Sharp-Taschenrechner EL-9650


Growing dandelions (Zufallsaussaat und Wachstum von Löwenzahn ("Pusteblumen"))

Programm-Variante zu "Growing dandelions", vgl. Internet-Page:
MathsNet: Growing dandelions on an EL-9600
MathsNet: Growing dandelions on a TI-83
siehe auch: Programm-Variante im [abakus] Nr. 3 (1999), dem Journal für Mathematik-Lehrer von Sharp.


Vor dem Programm-Start sind mit dem Befehl "PlotOFF" eventuell aktive Statistik-Plots auszuschalten. Dieser Befehl ist nicht programmierbar.

pic10el6.gif . . . pic11el6.gif

Ebenso ist vor dem Programm-Start der Linien-Typ für den Funktionsgraphen Y1 einzustellen (Menü "DRAW", Untermenü "LINE"). Auch dieser Befehl ist nicht programmierbar.

pic09el6.gif . . . pic12el6.gif

Der Zufallszahlengenerator des EL-9600 erzeugte streifenförmige Punktwolken. Deshalb wurden nur jede zweite Zufallszahl benutzt
und (im Programm) der Dummy-Befehl "random -> B" eingefügt.

Der Zufallszahlengenerator kann mit einer Startzahl X gestartet werden: "X -> random".
Durch erneute Eingabe dieser Startzahl kann damit die Punktwolke reproduziert werden.
(Bem.: Die Startzahl X=5 erzeugte die nichtzufällige stationäre Folge 0.5, 0.5, 0.5, ... und sollte deshalb nicht benutzt werden.)

Das Programm benötigt für den kompletten Bildaufbau (und die Hintergrundrechnungen) teilweise mehrere Minuten. Deshalb wurde in jedem Teilschritt der Texthinweis "OK" vorgesehen, der dann erscheint, wenn der Bildaufbau (einschließlich Hintergrundrechnung) vollständig abgeschlossen ist.



Print "START"
DrawOFF
ClrG
ClrDraw
0 -> Xmin
10 -> Xmax
10 -> Xscl
0 -> Ymin
8 -> Ymax
8 -> Yscl

(Wichtige Voreinstellungen (Setup und WINDOW))

Input T
Print "A MOMENT, PLEASE"
seq(X,1,81) -> L1
seq(0,1,81) -> L2
T -> L1(81)

(Eingabe von T und Erzeugung der Zufallsaussaat)

pic13el6.gif


0 -> M
Label LOOPM
M+1 -> M
(10*random ) -> A
random  -> B
(8*random ) -> B
PntON(A,B)
(10*(ipart B)+(ipart A)+1) -> N
L2(N)+1 -> L2(N)
If M< T Goto LOOPM
StoPict 1
Text(29,1,"OK")
Wait

pic14el6.gif

(Bild 1: mit den Zufallspunkten)

ClrDraw
RclPict 1
0 -> N
Label LOOPP
N+1 -> N
Line(0,N,10,N)
If N<8 Goto LOOPP
0 -> N
Label LOOPQ
N+1 -> N
Line(N,0,N,8)
If N<10 Goto LOOPQ
Text(29,1,"OK")
Wait

pic15el6.gif

(Bild 1: im Rasterfeld)

max(L2)+1 -> P
seq(X-1,1,P) -> L3
seq(0,1,P) -> L4
0 -> N
Label LOOPS
N+1 -> N
L2(N)+1 -> Q
L4(Q)+1 -> L4(Q)
If N<80 Goto LOOPS

(Auszählung der Einzelparzellen)

max(L4)+5 -> Ymax
5 -> Yscl
max(L3)+1 -> Xmax
1 -> Xscl
-0.5 -> Xmin
Plt1(Hist,L3,L4)
DispG
Text(29,1,"OK")
Wait

pic16el6.gif

(Bild 2: Histogrammdarstellung statt Stabdiagramm.
Wegen der Säulenbreite 1 entspricht die Säulenfläche einer Säule der Höhe im Stabdiagramm.
Es wurde damit eine sogenannte Stetigkeitskorrektur vorgenommen.)

L1(81)/80 -> Q
sum( (L3-Q)^2 * L4 ) / 79 -> S
S^0.5 -> S
"80*pdfnorm(X,Q,S)" -> Y1
DrawON 1
Draw Y1
Text(29,1,"OK")
Wait

pic17el6.gif

(Bild 3: Histogramm mit einer angepaßten Gaußschen Glockenkurve (Normalapproximation mit empirischen Mittelwert Q und empirischer Standardabweichung S))

DrawOFF
ClrDraw
max(L3) -> N
Q/N -> P
dim(L3) -> dim(L5)
80*pdfbin(N,P,L3) -> L5
Plt2(xyLine¤,L3,L5)
DispG
Text(29,1,"OK")
Wait

pic18el6.gif

(Bild 4: Histogramm mit Binomial-Polygon)

dim(L3) -> dim(L6)
80*pdfpoi(Q,L3) -> L6
Plt3(xyLine+,L3,L6)
DispG
StoPict 1
Text(29,1,"OK")
Wait

pic19el6.gif

(Bild 5: Histogramm mit beiden Polygonen, Binomial- und POISSON-Polygon)

ClrDraw
RclPict 1
DrawON 1
Draw Y1
Text(29,1,"OK")
Wait
DrawOFF

pic20el6.gif

(Bild 6: Histogramm mit allen Wahrscheinlichkeitsmodellen)
Hinweis:
Im oben betrachteten Beispiel wurden T=400 Zufallspunkte (Pusteblumen) simuliert. d.h. im Mittel erhält jedes der 80 Rasterfelder Q=400/80=5 Pusteblumen (empirischer Mittelwert der betrachteten Wahrscheinlichkeitsmodelle). Der Parameter N der Binomialverteilung ist die maximale Besetzungszahl eines Rasterfeldes (hier N=14).

Damit gilt für die benutzten Wahrscheinlichkeitsmodelle:
Normalapproximation mit den Parametern my=N*P=Q=5 und sigma^2=S^2= sum( (L3-Q)^2 * L4 ) / 79 (Listenarithmetik beachten!)
Binomialapproximation mit den Parametern N und P
POISSON-Approximation mit dem Parameter N*P=Q.

Mit einem Chi^2-Anpassungstest könnte überprüft werden, welches theoretische Modell am besten zum simulierten Histogramm paßt.


Programm BLUMEN01.g2p abrufen (als ZIP-Datei).
Nach dem Entpacken der ZIP-Datei kann die Datei BLUMEN01.g2p mit der Sharp-PC-Link-Software geöffnet und per Link-Kabel zum EL-9650 übertragen werden:

sharp_lk.gif


Ludwig Paditz, 22. November 2001