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Wiki-Quellcode von Numerische Variablen

Version 435.1 von Carina Enke am 24.09.2018
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57 carina: MARKETING-143 Versionstypen angepasst
58 Deutsche Bildüberschriften und englische Bilder fehlen noch.
59 carina: Info Update mit 1.11 zum Stand 11.01. Autor Yvonne
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71 Sie können ganzzahlige oder gebrochene Variablen-Werte generieren. Hierfür stehen Ihnen die Variablen-Typen "**Ganze Zahl**" und "**Gleitkommazahl**" zur Verfügung.
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73 [[image:attach:image2017-3-23 8:15:49.png]]
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75 Nachfolgend werden Ihnen die Möglichkeiten zur Wertsetzung von Numerischen Variablen vorgestellt, sowie die Möglichkeit die Anzeige-Genauigkeit von Gleitkommazahlen zu definieren.
76 Setzen Sie für eine numerische Variable keinen Wert, wird die Variable mit 0 initialisiert.
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78 [[image:attach:image2017-3-23 8:22:0.png]]
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93 * [[doc:Berechnungsaufgabe]]
94 * [[doc:Formelvergleich]]
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97 {{panel borderColor="#ddd" bgColor="#f0f0f0" borderStyle="solid" title="Weiterführende Informationen"}}
98 * [[MAXIMA Manual>>url:http://maxima.sourceforge.net/docs/manual/de/maxima.html||shape="rect"]]
99 * [[MAXIMA Good-Practice-Beispiele>>url:https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/5499682817/CourseNode/93229879750473/wiki/Index||shape="rect"]]
100 * [[MAXIMA Systeminformationen>>url:http://maxima.sourceforge.net/||rel="nofollow" shape="rect" class="external-link"]]
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108 == Wertebereich ==
109
110 Für numerische Variablen kann ein Wertebereich definiert werden. Der Variablen-Wert wird zufällig innerhalb des Wertebereiches ermittelt. Dabei werden die angegebenen Grenzen in die Auswahl einbezogen. Für Variablen vom Typ „Ganze Zahl“ kann zusätzlich zu den Grenzen (Einstellung Minimum und Maximum) die Schrittweite (Einstellung Schritte) bestimmt werden.
111
112 **Mögliche Eingaben sind beispielsweise:**
113
114 * //Wertebereich: Minimum=2, Maximum=11, Schritte=3: //Es sind folgende Werte möglich {2, 5, 8, 11}. Bei Verwendung der Variable wird ein Wert zufällig ausgewählt bspw. 2.
115
116 [[image:attach:image2017-3-22 14:9:57.png]]
117
118 == Wert (Direkte Wert-Setzung) ==
119
120 Sie können allen Variablen-Typen einen Wert direkt zuweisen und die Variable mit diesem Wert initialisieren. Der Wert kann später in Abhängigkeit anderer Variablen geändert werden (vgl. Bedingungen).
121
122 **Mögliche Eingaben sind beispielsweise:**
123
124 * //Wert: 5~:// Die Variable wird auf den Wert 5 gesetzt.
125 * //Wert: -2,25: //Die Variable wird auf den Wert -2,25 gesetzt.
126
127 == Zufällige Auswahl ==
128
129 Definieren Sie eine Werte-Liste, aus welcher zufällig ein Wert ausgewählt wird. Die alternativen Werte werden in der Liste durch Zeilenumbruch oder Semikolon getrennt.
130
131 **Mögliche Eingaben sind beispielsweise:**
132
133 * //Zufällige Auswahl: -5; -3; 3; 5: //Es wird zufällig einer der angegebenen Werte ausgewählt bspw. -5.
134 * //Zufällige Auswahl: 0; 12,25; 13,5~:// Es wird zufällig einer der angegebenen Werte ausgewählt bspw. 12,25.
135
136 === Beispiel "Wahrscheinlichkeit" ===
137
138 Als Beispiel soll eine typische Aufgabe aus der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik realisiert werden. Es soll die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten bestimmter Farbkombinationen untersucht werden, wenn aus einer Urne verschiedenfarbige Kugeln zufällig gezogen werden.
139
140 |(((
141 [[image:attach:image2017-3-23 8:54:23.png]]
142 )))|(((
143 Im Beispiel werden die Numerischen Variablen {BLUE}, {RED} und {WHITE} mit einem ganzzahligen Wert zwischen 3 und 15, also im Wertebereich [3,15] initialisiert.
144
145 Auf Basis dieser zufälligen Werte wird die Summe aller Kugeln ermittelt ({summe}) und die Wahrscheinlichkeit für das Ziehen einer roten Kugel ({solution}).
146 )))
147 |(((
148 [[image:attach:image2017-3-23 9:0:32.png]]
149 )))|(((
150 Die Variablen werden in den Aufgabentext durch Angabe der Variablen-Namen {BLUE}, {RED} und {WHITE} eingebunden. Im Beispiel werden die Variablen in eine Aufgabe vom Typ [[Berechnung (Lückentext) >>doc:Berechnungsaufgabe]]eingebunden.
151
152 Die Variablen mit den Lösungen ({RED}/{summe} und {solution}) werden für die jeweiligen Lücken hinterlegt.
153 )))
154 |(((
155 [[image:attach:image2017-3-23 9:7:8.png]]
156 )))|(((
157 Für den Testdurchlauf werden für jeden Teilnehmer und jeden Versuch zufällig Werte innerhalb der gegebenen Wertbereiche gewählt. Im Beispiel wurden zufällig die Werte {BLUE} = 6, {RED} = rot und {WHITE} = 10 gesetzt.
158
159 Die Lösungen werden für jeden Testdurchlauf auf Basis der festgelegten Werte und der Berechnungsvorschrift automatisch ermittelt.
160 )))
161
162 == Berechnung (MAXIMA) ==
163
164 Die ONYX Testsuite ist mit dem [[Computer-Algebra-System MAXIMA>>url:http://maxima.sourceforge.net/||shape="rect"]] gekoppelt. Sie können Variablenwerte auf Basis anderer Variablen berechnen. Geben Sie hierfür die Berechnungsvorschrift in MAXIMA-Schreibweise an.
165
166 **Mögliche Eingaben sind beispielsweise:**
167
168 * //Berechnung (MAXIMA): 5+{a}: //Es wird die Summe aus 5 und dem Variablenwert {a} berechnet. Die Variable {a} muss zuvor definiert sein.
169 * //Berechnung (MAXIMA): sqrt({a})/(5+sqrt({b}))~:// MAXIMA unterstützt mathematische Ausdrücke wie sqrt() für die Quadratwurzel.
170 * //Berechnung (MAXIMA): 2*sin({a})+log({b}): //Ebenso können trigonometrische Funktionen oder die Logarithmusfunktion genutzt werden.
171
172 [[image:attach:image2017-3-22 14:38:53.png]]
173
174 === Beispiel "Hypotenuse" ===
175
176 Als Beispiel soll eine einfache Aufgabe aus der Geometrie realisiert werden. Es soll das Verständnis zur Hypotenuse geprüft werden. Die Lösung soll aus dem Wissen, dass die Hyponuse die längste Seite eines rechtwinkligen Dreiecks ist, ableitbar sein. Hierzu werden dem Teilnehmer gezielt Lösungsmöglichkeiten vorgegebenen, aus welchen er die korrekte Lösung wählen soll.
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178 |(((
179 (% class="confluence-embedded-file-wrapper confluence-embedded-manual-size" %)[[image:attach:image2017-3-23 15:6:59.png]]
180
181 )))|(((
182 Im Beispiel werden zunächst die Katheten ({k1}, {k2}) des Dreiecks für die Aufgabenstellung zufällig ermittelt.
183
184 Als korrekte Lösung wird die gesuchte Hypotenuse ({hyp}) durch eine MAXIMA-Gleichung berechnet. Zusätzlich werden mögliche Antwortoptionen ({a}, {b}, {c}) ebenfalls durch MAXIMA-Berechnung hinterlegt.
185
186 Für alle Variablen vom Typ Gleitkommazahl wurde die Anzeige zur Genauigkeit auf 2 Dezimalstellen konfiguriert.
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188 |(((
189 (% class="confluence-embedded-file-wrapper confluence-embedded-manual-size" %) [[image:attach:image2017-3-23 14:39:27.png]][[image:attach:image2017-3-23 14:51:31.png]]
190 )))|(((
191 Im Beispiel werden die Variablen in eine [[Auswahlaufgabe >>doc:Auswahlaufgabe]]eingebunden. Die Variablen für den Aufgabentext werden durch Angabe der Variablen-Namen {k1} und {k2} in die Aufgabenstellung eingebunden. Zusätzlich werden für die Antwortoptionen die korrekte Lösung ({hyp}) und die alternativen Antworten ({a}, {b}, {c}) eingetragen.
192 )))
193 |(((
194 (% class="confluence-embedded-file-wrapper confluence-embedded-manual-size" %)[[image:attach:image2017-3-23 14:56:46.png]]
195 )))|(((
196 Für den Testdurchlauf werden für jeden Teilnehmer und jeden Versuch zufällig die Werte der Katheten ({k1}, {k2}) innerhalb der gegebenen Wertbereiche gewählt.
197
198 Im Beispiel wurden zufällig folgende Werte für die Variablen angezeigt {k1} = 4, {k2} = 13.
199
200 Auf Basis dieser Werte und der definierten Berechnungsvorschriften werden die Hypotenuse und die alternativen Antwortoptionen berechnet und folgende Werte in der Beispielaufgabe angezeigt: {a} = 17,00, {hyp} = 13,60, {b} = 8,50 und {c} = 5,39 cm.
201
202 Damit beträgt im Beispiel die korrekte gerundete Lösung der Hypotenuse {hyp} 13,60 cm. Wobei die Antwortoptionen {a}, {b} und {c} bereits mit dem Wissen, dass die Hypotenuse größer als die jeweiligen Katheten und kleiner als die Summe der Katheten ist, logisch ausgeschlossen werden können.
203 )))
204
205 {{info}}
206 Detaillierte Hinweise zur MAXIMA-Schreibweise erhalten Sie im [[MAXIMA Benutzerhandbuch (Manual)>>url:http://maxima.sourceforge.net/docs/manual/de/maxima.html||shape="rect"]]. Eine wertvolle Zusammenstellung von Beispielumsetzungen finden Sie in Form eines Wikis unter [[MAXIMA Good-Practice-Beispiele>>url:https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/5499682817/CourseNode/93229879750473/wiki/Index||shape="rect"]].
207 {{/info}}
208
209 == Einstellung: Anzeige formatieren ==
210
211 Für Variablen vom Typ Gleitkommazahl kann für die Anzeige die **Anzahl der Dezimalstellen** konfiguriert werden. Bitte beachten Sie, dass die Einstellung nur die Anzeige, nicht aber die Rechengenauigkeit und den Lösungsvergleich beeinflusst. Das bedeutet: Wird die Variable für die Berechnung weiterer Variablen genutzt, wird der vollständige, ungerundete Wert zur Berechnung verwendet. Ist die Variable als Lösung für eine Lücke (Berechnungsaufgabe) hinterlegt, wird die konfigurierte Anzahl der Dezimalstellen für die Lösungsanzeige verwendet, nicht aber für den Lösungsvergleich.
212
213 [[image:attach:onyx-variables-float.png]]
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215 (% class="confluence-embedded-file-wrapper image-center-wrapper confluence-embedded-manual-size" %)
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224 (% class="confluence-embedded-file-wrapper image-center-wrapper confluence-embedded-manual-size" %)
225
226
227 {{info}}
228 Möchten Sie erreichen, dass der Teilnehmer Berechnungsaufgaben nur mit einer bestimmten Genauigkeit lösen muss, verwenden Sie die Einstellung zur Definition eines [[Toleranzbereiches >>url:https://www.bps-system.de/help/display/ONYX/Berechnungsaufgabe#Berechnungsaufgabe-Schritt5%28optional%29:DefinitioneinesToleranzbereiches||shape="rect"]]im Bearbeitungsfenster der Lücke.
229 {{/info}}
230 {{/layout-cell}}
231 {{/layout-section}}
232 {{/layout}}