion soll die
Parameter $r$, $K$ sowie den Startwert von $N$ als Argumente
\"ubernehmen.
\part Die Funktion soll die Populationsgr\"o{\ss}e und die Zeit
zur\"uckgeben.
\part Simuliere das Wachstum mit einer Anzahl unterschiedlicher
Startwerte f\"ur N.
Startwerte f\"ur $N$.
\part Stelle die Ergebnisse in einem Plot graphisch dar.
\part Plotte die Wachstumsrate als Funktion der
Populationsgr\"o{\ss}e.
\part Plotte das Wachstum $dN/dt$ als Funktion der
Populationsgr\"o{\ss}e $N$.
\end{parts}
\end{questions}