• Keine Ergebnisse gefunden

Abgabe Papier

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Aktie "Abgabe Papier"

Copied!
8
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

Lösungen

1

Ÿ a

Abgabe Papier

Ÿ b

Abgabe elektronisch

2

Remove @ "Global`*" D

Ÿ a

LaplaceTransform @ Sin @ 3 t + Pi D , t, s D

- 3

€€€€€€€€€€€€€€€

9 + s

2

LaplaceTransform @ Cos @ 3 t D , t, s D

€€€€€€€€€€€€€€€ s 9 + s

2

LaplaceTransform @ Sin @ 3 t + Pi D + Cos @ 3 t D + t E ^ -H 3 t L , t, s D

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ 1 H 3 + s L

2

- 3

€€€€€€€€€€€€€€€

9 + s

2

+ s

€€€€€€€€€€€€€€€

9 + s

2

% •• Together -18 - 9 s + 4 s

2

+ s

3

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ €€€€€€€€€€€€€€€

H 3 + s L

2

H 9 + s

2

L

Ÿ b

LaplaceTransform @ Sin @ 3 t + Pi D + Cos @ 3 t D + t E ^ -H 3 t L , t, s D • . s ® 3

€€€€€€€ 1

36

(2)

Ÿ c

LaplaceTransform @ Sin @ 3 t + Pi D + Cos @ 3 t D + t E ^ - H 3 t L , t, s D • . s ® -3 ComplexInfinity

Kommentar: s < 0 Š> s ausserhalb des Definitionsbereiches von F(s)! Die Polstelle von F(s) ist bedeutungslos.

3

Remove @ "Global`*" D f @ t_ D := Sin @ t D ; f @ t_ ; t < 1 D := t;

f @ t_ ; 1 £ t && t < Pi 2 D := 1;

Plot @ f @ t D , 8 t, -1, 10 <D ;

2 4 6 8 10

-1 -0.5 0.5 1

Integrate @ E ^ H-s t L t, 8 t, 0, 1 <D •• ExpandAll

€€€€€€€ 1 s

2

- €€€€€€€€€ ã

-s

s

2

- €€€€€€€€€ ã

-s

s

Integrate @ E ^ H -s t L 1, 8 t, 1, Pi 2 <D •• ExpandAll ã

-s

€€€€€€€€€

s - €€€€€€€€€€€€€ ã

-€€€€€€€ps2

s

Integrate @ E ^ H-s t L Sin @ t D , 8 t, Pi 2, Infinity <D •• ExpandAll If A Re @ s D > 0, ã

-€€€€€€€p2s

s

€€€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

, Integrate Aã

-s t

Sin @ t D , 9 t, €€€€ p

2 , ¥= , Assumptions ® Re @ s D £ 0 EE Integrate @ E ^ H-s t L t, 8 t, 0, 1 <D + Integrate @ E ^ H-s t L 1, 8 t, 1, Pi 2 <D +

Integrate @ E ^ H -s t L Sin @ t D , 8 t, Pi 2, Infinity <D •• ExpandAll

€€€€€€€ 1 s

2

- ã

-s

€€€€€€€€€

s

2

- ã

-€€€€€€€ps2

€€€€€€€€€€€€€

s + If A Re @ s D > 0, ã

-€€€€€€€p2s

s

€€€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

, Integrate A ã

-s t

Sin @ t D , 9 t, €€€€ p

2 , ¥ = , Assumptions ® Re @ s D £ 0 EE

(3)

€€€€€€€ 1

s

2

- €€€€€€€€€€€€€ · @ s D

s

2

- €€€€€€€€€€€€€€€€€€€ · @ s D

p•

s + €€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ s · @ s D

p•

1 + s

2

4

Ÿ a

x @ 0 D = 0; y @ 0 D = 1;

H LaplaceTransform @ x ' @ t D - 2 y @ t D , t, s D == LaplaceTransform @ DiracDelta @ t D , t, s DL • . 8 LaplaceTransform @ x @ t D , t, s D ® Xs, LaplaceTransform @ y @ t D , t, s D ® Ys <

s Xs - 2 Ys Š 1

H LaplaceTransform @ x @ t D + y ' @ t D , t, s D == LaplaceTransform @-Sin @ t D , t, s DL • . 8 LaplaceTransform @ x @ t D , t, s D ® Xs, LaplaceTransform @ y @ t D , t, s D ® Ys <

-1 + Xs + s Ys Š - 1

€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

Ÿ b

solv = Solve A9 s Xs - 2 Ys Š 1, -1 + Xs + s Ys Š - 1

€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

= , 8 Xs, Ys <E •• Flatten 9 Xs ® €€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ s H 1 + 2 s + s

2

L

2 + 3 s

2

+ s

4

, Ys ® - 1 + s

2

- s

3

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

2 + 3 s

2

+ s

4

=

X @ s_ D := Xs . solv; X @ s D s H 1 + 2 s + s

2

L

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

2 + 3 s

2

+ s

4

Apart @ X @ s DD

- 2

€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

+ 4 + s

€€€€€€€€€€€€€€€

2 + s

2

Y @ s_ D := Ys . solv; Y @ s D - 1 + s

2

- s

3

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

2 + 3 s

2

+ s

4

Apart @ Y @ s DD

- s

€€€€€€€€€€€€€€€

1 + s

2

+ -1 + 2 s

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

2 + s

2

(4)

Ÿ c

InverseLaplaceTransform @ X @ s D , s, t D •• Expand Cos A•!!!! 2 t E - 2 Sin @ t D + 2 •!!!! 2 Sin A•!!!! 2 t E

InverseLaplaceTransform @ Y @ s D , s, t D •• Expand -Cos @ t D + 2 Cos A•!!!! 2 t E - Sin A•!!!! 2 t E

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ •!!!! 2

5

Remove @ "Global`*" D

Ÿ a

y @ 0 D = 0; y ' @ 0 D = 1;

u = H LaplaceTransform @ y '' @ t D - y ' @ t D + 2 y @ t D , t, s D == LaplaceTransform @ 1, t, s DL • . 8 LaplaceTransform @ y @ t D , t, s D ® Ys <

-1 + 2 Ys - s Ys + s

2

Ys Š 1

€€€€ s

solv = Solve @ u, 8 Ys <D •• Flatten

9 Ys ® 1 + s

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

s H 2 - s + s

2

L =

H Y @ s_ D := Ys . solv L ; H Y @ s DL •• Apart

€€€€€€€€€ 1

2 s + 3 - s

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€

2 H 2 - s + s

2

L

Ÿ b

InverseLaplaceTransform @ Y @ s D , s, t D •• Expand

€€€€ 1 2 - 1

€€€€ 2 ã

t2

Cos A •!!!! 7 t

€€€€€€€€€€€€€€

2 E + 5 ã

t2

Sin A €€€€€€€€€€

•!!!!!7 t2

E

€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€ €€€€€€€€€€

2 •!!!! 7

(5)

Plot A 1

€€€€€€€

14 i

k jjjjjj 7 + ã

t2

i

k jjjjjj -7 Cos A •!!!! 7 t

€€€€€€€€€€€€€€

2 E + 5 •!!!!

7 Sin A •!!!! 7 t

€€€€€€€€€€€€€€

2 E y { zzzzzz y

{ zzzzzz , 8 t, 0, 7 <E ;

1 2 3 4 5 6 7

-5 5 10 15 20 25

Ÿ d

ã

t2

wächst über alle Grenzen. Cosinus und Sinus sorgen für ein Hin - und Herpendeln. Der Limes für t gegen unendlich ist nicht definiert.

6

Remove @ "Global`*" D

<<Statistics`StatisticsPlots`

M1 = Round @ 100 * Table @ 6.2 + 0.4 Random @D , 8 t, 1, 20 <DD • 100 •• N 8 6.34, 6.5, 6.44, 6.51, 6.26, 6.34, 6.33, 6.33, 6.58,

6.4, 6.6, 6.58, 6.57, 6.36, 6.5, 6.55, 6.48, 6.26, 6.42, 6.21 <

H* M1=8 6.36`,6.56`,6.42`,6.27`,6.36`,6.47`,6.29`,6.54`,6.3`,

6.55`,6.46`,6.49`,6.38`,6.4`,6.35`,6.41`,6.56`,6.25`,6.34`,6.52` < *L M1 = 8 6.36`, 6.56`, 6.42`, 6.27`, 6.36`, 6.47`, 6.29`, 6.54`,

6.3`, 6.55`, 6.46`, 6.49`, 6.38`, 6.4`, 6.35`, 6.41`, 6.56`, 6.25`, 6.34` <

8 6.36, 6.56, 6.42, 6.27, 6.36, 6.47, 6.29, 6.54,

6.3, 6.55, 6.46, 6.49, 6.38, 6.4, 6.35, 6.41, 6.56, 6.25, 6.34 <

M2 = Round @ 100 * Table @ 6.3 + 0.3 Random @D , 8 t, 1, 20 <DD • 100 •• N 8 6.46, 6.49, 6.43, 6.44, 6.35, 6.57, 6.56, 6.5, 6.31,

6.47, 6.46, 6.4, 6.32, 6.32, 6.46, 6.42, 6.34, 6.5, 6.53, 6.46 <

H* M2=8 6.55`,6.48`,6.51`,6.51`,6.43`,6.51`,6.35`,6.46`,6.31`,

6.31`,6.58`,6.51`,6.54`,6.35`,6.39`,6.59`,6.4`,6.5`,6.57`,6.44` < *L

(6)

M2 = 8 6.55`, 6.48`, 6.51`, 6.51`, 6.43`, 6.51`, 6.35`, 6.46`,

6.31`, 6.31`, 6.58`, 6.51`, 6.54`, 6.35`, 6.39`, 6.59`, 6.4`, 6.5`, 6.57` <

8 6.55, 6.48, 6.51, 6.51, 6.43, 6.51, 6.35, 6.46,

6.31, 6.31, 6.58, 6.51, 6.54, 6.35, 6.39, 6.59, 6.4, 6.5, 6.57 <

MM = 8 M1, M2 < •• Transpose

88 6.36, 6.55 < , 8 6.56, 6.48 < , 8 6.42, 6.51 < , 8 6.27, 6.51 < ,

8 6.36, 6.43 < , 8 6.47, 6.51 < , 8 6.29, 6.35 < , 8 6.54, 6.46 < , 8 6.3, 6.31 < , 8 6.55, 6.31 < , 8 6.46, 6.58 < , 8 6.49, 6.51 < , 8 6.38, 6.54 < , 8 6.4, 6.35 < , 8 6.35, 6.39 < , 8 6.41, 6.59 < , 8 6.56, 6.4 < , 8 6.25, 6.5 < , 8 6.34, 6.57 <<

Ÿ a

<< Statistics`DescriptiveStatistics`

minmax @ t_ D := 8 Max @ t D , Min @ t D , Max @ t D - Mean @ t D , Mean @ t D - Min @ t D , Max @ t D - Min @ t D<

minmax @ M1 D

8 6.56, 6.25, 0.151579, 0.158421, 0.31 <

minmax @ M2 D

8 6.59, 6.31, 0.124211, 0.155789, 0.28 <

LocationReport @ M1 D

8 Mean ® 6.40842, HarmonicMean ® 6.40694, Median ® 6.4 <

LocationReport @ M2 D

8 Mean ® 6.46579, HarmonicMean ® 6.46458, Median ® 6.5 <

Ÿ b

DispersionReport @ M1 D

8 Variance ® 0.010014, StandardDeviation ® 0.10007, SampleRange ® 0.31,

MeanDeviation ® 0.0825485, MedianDeviation ® 0.07, QuartileDeviation ® 0.07125 <

DispersionReport @ M2 D

8 Variance ® 0.00821462, StandardDeviation ® 0.0906345, SampleRange ® 0.28, MeanDeviation ® 0.0764543, MedianDeviation ® 0.07, QuartileDeviation ® 0.07 <

q @ M_ D := Quartiles @ M D q @ M1 D

8 6.3425, 6.4, 6.485 <

q @ M1 D@@ 3 DD - q @ M1 D@@ 1 DD H* Quartilsdifferenz *L

0.1425

(7)

q @ M2 D@@ 3 DD - q @ M2 D@@ 1 DD H* Quartilsdifferenz *L 0.14

Ÿ c

Abs @ Mean @ M1 D - Min @ M1 DD > 2 StandardDeviation @ M1 D False

Abs @ Mean @ M2 D - Min @ M2 DD > 2 StandardDeviation @ M2 D False

Keine schwachen Ausreisser!

Ÿ d

BoxWhiskerPlot @ MM D ;

1 2

6.25 6.3 6.35 6.4 6.45 6.5 6.55

7

Ÿ a

14 Š> 13 nummerierte Zwischenstellen. 2 daraus auswählen.

Binomial @ 13, 2 D

78

(8)

Ÿ b

5 auswählen, aus dem Rest nochmals 5 und dann die bleibenden 4 Binomial @ 14 - 5 2, 4 D

1

Binomial @ 14, 5 D Binomial @ 14 - 5, 5 D Binomial @ 14 - 5 2, 4 D 252252

Ÿ c

Binomial @ 14, 5 D 5 Binomial @ 14 - 5, 5 D 5 Binomial @ 14 - 5 2, 4 D 4 25225200

8

1000 Leute:

Nicht infisziert, Test richtig (richtigerweise nicht behandlet) 1000 0.9 0.7

630.

Nicht infisziert, Test falsch (fälschlicherweise behandlet) 1000 0.9 0.3

270.

Infisziert, Test richtig (richtigerweise behandlet) 1000 0.1 0.7

70.

Infisziert, Test falsch (fälschlicherweise nicht behandlet) 1000 0.1 0.3

30.

270 Menschen werden hier fälschlicherweise behandlet mit grossen Folgen und 30 fälschlicherweise nicht behandlet mit

noch grösseren Folgen

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

ƒ Lassen sich Bedingungen für eine mehr oder weniger erfolgreiche Umsetzung identifizieren?...

Fortbildung für Schulprojektleiter Praxisbegleitung Vorbereitung des Projektabschlusses (Amt für Lehrerbildung) KooperationaufLandesebene(Angebote des Amts für

Nicht nur inhaltlich gibt es kaum Grenzen der Gestaltungs- spielräume, auch die methodische Umsetzung ist variabel und anpassungsfähig: Man kann in unterschiedlich großen Gruppen

[r]

Die Winkel müssen durch Winkelbögen eindeutig

Heute wollen wir einmal ein paar Eigenschaften genauer untersuchen..

Zun¨ achst stellen wir fest, dass beide Kraftfelder entlang der x- und y- Achsen senkrecht zur jeweiligen Achse zeigen, und damit verschwindet das Skalarprodukt im Wegintegral.. Also

Karlsruher Institut f¨ ur Technologie www.tkm.kit.edu/lehre/.. Klassische Theoretische Physik I