Фрагмент для ознакомления
1
Паспорт проекта 3
Введение 4
Глава 1. Взаимосвязь математики и спирографа 6
1.1. Понятие кривых в математике 6
1.2. Математическая основа работы спирографа 7
Глава 2. Создание словаря-справочника о спирографе 18
2.1. Опрос 18
2.2. Основные определения, формулы и чертежи кривых 18
Заключение 22
Список информационных источников 23
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спирограф 24
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Гипотрохоида и гипоциклоида 25
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Текст опроса 26
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Правильные ответы на опрос 27
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Словарь-справочник “Работа спирографа с точки зрения математики” 28
Фрагмент для ознакомления
2
Паспорт проекта
Тема проекта: «Изучение работы спирографа с точки зрения математики».
Учебная дисциплина: ОУД13 Математика.
Тип (вид проекта): Исследовательский проект.
Область проектной деятельности: Математика.
Назначение и обоснование проекта: Демонстрация и применение математических знаний в практической деятельности человека, расширение кругозора и знаний в области математики.
Продукт проекта: Словарь-справочник.
Объект проекта: Работа спирографа.
Предмет проекта: Математика.
Специальность: 07.02.01 Архитектура.
Автор проекта:.
Руководитель проекта:.
Введение
Актуальность исследования. В недалеком прошлом автор данного проекта узнала о существовании спирографа и задалась следующими вопросами: Есть ли закономерность в основе его работы? Случайно ли получается такой аккуратный и точный рисунок? Это побудило автора исследовать этот прибор.
Сегодня математика, как и в прошлом, является неотъемлемой частью нашей жизни. А значит, современному человеку следует постоянно пополнять свой «багаж» знаний. Школьники, студенты и те, кто уже получил образование, могут расширить свои знания и кругозор в области математики, узнав, что в основе работы такого прибора как спирограф лежит понятие математических кривых. Таким образом, изучение данной не простой дисциплины станет гораздо интереснее, когда будет видно практическое применение математических знаний даже в игрушке для детского творчества ¬¬¬¬¬¬— спирографе.
В настоящий момент, к сожалению, многим не знакомо слово «спирограф», или его работа кажется слишком сложной, поэтому данное исследование станет очень актуальным для тех, кто хочет с легкостью и интересом изучать математику или занимается творчеством.
Цель работы заключается в том, чтобы выявить, обобщить и в доступной форме (в виде словаря-справочника) предоставить информацию о малоизученной взаимосвязи спирографа и математических знаний; определить, какие кривые можно построить с помощью данного прибора и какие формулы им присущи.
Задачи работы:
1. Изучить понятие кривых в математике;
2. Изучить математическую основу работы спирографа;
3. Выяснить, какие графические узоры создает спирограф и составить их описание;
4. Установить, какие формулы присущи кривым, которые способен построить спирограф;
5. Провести опрос среди одногруппников и оценить степень изученности кривых студентами;
6. Создать словарь-справочник с основными определениями, понятиями, чертежами кривых.
Объектом данного исследования является работа спирографа. Возможно, этот процесс может показаться чересчур сложным, что порождает проблемную ситуацию, исследуемую в работе.
Предметом исследования является математика.
Гипотеза данного исследования: Предполагается, что в основе работы спирографа лежит математическая основа.
Методами данного исследования являются:
- методы эмпирического уровня, такие как:
сравнение,
опрос,
наблюдение
- и метод теоретического уровня:
изучение и обобщение.
Основными материалами, которые будут использованы в работе, являются научная литература и Интернет-источники.
Глава 1. Взаимосвязь математики и спирографа
1.1. Понятие кривых в математике
Понятие математических кривых непосредственно связано со спирографом. Спирограф – это детская игрушка для создания замкнутых спиральных линий [1]. Чтобы понять связь между данным прибором и математикой, следует рассмотреть различные определения кривой. Геометрическое понятие кривой определяется в разных разделах математики различно [2]. В области элементарной геометрии кривая не имеет отчётливой формулировки. Например, Евклид определял кривую как «длину без ширины» или как «границу фигуры» [3].
В то же время кривая – это след, оставленный движущейся точкой или телом. Понятие математической кривой охватывает не только плавно изгибающуюся линию, но и прямую, а также фигуры, составленные из отрезков прямых. Например, треугольник или квадрат. Кроме того, в школьном курсе математики кривые рассматриваются как графики функций, окружность, эллипс и др.
Фрагмент для ознакомления
3
1 Кулик С.И. Спирограф. Теория и практика/ С.И. Кулик. – Москва: Наука, 2007.-12 с.
2 Савелов А. А. Плоские кривые: учебник для вузов/ А. А Савелов - Москва: Физматлит, 1960. – 265 с.
3 Васильев Н. Б. Прямые и кривые / Н. Б. Васильев, В. Л. Гутен-махер. -3-е изд. Москва: МЦНМО, 2000. -105 с.
4 Евграфова В.Л., Хабарова В.В. ТРАНСЦЕНДЕНТНЫЕ КРИВЫЕ НА ПЛОСКОСТИ // Материалы IX Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» URL: "https://scienceforum.ru/2017/article/2017036229">https://scienceforum.ru/2017/article/2017036229
5 Ж.-П. Серр. Алгебраические группы и поля классов. — М. : Мир, 1968. — 285 с.
6 Берман Г. Н. Циклоида: учебник/Г.Н. Берман. - Москва: Наука, 1975-105 с.
7 О.В. Сильванович. Лабораторный практикум по высшей математике. Специальныекривые. – СПб: Университет ИТМО, 2018. – 62 с.
8 Владимир Баталий. Гипотрохоида – создание интересных узоров http://matrixblog.ru/2017/01/12/gipotroxoida-sozdaniya-interesnyx-uzorov/
9 Гипоциклоида//Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II.
10 Джордж Салиба (1995), История арабской астрономии: планетарные теории во времена золотого века ислама, стр. 152-155.
11 Александрова Н. В. История математических терминов, понятий, обозначений: Словарь-справочник. — 3-е изд., испр. — М.: ЛКИ, 2008. — 248 с.
12 Касп // Математическая энциклопедия / И. М. Виноградов (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1979. — Т. 2. — 552 с. — 150 000 экз.
13 Эпитрохоида / Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов . — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
14 Старостин И. Е., "Спирограф: от игрушки до лазерного шоу", статья.
15 Эпициклоида / Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов . — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
16 В. Березин. Дельтоида (рус.) // [Квант (журнал). — 1977. — № 3 . — С. 19.