Slovní úlohy

Ukázka slovní úlohy (rozbor, analýza) v aplikaci Calculio

Podporované typy slovních úloh

  • Řešíme pouze slovní úlohy vedoucí k rovnicím, nerovnicím a soustavám rovnic
  • Zaměřujeme se na řešení slovních úloh na základních a středních školách s průměrnou obtížností
  • Podporované typy slovních úloh
    • Slovní úlohy na přímou a nepřímou úměru (a jejich kombinace)
    • Slovní úlohy na pohyb
    • Slovní úlohy na společnou práci
    • Slovní úlohy na směsi a roztoky
    • Slovní úlohy na posloupnosti (aritmetická, geometrická)
    • Slovní úlohy na množiny (Vennovy diagramy, kartézský součin)
    • Slovní úlohy na kombinatoriku
    • Slovní úlohy s geometrickými výpočty (obvody, obsahy, objemy, apod.)
    • Slovní úlohy na extrémy pomocí derivace
    • Specifické úlohy (věk, NSN, NSD, procenta, měřítko, hodinové ručičky apod.)
    • Obecné úlohy
  • Podporované typy matematických operací
    • Slovní úlohy vedoucí k lineární rovnici
    • Slovní úlohy vedoucí k lineární nerovnici
    • Slovní úlohy vedoucí ke kvadratické rovnici
    • Slovní úlohy vedoucí k soustavě rovnic
    • Slovní úlohy vedoucí k exponenciální rovnici/nerovnici
    • Slovní úlohy vedoucí ke goniometrické rovnici
    • A další
  • Prohlédněte si živou ukázku

Výhody oproti samotným AI nástrojům

  • Mezi hlavní výhody patří například:
    • Přidali jsme stovky postupů a znalostí, které zvyšují šanci na úspěšné vyřešení
    • Přehlednější řešení díky pevné struktuře
    • Lépe a přehledněji řešíme rovnice, nerovnice, soustavy
    • Každý krok postupu je detailně vysvětlen
    • Neplatíte žádnou pravidelnou měsíční platbu, jen vždy to, co budete potřebovat
    • Strávili jsme stovky hodin na optimalizaci řešení, pro co nejlepší výstupy.
Ukázka slovní úlohy (řešení rovnic krok za krokem) v aplikaci Calculio
Ukázka slovní úlohy (sestavení rovnic s vysvětlením) v aplikaci Calculio

Omezení

  • Ačkoliv dosahujeme více než 90% úspěšnosti řešení slovních úloh (dle empirických testů), nelze zaručit, že každá úloha bude správně vyřešena
  • Je to dáno tím, že ani nejlepší dnešní LLM (large language models), které používáme pro analýzu textu zadání nejsou bez chyb (přestože jim přidáváme mnoho dodatečného know-how)
  • Například úspěšnost u řešení úloh ve sbírce – Jindra Petáková: Matematika – příprava k maturitě a přijímacím zkouškám na VŠ je v průměru 95% (je zde 20 úloh).
  • Přítomnost LLM pro analýzu textu a sestavení rovnic přidává určitý nedeterminismus. Výstup tedy není pokaždé stejný, ale může se v čase lišit (ačkoliv oba výstupy mohou být správné).
  • Obtížnost úlohy se těžko uchopuje, jelikož záleží na velké řadě faktorů. Namátkou:
    • Jazyková náročnost – délka a struktura textu, slovní zásoba, jasnost formulací (komplikování, nejednoznačnost – např. u zájmen)
    • Matematická náročnost – počet matematických kroků, typ matematických operací, abstraktnost úlohy
    • Logická náročnost – počet podmínek, složitost logických vztahů (časové posloupnosti, vzájemné závislosti)
    • Formulace zadání – přítomnost irelevantních informací
    • Kontext úlohy
    • a další
  • Doporučení pro řešení slovních úloh:
    • Vždy zadávejte pouze 1 úlohu
    • V případě, že úloha obsahuje podotázky, pak by měly být maximálně 3
    • Neřešíme úlohy, které nevedou přímo k rovnicím/nerovnicím/soustavám - jako např. konstrukční úlohy, důkazy, grafické (obrázkové) úlohy, enumerace apod.
    • Pro focení je ideální tištěný vstup. U ručně psaného je míra úspěšnosti nižší (záleží na stylu písma) a je zapotřebí úlohu před odesláním zkontrolovat a případně upravit. Případně lze zadat ručně nebo zkopírovat.

Technické řešení

Připravili jsme pro vás přehledné a zjednodušené schéma, které ukazuje, jakým způsobem efektivně řešíme slovní úlohy. Naše řešení přináší hned několik výhod:

  • Klasifikace slovní úlohy nám umožňuje přidat specifické znalosti a postupy, které výrazně zvyšují šanci na úspěšné vyřešení úlohy. U složitějších úloh dokonce zapojujeme i předběžnou analýzu.
  • Pevná struktura úloh – na rozdíl od neorganizovaného toku informací s průběžnými opravami, které současné LLM nabízí, s námi máte jistotu, že úloha bude mít jasnou a promyšlenou formu.
    • Zavedení neznámých
    • Rozbor úlohy (analýza)
    • Vytyčení cílů úlohy (na co se úloha ptá)
    • Sestavení rovnic včetně vysvětlení
    • Podrobný postup řešení rovnic krok za krokem s detailním vysvětlením každé operace
    • Ověření výsledku oproti podmínkám
    • Vypočítání cílů
    • Závěr slovní úlohy
  • Díky vytváření strukturovaných dat jako výstupu se sami postaráme o všechny početní operace, včetně finálních výsledků. To zaručuje, že:
  • Řešení rovnic a soustav probíhá bez chyb, což nám umožňuje úspěšně vyřešit i ty nejnáročnější úlohy, které čistě na LLM selhávají. Většinou používájí knihovnu v Pythonu, která neumí řešit složitější rovnice/soustavy.
  • Každá rovnice, soustava a veškeré matematické úpravy jsou vysvětleny krok za krokem do posledního detailu – něco, co u standardních LLM nenajdete.
Schéma technického řešení slovních úloh v aplikaci Calculio