17.07.2013 Views

PDF: Galaxen Nr. 17 - Marts 1998 - SmartData

PDF: Galaxen Nr. 17 - Marts 1998 - SmartData

PDF: Galaxen Nr. 17 - Marts 1998 - SmartData

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

GALAXEN<br />

<strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> – <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> Magasin om Matematik & Lommeregnere<br />

NOGEN MÅ DA<br />

VIDE DET?<br />

I dette nummer af<br />

GALAXEN er der<br />

blandt andet to<br />

indlæg, som<br />

behandler spørgsmålet<br />

om, hvilke<br />

regnere, man bør<br />

anbefale til de<br />

mindste klasser –<br />

og hvorfor! Mit<br />

bidrag til diskussionen er meget<br />

enkelt: Texas Instruments har et tæt<br />

samarbejde med pædagoger over<br />

hele verden, primært i USA, England<br />

og Frankrig. Det er erfaringerne<br />

herfra, der styrer udviklingen af<br />

vore produkter til skolebrug – fra de<br />

enkleste modeller til de mest avancerede<br />

grafregnere.<br />

Med venlig hilsen<br />

Finn Suhr<br />

Texas Instruments<br />

INDHOLD<br />

Nogen må da vide det? 1<br />

Hvilken maskine skal jeg vælge? 1<br />

Et nødråb 2<br />

Værd at læse 3<br />

Den store ener og en ny version 4<br />

Tag tallene med<br />

Anvendelse af TI-83 på markeds–<br />

5<br />

økonomi og HD 6<br />

Nogle tegninger på TI-82 8<br />

Inverse symbolske beregninger 10<br />

I shall never believe<br />

that God plays dice with the world 15<br />

HVILKEN MASKINE SKAL JEG VÆLGE?<br />

Af Viggo Hartz<br />

Der er i hvert tilfælde helt klare<br />

fordele ved, at det er læreren, der<br />

vælger maskintype. Det er ikke blot<br />

ulovligt, men også meget upraktisk,<br />

hvis eleverne selv bliver bedt om at<br />

købe maskinerne. Nogle elever vil<br />

møde op med maskiner af en kvalitet,<br />

der lader ane, at det er noget, der<br />

er givet i gratis tilgift ved køb af en<br />

eller anden vare, mens andre, jævnfør<br />

de mægtige passersæt enkelte<br />

elever med store forældreambitioner<br />

tidligere kunne møde op med,<br />

kommer med maskiner med en<br />

kapacitet der rækker langt ind i<br />

ingeniørstudiet, og en murstenstyk<br />

manual.<br />

Skal selvfølgelig passe til<br />

behov<br />

Mit valg for eleverne har altid været<br />

en maskine, der kunne klare de<br />

behov, der svarer til det, eleverne<br />

kunne blive udsat for ved folkeskolens<br />

afgangsprøver. Det betyder<br />

selvfølgelig ikke, at jeg udelukker<br />

muligheden for med enkelte elever<br />

at arbejde med fx trigonometriske<br />

funktioner, men de kan jo bare låne<br />

en grafregner eller et andet tilsvarende<br />

kraftigt værktøj af læreren.<br />

Den forkerte indgangsvinkel<br />

Når man ser, at mange lærere vælger<br />

en lille firefunktionsregner til de<br />

mindste elever, må det skyldes at<br />

lommeregneren i skolen desværre<br />

stadig blot betragtes som et værktøj<br />

der er beregnet til at klare nogle<br />

numeriske beregninger, der er for<br />

vanskelige til at eleven kan magte<br />

dem i hovedet.<br />

Lommeregneres vigtigste<br />

funktion<br />

Men det vigtigste ved indførelsen af<br />

lommeregneren fra skolestarten<br />

eller fra ca. 2. klasse, er jo slet ikke<br />

den side af sagen. Lommeregnerens<br />

vigtigste funktion i skolen er dens<br />

muligheder som et undervisningsmiddel,<br />

der udvider elevernes talfornemmelse<br />

og støtter deres indlæring<br />

af algebra.<br />

AOS - hvad ellers?<br />

Det er fx vigtigt for mig at lommeregneren<br />

regner efter de vedtagne<br />

algebraiske regler. En firefunktionsregner<br />

vil på indtastningen: 4+5×6<br />

svare 54, hvor en matematikregner<br />

svarer 34 i overensstemmelse med<br />

den måde vi har valgt at skrive og<br />

beregne den slags udtryk. Jeg finder<br />

ikke, at det er en undervisningsmæssig<br />

fordel at man får et forkert svar.<br />

Det betyder ikke, at man med en<br />

matematikregner fritages for at<br />

arbejde med regningsarternes hierarki.<br />

Det er stadig vigtigt undervisningsstof,<br />

og det behandles netop<br />

glimrende sammen med parenteser<br />

og deres brug. Her giver matematikregneren<br />

netop eleverne mulighed<br />

for at skaffe sig eksperimentelle<br />

erfaringer, der støtter eller ligefrem<br />

fremkalder læringen på dette punkt.<br />

Skal vi have brøker med?<br />

Mange matematikregnere har i dag<br />

et fuldt brøkregningsprogram, der<br />

gør det muligt at udføre beregninger<br />

indenfor de fire regningsarter og<br />

potensopløftning med brøker, også<br />

sådanne som er større end 1 eller<br />

FORTSÆTTES PÅ SIDE 2<br />

1


2<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

FORTSAT FRA SIDE 1<br />

skrevet som „blandet tal“, når blot<br />

nævneren ikke bliver for stor. Det er<br />

klart, at en sådan mulighed ikke er<br />

medtaget i lommeregneren af praktiske<br />

grunde. Det er vanskeligt at<br />

forestille sig, hvilke beregninger<br />

elever vil kunne komme ud for, hvor<br />

et tal skrevet med 8 betydende cifre<br />

ikke er tilstrækkeligt i en praktisk<br />

situation, den være sig fiktiv eller<br />

reel. Altså er den del af lommeregneren<br />

en hjælp til læreren i vedkommendes<br />

arbejde med at give eleverne<br />

en forståelse for, hvorledes regnings–<br />

arterne virker på brøker.<br />

Opfyldelse af læseplanerne<br />

Det er vanskeligt for mig at se,<br />

hvorledes det overhovedet er muligt<br />

at forestille sig, hvordan det matematikprogram,<br />

som læseplanerne lægger<br />

op til, skulle kunne gennemføres<br />

uden en eksperimenterende anvendelse<br />

af lommeregneren, som antydet<br />

i det ovenstående. Der skal undervisningsdifferentieres<br />

og elevens fantasi<br />

og ansvar for egen læring er absolutte<br />

krav til matematikundervisningen.<br />

Det er derfor, at det er muligt i<br />

arbejdet med regningsarterne at stille<br />

krav til, at eleverne udvikler deres<br />

egne algoritmer. Dette er vanskeligt,<br />

uden at de samtidig bliver vænnet til<br />

at arbejde eksperimenterende og<br />

kreativt med deres lommeregner, og<br />

så er det vigtigt, at den kan noget.<br />

ET NØDRÅB<br />

Af Lars Høj<br />

Det er næsten ikke til at bære. Hver<br />

gang jeg spørger nogen om, hvordan<br />

man med henvisning til indvundne<br />

erfaringer kan argumentere for, at<br />

den ene slags regnemaskine er bedre<br />

end den anden, får jeg undvigende<br />

svar.<br />

Alle synes at være enige om, at Math<br />

Explorer er bedre end TI-106 som<br />

grundskoleregner – ingen tvivl om<br />

den sag. Men lige så utvivlsomt er<br />

det, at ingen tør stikke hovedet frem<br />

og fortælle hvordan og hvorfor.<br />

På næste side refererer Viggo Hartz<br />

til en svensk redegørelse, hvor der<br />

som generel anbefaling af regnemaskinen<br />

udpeges konkrete fordele.<br />

Helt fint, men ingen (af de citerede)<br />

fordele er så funktions- eller designspecifikke,<br />

at de kan bruges til at<br />

sige: ”Derfor skal vi vælge Math<br />

Explorer fremfor en simpel firefunktionsregner!“<br />

Jeg nægter – som far til to børn i<br />

folkeskolen – at tro på, at der ikke er<br />

nogen, der gider gøre sig den ulejlighed<br />

at undersøge sagen.<br />

Der er ikke længere nogen tvivl om,<br />

at regnemaskinen faktisk har sine<br />

gode sider, også selvom der stadig er<br />

mange svage regnere. Endda så gode<br />

sider, at den almindelig regneuduelighed<br />

kunne frygtes at være blevet<br />

endnu værre, hvis ikke regnemaskinen<br />

havde været der. (Det er selvfølgelig<br />

rystende at se en ung ekspedient<br />

i en boghandel haste til regnemaskinen<br />

for at slå tallene 268 og 99<br />

sammen, men hun kan i det mindste<br />

bruge regnemaskinen...).<br />

Danmark var i sin tid selve foregangslandet,<br />

da vi fik indført lommeregnere<br />

i undervisningen. Fra hele<br />

verden valfartede de her til – for at<br />

sælge regnemaskiner, men så sandelig<br />

også for at finde ud af, hvad det<br />

var, man havde forstået i Danmark,<br />

siden vi gav børnene regnemaskiner.<br />

I dag kommer der ikke mange til<br />

Danmark for at se, hvad vi dog<br />

finder på. Det skulle da lige være på<br />

gymnasieniveau, hvor der kan<br />

undervises i matematik efter bøger,<br />

der er skrevet til at blive brugt med<br />

en grafregner.<br />

Mig bekendt er det efter 20 år kun<br />

pioneren Viggo Hartz, der har udgivet<br />

lærebøger til matematik i<br />

folkeskolen, hvor man tager lommeregneren<br />

som udgangspunkt. Ret<br />

mig endelig, hvis jeg tager fejl!<br />

Da lommeregneren for alvor kom ud<br />

på skolerne i skoleåret 1977/78, var<br />

der en lang række lærere, der med<br />

statistikker i hånden kunne vise, at<br />

det er er bedre at trykke på en tast<br />

end at tælle på fingre. Er der ikke<br />

nogen, der i dag kan påtage sig at<br />

undersøge, om det er ligegyldigt eller<br />

ej, hvilken regnemaskine man bruger,<br />

mens man lærer at regne?


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

VÆRD AT LÆSE<br />

Af Viggo Hartz<br />

Det er ikke kun i Danmark at matematikundervisningen<br />

ændres radikalt<br />

i disse år. I Sverige skrev Olof<br />

Magne for få år siden en udredning<br />

med titlen:<br />

Matematikinlärning i teori och<br />

praktik inför 2000.<br />

Udredningen er på 65 A4 sider.<br />

Hæftet, der har nummer 591, fås ved<br />

henvendelse til:<br />

Lärarhögskolan,<br />

Lunds universitet<br />

Box 23501<br />

S-20045 Malmö.<br />

Et spørgsmål om traditioner<br />

Olof Magne siger i forordet: Det der<br />

siges i heftet drejer sig om spørgsmålet<br />

om hvorledes du og jeg stiller<br />

os til at forandre skolematematikken.<br />

Lad os se på nogle eksempler<br />

på hvorledes vore modtagere,<br />

eleverne, regner. Følger de vore<br />

regnemønstre? Det viser sig at både<br />

du og jeg og eleverne klarer sig<br />

ganske fint uden dem. Hvorfor<br />

anvender skolen så de rigide regneopstillinger<br />

og andre algoritmer? Er<br />

forklaringen den historiske tradition<br />

fra tider hvor matematikken havde<br />

en anden social rolle at spille end i<br />

dag? I dag bør lommeregneren og<br />

datamaskinerne prioriteres. Mange<br />

algoritmer kan behandles som<br />

kuriositeter. Læreren kan fortælle<br />

om dem. Men behøver de at blive<br />

trænet? Måske udgør algoritmetræningen<br />

omkring 90% af grundskolens<br />

matematikundervisning. Problemløsning<br />

er betydningsfuld og<br />

bør beherskes bedre end i dag. Ved<br />

at bortskære hovedparten af den<br />

traditionelle regnetræning får eleverne<br />

tid til at arbejde meget mere med<br />

de konstruktive sider af matematikken.<br />

Vi får også meget bedre mulighed<br />

for at integrere det matematiske<br />

stof og inddrage matematikfærdigheder<br />

i andre fag og emner.<br />

Måske vækker disse tanker din og<br />

min kritik af den indtil nu rådende<br />

didaktiske opfattelse at det er fra<br />

læreren at al elevens læring kommer.<br />

Fra biopsykologien har vi fået<br />

konstruktivismen. Den hævder at al<br />

læring opstår i eleven. Læring er den<br />

aktive og personlige virksomhed<br />

som kun eleven selv kan skabe.<br />

At udskifte regneopstillinger<br />

med<br />

lommeregneren<br />

fører til positiv<br />

indlæringseffekt<br />

Nøgleord for undervisningen<br />

Nøgleord: Algoritmer, individualisering,<br />

konstruktivisme, undervisningsmidler,<br />

læseplan, matematikindlæring,<br />

lommeregnere, personlighedsprofilering,<br />

problemløsning.<br />

Til dette vil man måske sige, at det<br />

ligner stort set det vi netop med den<br />

nye skolelov og dertil hørende<br />

CKFer og læseplaner, arbejder med<br />

at få til at blive virkelighed i skolen.<br />

Men Magnes argumentation er<br />

stærk, ikke mindst hans glimrende<br />

eksempler på, hvorledes børn tænker,<br />

når de tænker matematik. Her er der<br />

mange gode eksempler på noget,<br />

som en del matematiklærere desværre<br />

står lidt famlende overfor: Børns<br />

udvikling af egne algoritmer.<br />

Mange af eksemplerne vil også være<br />

gode i en situation, hvor man snakker<br />

med forældre om de nye tendenser<br />

i matematikundervisningen. Vi<br />

må ikke glemme at vi må påtage os<br />

et stort medansvar for at oplyse<br />

forældrene om disse ting, der er ikke<br />

andre der gør det. Og uden forældrenes<br />

forståelse for det rigtige i<br />

forandringerne vil disse falde til<br />

jorden. Det må jo huskes at det med<br />

at kunne behandle de fire regning-<br />

sarter på papir, var hovedindholdet<br />

af de fleste af voksengenerationens<br />

regnetimer.<br />

De internationale forsøg<br />

Et sted opsumerer Magne resultaterne<br />

at de mange internationale forsøg<br />

på følgende måde:<br />

...viser de internationale forsøg med<br />

al ønskelig tydelighed at, trods<br />

meget lidt øvelse, forstår eleverne<br />

„regning“ bedre, når de bruger<br />

lommeregner.<br />

At udskifte regneopstillinger med<br />

lommeregneren fører til positiv<br />

indlæringseffekt. Man opnår følgende:<br />

✓ Eleverne får en bedre opfattelse<br />

af vigtige begrebselementer<br />

✓ De vælger oftere den rigtige<br />

regneart<br />

✓ De bliver dygtigere til overslagsregning<br />

og hovedregning<br />

✓ De klarer talbehandling lige så<br />

godt (eller bedre)<br />

✓ De får meget mere tid til problemløsning<br />

✓ De kan bruge mere tid til emneområder<br />

der er centrale i matematikken.<br />

Bestil hæftet!<br />

Men meget bedre end at jeg fortsætter<br />

med at citere fra dette spændende<br />

hæfte, vil det være om man selv<br />

anskaffer det til personlig oplysning<br />

og inspiration, så det være hermed<br />

anbefalet på det varmeste.<br />

3


4<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

DEN STORE ENER OG EN NY VERSION<br />

Af David Fielker<br />

Jeg har fornylig igen fået lejlighed til<br />

at prøve nogle af de ‚hemmelige<br />

funktioner‘, som jeg for et par år<br />

siden skrev om – bl. a. Hartwig<br />

Meissners Den Store Ener.<br />

Denne opgave består i, at jeg tager<br />

en almindelig 4-funktionslommeregner,<br />

der har konstant divisor ved<br />

division, og så indtaster f.eks. ÷, 31,<br />

=. Nu beder jeg eleverne (der i dette<br />

tilfælde svarede til en dansk 3.<br />

klasse) om at give mig et tal.<br />

Med en af de klasser, som jeg nu for<br />

tiden arbejder med, gik det på den<br />

følgende måde.<br />

Børnene foreslog et tal, som jeg<br />

indtastede, fulgt af =, og jeg skrev<br />

resultatet på tavlen. Så kom der<br />

efterhånden følgende forslag:<br />

13 0.4193548<br />

3 0.0967742<br />

en million! 32258.064<br />

<strong>17</strong> 0.5483871<br />

14 0.4516129<br />

70 2.2580645<br />

Nu var det klart, efter meget diskussion,<br />

at nogle resultater var større en<br />

1, og nogle var mindre. Jeg spurgte,<br />

om det var muligt at få nøjagtigt 1.<br />

60 1.9354839<br />

Ja, nu vidste de, at 60 var for meget<br />

og <strong>17</strong> var for lidt.<br />

21 0.6774194<br />

59 1.9032258<br />

25 0.8064516<br />

Nu holdt vi en lille diskussion om<br />

situationen. Jo, vi søgte nu efter<br />

noget mellem 59 og 25, men var det<br />

bedst at kravle langsomt ned fra det<br />

første eller langsomt op fra det<br />

andet? Kunne man ikke gætte lidt<br />

mere nøjagtigt på, hvor det skulle<br />

ligge henne?<br />

Jo, det kunne man.<br />

50 1.6129032<br />

35 1.1290323<br />

Ih, nu er vi meget tæt på det.<br />

30 0.9677419<br />

Endnu tættere, men lidt for lille!<br />

32 1.0322581<br />

Nå, lidt for højt!!<br />

31 1<br />

Ja!!!<br />

Jeg skal påpege, at disse elever ikke<br />

var ret fortrolige med decimaltal,<br />

men de sad og fik efterhånden nogle<br />

begreber om dem. De ting, de dog<br />

sad og lærte, var ikke de sædvanlige<br />

om tiendedele, hundrededele, tusindedele,<br />

osv., eller om at addere eller<br />

subtrahere. Det var begreber om,<br />

hvor tæt tallene lå på andre tal, og at<br />

de cifre, der var det nærmeste til<br />

decimalkommaet, var de vigtiste -<br />

begreber som vi sjældent underviser<br />

i. (Det er bortset fra andre idéer om<br />

strategier for at få svaret så hurtigt<br />

som muligt!)<br />

Efter nogle lignende opgaver præsenterede<br />

jeg noget lidt anderledes, der<br />

gik sådan:-<br />

75 27.777778<br />

24 8.8888889<br />

5 1.8518519<br />

4 1.4814815<br />

3 1.1111111<br />

2 0.7407407<br />

Man kan se, hvor hurtigt det nu var<br />

gået. Men nu fik eleverne et lille stød.<br />

Det var klart, at svaret lå mellem 2<br />

og 3 men ...<br />

Nå, ja!<br />

2.5 0.9259259<br />

2.6 0.962963<br />

2.7 1<br />

Jeg havde også prøvet disse opgaver<br />

med nogle ældre elever (der svarer<br />

til en dansk 4. klasse). Det gik ikke<br />

ret meget hurtigere, selv om de vidste<br />

lidt mere om decimaltal. Men dog.<br />

Pludselig gik det op for mig, for<br />

første gang siden jeg for mange år<br />

siden mødte opgaven, at man nemt<br />

kunne lave det til noget andet. Hvis<br />

man kunne bruge divisionskonstant,<br />

så kunne man også bruge multiplikationskonstant<br />

på den samme måde.<br />

Man indtaster f.eks. 2 x 3 =. Nu når<br />

man så indtaster 5 =, får man 10,<br />

fordi alle følgende tal bliver ganget<br />

med 2.<br />

Jeg programmerede min lommeregner<br />

til at gange med 7, og igen<br />

inviterede jeg klassen til at give mig<br />

forskellige tal og prøve at få 1. Man<br />

kan følge deres tanker, og se hvordan<br />

de genkender det, når svaret<br />

ligger mellem 2 cifre, og så fortsætter<br />

med det laveste med et 5-ciffer<br />

bagefter:<br />

10 70<br />

5 35<br />

2 14<br />

1 7<br />

0.5 3.5<br />

0.2 1.4<br />

0.1 0.7<br />

0.15 1.05


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

0.14 0.98<br />

0.145 1.015<br />

0.143 1.001<br />

0.142 0.994<br />

0.1425 0.9975<br />

osv.<br />

TAG TALLENE MED<br />

Af Lars Høj<br />

Der er ingen, der siger, at forældre<br />

og børn ikke må regne sammen. TI<br />

har udgivet et aktivitetshæfte (på<br />

amerikansk), der giver en lang række<br />

forslag til, hvordan familien kan få<br />

tiden til at gå med at lave sjove talog<br />

regneopgaver, mens man venter<br />

på maden eller kører i bil.<br />

Alt sammen med et glimt i øjet og<br />

med gode anvisninger på, hvordan<br />

man præsenterer ideen.<br />

I min familie har vi udnyttet børnenes<br />

regneglæde ved at give dem<br />

Little Professor inde skolegangen,<br />

hvad der har forhindret mange<br />

„Hvornår er vi der Far“, når vi har<br />

kørt langt. Med en lommeregner i<br />

bilen og Uncovering Math With Your<br />

Family er det faktisk lykkedes at få<br />

en dreng på 14 til at begynde at<br />

regne for sjov igen!<br />

Læsere med Internet-adgang kan<br />

hente hæfte som Acrobat <strong>PDF</strong> fil på<br />

http://www.ti.com/calc/docs/familymath.htm<br />

Andre kan bestille hæftet hos Texas<br />

Instruments på telefon 44687400.<br />

Det er en interessant måde at få en<br />

syvendedel på! Og der var meget at<br />

diskutere bagefter om brøker og<br />

deres forbindelse med division.<br />

Jeg skal også nævne Ken, en kvik<br />

dreng. Det gik snart op for ham, at<br />

lommeregneren gangede med 7,<br />

derfor skulle man dividere 1 med 7<br />

for at finde svaret. Mens resten af<br />

klassen fortsatte med opgaven, på<br />

den måde som jeg har beskrevet<br />

ovenfor, begyndte Ken at regne 1:7 i<br />

hovedet!<br />

Bl.a. er det en af den type opgaver,<br />

hvor alle i klassen kan få noget<br />

passende ud af det, på deres eget<br />

niveau, uanset hvor dygtige de er.<br />

Det er i grunden noget vigtigt, når<br />

man hele tiden skal holde øje med<br />

undervisningsdifferentieringen.<br />

5


6<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

ANVENDELSE AF TI-83 PÅ MARKEDSØKONOMI OG HD<br />

Af Peter Zangenberg, Silkeborg<br />

Handelsskole<br />

På Markedsøkonomistudiet og HDstudiet<br />

vil TI-83 kunne anvendes til<br />

bl.a. statistiske og finansielle beregninger.<br />

Jeg vil her komme ind på,<br />

hvorledes TI-83 kan anvendes til<br />

løsning af opgaver i statistik. Gennemgangen<br />

tager udgangspunkt i<br />

eksamensopgaven til markedsøkonomi<br />

1997, dog således at besvarelsen<br />

ikke vil være fyldestgørende. Der<br />

anvendes . (punktum) som decimal–<br />

tegn.<br />

Et af de forhold, der gør TI-83 specielt<br />

anvendelig i statistik, er muligheden<br />

for ved tests at anvende<br />

parametre. Ved i tests at anvende<br />

Stats i stedet for Data som input,<br />

vil stikprøveresultaterne kunne<br />

indtastes (f.eks. middelværdien og<br />

standardafvigelsen fra stikprøven) i<br />

stedet for en liste med observationerne.<br />

Dette bruges i opgave 4 (bringes i<br />

næste nummer af GALAXEN).<br />

Temaet for opgavesættet er anvendelsen<br />

og salget af mobiltelefoner.<br />

Opgave<br />

1<br />

Model<br />

X = Antal samtaleminutter pr. 3<br />

måneder<br />

X ~ N( μ ; σ 2 ), μ = 120 σ 2 = 1200<br />

1.1) Bestem P( X > 85 )<br />

Sandsynligheden findes ved anvendelse<br />

af DISTR (fordelinger).<br />

normalcfd(lowerbound,upperbound,μ,σ)=<br />

Antal<br />

Kunde nr. Samtaleminutter<br />

1 30<br />

2 33<br />

3 49<br />

4 32<br />

5 24<br />

6 28<br />

7 52<br />

8 5<br />

9 50<br />

10 38<br />

11 15<br />

12 34<br />

13 18<br />

14 40<br />

15 77<br />

normalcfd(85,1000,120,√(1200)) =<br />

0.8438<br />

Ovenstånde skema viser en stikprøve<br />

på n = 15 observationer af antal<br />

samtaleminutter pr. måned:<br />

De viste tal indlægges i liste L 1<br />

(STAT,EDIT).<br />

1.2) Undersøg om observationerne<br />

kan antages at være normalfordelte.<br />

Plot1 gøres aktiv. Under STAT<br />

PLOT vælges Plot1 (se Fig. 1).<br />

Fig. 1<br />

TI-83 kan selv fastsætte ZOOMformat<br />

ved ZOOM og ZoomStat.<br />

Ved at vælge GRAPH fås en afbildning<br />

af observationerne og de tilsvarende<br />

z-fraktiler. Da punkterne<br />

tilnærmelsesvis ligger på en ret linie,<br />

antages normalitet.<br />

Fig. 2<br />

1.3) Bestem stikprøve middelværdi<br />

og et konfidensinterval for μ.<br />

De observerede værdier er i listen L 1 .<br />

Et 95% konfidensinterval bestemmes<br />

ved STAT, TESTS. Her vælges<br />

8:TInterval, idet standardafvigelsen<br />

er ukendt. Denne funktion viser<br />

tillige middelværdien.<br />

Input (Inpt) vælges til Data, idet<br />

stikprøvedata foreligger.<br />

Fig. 3-4<br />

Middelværdien er altså 35 og konfidensintervallet<br />

bliver:<br />

25.288 < μ < 44.712<br />

1.4) Test på 5% niveau, om observationerne<br />

fortsat kan antages at<br />

stamme fra en normalfordeling<br />

med μ = 40 og σ = 20.<br />

Først testes, om σ < 20.<br />

Det gøres ved under DISTR at anvende<br />

χ 2 cdf(lowerbound,upperbound,df).<br />

χ2cdf(0,(n-1)*s 2<br />

x /σ0 2 ,14) =<br />

χ2cdf(0,14*<strong>17</strong>,53772 /202 ,14) =<br />

0.2956<br />

Del 1 af 2<br />

(dette svarer til α Kr eller p-value)<br />

s x 2 indsættes ved<br />

VARS,5:Statistics og 3:Sx


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

Da p-value er over 5% kan hypotesen<br />

ikke forkastes – altså antages<br />

σ = 20.<br />

Nu testes, om μ < 40 (= alternativhypotese).<br />

Da σ = 20 antages kendt, anvendes<br />

et z-test.<br />

Under STAT,TESTS vælges<br />

1:Z-Test<br />

Fig. 5-6<br />

Resultatet p = 0.1665 svarer til α Kr<br />

eller p-value.<br />

Vi kan altså ikke forkaste at μ = 40<br />

på 5% niveau.<br />

Opgave<br />

2<br />

For at undersøge frafaldet blandt nye<br />

abonnenter, har et teleselskab indsamlet<br />

oplysninger fra 4 forhandlertyper<br />

og 3 geografiske områder. Fra<br />

hver forhandlertype og område er<br />

der udtaget en stikprøve på 300 – i<br />

alt 1200 abonnenter. Resultatet<br />

fremgår af tabellen til højre.<br />

2.1) Punkt- og intervalestimér den<br />

andel, der opsiger abonnementet.<br />

Under STAT, TESTS vælges<br />

A:1-PropZInt.<br />

Fig. 7-8<br />

Estimeret andel ses at være 0.3858 og<br />

konfidensintervallet:<br />

0.3583 < p < 0.4134<br />

2.2) Punkt- og intervalestimér<br />

forskellen mellem andelene for<br />

lavprisvarehuse og tankstationer.<br />

Under STAT, TESTS vælges<br />

B:2-PropZInt.<br />

Fig. 9-10<br />

Punktestimatet er altså<br />

0.4500 – 0.5967 = - 0.1467<br />

og konfidensintervallet:<br />

- 0.2257 < p 1 - p 2 < - 0.0676<br />

Forhandlertype<br />

Geografisk<br />

område<br />

Det centrale<br />

København<br />

2.3) Test om der er uafhængighed<br />

mellem forhandlertype og<br />

geografi.<br />

Tallene fra tabellen indlægges i en<br />

4x3 matrix.<br />

Vælg MATRX, EDIT og f.eks.<br />

1:[A].<br />

Indtast dimensionen for MATRIX [A]<br />

til 4x3 og indtast tallene fra tabellen<br />

ovenfor.<br />

Fig. 11<br />

Vælg nu STAT,TESTS og derefter<br />

C:χ 2 –Test.<br />

Fig. 12<br />

df=6<br />

angiver antal frihedsgrader =<br />

(rækker-1)*(kolonner-1)<br />

Idet vi får p=0.9955, må hypotesen<br />

om uafhængighed accepteres. Pvalue<br />

vurderes normalt i forhold til<br />

0.01 eller 0.05.<br />

Københavns<br />

nordlige<br />

forstæder<br />

Københavns<br />

sydlige<br />

forstæder<br />

I alt<br />

Specialforretninger 18 15 20 53<br />

Radio / tv kæder 34 24 38 96<br />

Lavprisvarehuse 45 36 54 135<br />

Tankstationer 59 52 68 <strong>17</strong>9<br />

I alt 156 127 180 463<br />

7


8<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

NOGLE TEGNINGER PÅ TI-82<br />

Af Jens Carstensen<br />

Vi skal se på, hvordan man med<br />

forholdsvis enkle programmer på<br />

TI-82 kan få tegnet fraktale billeder.<br />

Desuden skal vi beskrive et program<br />

til tegning af plane kurver, hvis<br />

ligninger kendes.<br />

Affine transformationer<br />

En såkaldt affin transformation f af<br />

planen på sig selv er på matrixform<br />

givet ved<br />

⎛x<br />

⎞ ⎛a<br />

f ⎜<br />

⎟ = ⎜<br />

⎝y<br />

⎠ ⎝c<br />

b⎞⎛<br />

x⎞<br />

⎛ e ⎞<br />

⎟<br />

⎜<br />

⎟ + ⎜<br />

⎟<br />

⎟.<br />

d⎠⎝<br />

y⎠<br />

⎝ f ⎠<br />

Vi vælger et passende tegnevindue,<br />

nemlig [0;12]×[0;12], som vi indtaster<br />

på forhånd. Dernæst indfører vi tre<br />

affine transformationer f, g og h, der<br />

alle benytter den samme matrix B<br />

bestemt ved<br />

1 ⎛ 3<br />

B = ⎜<br />

⎝ 0<br />

0⎞<br />

⎟.<br />

1 ⎟<br />

3 ⎠<br />

Denne fremstiller en multiplikation<br />

1<br />

med 3 ud fra koordinatsystemets<br />

begyndelsespunkt. Vi definerer nu<br />

⎛ x⎞<br />

⎛ x⎞<br />

f ⎜<br />

⎟ = B ⎜<br />

⎟<br />

⎝ y⎠<br />

⎝ y⎠<br />

⎛ x⎞<br />

⎛ x⎞<br />

⎛8⎞<br />

g ⎜<br />

⎟ = B ⎜<br />

⎟ + ⎜<br />

0 ⎟<br />

⎝ y⎠<br />

⎝ y⎠<br />

⎝ ⎠<br />

⎛ x⎞<br />

⎛ x⎞<br />

⎛8⎞<br />

h ⎜<br />

⎟ = B ⎜<br />

⎟ + ⎜ .<br />

8 ⎟<br />

⎝ y⎠<br />

⎝ y⎠<br />

⎝ ⎠<br />

Vi kan skrive f, g og h ud i koordinater:<br />

1 1<br />

f ( x,<br />

y)<br />

= ( x,<br />

y)<br />

3<br />

1 1<br />

g(<br />

x,<br />

y)<br />

= ( 3 x + 8,<br />

3 y)<br />

1 h(<br />

x,<br />

y)<br />

= ( x + 8,<br />

y + 8)<br />

.<br />

3<br />

Vi samler konstanterne i en 3×7matrix,<br />

som vi i programmet betegner<br />

[A]:<br />

3<br />

1<br />

3<br />

⎛0,<br />

33<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎝0,<br />

33<br />

0<br />

[ A]<br />

= 0,<br />

33 0 0 0,<br />

33 8 0 0,<br />

66 .<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0,<br />

33<br />

0,<br />

33<br />

0<br />

8<br />

0<br />

8<br />

0,<br />

33⎞<br />

⎟<br />

⎟<br />

1<br />

⎟<br />

⎠<br />

Denne matrix tastes ind på hovedskærmen<br />

inden programmet sættes i<br />

gang. Programmet kan nemlig så<br />

referere til matricen. Første række<br />

angiver konstanterne a, b, c, d, e, f<br />

hørende til f og indeholder som sidste<br />

element den kumulerede sandsynlighed<br />

for at programmet vælger f, g<br />

eller h. Tilsvarende indeholder 2.<br />

række konstanterne for g og 3. række<br />

for h.<br />

Selve programmet, der tegner det<br />

fraktale billede vises nedenfor.<br />

Konstanten M angiver antallet af<br />

iterationer. Hvis M som her sættes til<br />

1000, får man billedet på figur 1, og<br />

det tager ca. 3 minutter.<br />

Programmet fungerer på den måde,<br />

at det ved hvert gennemløb med<br />

1<br />

sandsynligheden 3 vælger afbildnin-<br />

gen f, g eller h. Til slut i programmet<br />

sørger vi for, at kun iterationer efter<br />

de første 10 tegnes.<br />

Fig. 1<br />

Sierpinskitrekanten og snefnugfraktal<br />

Vi kan ændre lidt på konstanterne i<br />

den matrix [A], der beskriver de tre<br />

affine afbildninger, fx sådan:<br />

⎛0,<br />

5<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎝0,<br />

5<br />

0<br />

[ A]<br />

= 0,<br />

5 0 0 0,<br />

5 6 0 0,<br />

66 .<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0,<br />

5<br />

0,<br />

5<br />

0<br />

3<br />

0<br />

6<br />

0,<br />

33⎞<br />

⎟<br />

⎟<br />

1<br />

⎟<br />

⎠<br />

Så får vi den velkendte Sierpinskitrekant<br />

frem som vist på figur 2. Her er<br />

der brugt M = 2000 iterationer.<br />

Fig. 2<br />

Prøv at ændre matricen [A] til<br />

⎛0,<br />

5<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎜<br />

⎝0,<br />

5<br />

0<br />

[ A]<br />

= 0,<br />

5 0 0 −0,<br />

5 12 6 0,<br />

66 .<br />

0<br />

0<br />

0<br />

−0,<br />

5<br />

−0,<br />

5<br />

6<br />

9<br />

6<br />

12<br />

0,<br />

33⎞<br />

⎟<br />

⎟<br />

1<br />

⎟<br />


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

Dette giver den meget smukke snefnugfraktal<br />

på fig. 3, der også er<br />

frembragt med M = 2000 iterationer.<br />

Fig. 3<br />

Som man kan se er der rigeligt med<br />

muligheder for eksperimenter, der<br />

kan frembringe smukke figurer - men<br />

man må være forberedt på forholdsvis<br />

lange regnetider.<br />

Egeløv<br />

Hvis man indfører 4 affine afbildninger<br />

og andre matricer med nye<br />

sandsynligheder, kan man frembringe<br />

andre figurer. Prøv at ændre<br />

matricen [A] til følgende<br />

⎛ 0,<br />

02 −0,<br />

07 −0,<br />

02 0,<br />

48 141 83 0,<br />

1⎞<br />

⎜<br />

⎟<br />

⎜ 0,<br />

4 0 − 0,<br />

04 0,<br />

65 88 10 0,<br />

5⎟<br />

[ A]<br />

= ⎜<br />

.<br />

− 0,<br />

02 0,<br />

45 − 0,<br />

37 0,<br />

1 82 132 0,<br />

7⎟<br />

⎜<br />

⎟<br />

⎜ 0,<br />

11 0,<br />

6 0,<br />

34 0,<br />

22 237 125 1 ⎟<br />

⎝ − − −<br />

⎠<br />

Man skal på forhånd indstille tegnevinduet<br />

til [75;225] × [0;<strong>17</strong>5]. Derved<br />

får man det meget smukke egeløv på<br />

fig. 4.<br />

Fig. 4<br />

Tegning af kurver<br />

Mange kendte plane kurver er givet<br />

ved ligninger i x og y. Vi ser altså ikke<br />

på kurverne givet ved deres parameterfremstillinger.<br />

Fx er den kendte<br />

Descartes blad givet ved ligningen<br />

x 3 + y 3 = 3axy ,<br />

hvor a er en konstant. Også andre<br />

mere eller mindre fantasifulde ligninger<br />

i x og y angiver kurver i planen<br />

og i reglen kender man ikke deres<br />

parameterfremstillinger.<br />

Af og til kan det derfor være af<br />

interesse med et program, der ‚tegner<br />

en ligning‘ i x og y. En udgave af<br />

Descartes blad er for a = 1 givet ved<br />

ligningen<br />

x 3 + y 3 - 3xy = 0 .<br />

Et program, der tegner denne lignings<br />

løsningsmængde i vinduet<br />

[-3;3]×[-3;3], er vist på fig. 5<br />

Fig. 5<br />

Programmet forudsætter, at venstre<br />

side af ligningen er indtastet som Y 1 ,<br />

altså Y 1 = X^3+Y^3-3XY. Så får<br />

man en punkttegning af kurven på<br />

fig. 6. Men regnetiden er over et<br />

kvarter!<br />

Fig. 6<br />

Parameterfremstillingen for Descartes<br />

blad er iøvrigt for de interesserede:<br />

3at<br />

x =<br />

1 + t<br />

3<br />

,<br />

2<br />

3at<br />

y =<br />

1 + t<br />

Kurven har linien x+y+a = 0 som<br />

asymptote.<br />

Fig. 7 viser kurven (‚stropløs kjole‘)<br />

med ligningen<br />

Fig. 8<br />

(x 2 -1) 2 = y 2 (3-2y) .<br />

Der er rig mulighed for selv at opfinde<br />

nye ligninger i x og y, som kan<br />

tegnes på maskinen.<br />

3<br />

.<br />

9


10<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

INVERSE SYMBOLSKE BEREGNINGER<br />

Af Bjørn Felsager<br />

En grafisk lommeregner er primært<br />

konstrueret til at omdanne et givet<br />

symbolsk udtryk til et decimaltal.<br />

Man starter altså med et eksakt<br />

udtryk for et tal, fx et af udtrykkene<br />

3<br />

e<br />

1<br />

× x<br />

1<br />

dx<br />

og<br />

12<br />

147 −<br />

og omformer det til en ny repræsentation<br />

i form af en endelig decimalbrøk:<br />

Fig. 1<br />

I en invers symbolsk beregning går<br />

man omvendt ud fra decimaltallet,<br />

og forsøger at finde et simpelt eksakt<br />

udtryk, der netop frembringer dette<br />

decimaltal. På trods af at tallet til at<br />

begynde med kun er fremstillet ved<br />

en endelig decimalbrøk, og dermed<br />

behæftet med en vis usikkerhed,<br />

giver dette god mening. Hvis vi<br />

nemlig kan genskabe alle de givne<br />

decimaler ud fra et tilpas simpelt<br />

udtryk er der endog meget stor<br />

sandsynlighed for at dette udtryk<br />

netop repræsenterer det fundne tal.<br />

Hvis vi således finder den endelige<br />

decimalbrøk 0.3333333333 som<br />

resultat af en simpel beregning, vil vi<br />

få meget svært ved at frembringe<br />

netop dette decimaltal, med mindre<br />

der rent faktisk er tale om en beregning<br />

af det rationale tal 1/3. Helt<br />

sikre kan vi naturligvis kun være<br />

gennem en direkte symbolsk omskrivning<br />

af det oprindelige udtryk,<br />

og det kan vi jo så passende forsøge<br />

os med bagefter, når først vi har<br />

genkendt resultatet som 1/3.<br />

3<br />

,<br />

Frac-rutinen<br />

På alle de grafiske Texas lommeregnere<br />

er der indbygget en lille sød<br />

rutine til genkendelse af et rationalt<br />

tal ud fra decimalbrøken, den såkaldte<br />

åFrac-rutine. Den er hurtig<br />

og effektiv og klarer alle rationale tal<br />

med en nævner under 10000. Den er<br />

derfor som skabt til problemer, hvor<br />

man på forhånd ved at svarene er<br />

rationale, fx løsning af lineære<br />

ligningssystemer.<br />

Fig. 2<br />

Her er det illustreret ved løsning af<br />

ligningssystemet<br />

13x – <strong>17</strong>y = –4<br />

35x – 13y = –10,<br />

der altså har den eksakte løsning<br />

x = –59/213 og y = 5/213.<br />

Frac-rutinen lagrer ydermere værdien<br />

af decimaltallet i variablen Ans,<br />

hvorfor man kan indbygge den i fx<br />

iterative processer, her illustreret<br />

med Newtons metode til beregningen<br />

af 2 :<br />

Fig. 3<br />

Her kan lommeregneren selvfølgelig<br />

ikke uden videre genkende 2 , men<br />

som vi kan se, kan det klares ved en<br />

kvadrering til slut.<br />

Men Frac-rutinen er desværre ikke<br />

helt uden problemer. Sålænge tallet<br />

er under 10, så vi har det fulde antal<br />

betydende cifre til vores rådighed for<br />

at fastlægge brøkdelen (14 cifre<br />

internt, dvs. 13 decimaler efter<br />

kommaet) er der ikke noget problem.<br />

Men hvis fx tallet er over 1000 har vi<br />

kun 10 cifre efter kommaet til rådighed<br />

til at fastlægge brøkdelen (idet<br />

heltalsdelen jo ikke volder nogle<br />

problemer). Da Frac-rutinen ydermere<br />

kun forsøger at opnå overensstemmelse<br />

med 10 cifre i alt, dvs.<br />

nøjes med de cifre, der umiddelbart<br />

kan ses på skærmen, betyder det at<br />

vi reelt kun sikrer overensstemmelse<br />

med de 6 cifre efter kommaet. Og det<br />

er ikke så uoverkommeligt, når vi har<br />

alle brøker til rådighed med en<br />

nævner op til 9999! I praksis vil vi<br />

derfor med rimelig stor sandsynlighed<br />

genkende et tal over 1000 som<br />

værende rationalt alene på grundlag<br />

af en tilfældig overensstemmelse med<br />

de første 6 decimaler, og sommetider<br />

vil vi endda være heldige hvis blot<br />

tallet er over 100.<br />

To eksempler vil klarlægge, hvorfor<br />

det er uheldigt. Prøver vi at udregne<br />

diagonalen i et kvadrat med siden 100,<br />

dvs. forsøger vi at beregne tallet<br />

100 2 vil Frac-rutinen genkende<br />

det som værende rationalt. Prøver vi<br />

tilsvarende at beregne omkredsen for<br />

en cirkel med diameteren 1000, dvs.<br />

beregne tallet 1000π, vil Fracrutinen<br />

også genkende tallet som<br />

værende rationalt:<br />

Fig. 4<br />

Det kan selvfølgelig godt give anledning<br />

til lidt begrebsforvirring hos<br />

elever, der ikke er helt sikre i forskellen<br />

mellem de rationale tal og de<br />

irrationale tal, og det er ærgerligt, at


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

Frac-rutinen lader disse eksempler<br />

passere, da maskinen faktisk regner<br />

præcist nok til at kunne se forskellen:<br />

Fig. 5<br />

Hvis man fx sammenligner brøkdelen<br />

fPart af 100 2 med den tilsvarende<br />

brøkdel for 1103228/7801 ses<br />

det jo tydeligt, at de afviger for de<br />

decimaler, der følger efter de første<br />

otte. Et simpelt check indbygget i<br />

Frac-rutinen ville altså kunne fjerne<br />

fejlen. Men som det er nu, må man<br />

leve med den og blot være opmærksom<br />

på, at Frac-rutinen ikke er<br />

troværdig, når tallene bliver for<br />

store, og man derfor reelt kun har 6-<br />

7 decimaler at arbejde med.<br />

Teorien<br />

Hvordan foregår nu en sådan invers<br />

symbolsk beregning i almindelighed?<br />

For at forstå det må vi starte med at<br />

forstå den repræsentation af tallene,<br />

der ligger til grund for lommeregnertallene.<br />

Et tal i en grafisk lommeregner<br />

kan opfattes som ’sløret’, dvs.<br />

som en klump af reelle tal, nemlig<br />

alle de reelle tal, der starter med de<br />

samme 14 cifre, som lommeregneren<br />

opererer med. Det kan sammenlignes<br />

med pixlerne på en computerskærm,<br />

der jo heller ikke repræsenterer et<br />

enkelt punkt i en plan, men en<br />

sværm af punkter, nemlig alle dem,<br />

der ligger indenfor den anførte pixel.<br />

Ethvert lommeregnertal repræsenterer<br />

på samme måde en ’pixel’ på<br />

tallinjen, og dækker derfor i virkeligheden<br />

over en sværm af alle mulige<br />

slags tal: rationale, algebraisk irrationale<br />

og transcendente. Men det er<br />

ikke alle tallene i pixlen, der fremstår<br />

lige tydeligt!<br />

Hvis vi ’zoomer’ ind på en pixel, som<br />

indeholder et tal, der er meget simplere<br />

end de øvrige, så er det dette tal,<br />

man først får øje på med den givne<br />

opløsning. Hvis der findes et sådant<br />

simpelt tal, der skiller sig tydeligt ud<br />

fra baggrunden, er det derfor dette<br />

tal, man bør identificere lommeregnertallet<br />

med. Hvis fx pixlen indeholder<br />

et helt tal, bør lommeregnertallet<br />

identificeres med dette hele tal. Og<br />

hvis pixlen er tæt knyttet til et helt<br />

tal er det også rimeligt oplagt at<br />

identificere tallet. Fx er lommeregnertallet<br />

x = 0,3333333333 tæt knyttet<br />

til 1, idet man netop får 1, hvis<br />

man udregner det reciprokke tal x -1 .<br />

På samme måde er lommeregnertallet<br />

x = 1,4142135623 tæt knyttet til<br />

2 , for man får netop 2, hvis man<br />

kvadrerer tallet, dvs. udregner x 2 .<br />

Nu kan vi selvfølgelig ikke prøve alle<br />

mulige simple beregninger på et givet<br />

lommeregnertal for på den måde at<br />

se, om det er nært beslægtet med et<br />

helt tal. Men vi kan bruge kædebrøksalgoritmen!<br />

Vi må altså også<br />

kende en lille smule til kædebrøker.<br />

Ethvert positivt tal x 0 kan spaltes i en<br />

heltalsdel og en brøkdel. Ved ydermere<br />

at tage den reciprokke værdi af<br />

brøkdelen kan vi skrive tallet på<br />

formen<br />

1<br />

x0<br />

= iPart(<br />

x0)<br />

+ fPart(<br />

x0)<br />

= a0<br />

+ ,<br />

x<br />

hvor<br />

a = iPart(<br />

x )<br />

0<br />

0<br />

og<br />

x<br />

1<br />

=<br />

1<br />

fPart(<br />

x<br />

−1<br />

0)<br />

Fortsætter vi på samme måde med at<br />

spalte tallet x 1 fås starten på en<br />

kædebrøk:<br />

1<br />

x1<br />

= iPart(<br />

x1)<br />

+ fPart(<br />

x1)<br />

= a1<br />

+ ,<br />

x<br />

hvor<br />

dvs.<br />

2<br />

−1<br />

1<br />

x = fPart(<br />

x )<br />

1<br />

x = a0<br />

+<br />

1<br />

a1<br />

+<br />

1<br />

a2<br />

+<br />

...<br />

Følgen af heltalsdele a 0 , a 1 , a 2 , …<br />

kaldes tallets spektrum. Det er rimeligt<br />

nemt at beregne spektret på en<br />

,<br />

2<br />

grafisk lommeregner. Følgende<br />

iterative beregning vil fx beregne<br />

spektret for tallet X og lægge det i<br />

listen L1:<br />

Fig. 6<br />

I første linje indlægger vi startværdien<br />

for iterationen og nulstiller såvel<br />

listen som listepositionen.<br />

I næste linje udregnes dels heltalsdelen,<br />

som lægges ind i listen, dels den<br />

reciprokke af brøkdelen. Endelig<br />

fremskrives listepositionen og listen<br />

udskrives.<br />

Der gælder da den følgende fundamentale<br />

karakterisering af tallet x:<br />

1) Tallet x er rationalt, netop når<br />

spektret er endeligt.<br />

2) Tallet x er kvadratisk irrationalt<br />

(dvs. en irrationel løsning til en<br />

andengradsligning med heltal–<br />

lige koefficienter), netop når<br />

spektret er periodisk.<br />

Da det er rimeligt simpelt at beregne<br />

spektret på en grafisk lommeregner,<br />

kan vi derfor i princippet afgøre om<br />

et forelagt lommeregnertal er rationalt<br />

eller irrationalt; og hvis det er<br />

irrationalt, kan vi ydermere afgøre<br />

om det er kvadratisk irrationalt.<br />

Udfra et endeligt eller periodisk<br />

spektrum er det også overkommeligt<br />

at rekonstruere den eksakte repræsentation<br />

for lommeregnertallet via<br />

standard algoritmer. I praksis er det<br />

11


12<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

selvfølgelig mere speget, fordi den<br />

grafiske lommeregner kun arbejder<br />

med en endelig præcision!<br />

For at afgøre om et lommeregnertal<br />

opfører sig rationalt, skal vi altså<br />

udvikle det i en kædebrøk. Hvis der<br />

fremkommer en endelig kædebrøk er<br />

sagen selvfølgelig i orden. Men på<br />

grund af afrundingsfejl, behøver<br />

resten ikke blive eksakt nul:<br />

Fig. 7<br />

Da 22/7 = 3 + 1/7 består spektret<br />

netop af tallene 3 og 7.<br />

Den tredje heltalsdel 4.76·10 11 skyldes<br />

afrundingsfejl i lommeregneren.<br />

Spørgsmålet er så hvor lille en rest, vi<br />

vil acceptere som værende tæt nok<br />

på nul: Valget af denne grænse giver<br />

et ’filter’, som accepterer nogle<br />

lommeregnertal som opførende sig<br />

rationalt, mens andre forkastes, fordi<br />

de ikke udviser den rette rationale<br />

opførsel.<br />

I praksis ønsker vi selvfølgelig at<br />

genkende så mange rationale tal som<br />

muligt. På den anden side ønsker vi<br />

ikke at genkende et tal som rationalt,<br />

hvis det klart er fremkommet ved en<br />

irrational udregning. Vi skulle helst<br />

holde fingrene fra 100 2 og 1000π.<br />

Nu er de kvadratiske irrationaliteter<br />

ikke noget større problem, fordi de<br />

netop udgør den type tal, som adskiller<br />

sig mest fra de rationale tal. Det<br />

er langt mere problematisk med<br />

transcendente tal som 1000π. For at<br />

få en fornemmelse for problemet,<br />

kan vi starte med at prøve at udregne<br />

spektret for π:<br />

3; 7, 15, 1, 292, 1, 1, 1, 2, 1, 3, 1, 21, 3,<br />

1, 1, 2, 64, 4, 1, 48<br />

(NB! Det er de første tyve tal i lommeregnerens<br />

spektrum – og de stemmer<br />

jo ikke nødvendigvis overens med<br />

tallene i det eksakte spektrum! Faktisk<br />

er det kun de første 12 tal i det<br />

ovenfor anførte spektrum, der er<br />

korrekte). Læg mærke til tallet 292 i<br />

starten, som er overraskende højt!<br />

Det viser, at et filter under fx 1/250<br />

ville lade slippe π igennem som et<br />

rationalt tal!<br />

Prøver vi i stedet med 1000π fås<br />

spektret<br />

3141; 1, 1, 2, 5, 22, 3, 3, 2, 1, 1, 1, 1,<br />

1, 15, 6, 2, 1, 1, 3, 2<br />

Her er det største tal i brøkdelsspektret<br />

givet ved 22, så der er faktisk<br />

ingen fare for at genkende det som<br />

rationalt. (Og derved har vi fundet<br />

endnu en måde at undgå Fracrutinens<br />

fejlagtige genkendelse af<br />

1000π som værende et rationalt tal!)<br />

Et af de virkeligt grimme tal, som<br />

man skal gardere sig mod er π 4 , som<br />

har en usædvanlig lille rest i starten<br />

af kædebrøksudviklingen, idet spektret<br />

indeholder det usædvanligt høje<br />

tal 16539:<br />

Fig. 8<br />

I praksis benytter man derfor et filter<br />

som 10 -5 til at afgøre om resten er<br />

lille nok.<br />

Hvis man nu ikke indenfor de første<br />

20 iterationer kan finde en rest som<br />

er lille nok opfører lommeregner<br />

tallet sig altså ikke rationalt. Man<br />

kan da undersøge om tallet i stedet<br />

skulle være en kvadratisk irrationalitet,<br />

dvs. om spektret ser ud til at<br />

være periodisk. Det sker i praksis ved<br />

at undersøge om en passende forskydning<br />

af spektret stemmer overens<br />

med det oprindelige spektrum.<br />

Hvis vi fx ser på spektret for tallet<br />

(9– 3 )/6, som er givet ved<br />

L1 = {1 4 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 …},<br />

så vil den to gange forskudte liste L1″<br />

L1″ = {1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 … }<br />

netop ende på samme måde som L1,<br />

idet differensen ender på lutter<br />

nuller:<br />

L1–L1″ = {0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…}.<br />

Altså er spektret periodisk med<br />

perioden 2. Dermed har vi samlet<br />

ingredienserne til et program, som<br />

kan genkende simple typer af tal, og<br />

dermed udføre simple inverse symbolske<br />

udregninger.<br />

De ovenstående rutiner er samlet i<br />

programmet NICE, der findes til<br />

såvel TI-82, TI-83 som TI-86. Det<br />

adskiller sig fra Frac-rutinen på to<br />

forskellige måder: Dels kan det også<br />

genkende simple kvadratrodskombinationer,<br />

dels er det meget mere<br />

forsigtigt med at genkende rationale<br />

tal, idet det både checker om tallet<br />

opfører sig rationalt, og om det<br />

rationale tal genskaber alle cifrene<br />

indefor regnemaskinens nøjagtighed.<br />

Til gengæld er det selvfølgelig ikke så<br />

hurtigt som Frac-rutinen, da det jo<br />

skal fortolkes under udføreslen, i<br />

modsætning til Frac-rutinen, som jo<br />

er skrevet i maskinkode. Det skal<br />

derfor ikke opfattes som en erstatning<br />

for Frac-rutinen, men som et<br />

nyttigt supplement!


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

Noget om NICE<br />

Inden vi diskutere typiske anvendelser<br />

af programmet NICE vil vi kort<br />

skitsere opbygning af programmet.<br />

Der checkes for en række simple<br />

typer af tal, med de hurtige check til<br />

at begynde med og de langsomme<br />

check til sidst. I rækkefølge checkes<br />

der således for om resultatet af en<br />

beregning er<br />

1) et helt tal (INT)<br />

2) kvadratroden af et helt tal (QUAD<br />

INT)<br />

3) et rationalt tal (RAT)<br />

4) kvadratroden af et rationalt tal<br />

(QUAD RAT)<br />

5) en kvadratisk irrationalitet<br />

(QUAD IRRAT) (dvs. rod i en<br />

simpel andengradsligning:<br />

ax 2 + bx + c = 0)<br />

6) en bikvadratisk irrationalitet<br />

(BIQUAD IRRAT) (dvs. rod i en<br />

simpel fjerdegradsligning:<br />

ax 4 + bx 2 + c = 0)<br />

Det er især de to sidste check, der<br />

tager tid (ca. 10 sekunder hver!).<br />

Programmet NICE kan fx bruges til<br />

at undersøge om resultatet af beregningerne<br />

er et simpelt tal, der kan<br />

udtrykkes med nogle få kvadratrødder.<br />

Det kan godt give overraskende<br />

resultater. Fx er værdierne for de<br />

trigonometriske funktioner sin, cos<br />

og tan udregnet for de magiske<br />

vinkler<br />

15°, 30°, 45°, 60°, 75°<br />

18°, 36°, 54°, 72°<br />

alle rationale, kvadratisk irrationale<br />

eller bikvadratisk irrationale. I nogle<br />

af tilfældene er dette selvfølgelig<br />

yderst velkendt, men hvor mange<br />

kender fx de følgende simple resultater?<br />

Fig. 9<br />

Fig. 10<br />

Fig. 11<br />

NICE som færdighedstræner<br />

Programmet kan også bruges til at<br />

træne simple færdigheder med. Fx er<br />

det både hurtigt og sikkert i reduktion<br />

af simple beregninger med<br />

kvadratrødder – et emne, der bestemt<br />

ikke er trivielt for vore elever!<br />

Fig. 12<br />

Fig. 13<br />

•<br />

Fig. 14<br />

Endelig kan man bruge programmet<br />

til at illustrere forskellige typiske<br />

grænseovergange, idet resultatet af<br />

beregningen lagres i Ans, og derfor<br />

kan indgå i iterative beregninger<br />

præcis som det er tilfældet med<br />

Frac-rutinen. Først et eksempel på<br />

Newtons metode, i dette tilfælde til<br />

approksimation af 3 :<br />

Fig. 15<br />

Dernæst et eksempel på en kædebrøksiteration,<br />

i dette tilfælde iteration<br />

af den brudne lineære funktion<br />

1/(3+x) svarende til kædebrøken:<br />

1 1<br />

x<br />

= =<br />

3 + x 1<br />

3 +<br />

1<br />

3 +<br />

3 + ...<br />

13


14<br />

<strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> GALAXEN<br />

Fig. 16<br />

Denne gang går det knap så hurtigt,<br />

og det kommer da også to iterationer,<br />

hvor de rationale approksimanter er<br />

blevet for slørede til at blive genkendt,<br />

inden iterationen får skudt sig<br />

ind på grænseværdien.<br />

Træerne vokser naturligvis ikke ind i<br />

himlen. Da det er væsentligt sværere<br />

at genkende en kvadratisk irrationalitet<br />

end et rationalt tal, kan man<br />

ikke altid forvente genkendelse, selv<br />

om resultatet vides i princippet at<br />

være en simpel kvadratisk irrationalitet.<br />

Fx vil alle potenser af 2 –1 igen<br />

kunne udtrykkes simpelt ved 2 (og<br />

de vil faktisk frembringe rationale<br />

approksimanter for 2 idet potenserne<br />

jo bliver mindre og mindre.<br />

Hvis vi derfor udregner tallet<br />

n<br />

pn<br />

( 2 − 1)<br />

= ( pn<br />

− qn<br />

⋅ 2)<br />

= qn<br />

⋅(<br />

−<br />

q<br />

vil brøken p n /q n derfor være en god<br />

rational tilnærmelse til 2 . Men det<br />

er en anden historie!):<br />

n<br />

2)<br />

Fig. <strong>17</strong><br />

VELKOMMEN TIL HTTP://WWW.TI.COM/CALC/DOCS/DANMARK.HTM<br />

Af Jørgen Simonsen<br />

Efterhånden har de fleste skoler fået<br />

direkte adgang til Internet, og det er<br />

derfor naturligt, at det danske flag<br />

nu også er blevet hejst på Texas<br />

Instruments‘ hjemmeside.<br />

På de danske sider prøver vi at<br />

fortælle lidt om, hvad der findes af<br />

relevant litteratur på dansk, norsk,<br />

svensk og engelsk, og vi giver en del<br />

praktiske oplysninger om, hvad der<br />

findes af hjælp og support til den<br />

daglige undervisning.<br />

De danske sider vil løbende blive<br />

justeret, og det er også meningen, at<br />

vi her vil lægge undervisningsmateriale<br />

til fri kopiering. Der findes allerede<br />

en masse på siderne fra USA.<br />

Vi håber, at der vil blive taget godt i<br />

mod det nye initiativ.<br />

Allerede ved den femte potens<br />

41 29 2 går det altså galt. Bemærk<br />

også, at vi godt kan bruge<br />

variable som X, Y og θ i beregningsudtrykkene,<br />

men ellers skal man<br />

passe meget på ved iteration, da de<br />

fleste andre variable redefineres af<br />

programmet NICE undervejs!<br />

Programmet NICE ligger i gymna–<br />

siets matematikbibliotek på<br />

FCSKODA og kan ellers fås ved<br />

henvendelse til Texas Instruments på<br />

44 68 74 00.


GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong><br />

I SHALL NEVER BELIEVE<br />

THAT GOD PLAYS DICE WITH THE WORLD<br />

Af Jørgen Simonsen (og Albert Einstein)<br />

Med dette citat starter vi forberedelsen<br />

til sandsynlighedsregningen i<br />

2.w, og vi kommer meget snart til<br />

spørgsmålet om symmetriske - og<br />

ikke-symmetriske sandsynlighedsfelter.<br />

En fast opgave i den forbindelse<br />

er kast med to forskellige farvede<br />

terninger, hvor vi gerne ender med at<br />

interesserer os for summen af øjnene.<br />

Ofte har jeg ladet eleverne prøve at<br />

sidde og rafle et stykke tid, tælle op,<br />

lave histogrammer og frekvensundersøgelser,<br />

men i år vil jeg lade TI-<br />

83 gøre det i stedet for. Det følgende<br />

er mit bud på, hvordan dette kunne<br />

gøres.<br />

Efter at have slettet listen L1 kan jeg,<br />

som det ses af skærmudskriften, ved<br />

hjælp af ordren randInt udføre<br />

f.eks. 100 kast med to terninger og<br />

lægge summen af øjnene ind i en liste<br />

L1.<br />

Fig. 1-2<br />

Og som det ses under Stat Plot,<br />

vælger vi nu On, Ò og Xlist lig<br />

med L1.<br />

Den næste opgave består i at få<br />

tegnet histogrammet, og det er her<br />

vigtigt at vælge et passende vindue,<br />

som det fremgår af de næste figurer.<br />

Fig. 3-4<br />

Jeg har valgt Ymax lidt større en<br />

antallet af kast divideret med seks.<br />

Det er nu ganske let at gentage<br />

forsøget ved blot at trykke y Quit<br />

og derpå y Entry. I det hele taget<br />

kan med ved gentagen tryk på y<br />

Entry hurtigt komme frem til tidligere<br />

indtastninger, også indtastninger<br />

som man ikke kan se i displayet.<br />

Det er let at forøge antallet af kast til<br />

200, 300, 500 og 900 f.eks., idet vi<br />

dog hver gang skal huske at ændre<br />

på Ymax. Hvis man formindsker<br />

antallet af kast, skal man huske at<br />

slette L1.<br />

For at få et bedre indtryk af sandsynlighedsfordelingen<br />

har jeg under<br />

parametrisk plotning indtastet<br />

følgende funktion med det angivne<br />

window. Jeg har valgt at kaste 900<br />

gange, og jeg har ændret Ymax til et<br />

tal, der er større end 900/6. Her sat<br />

til 160.<br />

Fig. 6-7<br />

Hvis jeg ønsker at kaste et lavere<br />

antal f.eks. 500 kast, skal jeg ændre<br />

både i Y1 og i Y2, og Ymax skal også<br />

tilpasses tilsvarende. Med 900 kast<br />

fik jeg følgende figurer.<br />

Fig. 7-8<br />

I den sidste figur har jeg brugt<br />

r. Dette giver mig mulighed for<br />

at udregne de forskellige frekvenser,<br />

og samtidig mulighed for at sammenligne<br />

med de teoretiske sandsynligheder.<br />

Her er det<br />

124/900 = 0,137777,<br />

der skal sammenlignes med<br />

5/36 = 0,13888.<br />

Det er da ganske pænt.<br />

Mulighederne for at afprøve forsøget<br />

flere gange og med andre tal er<br />

ganske store, og flittig brug af y<br />

Entry gør denne opgave overkommelig.<br />

15


16<br />

GALAXEN <strong>Nr</strong>. <strong>17</strong> 11 – <strong>Marts</strong> <strong>1998</strong> 1996<br />

Jørgen Bondrop<br />

Matematiklærer ved<br />

Herning Handelsgymnasium.<br />

Har været<br />

fagkonsulent i<br />

matematik inden for<br />

erhvervsskolerne.<br />

Forfatter til lærebøger i<br />

matematik og<br />

handelsregning for<br />

handelsskoleområdet.<br />

Finn Suhr<br />

Salgs- og marketingchef<br />

for elektronregnere.<br />

Ansvarshavende<br />

redaktør af GALAXEN.<br />

Har været ansat hos<br />

Texas Instruments siden<br />

1976<br />

SKRIV TIL GALAXEN<br />

GALAXEN udgives af Texas Instruments<br />

som informationsskrift om<br />

brugen af lommeregnere i undervisningen<br />

– primært i folkeskolen,<br />

gymnasiet/HF og handelsskolen.<br />

Redaktionen består af lederen af TI’s<br />

lommeregnerafdeling samt af tre<br />

lærere fra hovedmålgrupperne.<br />

Denne redaktion har været samlet<br />

siden det første nummer udkom.<br />

Fagredaktionen er læsernes garanti<br />

for, at magasinet ikke udvikler sig til<br />

et reklameskrift for Texas Instru-<br />

FÅ GALAXEN TILSENDT<br />

Hvis du ikke allerede får tilsendt dit<br />

eget eksemplar af GALAXEN, kan<br />

du sende en fotokopi af kuponen til<br />

højre, så vil du i fremtiden få det<br />

gratis tilsendt på din privatadresse.<br />

Dette er nr. <strong>17</strong> – og hvis du gerne vil<br />

have nogle af de tidligere numre, har<br />

vi et begrænset oplag af disse.<br />

Kryds af, hvis du ønsker nogle af<br />

numrene tilsendt. Du kan også<br />

bestille dit eget eksemplar af TI’s nye<br />

skolebrochure med oversigter over de<br />

enkelte modellers funktioner.<br />

Jens Carstensen<br />

Matematiklærer ved<br />

Tårnby Gymnasium. Har<br />

undervist siden 1967.<br />

Forfatter til adskillige<br />

lærebøger om<br />

matematik på<br />

gymnasieniveau.<br />

Jørgen Toft<br />

Simonsen<br />

Matematiklærer på<br />

Borupgaards<br />

Amtsgymnasium i<br />

Ballerup. Desuden<br />

skolekonsulent hos<br />

Texas Instruments fra<br />

1. januar 1997.<br />

ments’ produkter, til trods for TI’s<br />

indlysende kommercielle interesse i<br />

magasinet.<br />

Stofmæssigt ligger hovedvægten på<br />

den praktiske brug af regnere – og<br />

på helt generelle diskussioner om<br />

matematiske emner med relevans<br />

for lommeregneren.<br />

Der er i princippet ikke noget i vejen<br />

for at skrive om lommeregnere af<br />

andre fabrikater, men redaktionen<br />

har truffet en principbeslutning om<br />

ikke at ville bringe egentlige sam-<br />

Navn _______________________________<br />

Skole _______________________________<br />

Privatadresse _______________________<br />

____________________________________<br />

Postnr. _______ By __________________<br />

____________________________________<br />

❑ JA, jeg vil gerne have<br />

GALAXEN tilsendt på min<br />

privatadresse i fremtiden.<br />

GALAXEN udgives af<br />

Texas Instruments A/S,<br />

Borupvang 2B, 2750 Ballerup, Tel. 44 68 74 00<br />

Redaktionen består af Jørgen Bondrop,<br />

Jens Carstensen, Viggo Hartz, Jørgen<br />

Simonsen og Finn Suhr (ansv) samt Lars Høj.<br />

Artikler, kommentarer og læserbreve bedes<br />

sendt til ovenstående adresse.<br />

© Texas Instruments A/S, <strong>1998</strong><br />

Eftertryk tilladt med kildeangivelse<br />

menligninger mellem udstyr fra<br />

forskellige leverandører. Alene af<br />

den grund, at erfaringen viser, at det<br />

er umuligt at blive enige om et fair<br />

sammenligningsgrundlag.<br />

Vi inviterer alle til at skrive til<br />

GALAXEN med korte eller lange<br />

artikler, med oplevelser, forslag til<br />

anvendelser, kritik og også gerne<br />

anmeldelser af lommeregnere,<br />

bøger osv. Alt har interesse, så længe<br />

det på en eller anden måde handler<br />

om undervisning og lommeregnere.<br />

Send mig desuden<br />

Viggo Hartz<br />

Skolekonsulent i Århus.<br />

Underviser i folkeskolen.<br />

I redaktionen af tids–<br />

skriftet “Matematik“.<br />

Medforfatter til en del<br />

lærebøger. Leder en<br />

række forskellige<br />

forsøgsprojekter.<br />

❑ GALAXEN nr. __ __ __ __ __<br />

__ __ __ __ __ __ __ __ __<br />

(med forbehold for lagerstatus)<br />

❑ TI’s skolebrochure med beskrivelse<br />

af TI’s lommeregnere til<br />

skole- og undervisningsbrug.<br />

❑ Andet materiale:<br />

____________________________<br />

____________________________<br />

____________________________

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!