Posted in February 2021
Hogere Machten
Gisteren bekeken we een weergave in woorden van een kansberekening in een column van Maarten Keulemans. Vandaag kijken we even naar die berekening zelf en hoe je snel iets over de 5000ste macht van een breuk als 9999/10000 kunt zeggen.
Even ter herinnering:
En het protest op De Dam? Misschien had men gewoon geluk, berekende epidemioloog Frits Rosendaal (LUMC). ‘De kans om corona te hebben, was op dat moment klein, ongeveer een op tienduizend’, stelt Rosendaal. ‘Dat maakt de kans dat van de 5.000 aanwezigen er een of meer besmettelijk waren, op dat moment 39 procent: 1 min 9.999 gedeeld door 10.000, tot de macht 5.000. Vandaar dat er niks gebeurd is.’
Gisteren hebben we gezien dat de te berekenen kans er zo uit moet zien:
Nu kun je die macht in een rekenmachientje stoppen en als dat goed geprogrammeerd is krijg je ongeveer 0,6065, en dat geeft inderdaad, afgerond, een kans van 39 procent.
Met de juiste formules kun je bijna uit het hoofd een goede onderschatting van de macht maken, en daarmee een overschatting van die kans. De eerste formule is een ongelijkheid:
Deze ongelijkheid heeft een naam: De Ongelijkheid van Bernoulli, deze geldt voor alle x-en groter dan -1 (en ongelijk aan 0), en alle nauurlijke getallen. Als we 9999/10000 schrijven als 1-1/10000 kunnen we x=-1/10000 nemen, en n=5000, met als resultaat
Zonder al te veel moeite zien we dat de kans in ieder geval kleiner dan ½ was. Voor dit soort schattingen is de Ongelijkheid van Bernoulli een mooi stuk gereedschap om bij de hand te hebben.
Wat scherper
Kan het beter? Ja natuurlijk. Wat extra kennis over over de rij (1-1/n)n vertelt ons dat
en daaruit vinden we dan (met een relatieve fout van niet meer dan 0,0001):
Hierin is e het grondtal van de natuurlijke logaritme.
Onze macht is dan ongeveer de wortel uit 1/e; en daar hebben we een reeks voor die iedere eerstejaars wiskundestudent leert:
En de eerste paar termen geven ons een antwoord dat al heel dicht bij het resultaat van het rekenmachientje ligt.
Binomium
Voor degenen die het Binomium van Newton kennen (en beheersen): schrijf de eerste paar termen van de uitgewerkte macht maar eens op en vergelijk met de som voor 1/√e.
Spreken met haakjes
In een column van Maarten Keulemans in de Volkskrant werd aan het eind even snel aangegeven hoe groot de kans was dat er bij de Black-Live-Matter demonstratie op 2 juni iemand was die met corona besmet was. Aan het eind gebeurde iets dat mij op het verkeerde been zette.
Daar stond namelijk dit
En het protest op De Dam? Misschien had men gewoon geluk, berekende epidemioloog Frits Rosendaal (LUMC). ‘De kans om corona te hebben, was op dat moment klein, ongeveer een op tienduizend’, stelt Rosendaal. ‘Dat maakt de kans dat van de 5.000 aanwezigen er een of meer besmettelijk waren, op dat moment 39 procent: 1 min 9.999 gedeeld door 10.000, tot de macht 5.000. Vandaar dat er niks gebeurd is.’
Ik heb de zinsnede waar ik over struikelde even rood gemaakt. Het gaat mij om die komma.
Voor de komma staat dus “1 min 9.999 gedeeld door 10.000” en na de komma “tot de macht 5.000”. Die komma had voor mij de functie van haakjes, en met Mijnheer Van Dalen aan mij zijde las ik het gedeelte ervoor als
en met de komma als haakjes las ik
en daar staat gewoon 0,00015.000 en dat is 10-20.000, veel kleiner dan 0,39 dus.
Dat was niet de bedoeling. De bedoeling was dat de haakjes heel anders stonden, namelijk zo:
Dat is nog lastig in zo’n snelle zin te formuleren; als ik dit op college zou doen zou ik het natuurlijk op het bord schrijven maar soms spreek ik het uit voor ik het opschrijf. Ik zou er dit van maken: “1 min de 5000ste macht van: 9999 gedeeld door 10000”. En bij die “9999 gedeeld door 10000” zou ik de haakjes met mijn armen uitbeelden.
Morgen zullen we even naar die 5000ste macht kijken: hoe kun je snel zien dat hij groter dan een half is? En dus die kans kleiner dan een half?
Recent Comments