Skip to content

Nomogramy Mystery Cache

Hidden : 3/16/2024
Difficulty:
3 out of 5
Terrain:
2 out of 5

Size: Size:   small (small)

Join now to view geocache location details. It's free!

Watch

How Geocaching Works

Please note Use of geocaching.com services is subject to the terms and conditions in our disclaimer.

Geocache Description:


Keš pro pamětníky

„Pojďte a poslyšte pověsti z dávných časů.“
(Alois Jirásek v úvodu Starých pověstí českých)

Současná mladší generace si pamatuje začátky výpočetní techniky snad jen z „bájného vypravování starců,“ jak by řekl Kosmas. První počítače vznikly za 2. světové války v Anglii a pomohly luštit německé zprávy zašifrované stroji Enigma.  Zatímco na Západě automatizace rychle postupovala, země bývalé RVHP zoufale zaostávaly.

Před cca 50 lety se i u nás vedle velkých sálových počítačů JSEP nebo IBM začaly prosazovat  minipočítače. Teplická nemocnice – jako jedna z prvních v ČSSR – získala koncem 70. let minipočítače TESLA JPR 12 R. Označení „mini“ si tyto z dnešního hlediska „hračky“ plně zasloužily: např. naše dvanáctibitová JPR 12 R měla operační paměť 64 KB (to není překlep!) a dvě jednotky s disketami po 256 KB zabudované do skoro dva metry vysoké skříně. Monitor s klávesnicí, tiskárna, děrovač a snímač děrné pásky stály vedle (viz obrázek). Stačilo se naučit programovací jazyk (FORTRAN a ev. Assembler) – a už se počítalo. Ale běžní pracovníci tenkrát ještě počítače neměli. Kapesní kalkulačky teprve začínaly, takže se používala logaritmická pravítka, logaritmické tabulky a také mechanické kalkulačky, které sčítaly a odčítaly, dokonce některé i násobily (ale jak, to jsem nikdy nepochopil) a hrozně rachotily. Ale ani logaritmická pravítka (popsaná v mé minulé keši) nebyla všemocná. Chytré hlavy proto vymyslely něco šikovnějšího:

Nomogramy

Nomogram je dvourozměrný diagram navržený tak, aby umožňoval přibližný grafický výpočet matematické funkce. Obor nomografie byl založen v roce 1884 francouzským inženýrem Philbertem Mauricem d'Ocagne. Nomogramy umožňovaly před věkem kapesních kalkulaček rychlé a přesné výpočty. Výsledky z nomogramu jsou získány velmi rychle a spolehlivě pouhým nakreslením nebo znázorněním pomocí pravítka. Uživatel nemusí vědět, jak řešit algebraické rovnice, vyhledávat data v tabulkách, používat logaritmické pravítko nebo dosazovat čísla do rovnic, aby získal výsledky. Nemusí ani znát základní rovnici, kterou nomogram představuje.

Nomogram je tedy speciální graf, který umožňuje provádění výpočtů pomocí jednoduchých geometrických konstrukcí. Dnes ale většinou je už jen historickou kuriozitou. Nejjednodušším typem nomogramu je graf funkce v kartézské soustavě souřadnic. Osy mohou být kótovány lineárně, logaritmicky či podle jiné funkce. (1)

Nomogramy byly (a leckde ještě jsou) vhodné pro opakující se výpočty stejného problému. Usnadňují výpočty úloh tvořených několika málo proměnnými, i když mohou používat dosti složité vzorce. Jejich princip spočívá v tom, že (v nejjednodušší formě) obsahují tři stupnice.  Na jedné stupnici vyhledáme hodnotu první proměnné, na druhé stupnici hodnotu druhé proměnné. Přiložíme pravítko, spojíme obě vstupní hodnoty a na třetí stupnici pak přečteme výsledek. Mluvíme o spojnicových nomogramech

Obr. 1. Ukázka několika typů spojnicových nomogramů

Konstruovat takovéto nomogramy ovšem vyžaduje umět počítat determinanty matic a moduly stupnic. Naštěstí nám to ulehčili pánové Cauchy, Clark a Soreau, kteří navrhli vzorový postup u několika tříd  úloh. (5). Více příkladů nomogramů najdete na internetu pod heslem nomogramy. (2) (pak tam klikněte na Obrázky)

*  *  *

Nejlépe si to ozřejmíme na příkladech, tentokrát z medicíny:

Funkční vyšetření plic (spirometrie)

      Obr. 2:  Nomogram pro vyhodnocení spirometrického vyšetření

Spojnicový nomogram z roku 1975 slouží k zjištění šesti základních hodnot potřebných k hodnocení funkce plic a průdušek (3). Pacient se co nejvíc nadechne a co s největším úsilím rychle vydechne do přístroje zvaného spirometr. Hodnotí se např. maximální objem vydechnutého vzduchu (vitální kapacita plic – VC) a rychlost výdechu (obvykle objem vydechnutého vzduchu v první sekundě od začátku výdechu – FEV1). Vše lze vypočítat z tohoto nomogramu a ani k tomu nepotřebujeme kalkulačku. Postup výpočtu je uveden v pravé části obrázku. Např. červená čára spojuje hodnotu VC 4,2 litru na stupnici A s hodnotou FEV1 2,2 l na stupnici B (ta je obrácená). Na prostřední stupnici čteme hodnotu FEV1/VC = 52 %. Podobně z tohoto nomogramu vyčteme další ukazatele, podle kterých pak určíme typ a závažnost ventilační poruchy. Formát A4 byl pro přesnost těchto výpočtů zcela dostačující.
Připomínám, že tehdy měl kalkulačku ještě málokdo a o PC jsme si tenkrát museli nechat jenom zdát. Dnešní automatické spirometry ale už vše samy spočítají a ještě výsledky vytisknou.

Také existují nomogramy se třemi nezávislými a jednou závislou proměnou, např. zde (obr. 3): 

Tento nomogram z roku 1975 sloužil pro určení náležité hodnoty vitální kapacity (NH VC) z váhy (správně hmotnosti), výšky a věku vyšetřované osoby. Není spojnicový (tři body obvykle přímkou nespojíte), ale je založen na principu grafického sčítání úseček (4). Vychází z Anthonyho vzorce, existuje ovšem spousta dalších vzorců, nomogramů a tabulek pro výpočet  NH VC.










Vnitřní prostředí a acidobazická rovnováha

Poslední nomogram (obr. 4) se dodával k přístroji pro diagnostiku poruch vnitřního prostředí – konkrétně ze změřeného pH krve se vypočetly hodnoty pCO2, aktuálních a standardních bikarbonátů, excesu bazí BE a dalších ukazatelů. Vyšetřuje se metodou vyvinutou Astrupem, podle kterého se toto vyšetření také běžně nazývá. Nomogram nahrazující složité výpočty vymyslel Ole Siggaard-Andersen. 

Obr. 4: Siggaard-Andersenův nomogram pro výpočet ukazatelů
            acidobazické rovnováhy Astrupovou metodou

Zde je ukázka stanovení pCO2 a BE ze změřeného pH, jak se to počítalo dřív. (V současnosti samozřejmě už máme analyzátory, které všechno spočítají za nás a výsledek vytisknou. Navíc přímo měří i pO2.) Hodnoty na tomto obrázku představují těžce nemocného pacienta, kterému špatně fungují plíce (vysoké pCO2), má hodně nízké pH a jeho metabolizmus je už dosti rozvrácen (BE = –10). Podobných pacientů bylo v nedávné době v souvislosti s Covidem na většině ARO a JIP víc než dost. Obvykle to byli lidé starší (nad 65 let), obézní a s přidruženými chorobami. Vážnou komplikaci představovala cukrovka. 

U pacientů v těžším stavu, po operaci, úrazech apod. se bez tohoto vyšetření už neobejdeme.  Nechci zacházet do podrobností, ale organismy mohou existovat pouze v úzkém rozmezí pH. Normální hodnota pH je lehce alkalická (7,36–7,44); BE má být u zdravého člověka ± 2,3 mmol/l a pCO2 36–43 torr. Stálé pH v těle zabezpečují plíce a ledviny a dále nárazníkové systémy (pufry), především bikarbonáty, fosfáty, bílkoviny a červené krevní barvivo hemoglobin. 

Ale neodpustím si aspoň tuto poznámku:

Ve sdělovacích prostředcích se stále opakují bludy o překyselení organismu, když člověk nebude dodržovat dietní pokyny pisatelů, většinou samozvaných „odborníků“ na výživu a na „zdravý způsob života“. Ale protože vědí, že zákazy se toho moc nezmůže, tak nám ochotně nabízejí prášky nebo čaje, které nás mají „odkyselit“. No nekupte to za ty peníze,  jde přece o zdraví vaše a vašich blízkých..!  (A až vám bude někdo někdy vykládat cosi o překyselení, tak se ho zeptejte, co mu říkají jména Henderson, Hasselbalch, Siggaard-Andersen, případně jestli vůbec ví, co je to pufr...)

Jak najít keš

A. Lehká verze (za to budete muset absolvovat cestu na stage 1, kde se teprve dozvíte souřadnice finálky):

Odpovězte na tyto otázky:

Henderson (příjmení) byl:

a) Americký pilot a válečný hrdina, který zahynul v boji

   27 - u ostrova Quadalcanal
   35 - u atolu Midway
   44 - nad Okinawou
     0 - žádná z těchto odpovědí není správná

b) Objevitel planety
   13 - Uran
   15 - Neptun
   72 - Pluto
     0 - žádná z těchto odpovědí není správná

c) Cirkusový artista a klaun, o němž se zmiňuje též jedna píseň skupiny The Beatles. V titulu této písně je zmíněno jméno
   31 - Kite
   41 - Rita
   51 - Maxwell
     0 - žádná z těchto odpovědí není správná

d) Objevitel prvku
   22 - Germanium
   45 - Selen
   57 - Praseodym
     0 - žádná z těchto odpovědí není správná

e) Fyziolog, chemik, biolog, filozof, autor mnoha nomogramů a autor známé rovnice (kterou později upravil Hasselbalch), se narodil v roce
   10 - 1874
   15 - 1878
   20 - 1945
     0 - žádná z těchto odpovědí není správná

Body uvedené před každou správnou odpovědí sčítejte. Součet označte S
Samozřejmě že nejde o jednu osobu jménem Henderson! 

Součet S dělte číslem 54,509885, čímž dostanete číslo ABCDEFGH. Desetinné čárky si nevšímejte a číslici H nezaokrouhlujte.

Souřadnice STAGE 1 zjistíte ze vzorce  N 50° 38.CDE'  E 13° 43.FGH'

Ještě kontrola

GeoCheck.org

a jděte na stage 1!
Můžete si ověřit finální souřadnice u druhého GeoChecku (pro těžkou verzi). Sice je už znáte, ale tam najdete pokyny i fotohint.

B. Těžká verze: (půjdete rovnou na finálku):

  1. V této těžší verzi nebudete hledat jediné správné řešení. Vaším úkolem bude prověřit všech 45  možných kombinací odpovědí, tzn. správných i nesprávných, a z nich vybrat ty,  jejichž součet bodů S bude 125 až 130. (např. 27, 0, 41, 57, 0 dá součet 125). Počet takových kombinaci dosaďte za X.

  2. Počet kombinací se součtem 100 dosaďte za Y. (To je ochrana před vykuky, kteří by chtěli hádat Z metodou BF).

Z = X * Y

Číslo Z dělte číslem 13,768853, čímž dostanete číslo ABCDEFGH. Desetinné čárky si nevšímejte a číslici H nezaokrouhlujte.

Souřadnice finálky zjistíte ze vzorce  N 50° 38.CDE'  E 13° 43.FGH'

Ještě kontrola

GeoCheck.org

a hurá na finálku!

*  *  *

Literatura 

  1.  https://en.wikipedia.org/wiki/Nomogram
  2. Wikipedie – heslo Nomogramy
  3. Appl, L., Nomogram k hodnocení usilovného rozepsaného výdechu vitální kapacity. Studia pneumol. phtiseol. cechoslov., 36, 1976, č. 4, s. 246–249.
  4. Appl, L., Nomogram pro výpočet náležité hodnoty vitální kapacity. Studia pneumol. phtiseol. cechoslov., 38, 1978, č. 1, s. 44–46.
  5. Opava, Z.:  Jak sestrojovat spojnicové nomogramy. Polytechnická knižnice. Praha, PRÁCE-SNTL 1972.

Konec textu 

GCAMZXD – verze 2.0b z  5. 4. 2024
(CC BY-SA 3.0 CZ)  ladislavappl 2024
Napsáno v Kompozeru


Additional Hints (Decrypt)

Cbq xnzral.

Decryption Key

A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M
-------------------------
N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z

(letter above equals below, and vice versa)