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| 1715d0ab78 | |||
| 5d868550a8 | |||
| 1ee5e4448c | |||
| 8d1b4f9ce2 | |||
| d7906275a0 | |||
| cb5d94c7df | |||
| 3134f2f585 | |||
| c77af8a7e7 |
@@ -47,7 +47,7 @@ Anhand des Galton-Brettes lässt sich nun wie bereits beschrieben leicht erkenne
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\[
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P(S_n = k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} p^k q^{n-k}
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P(S_n = k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} p^k q^{n-k}
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Nach der Stirling-Formel gilt für große Zahlen näherungsweise $n! \approx \sqrt{2\pi n} \left(\frac{n}{e}\right)^n$. Ersetzen wir $n!, k!$ und $(n-k)!$ durch diese Näherung:
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Nach \cref{satz:stirlingformel} gilt für große Zahlen näherungsweise $n! \approx \sqrt{2\pi n} \left(\frac{n}{e}\right)^n$. Ersetzen wir $n!, k!$ und $(n-k)!$ durch diese Näherung:
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\begin{align}
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\begin{align}
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P(S_n = k) &\approx \frac{\sqrt{2\pi n} \left(\frac{n}{e}\right)^n}{(\sqrt{2\pi k} \left(\frac{k}{e}\right)^k)(\sqrt{2\pi (n-k)} \left(\frac{(n-k)}{e}\right)^{(n-k)})} p^k q^{n-k} \nonumber \\
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P(S_n = k) &\approx \frac{\sqrt{2\pi n} \left(\frac{n}{e}\right)^n}{(\sqrt{2\pi k} \left(\frac{k}{e}\right)^k)(\sqrt{2\pi (n-k)} \left(\frac{(n-k)}{e}\right)^{(n-k)})} p^k q^{n-k} \nonumber \\
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&= \frac{n^n \sqrt{2\pi n}}{k^k \sqrt{2\pi k} (n-k)^{n-k} \sqrt{2\pi (n-k)}} p^k q^{n-k} \label{eq1:e}\\
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&= \frac{n^n \sqrt{2\pi n}}{k^k \sqrt{2\pi k} (n-k)^{n-k} \sqrt{2\pi (n-k)}} p^k q^{n-k} \label{eq1:e}\\
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@@ -65,12 +65,31 @@ Anhand des Galton-Brettes lässt sich nun wie bereits beschrieben leicht erkenne
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\end{proof}
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\end{proof}
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% Unsortiert:
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% Teilsortiert:
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\subsection{Gamma-Funktion}
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% wird für Beweis der Stirling-Approximation gebraucht
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Zum nachfolgenden Betrachtung und des Beweises der Stirling-Approximation betrachten wir nun die Gamma-Funktion, auch \textbf{Eulersches Integral zweiter Gattung} genannt. Sie erweitert die Fakultätsfunktion von den natürlichen Zahlen $\mathbb{N}$ auf reelle und komplexe Zahlen (mit einigen Ausnahmen). Hier betrachten wir der Einfachheit halber nur die Gamma-Funktion in $\mathbb{R}$.
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\begin{definition}[Gamma-Funktion]{gammafunktion}
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Sei $x>0\in\mathbb{R}$, dann ist die \textbf{Gamma-Funktion} definiert durch
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\begin{align*}
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\Gamma(x):\mathbb{R^+}&\rightarrow\mathbb{R}\\
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x&\mapsto\int_{0}^{\infty}t^{x-1}e^{-t} dt
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\end{align*}
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\end{definition}
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Die Gamma-Funktion berechnet wie folgt die Fakultät in $\mathbb{N}$:
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\begin{satz}[Vergleich mit der Fakultät]{fakultaetgammafunktion}
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Für $n\in\mathbb{N}$ gilt:
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\Gamma(n+1)=n!
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\end{satz}
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\subsection{Stirling-Approximation}
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\subsection{Stirling-Approximation}
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\begin{satz}[Stirlingformel]{satz:stirlingformel}
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\begin{satz}[Stirlingformel]{stirlingformel}
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Für $n\mapsto\infty$ gilt nach \textsc{Stirlings} Approximation, dass
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Für $n\mapsto\infty$ gilt nach \textsc{Stirlings} Approximation, dass
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n!\sim \sqrt{2\pi n}\left(\frac{n}{e}\right)^n
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n!\approx \sqrt{2\pi n}\left(\frac{n}{e}\right)^n
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Das bedeutet
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Das bedeutet
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@@ -79,3 +98,5 @@ Anhand des Galton-Brettes lässt sich nun wie bereits beschrieben leicht erkenne
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\end{satz}
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\end{satz}
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BIN
Binary file not shown.
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