Workshop Kalkules
Windows heeft een ingebouwde rekenmachine maar voor het zwaardere rekenwerk is die ontoereikend. Wie echt mee wil tellen gaat aan de slag met Kalkules. Als sinds de vroegste versies zit er in Windows een calculator en die heeft door de jaren heen de nodige uitbreidingen ondergaan. Zo bevat calc.exe, zoals Rekenmachine ook wel heet, naast de bekende functies van elke wetenschappelijke rekenmachine tegenwoordig speciale functies voor programmeurs en voor statistici. Ook kan het programma eenheden converteren en rekenen met data. Toch blijft er nog heel wat te wensen over, zeker voor middelbare scholieren, studenten en technici. Die kunnen beter op Kalkules rekenen. In deze workshop tonen we u de interessantste functies van dit handige programma.
1. Downloaden en starten
We vinden Kalkules op www.kalkules.com/index.php?page=download. Hier kunnen we kiezen uit een installatieversie of een portable exemplaar. We kiezen voor de laatste en downloaden het zip-bestand (_bin_kalkules_1_8_2_en.zip, 3329 kB). We pakken dit bestand uit in een map naar keuze, openen de nu aangemaakte map Kalkules en starten Kalkules.exe. Vervolgens kiezen we Preferences, Language, Nederlands en klikken OK (Afb.1).
©CIDimport
2. Breuken
Alhoewel Kalkules met 30 decimalen kan rekenen werkt de rekenmachien van Windows beter met grote getallen. Wat die laatste echter niet doet is rekenen met breuken. Daarvoor zetten we in Kalkules een vinkje bij Fracties (merk op de onderste regel van het venster informatie geeft over elk knopje waarover u de cursor beweegt). Nu kunnen we met breuken gaan rekenen en exacte waarden terugkrijgen. Geef bijvoorbeeld in 1/12 * 3/5 en druk op Enter (de spaties hoeven niet maar dragen wel bij aan de leesbaarheid). Kalkules meldt nu als antwoord 1/20. Probeer ook eens 3/4 + 2/11. Het antwoord: 41/44. Veel mensen vinden dit soort berekeningen lastig maar Kalkules draait er z’n hand niet voor om. Betekent dit dat Kalkules alles kan met breuken? Zeker niet. Nemen we de wortel van (3/4) (nu zijn haakjes wel nodig) dan geeft Kalkules een mooie breuk als antwoord terwijl iedere wiskundige u kan vertellen dat deze wortel niet exact als breuk te schrijven is.
3. Resten
Verwant aan de breuken zijn de resten. Deze vinden we in de functie mod. Zo levert 47 mod 7 als antwoord 5, oftewel: de breuk 47/7 heeft als rest 5. De bijbehorende functie div vertelt hoe vaak het ene getal uit het andere kan worden gehaald: 47 div 7 = 6. Daaruit leren we dat 47/7 overeenkomt met 6 5/7, iets wat de gewone breukfunctie ons niet vertelt.
4. Complexe getallen
Kalkules kan complexe getallen optellen, aftrekken, delen, vermenigvuldigen, inverteren (1/x) en machtsverheffen. Dat laatste echter alleen met hele en positieve exponenten. Standaard hanteert Kalkules de elektrotechnische schrijfwijze a+jb voor een complex getal. Via Voorkeuren, Numeriek Formaat kunt u ook kiezen voor de rekenkundige schrijfwijze a+bi. Rekenen met complexe getallen schakelt u in door linksboven op C te klikken. Wilt u weer met reële getallen rekenen dan klikt u op R.
Bij het werken met complexe getallen zijn vaak haakjes nodig dus kan het geen kwaad om ze gewoon altijd te gebruiken. Een uitdrukking als (3+j4)*(2+j5) wordt door Kalkules dan keurig uitgewerkt als -14+j23.
5. Grafieken
Tot de belangrijkste gereedschappen van rekenmeesters behoort de grafiek. Hiermee wordt vaak in één oogopslag van alles duidelijk. Kalkules maakt ze in een handomdraai. Daarvoor voeren we allereerst een functie in en die mag best een beetje ingewikkeld zijn. Als voorbeeld geven we in x/(sin(x)+2). We klikken op het grafiek-pictogram en zien nu een schuine lijn als grafiek verschijnen. Is dat te verwachten? Nee, maar we zien ook maar een klein stukje. Met de min-knop onder Schaal kunnen we uitzoomen om een beter beeld te krijgen. Ook kunnen we de grafiek verkennen met de pijltoetsen onder Verplaats en met het Home-pictogram terugkeren naar de oorsprong van het assenstelsel. Merk op dat het vinkje bij Gon standaard aanstaat wanneer Kalkules herkent dat we met goniometrische functies werken. Hierdoor wordt de x-as verdeeld in veelvouden van Pi, wel zo handig. Maximaliseren we het venster dan is het beeld helemaal optimaal (Afb.2). Grafieken kunt u naar het klembord kopiëren of als bitmap opslaan met de pictogrammen onder Export.
©CIDimport
6. Differentiëren
Behalve grafieken van functies tekenen kan Kalkules ook de afgeleide van deze functies bepalen. Dat doen we via het pictogram f’(x). Als voorbeeld nemen we weer de functie x/(sin(x)+2). Een klik op de differentieerknop opent een venster waarin we zo nodig een variabele kunnen opgeven (in dit geval hebben we alleen x) en eventueel de orde kunnen aanpassen (Kalkules kan ook in één keer de derde of zevende afgeleide bepalen). Een klik op Bereken geeft vervolgens het antwoord. De afgeleide kunnen we desgewenst weer naar het invoervak kopiëren om ook hiervan een grafiek te maken. Ook kunnen we op het vergrootglas klikken om de functie met een nettere opmaak te bekijken (Afb.3). Zo’n zelfde vergrootglas bevindt zich overigens ook naast het invoervak en het leent zich ook goed om te zien hoe Kalkules een uitdrukking interpreteert.
©CIDimport
7. Polynomen
Polynomen (functies van de vorm a+bx+cx^2+…) spelen een belangrijke rol in de wiskunde en vaak moeten er rekenkundige bewerkingen mee worden gedaan. In het menu Gereedschap, Polynomen vindt u die mogelijkheid. U kunt twee polynomen opgeven en die vervolgens optellen, aftrekken, delen of vermenigvuldigen. Ook kunt u een polynoom tot een macht verheffen of een Hornerschema maken (zie nl.wikipedia.org/wiki/Hornerschema). Grappig is dat de Nederlandse vertaler bij het delen spreekt van ‘herinnering’ waar natuurlijk ‘rest’ wordt bedoeld!
8. Sommen en producten
Voor oneindige sommen en producten moeten we bij echte wiskundeprogramma’s zijn maar Kalkules kan wel saaie klussen als 1/1+1/2+1/3+…+1/50 voor ons klaren. Daarvoor typen we in het invoervak 1/n en klikken vervolgens op het pictogram Serie Sommatie / Product (Griekse letter sigma). In het invulvenster zetten we 50 boven de sigma en n=1 er onder (Afb.4). Een klik op Bereken geeft het resultaat. Producten berekent Kalkules op de zelfde manier. Voor 1x2x3x…x50 typen we in het invoervak n. Vervolgens kiezen we weer het Serie-pictogram en kiezen nu niet de somfunctie maar de productfunctie (hoofdletter Pi). Merk op dat dit overeenkomt met 50! (50 faculteit). We hoeven uiteraard niet te beginnen bij 1, dus 49x50x51x…x113 is ook geen probleem.
©CIDimport
9. Statistiek
“Lies, damned lies and statistics” is een populaire uitdrukking om twijfel aan statistieken mee te uiten. We kunnen echter niet zonder en met eenvoudige rechttoe-rechtaan-statistiek is ook weinig mis. In Kalkules vindt u de functie onder Gereedschap, Statistieken. Hier kunt u een cijferreeks of een reeks x,y-paren invoeren en vervolgens berekent Kalkules een aantal gangbare zaken zoals gemiddelde, mediaan, standaardafwijking, enzovoort.
10. Combinatorica
In de kansberekening zijn combinatorische functies van groot belang. Kalkules kent ze allemaal en ze zijn bij elkaar gegroepeerd onder Gereedschap, Combinatorisch. Als voorbeeld nemen we de vraag ‘hoeveel mogelijke sets van 5 kaarten zijn er als we ze trekken uit een pak van 52?’. Dat is de categorie ‘combinatie zonder herhaling’ waarbij n=52 en k=5. Een klik op Bereken geeft weer het resultaat (Afb.5).
©CIDimport
11. Beeld
In het menu Beeld vinden we nog een drietal zeer nuttige functies. De eerste daarvan is Constanten. Hier vindt u een aantal bekende waarden zoals de getallen Pi en e. U kunt er met een klik op Voeg Toe eigen waarden bij zetten. Constanten hebben de vorm $abc en u kunt ze in die vorm ook in uw berekeningen opnemen, bijvoorbeeld 3*$pi.
Ook zeer nuttig is de functie (Meetkundige) Formules. Standaard zijn er de nodige formules gedefinieerd voor inhouden, oppervlakken en omtrekken van twee- en driedimensionale figuren. Kies een formule en klik op Gebruik om deze naar het invoervak te kopiëren. Daar kunt u vervolgens waarden voor variabelen invullen. De formules zitten in een standaard xml-bestand dat u met bijvoorbeeld Word kunt bewerken. Zo kunt u uw eigen favoriete formules toevoegen.
Tot slot noemen we uit het menu Beeld de functie Historiek. Hier kunt u eerder uitgevoerde berekeningen terughalen, ook van vorige sessies.
Alhoewel we de belangrijkste functies hebben besproken valt er nog genoeg te ontdekken en… de maker van Kalkules doet ook aan verzoeknummers (zie Help). Mist u dus een voor u onmisbare functie? Gewoon vragen. Kom daar maar eens om bij Microsoft!