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[exercises 2] using exam package

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Jan Grewe 2015-10-07 09:18:19 +02:00
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184
programming/exercises/vectors_matrices.tex
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@ -1,8 +1,8 @@
\documentclass[12pt,a4paper,pdftex]{article} \documentclass[12pt,a4paper,pdftex]{exam}
\usepackage[german]{babel}
\usepackage{natbib} \usepackage{natbib}
\usepackage{graphicx} \usepackage{graphicx}
\usepackage[margin=1.5in]{geometry}
\usepackage[small]{caption} \usepackage[small]{caption}
\usepackage{sidecap} \usepackage{sidecap}
\usepackage{pslatex} \usepackage{pslatex}
@ -11,36 +11,29 @@
\setlength{\marginparwidth}{2cm} \setlength{\marginparwidth}{2cm}
\usepackage[breaklinks=true,bookmarks=true,bookmarksopen=true,pdfpagemode=UseNone,pdfstartview=FitH,colorlinks=true,citecolor=blue]{hyperref} \usepackage[breaklinks=true,bookmarks=true,bookmarksopen=true,pdfpagemode=UseNone,pdfstartview=FitH,colorlinks=true,citecolor=blue]{hyperref}
%%%%% text size %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%% text size %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% letter : 8.5 x 11 in \usepackage[left=20mm,right=20mm,top=25mm,bottom=25mm]{geometry}
\setlength{\headheight}{5mm} % default ~5mm \pagestyle{headandfoot} \header{{\bfseries\large \"Ubung
\setlength{\headsep}{8mm} % default ~10mm 2}}{{\bfseries\large Vektoren und Matrizen}}{{\bfseries\large 12. Oktober, 2015}}
\setlength{\topmargin}{15mm} % default ~8mm \firstpagefooter{Dr. Jan Grewe}{Phone: 29 74588}{Email:
\setlength{\textheight}{23cm} jan.grewe@uni-tuebingen.de} \runningfooter{}{\thepage}{}
\setlength{\oddsidemargin}{2.5cm} \setlength{\baselineskip}{15pt}
\setlength{\evensidemargin}{2.5cm} \setlength{\parindent}{0.0cm}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\renewcommand{\baselinestretch}{1.15} \renewcommand{\baselinestretch}{1.15}
\makeatletter
\setlength{\@fptop}{0pt}
\setlength{\@fpsep}{5ex}
\makeatother
%%%%% title %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\title{\bf Einf\"uhrung in die wissenschaftliche Datenverarbeitung\\
--- \"Ubungen II: ---\\ Vektoren und Matrizen}
\author{Jan Grewe, Jan Benda}
\date{\noindent\parbox{\textwidth}{\normalsize\itshape Eberhardt Karls Universit\"at
T\"ubingen, Abt. Neuroethologie }}
\newcommand{\code}[1]{\texttt{#1}}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{document} \begin{document}
\maketitle
\vspace*{-6.5ex}
\begin{center}
\textbf{\Large Einf\"uhrung in die wissenschaftliche Datenverarbeitung}\\[1ex]
{\large Jan Grewe, Jan Benda}\\[-3ex]
Abteilung Neuroethologie \hfill --- \hfill Institut f\"ur Neurobiologie \hfill --- \hfill \includegraphics[width=0.28\textwidth]{UT_WBMW_Black_RGB} \\
\end{center}
Die folgenden Aufgaben dienen der \"Ubung und Selbstkontrolle und Die folgenden Aufgaben dienen der \"Ubung und Selbstkontrolle und
sollten eigenst\"andig bearbeitet und gel\"ost werden. Die L\"osung sollten eigenst\"andig bearbeitet und gel\"ost werden. Die L\"osung
@ -48,99 +41,106 @@ soll in Form eines einzelnen Skriptes (m-files) i.d.R. am gleichen Tag
mir zugeschickt werden (jan.grewe@uni-tuebingen.de). Jede Aufgabe mir zugeschickt werden (jan.grewe@uni-tuebingen.de). Jede Aufgabe
sollte in einer eigenen ``Zelle'' gel\"ost sein. Die Zellen sollte in einer eigenen ``Zelle'' gel\"ost sein. Die Zellen
\textbf{m\"ussen} unabh\"angig voneinander ausf\"uhrbar sein. Das \textbf{m\"ussen} unabh\"angig voneinander ausf\"uhrbar sein. Das
Skript sollte nach dem Muster: ``variablen\_datentypen\_{nachname}.m'' Skript sollte nach dem Muster: ``variablen\_datentypen\_\{nachname\}.m''
benannt werden (z.B. variablen\_datentypen\_mueller.m). benannt werden (z.B. variablen\_datentypen\_mueller.m).
\section{Aufgaben} \section{Vektoren}
\subsection{Vektoren} \begin{questions}
\begin{enumerate} \question Erzeuge folgende Vektoren:
\item Erzeuge folgende Vektoren: \begin{parts}
\begin{enumerate} \part Von 1 bis 10 in ganzzahligen Schritten.
\item Von 1 bis 10 in ganzzahligen Schritten. \part Von 2 bis 20 in 2er Schritten.
\item $2:20$ in 2er Schritten. \part Mit \textbf{absteigendem} Inhalt von 100 bis 0.
\item Mit \textbf{absteigendem} Inhalt von 100 bis 0. \part In 100 Schritten von 0 bis $2\pi$ ($\pi$ ist als Konstante \verb+pi+
\item In 100 Schritten von 0 bis $2\pi$ ($\pi$ ist als Konstante \verb+pi+
in Matlab definiert). in Matlab definiert).
\end{enumerate} \end{parts}
\item Indizieren:
\begin{enumerate} \question Indizieren:
\item Erzeuge einen Vektor mit 100 Zufallszahlen (z.B. mit der \begin{parts}
\part Erzeuge einen Vektor mit 100 Zufallszahlen (z.B. mit der
Funktion \verb+rand+). Funktion \verb+rand+).
\item Gib die ersten 10 Werte aus. \part Gib die ersten 10 Werte aus.
\item Gib die letzten 10 Werte aus. \part Gib die letzten 10 Werte aus.
\item Gib 10 zufaellig ausgew\"ahlte Werte aus (benutze \part Gib 10 zufaellig ausgew\"ahlte Werte aus (benutze
\verb+randi+ um die Indizes zu erstellen). \verb+randi+ um die Indizes zu erstellen).
\end{enumerate} \end{parts}
\item Erzeuge eine Variable und speichere etwas Text in ihr sodass
mindestens 2 Worte vorhanden sind. \\ \question Erzeuge eine Variable und speichere etwas Text in ihr
(\verb+x = 'some text'+). Benutze die Indizierung um die Woerter sodass mindestens 2 Worte vorhanden sind. (\code{x = 'some
einzeln auszugeben. text'}). Benutze die Indizierung um die Woerter einzeln
\item Definiere zwei Vektoren: \verb+x = [3 2 6 8];+ und auszugeben.
\question Definiere zwei Vektoren: \verb+x = [3 2 6 8];+ und
\verb+y = [4; 1; 3; 5];+ \verb+y = [4; 1; 3; 5];+
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item Was sind die Gr\"o{\ss}en von \verb+x+ und \verb+y+ (siehe \part Was sind die Gr\"o{\ss}en von \verb+x+ und \verb+y+ (siehe
\verb+size+)? \verb+size+)?
\item ... addiere 5 zu jedem Element von \verb+x+. \part ... addiere 5 zu jedem Element von \verb+x+.
\item ... addiere 3 zu jedem Element von y, dass einen ungeraden \part ... addiere 3 zu jedem Element von y, dass einen ungeraden
Index hat. Index hat.
\item ... multipliziere jedes Element von \verb+x+ mit dem \part ... multipliziere jedes Element von \verb+x+ mit dem
entsprechenden Element in \verb+y+ und weise das Ergebnis der entsprechenden Element in \verb+y+ und weise das Ergebnis der
Variable \verb+z+ zu. Variable \verb+z+ zu.
\end{enumerate} \end{parts}
\end{enumerate} \end{questions}
\newpage \newpage
\subsection{Matrizen} \subsection{Matrizen}
\begin{enumerate} \begin{questions}
\item Erstelle eine 5 x 5 Matrix die Zufallszahlen enth\"alt (nutze die \question Erstelle eine 5 x 5 Matrix die Zufallszahlen enth\"alt (nutze die
MATLAB Funktion \verb+randn()+, benutze die Hilfe. Was macht sie?). MATLAB Funktion \verb+randn()+, benutze die Hilfe. Was macht sie?).
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item Gib alle Elemente der ersten Zeile aus. \part Gib alle Elemente der ersten Zeile aus.
\item Gib alle Elemente der zweiten Spalte aus. \part Gib alle Elemente der zweiten Spalte aus.
\item Greife mit einem einzigen Kommando auf die Elemente jeder \part Greife mit einem einzigen Kommando auf die Elemente jeder
2. Spalte zu und speichere die Daten in einer neuen Variable. 2. Spalte zu und speichere die Daten in einer neuen Variable.
\end{enumerate} \end{parts}
\item Erstelle eine 3-D Matrix aus drei 2-D Matrizen. Benutze die
\question Erstelle eine 3-D Matrix aus drei 2-D Matrizen. Benutze die
\verb+cat()+ Funktion f\"ur diesen Zweck (schaue in der Hilfe \verb+cat()+ Funktion f\"ur diesen Zweck (schaue in der Hilfe
nach, wie sie benutzt wird). nach, wie sie benutzt wird).
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item Gib alle Elemente des ersten ``Blattes'' aus (Index 1 der 3. Dimension). \part Gib alle Elemente des ersten ``Blattes'' aus (Index 1 der 3. Dimension).
\end{enumerate} \end{parts}
\item Erstelle eine 3-D Matrix der Gr\"o{\ss}e \verb+[5, 5, 3]+
mithilfe der Funktion \verb+ones()+. Multipliziere alle Elemente \question Erstelle eine 3-D Matrix der Gr\"o{\ss}e \verb+[5, 5, 3]+
mithilfe der Funktion \code{ones()}. Multipliziere alle Elemente
des ersten Blattes mit 1, die des zweiten mit 2, des dritten mit des ersten Blattes mit 1, die des zweiten mit 2, des dritten mit
3. 3.
\item Erstelle folgende Variablen \verb+x = [1 5 9]+ and
\question Erstelle folgende Variablen \verb+x = [1 5 9]+ and
\verb+y = [7 1 5]+ und \verb+M = [3 1 6; 5 2 7]+. Welche der \verb+y = [7 1 5]+ und \verb+M = [3 1 6; 5 2 7]+. Welche der
folgenden Operationen funktionieren? Wenn nicht, warum folgenden Operationen funktionieren? Wenn nicht, warum
funktioneieren sie nicht? Teste Deine Vorhersagen. funktioneieren sie nicht? Teste Deine Vorhersagen.
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item \begin{verbatim} x + y \end{verbatim} \part \code{x + y}
\item \begin{verbatim} x * M \end{verbatim} \part \code{x * M}
\item \begin{verbatim} x + y' \end{verbatim} \part \code{x + y'}
\item \begin{verbatim} M - [x y] \end{verbatim} \part \code{M - [x y]}
\item \begin{verbatim} [x; y] \end{verbatim} \part \code{[x; y]}
\item \begin{verbatim} M - [x; y] \end{verbatim} \part \code{M - [x; y]}
\end{enumerate} \end{parts}
\item Erzeuge eine 5 x 5 x 5 Matrix die mit ganzzahligen
\question Erzeuge eine 5 x 5 x 5 Matrix die mit ganzzahligen
Zufallszahlen zwischen 0 und 100 gefuellt ist. Zufallszahlen zwischen 0 und 100 gefuellt ist.
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item Berechne den Mittelwert aller Bl\"atter dieser Matrix (benutze \verb+mean()+, siehe Hilfe). \part Berechne den Mittelwert aller Bl\"atter dieser Matrix (benutze \verb+mean()+, siehe Hilfe).
\end{enumerate} \end{parts}
\item Matrizen k\"onnen neben der ``normalen'' \textit{subscript}
\question Matrizen k\"onnen neben der ``normalen'' \textit{subscript}
Indizierung auch \textit{linear} indiziert werden (siehe Hilfe Indizierung auch \textit{linear} indiziert werden (siehe Hilfe
\"uber Indexing oder Funktionen \verb+sub2ind+ oder \"uber Indexing oder Funktionen \verb+sub2ind+ oder
\verb+ind2sub+). \verb+ind2sub+).
\begin{enumerate} \begin{parts}
\item Erstelle eine 3-D Matrix mit Zufallszahlen mit der Dimensionalit\"at \part Erstelle eine 3-D Matrix mit Zufallszahlen mit der Dimensionalit\"at
\verb+[10,10,10]+. \verb+[10,10,10]+.
\item Wie viele Werte enth\"alt sie? \part Wie viele Werte enth\"alt sie?
\item Benutze das lineare Indizieren um 500 zuf\"allige Werte \part Benutze das lineare Indizieren um 500 zuf\"allige Werte
auszuw\"ahlen. auszuw\"ahlen.
\item Wo liegt der Vorteil gegen\"uber der \textit{subscript} \part Wo liegt der Vorteil gegen\"uber der \textit{subscript}
Indizierung? Indizierung?
\end{enumerate} \end{parts}
\end{enumerate} \end{questions}
\end{document} \end{document}