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@@ -7,72 +7,6 @@ Beim Programmieren sind sich viel Codes in ihrer Grundstruktur sehr
immer wieder in \"ahnlicher Weise vor. In diesem Kapitel stellen wir
einige dieser ``Design pattern'' zusammen.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Plotten einer mathematischen Funktion}
Eine mathematische Funktion ordnet einem beliebigen $x$-Wert einen
$y$-Wert zu. Um eine solche Funktion zeichnen zu k\"onnen, m\"ussen
wir eine Wertetabelle aus vielen $x$-Werten und den
dazugeh\"origen Funktionswerten $y=f(x)$ erstellen.
Wir erstellen dazu einen Vektor mit geeigneten $x$-Werten, die von
dem kleinsten bis zu dem gr\"o{\ss}ten $x$-Wert laufen, den wir
plotten wollen. Die Schrittweite f\"ur die $x$-Werte w\"ahlen wir
klein genug, um eine sch\"one glatte Kurve zu bekommen. F\"ur jeden
Wert $x_i$ dieses Vektors berechnen wir den entsprechenden
Funktionswert und erzeugen damit einen Vektor mit den $y$-Werten. Die
Werte des $y$-Vektors k\"onnen dann gegen die Werte des $x$-Vektors
geplottet werden.
Folgende Programme berechnen und plotten die Funktion $f(x)=e^{-x^2}$:
\begin{lstlisting}
xmin = -1.0;
xmax = 2.0;
dx = 0.01; % Schrittweite
x = xmin:dx:xmax; % Vektor mit x-Werten
y = exp(-x.*x); % keine for Schleife! '.*' fuer elementweises multiplizieren
plot(x, y);
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
y = exp(-x.*x); % keine for Schleife! '.*' fuer elementweises multiplizieren
plot(x, y);
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
plot(x, exp(-x.*x));
\end{lstlisting}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Skalieren und Verschieben nicht nur von Zufallszahlen}
Zufallsgeneratoren geben oft nur Zufallszahlen mit festen Mittelwerten
und Standardabweichungen (auch Skalierungen) zur\"uck. Multiplikation
mit einem Faktor skaliert die Standardabweichung und Addition einer Zahl
verschiebt den Mittelwert.
\begin{lstlisting}
% 100 random numbers draw from a Gaussian distribution with mean 0 and standard deviation 1.
x = randn(100, 1);
% 100 random numbers drawn from a Gaussian distribution with mean 4.8 and standard deviation 2.3.
mu = 4.8;
sigma = 2.3;
y = randn(100, 1)*sigma + mu;
\end{lstlisting}
Das gleiche Prinzip ist manchmal auch sinnvoll f\"ur \code{zeros} oder \code{ones}:
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
plot(x, exp(-x.*x));
% Plotte f\"ur die gleichen x-Werte eine Linie mit y=0.8:
plot(x, zeros(size(x))+0.8);
% ... Linie mit y=0.5:
plot(x, ones(size(x))*0.5);
\end{lstlisting}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{for Schleifen \"uber Vektoren}
Manchmal m\"ochte man doch mit einer for-Schleife \"uber einen Vektor iterieren.
@@ -136,6 +70,72 @@ mean(y)
\end{lstlisting}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Skalieren und Verschieben nicht nur von Zufallszahlen}
Zufallsgeneratoren geben oft nur Zufallszahlen mit festen Mittelwerten
und Standardabweichungen (auch Skalierungen) zur\"uck. Multiplikation
mit einem Faktor skaliert die Standardabweichung und Addition einer Zahl
verschiebt den Mittelwert.
\begin{lstlisting}
% 100 random numbers draw from a Gaussian distribution with mean 0 and standard deviation 1.
x = randn(100, 1);
% 100 random numbers drawn from a Gaussian distribution with mean 4.8 and standard deviation 2.3.
mu = 4.8;
sigma = 2.3;
y = randn(100, 1)*sigma + mu;
\end{lstlisting}
Das gleiche Prinzip ist manchmal auch sinnvoll f\"ur \code{zeros} oder \code{ones}:
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
plot(x, exp(-x.*x));
% Plotte f\"ur die gleichen x-Werte eine Linie mit y=0.8:
plot(x, zeros(size(x))+0.8);
% ... Linie mit y=0.5:
plot(x, ones(size(x))*0.5);
\end{lstlisting}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\section{Plotten einer mathematischen Funktion}
Eine mathematische Funktion ordnet einem beliebigen $x$-Wert einen
$y$-Wert zu. Um eine solche Funktion zeichnen zu k\"onnen, m\"ussen
wir eine Wertetabelle aus vielen $x$-Werten und den
dazugeh\"origen Funktionswerten $y=f(x)$ erstellen.
Wir erstellen dazu einen Vektor mit geeigneten $x$-Werten, die von
dem kleinsten bis zu dem gr\"o{\ss}ten $x$-Wert laufen, den wir
plotten wollen. Die Schrittweite f\"ur die $x$-Werte w\"ahlen wir
klein genug, um eine sch\"one glatte Kurve zu bekommen. F\"ur jeden
Wert $x_i$ dieses Vektors berechnen wir den entsprechenden
Funktionswert und erzeugen damit einen Vektor mit den $y$-Werten. Die
Werte des $y$-Vektors k\"onnen dann gegen die Werte des $x$-Vektors
geplottet werden.
Folgende Programme berechnen und plotten die Funktion $f(x)=e^{-x^2}$:
\begin{lstlisting}
xmin = -1.0;
xmax = 2.0;
dx = 0.01; % Schrittweite
x = xmin:dx:xmax; % Vektor mit x-Werten
y = exp(-x.*x); % keine for Schleife! '.*' fuer elementweises multiplizieren
plot(x, y);
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
y = exp(-x.*x); % keine for Schleife! '.*' fuer elementweises multiplizieren
plot(x, y);
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}
x = -1:0.01:2; % Vektor mit x-Werten
plot(x, exp(-x.*x));
\end{lstlisting}
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\section{Normierung von Histogrammen}
Meistens sollten Histogramme normiert werden, damit sie vergleichbar