Інформатика 10 клас

 1. Розв'язати рівняння за допомогою сервісів GEOGEBRA, Mathway та ТП MS  Excel:       1-cos6x=sin3x 

        

Багато задач економіки, екології, фізики, хімії, механіки, біології можна описати за допомогою математичних моделей — деяких математичних співвідношень або їх систем.
Але тільки обмежене коло практичних задач можна описати рівняннями чи їх системами, розв’язки яких ви навчилися знаходити в курсі математики. У складних випадках або для перевірки розв’язків більш простих завдань використовують різні спеціальні програмні засоби.
Одним з додатків, доступних у сучасних смартфонах, є Photomath, за допомогою якого можна просто навести камеру на записаний від руки чи надрукований математичний вираз й отримати покрокову інструкцію щодо його розв’язування.
Графічний спосіб розв’язування рівнянь та їх систем підтримується в сервісі Geogebra засобами графічного калькулятора.
Аналітичний розв’язок рівнянь та їх систем з покроковим поясненням методу розв’язування можна отримати у веб-сервісі Mathway.
Розглянемо можливості MS Excel для розв’язування задач із різних галузей.
Функцї для розв’язування фінансових задач передбачено в усіх пакетах для фінансових розрахунків. Щоб використовувати фінансові функції у MS Excel для розрахунків величин, познайомимося з відповідного термінологією (у дужках термінологія MS Excel).
Відсоткова ставка (RATE (Ставка)) — відносна величина доходу за фіксований інтервал часу, вимірюється як у відсотках, так і числом, може нараховуватися як добова, місячна, річна тощо.
Нарахування відсоткової ставки здійснюється по-різному, тому розрізняють прості й складні відсотки.
Під простим відсотком розуміють прибуток, який нараховується тільки на початкову суму за кожен певний проміжок часу.
Складний відсоток — складна форма нарахування відсотків за вкладом.
Період нарахування — інтервал часу для відсоткової ставки (може бути день, місяць або рік).
Кількість періодів (NPTR (КПер)) визначає загальну кількість періодів виплат кредиту, кожен тривалістю добу, місяць, рік тощо.
Періодична виплата (PMT (Плт)) — платіж, який виплачує кожного періоду (це від’ємне число) або сума, яку отримує клієнт кожного періоду (це додатне число).
Капіталізація відсотків — приєднання нарахованих відсотків до основної суми; нарощення — збільшення початкової суми у зв’язку з капіталізацією (складні відсотки).
У багатьох задачах потрібно не просто знайти деякий розв’язок, а дібрати серед усіх розв’язків найкращий (оптимальний). Ідеться про такі задачі, як підбір збалансованого раціону харчування, оптимізація асортименту продукції, оптимізація транспортних перевезень та багато інших, — їх ще називають оптимізаційними.
 
Модель оптимізаційної задачі.png
 
Алгоритм розв’язування оптимізаційної задачі.png
Фільтрування — це вибір даних у клітинках електронної таблиці, що відповідають певним умовам.
Після виконання фільтрування в таблиці відображаються лише ті рядки, дані в яких відповідають умовам фільтрування. Усі інші тимчасово приховуються.

Розрізняють простий і розширений фільтри.

За допомогою команди Фільтр здійснюється фільтрування тільки за умовою для одного поля. Такий фільтр називають простим. Відфільтрований список теж можна фільтрувати. Так створюється ієрархічне фільтрування.

Щоб зняти режим фільтрування і перегляду всього списку, слід повторно скористатися командою Фільтр або командою Очистити.

Розширений фільтр дозволяє виконувати умови фільтрування практично будь-якої складності.

Візуалізація рядів і трендів даних.

Дослідження завжди супроводжуються візуалізацією даних.

Візуалізація — це подання відомостей, даних, фактів у візуальній формі.
У наукових експериментах і статистичному аналізі графіки й діаграми не лише наглядно відображають значення, мають змістове навантаження щодо теми дослідження.

Завдяки візуалізації відразу видно загальну картину результатів дослідження, велику кількість даних на обмеженому проміжку; акцентується увага на деяких елементах ряду даних; порівнюються фрагменти даних, демонструється тенденція зміни досліджуваних властивостей тощо.
 
Переваги візуалізації даних.png
 
Візуалізація має передувати інфографіці. Важливою рисою візуалізованих даних є їхня переконливість, тому дуже важливо уникати викривлення інформаційних даних у процесі візуалізації. Зокрема, у хорошій візуалізації наочність загальної картини не заважає сприйняттю деталей.
Інфографіка (від латин. informatio — інформування, роз’яснення, і грец. γραφικός — письмовий) — це візуальне відображення інформації, статистичних даних для простої і наочної демонстрації тенденцій, співвідношень, а також зацікавлення в предметі дослідження.
Для наочного подання й аналізу рядів даних використовують діаграми. На діаграмах числові дані подаються геометричними фігурами: точками, відрізками, прямокутниками, секторами круга та ін. Розміри цих фігур пропорційні числовим даним, за якими побудовано діаграму. Це дає можливість візуально оцінити співвідношення між числами в одному або в кількох рядах даних.

Прості засоби візуалізації включено до сучасних табличних процесорів. Вони не охоплюють усього різноманіття технік, але для простих  задач й оперативного подання даних цілком підходять. Але для побудови якісних візуалізацій краще використовувати спеціалізовані інструменти, тим більше, що серед них є вільні й досить прості у використанні.
Ряди даних можна використовувати для прогнозування певного явища, процесу.

Тренд (англ . trend — тенденція) — це основна тенденція змінення певного процесу .
Лінія тренду — це лінія, уздовж якої розташовуються на діаграмі точки, що зображають дані з певного ряду даних.

Для  візуалізаії  попереднього  тексту перегляньте презентацію

Існує багато спеціальних онлайн-ресурсів для створення інфографіки.

Наприклад:

  • Easel.1y (www.easel.ly) — пропонує набір безкоштовних шаблонів для створення інфографіки. Всі структурні елементи майбутньої інфографіки можна редагувати і налаштувати на свій смак. У цьому сервісі є також бібліотека готових форм, стрілок. покажчиків і ліній для створення блок-схем, легке налаштування колірних палітр і шрифтів. Також можна додавати зображення з носіїв даних;
  • Infogr.am (infogram.com) — частково безкоштовний ресурс для створення схем, графіків і географічних карт з можливістю завантаження відео та фото для створення інтерактивної інфографіки. Усі дані для майбутньої інфографіки заносяться в таблицю. Ix можна редагувати в будь-який момент, а вбудований генератор автоматично оновить готову інфографіку. Після завершення всіх правок результат можна опублікувати на сайті infogram, вбудувати створену інфографіку у свій сайт або блог, а також поділитися посиланням із друзями, використовуючи соціальні мережі;
  • Venngage (venngage.com) - частково безкоштовний ресурс для створення і публікації інфографіки з досить простим у використанні набором можливостей. Для користувачів доступні готові схеми, теми оформлення, графіки та піктограми, також можна завантажити авторські зображення і тло. Серед додаткових можливостей є можливість створювати анімацію.




Основи статистичного аналізу даних. Ряди

 даних. Обчислення основних статистичних

 характеристик вибірки.


Аналіз даних — розділ математики та інформатики, що займається розробкою методів опрацювання даних незалежно від їх природи. Розрізняють чотири етапи аналізу даних:

1. Отримання даних;

2. Опрацювання даних;

3. Аналіз результатів опрацювання даних;

4. Інтерпретація результатів.

Статистичні дані — сукупність упорядкованих, класифікованих  даних про деяке масове явище або процес.

Статистичні дані дають змогу не тільки охопити картину певного питання на даний час, а й планувати необхідні дії на майбутнє.

Статистичний ряд розподілу — це впорядковані статистичні дані.

Ряди розподілу одиниць сукупності за ознаками, що мають кількісний вираз, називаються варіаційними рядами. У таких рядах значення ознаки (варіанти) розташовані в порядку зростання або спадання.
Варіанта — це окреме значення групувальної ознаки; частота — число, яке показує, скільки разів трапляється кожна варіанта.
Дискретні варіаційні ряди — це такі ряди розподілу, в яких варіанта як величина кількісної ознаки може набувати тільки певного значення.
Основними статистичними характеристиками вибірки є середнє значення, мода та медіана, які ще називають мірами центральної тенденції.
Ви знаєте, що середнім арифметичним n чисел називається сума цих чисел, поділена на число n.

Так можна знайти середнє арифметичне врожайності соняшнику в Україні за 2006-2015 роки, використовуючи, наприклад, табличний процесор. Для обчислення середнього арифметичного в табличному процесорі можна використати відому вам функцію AVERAGE (англ. avеragе — середній), Нагадаємо, що аргументами цієї функції може бути діапазон клітинок, список клітинок, а також їх комбінації,наприклад AVERAGE(B2:D5; F4; E7).

Медіаною впорядкованого ряду даних називається значення, яке поділяє ряд даних на дві рівні частини, тобто зліва і справа від цього значення знаходиться однакова кількість членів упорядкованого ряду даних.

Якщо у впорядкованому ряді даних непарна кількість членів, то медіана такого ряду даних дорівнює значенню його середнього члена, а якщо в такому ряді даних парна кількість членів, то його медіана обчислюється як середнє арифметичне значень двох середніх членів.

Наприклад. для ряду даних 2; З; 5; б; 7 медіана дорівнює 5, для ряду даних 2; З; 5; б: 7; 9 медіана дорівнює (5 + 6) :2 = 5,5. а для ряду даних 2; 2; 4: 4: 4; 5; 6 медіана дорівнює 4.

Медіана використовується. наприклад. для визначення місця побудови шкіл, дитячих садочків, магазинів. підприємств побуту тощо. Потрібно визначити ряд відстаней, які мають подолати мешканці певної місцевості до цього закладу, і побудувати його в точці. яка визначається медіаною цього ряду.

У табличному процесорі є спеціальна функція для обчислення медіани ряду даних - MEDIAN (англ. median— середній). Аргументами цієї функції може бути діапазон клітинок, список клітинок, а також їх комбінації, наприклад MEDIAN(В2:D5; F4: E7). можна визначити як точку на ряді розподілу (впорядкований набір значень змінної для різних спостережень).
Мода — це значення, яке найчастіше трапляється. Таке значення є показовим, наприклад, під час дослідження цін на ринку (ціна, яка трапляється найчастіше), під час дослідження попиту взуття, одягу (розміри, які купують найбільше) та ін.
Якшо в ряді даних два або більше значень повторюються найбільшу кількість разів, то кожне з них вважається модою ряду даних. Так, наприклад, у ряді даних 2, 3, З, 2, 1 модою є і число 2, і число 3. 
У табличному процесорі є спеціальна функція для обчислення моди ряду даних. Обчислення стандартного відхилення в табличному процесорі якшо вона одна – MODE.SNGL (англ. mode single — мода одинарна).  Аргументами цієї функцції може бути діапазон клітинок, список клітинок. а також їх комбінації, наприклад AIODE.SNGL(B2:D5; F4; E7).
Для визначення, наскільки показово середнє арифметичне ряду даних характеризує весь ряд даних, можна використати таку характеристику ряду даних, як стандартне відхилення. Стандартно відхилення характеризує, наскільки широко розташовані значення ряду даних відносно їх середнього арифметичного.
Стандартне відхилення обчислюється за формулою:  

Найважливішими функціями категорії Статистичні є:
AVERAGE (число1; число2;…) (рос. СРЗНАЧ) — обчислює середнє значення;
МАХ (число1; число2;…) (рос. МАКС) — обчислює максимальне значення;
МІN (число1; число2;…) (рос. МИН) — обчислює мінімальне значення;
МЕDІАN (число1; число2;…) (рос. МЕДИАНА) — повертає медіану;
МОDЕ (число1; число2;…) (рос. МОДА) — повертає моду;
RANK (число; посилання; порядок) (рос. РАНГ) — повертає ранг числа у списку чисел, тобто його номер у впорядкованій послідовності чисел із вказаного діапазону.

Практична робота. 
Для розуміння, як використовувати функції підрахунку статистичних характеристик, виконайте практичну роботу.

Увага! Під час роботи з комп'ютером дотримуйтеся вимог безпеки життєдіяльності та санітарно-технічних норм.

Задача На шкільних змаганнях з легкої атлетики проводять два півфінальних забіги. У фінал проходить половина учасників кожного півфіналу. У таблиці наведено результати учасників одного з півфіналів. Обчисліть середнє арифметичне, стандартне відхилення, моду й медіану наведеного ряду даних.

Для цього:

1. Запустіть табличний процесор.

2. Заповніть діапазони клітинок В2:В15 і C2:C11 відповідно до зразка.
3. Уведіть у клітинку C12 формулу =AVERAGE(C2:C11).
4. Уведіть у клітинку C13 формулу =STDEV.P(C2:C11).
5. Уведіть у клітинку C14 формулу =МODE.SNGL(C2:C11).
6. Уведіть у клітинку С15 формулу =МEDIAN(C2:C11).
7. Збережіть електронну книгу у вашій папці у файлі з іменем вправа 2.2.
8. Запишіть у зошит пояснення. яка з отриманих характеристик указаного ряду даних визначить. хто з учасників цього півфіналу вийде у фінал.
9. Змініть 2-3 числа у клітинках C2:C11. Запишіть у зошит, у яких клітинках ви змінили значення і на які а також, як змінилися результати обчислень за формулами у клітинках C12: C15.
10 Закрийте вікно табличного процесора 

Запитання для самоперевірки знань
1. Які групи функцій містять функції обчислення статистичних характеристик? 
2. Яким сполученням клавіш користуються для підтвердження опрацювання даних масиву? 
3. Які функції містить MS Excel для обчислення моди? 
4. Чому для обчислення моди резервують більше однієї клітинки? 
5. Як ви розумієте «інтервал значень» як аргумент функції ЧАСТОТА? Поясніть на прикладі. 
6. Яке призначення статистичної характеристики відносної частоти? У якому форматі краще аналізувати вказану характеристику: у відсотковому чи ні?
Дайте відповіді на запитання
 1)      Що вивчає наука статистика? Наведіть приклади.
2)      Яким вимогам має відповідати вибірка об’єктів дослідження? Поясніть кожну з них.
3)      Шо таке ряд даних? Наведіть приклади.
4)      Що характеризує середнє арифметичне ряду даних?
5)      У яких випадках середнє арифметичне більш показово характеризує весь ряд даних, а у яких - менш показово?
6)      Що таке стандартне відхилення ряду даних? Шо воно характеризує?
7)      Що таке мода ряду даних? Шо вона характеризує?
8)      Що таке медіана ряду даних? Що вона характеризує?
9)      У впорядкованому ряді чисел найбільше число збільшили на 5. Як зміняться значення середнього арифметичного, моди і медіани цього ряду? Відповідь поясніть.
Тренувальні вправи. Робота за ПК
   Cкладіть таблицю з ваших оцінок за минулий навчальний рік. Обчисліть ceреднє арифметичне, стандартне відхилення моду й медіану для цього ряду даних. Проаналізуйте отримані результати і запишіть висновки. Електронну книгу збережіть у вашій папці у файлі з іменем завдання 2. 2. 5.


Немає коментарів:

Дописати коментар