Kan een rekenmachine een fout maken? Ach, ik heb in mijn collectie
oude rekenmachines nog een machine staan die zich daadwerkelijk een
beetje kan verrekenen wanneer het metertje van de batterijen in het
rood staat. Maar ik heb toch altijd de neiging om, als mijn TI84
grafische rekenmachine en ik van mening verschillen, eerst aan mezelf
te twijfelen.
Die twijfel is niet altijd terecht. Probeer op de TI84 bijvoorbeeld maar
eens de wortel van 101 naar een breuk te converteren. Zonder enige
schaamte geeft de TI84 dan aan dat het antwoord van de wortel van 101
gelijk is aan
80801/8040.
Dat is begrijpelijk maar fout. Begrijpelijk omdat deze breuk een bijzonder
nauwkeurige benadering is van die wortel maar fout omdat 101 een priemgetal
is. De wortel van een priemgetal is irrationaal en kan dus per definitie
geen breuk zijn.
Je zoekt spijkers op laag water
U heeft gelijk; ik ben hier enorm aan het muggenziften. Maar het is toch
gewoon leuk om eens te kijken hoe je je grafische rekenmachine in de luren
kunt leggen? En als je dat samen met leerlingen doet, kan dat zelfs heel
leerzaam zijn. Als was het maar om leerlingen te laten zien dat rekenmachines
ook maar dingen zijn die door mensen zijn geprogrammeerd. En dat die mensen bij
dat programmeren keuzes moeten maken en fouten kunnen maken.
Machtsverheffen
Je kunt de TI84 met een beetje fantasie tot nog veel meer onzin of
inconsistentie verlokken. Zo interpreteert de machine de berekening
(−2)0.889 keurig als
(2eπi)0.889.
De TI84 werkt heel netjes met de hoofdwaarde van het argument en geeft het
goede bijbehorende antwoord; een complex antwoord met argument
0.889π. Je moet de TI84 dan wel op een complexe modus zetten
want anders geeft de machine natuurlijk de foutmelding
NONREAL ANSWERS .
De berekening
(−2)0.888 interpreteert de TI84 echter
ineens als
(2e125πi)0.888 omdat het argument
125π voor het grondtal, bepaald niet de hoofdwaarde, hier toevallig
een reeel antwoord biedt. Dat is niet consistent.
Fout en verwarrend
Natuurlijk snap ik wel wat de TI84 intern met de berekening
(−2)0.888 doet. Het getal
0.888 wordt als breuk
888/1000 gezien en vervolgens vereenvoudigd tot
111/125. Daarna neemt de TI84 de 125
e-machts
wortel van
(-2)111. Maar in essentie is dat fout, al was het
maar omdat een enkele machtsverheffing door de TI84 ongevraagd in twee andere
machtsverheffingen wordt gesplitst. Het is ook verwarrend; bijna alle eenvoudige
rekenmachines geven op
(−2)0.888 gewoon een foutmelding.
Ik werd nota bene door een havo 4 leerling, net nadat ik haar had verteld dat
gebroken machten van negatieve getallen in de wiskunde niet zijn gedefinieerd,
met dit voorbeeld geconfronteerd. Het kostte me flink wat overredingskracht om
deze leerling ervan te overtuigen dat niet ik maar de rekenmachine er naast zat.
Binomiale problemen op de TI84
Een ander, wellicht wat ernstiger probleem is het berekenen van cumulatieve
binomiale verdelingen met grote waarden voor n op de TI84. Ik kwam dat probleem
op het spoor toen ik de functie
binomcdf in mijn software
(
GeoEnZo)
aan het testen was door de uitkomsten met mijn TI84 te controleren. De TI84 kan
bij grote waarden voor n uitkomsten geven die er lelijk naast zitten, bijvoorbeeld:
binomcdf(999999,0.5,500000) = 0.484125202 (moet groter dan 0.5 zijn)
binomcdf(999999,0.5,499998) = 0.515874798 (moet kleiner dan 0.5 zijn)
binomcdf(800001,0.5,400000) = 0.5106730713 (moet precies 0.5 zijn)
Het valt verder op dat de TI84 over dergelijke berekeningen vrij lang doet.
Dat is vreemd want er bestaan supersnelle algoritmen om die verdelingen snel
en accuraat te benaderen. We hebben hier volgens mij duidelijk te maken met
een programmatechnische onbeholpenheid en zelfs een regelrechte programmeerfout
in de grafische rekenmachine.
Zoekt u mee?
Het is leuk en interessant om, alleen of met uw leerlingen, naar anomale
gedragingen van de grafische rekenmachine te zoeken. Wellicht bent u er ook
een paar op het spoor. Schrijf er wat over. Wij houden ons aanbevolen.
Ton Groeneveld