[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} \begin{parts}
\part Version 1: berechnet die Fakult\"at von 5 und gib das \part Version 1: berechnet die Fakult\"at von 5 und gib das
Resultat auf dem Bildschirm aus. Resultat auf dem Bildschirm aus.
\part Version 2: \"ubernimmt als Argument die Zahl, von der die \part Version 2: Wie 1 aber die Funktion \"ubernimmt als Argument
Fakult\"at berechnet werden soll. die Zahl, von der die Fakult\"at berechnet werden soll.
\part Wie 2 aber mit R\"uckgabe des berechneten Wertes. \part Version 3: Wie 2 aber mit R\"uckgabe des berechneten Wertes.
\end{parts} \end{parts}
\question Implementiere eine Funktion, die einen Sinus mit der \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} \begin{parts}
\part Erweitere die Funktion sodass das Maximum der x-Werte, die \part Erweitere die Funktion sodass die L\"ange der Zeitachse, die
Schrittweite, Amplitude, Frequenz und Phase als Argumente Schrittweite, Amplitude, Frequenz als Argumente
\"ubergeben werden k\"onnen. \"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} \end{parts}
\question Schreibe eine Funktion, die bin\"are Datens\"atze (Montag) \question Schreibe eine Funktion, die bin\"are Datens\"atze
liest und die Daten als Vektor zur\"uckgibt. Welche Argumente muss ('signal.bin' und 'signal2.bin' vom Montag) liest und die Daten als
die Funktion \"ubernehmen? Vektor zur\"uckgibt. Welche Argumente muss die Funktion
\"ubernehmen?
\question Entwickle ein Programm, das einen 1-D random walk \question Entwickle ein Programm, das einen 1-D random walk
simuliert. Das Programm soll folgendes leisten: 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} \begin{parts}
\part Jede Simulation soll solange laufen, bis eine Abweichung \part \"Uberlege Dir ein geeignetes ``Programmlayout'' aus
vom Startwert von $\pm$ 50 erreicht ist. Funktionen und Skripten.
\part Es soll m\"oglich sein, die Wahrscheinlichkeit f\"ur eine \part Implementiere die L\"osung.
der beiden Richtungen zu variieren. Variiere im Bereich 0.5 bis
0.9.
\part Simuliere 30 Realisationen des random walk pro \part Simuliere 30 Realisationen des random walk pro
Wahrscheinlichkeit. Wahrscheinlichkeit.
\part Es sollen die Positionen als Funktion der Schrittanzahl \part Es sollen die Positionen als Funktion der Schrittanzahl
geplottet werden. Erstelle einen Plot pro geplottet werden. Erstelle einen Plot mit den je 30
Wahrscheinlichkeitsstufe. Wiederholungen pro Wahrscheinlichkeitsstufe.
\part Wie entwickelt sich die mittlere ben\"otigte Schrittanzahl \part Wie entwickelt sich die mittlere ben\"otigte Schrittanzahl
in Abh\"angigkeit der Wahrscheinlichkeit? Stelle die Mittelwerte in Abh\"angigkeit der Wahrscheinlichkeit? Stelle die Mittelwerte
und die Standardabweichungen graphisch dar. und die Standardabweichungen graphisch dar.
@ -91,33 +97,35 @@ also als zip-Archiv auf ILIAS hochladen. Das Archiv sollte nach dem Muster:
\begin{equation} \begin{equation}
\frac{dN}{dt} = N \cdot r, \frac{dN}{dt} = N \cdot r,
\end{equation} \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} \begin{parts}
\part L\"ose die Gleichung numerisch mit dem Euler Verfahren. \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. und die Zeit zur\"uckgibt.
\part Plotte die Populationsgr\"o{\ss}e als Funktion der Zeit. \part Plotte die Populationsgr\"o{\ss}e als Funktion der Zeit.
\end{parts} \end{parts}
\question Etwas realistischer ist das logistische Wachstum einer \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 gedeckelt ist. Sie wird mit folgender Differentialgleichung
beschrieben: beschrieben:
\begin{equation} \begin{equation}
\frac{dN}{dt} = N \cdot r \cdot \left( 1 - \frac{N}{K} \right) \frac{dN}{dt} = N \cdot r \cdot \left( 1 - \frac{N}{K} \right)
\end{equation} \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. Kapazit\"at.
\begin{parts} \begin{parts}
\part Implementiere die L\"osung des logistischen Wachstums in \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 \part Die Funktion soll die Populationsgr\"o{\ss}e und die Zeit
zur\"uckgeben. zur\"uckgeben.
\part Simuliere das Wachstum mit einer Anzahl unterschiedlicher \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 Stelle die Ergebnisse in einem Plot graphisch dar.
\part Plotte die Wachstumsrate als Funktion der \part Plotte das Wachstum $dN/dt$ als Funktion der
Populationsgr\"o{\ss}e. Populationsgr\"o{\ss}e $N$.
\end{parts} \end{parts}
\end{questions} \end{questions}