Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Mirko König, Fachbereich Informatik

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1 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Geschichtliches Die erste Tabellenkalkulation (spreadsheet program, Rechenblatt) auf einem Microcomputer wurde 1979 von Dan Bricklin and Bob Frankston auf dem Apple IIe unter dem Namen VisiCalc implementiert und wurde zu einer Killerapplikation (Verkaufsargument für den ganzen Rechner). Auf MS-DOS-Rechnern gab es verschiedene Umsetungen der Rechenblatt-Idee unter solchen Namen wie (von Lotus, von IBM gekauft), StarCalc (Star Division aus Hamburg) und Excel (Microsoft). Tabellenkalkulationen gelten heute als Teil von Büro-Software-Paketen, die außerdem noch eine Textverarbeitung, ein Datenbankprogramm und eine Präsentationsgrafik enthalten. Dieser Trend führte zu immer neuen Firmenkäufen, bis jeder Anbieter sein Paket zusammenhatte. Die Firma Sun gab den Quelltext ihres von Star gekauften Pakets für eine Open-Source- Weiterentwicklung frei, die im Jahr 2002 unter dem Namen OpenOffice.org herauskam und kostenlos vertrieben wird. Außerdem gibt es aber noch das kommerzielle Star Office. Dagegen gilt MS Office als Marktführer, da in den 90er Jahren Computer häufig mit diesem Produkt zusammen verkauft wurden. Grundlagen Relative und absolute Bezüge, Formeln, Diagramme, Teilen der Tabelle. Aufgabe: Fertige eine grafische Darstellung der Funktion 3 2 f ( x) = 0,4x + 1,3 x + 0,9x 0, 5 im Intervall [-2; 1,8] an. Mathematische Anwendungen Näherungsweise Bestimmung von Nullstellen mit dem Sekantenverfahren (regula falsi). Gesucht ist die Nullstelle der Funktion f(x). Zunächst werden die Funktionswerte zweier Argumente x 0 und x 1 gebildet und daraus eine Sekante ermittelt, die durch die x-achse in x 2 f ( x2 ) f ( x1) f ( x1 ) f ( x0 ) verläuft. Wegen der Ähnlichkeit ist = und damit, f(x2) auf 0 x x x x 2 x1 x0 gesetzt, x2 = x1 f ( x1). x 2 ist somit ein Näherungswert für die Nullstelle. f ( x1) f ( x0 ) Dieses Verfahren kann nun fortgesetzt werden, indem x 1 zu x 0 wird und x 2 zu x Und so findet die Idee in der Tabelle ihren Niederschlag: Als Funktion wählen wir 3 2 y = 0,4x + 1,3 x + 0,9x 0,5, und Anfangswerte sollen 1 und 2 sein. Hier ist auch ein Graph der Funktion:

2 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Die Formeleingabe für C3 erfolgt mittels Mausklick auf A4. E4 (=x2) wird vorwiegend mit Mausklicks errechnet (links). Die Iteration wird durch Kopie erreicht: B5 wird aus E4, und A5 aus B4 errechnet. Die Tabelle entsteht durch Kopieren relativer Bezüge (Bearbeiten, unten ausfüllen): Aufgabe 3 Die Funktion y = 0,4x + 2 1,3 x + 0, 9x hat im Unterschied zur oben beschriebenen Funktion drei Nullstellen. Ermittlie diese näherungsweise durch die richtige Wahl der Startwerte.

3 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Physikalische und chemische Anwendungen Import von Daten aus Meßgeräten Verschiedene Meßgeräte exportieren umfangreiche Tabellen im ASCII-Format. Beim Import ist der Text-Konvertierungsassistent von Excel hilfreich. Im OpenOffice ist der Menüeintrag Einfügen/Tabelle/Aus Datei erstellen/textcsv zu benutzen. In drei Stufen werden Entscheidungen über Textformat, Tabellentrennzeichen und ganz wichtig in deutschen Texten den Dezimaltrenner, das Komma bzw. den Punkt, getroffen: Die Excel-Option aus Bild wird im OpenOffice zu, falls Real-Zahlen mit Punkt zu konvertieren sind. Achtung: Tabellen mit mehr als 256 Spalten können Excel und OpenOffice calc nicht importieren. Aufgabe Importiere die Tabelle 1 ppm HNO3 Neb no ETV 17h05 (0.85 Neb Carrier B.xl und speichere sie als IMPORT.XLS. In der Tabelle gibt es mehrere Meßreihen. Ermittle aus der ersten Reihe ein Diagramm, das die Zählungen (Counts) für Cu65 über die Zeit aufträgt. Lineare Regression Mitunter ist aus Messungen eine Reihe entstanden, deren Werte um eine Gerade herum schwanken, deren Gleichung man gerne ermitteln möchte. Ein Verfahren bietet die lineare Regression, die in der Tabellenkalkulation angeboten wird. Excel: Rechtsklick auf Diagramm, Regression.Es können verschiedene, auch nichtlineare Regressionen gewählt werden, auch mit Angabe der Gleichung. OpenOffice: Klick auf fertiggestelltes XY-Diagramm, Menü Einfügen, Statistik Nichtlineare Achsenteilungen Manchmal müssen Achsen logarithmisch eingeteilt werden. Dies kann in einem fertiggestellten Diagramm nachträglich geschehen: Excel: im Diagramm Achse anklicken,

4 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Menü, Reiter Skalierung, OK OpenOffice: Aufs Diagramm doppelt klicken, Menü Format/Achse/Y-Achse (ähnlich zu Excel) Weitere Techniken Bedingte Berechnung mit WENN Beispiel: Bonus bei größeren Umsätzen. Werden mehr als umgesetzt, gibt es 5% Bonus, sonst nur 2%: Achtung: Im Gegensatz zur Excel-Hilfe müssen Semikolons gesetzt werden. Mappen verknüpfen Wird eine Tabelle zu groß, um in ihr noch eine Grafik unterzubringen, so lege man die Grafik auf einer weiteren Tabelle an. Weiterhin können Bezüge auf andere Tabellen zeigen: OLE (Object Linking and Embedding) Office-Dokumente können ineinander integriert werden. Mit der OLE-Technik können sogar Änderungen in einem Dokument im anderen Dokument wirksam werden. Jedoch ist dafür viel Speicher nötig, und die Dokumente müssen auf dem Rechner oder im Netz verbunden bleiben. OLE kann eine Fehlerquelle darstellen, wenn die Verknüpfungen nicht richtig gepflegt werden. Pivottabellen Mit Pivottabellen können große Datenmengen gezielt ausgewertet werden. Ein Assistent führt durch die Erstellung. Beispiel: Drei Schüler führen Beobachtungen an einer Straße durch:

5 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Messung der Fahrzeugfrequenz Vorbeifahrende Autos Beobachter Stunde LKW PKW Motorräder Müller Meier Schulz Müller Meier Schulz Müller Meier Schulz Müller Meier Schulz Die Tabelle kann jetzt mit dem Pivot-Assistenten (OpenOffice: Daten-Pilot) ausgewertet werden. Sinnvoll ist jetzt hier dieses Layout: Ergebnis: (spezielles Layout) oder

6 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena Arbeiten mit der Tabellenkalkulation Die Pivottabelle kann mit verschiedenen Layouts hergestellt werden. Viel Erfolg mit der Tabellenkalkulation wünscht Mirko König