Методическая разработка «Математика царица всех наук» (неделя математики)
Скачать 0.65 Mb.
|
| Раздел геометрии, в котором изучаются фигуры на плоскости. (Планиметрия) Раздел геометрии, в котором изучаются свойства фигур в пространстве. ( Стереометрия)
Конкурс № 7: «Итоговый цейтнот»: Команды по очереди называют художественные произведения (рассказы, сказки, пословицы, поговорки, песни, в которых встречаются математические термины и числа (по 1 баллу за правильный ответ). Подведение итогов: Слово предоставляется жюри, командам вручаются призы: за победу и утешительный приз. Приложение 3 Из истории математики Язык математики – язык многих наук. Ещё в древности им пользовались и астрономы, и землемеры, средневековая гравюра. Большинство из нас привычно пользуются математическими символами, не задумываясь, кто же именно и когда их придумал. Долгое время книга Л.Ф. Магницкого «Арифметика, или Наука числительная», изданная в 1703 году, была настольной книгой всех образованных людей. Великий русский учёный М.В. Ломоносов называл ёё вместе с учебником грамматики «вратами своей учёности». Книга Л.Ф. Магницкого называлась «Арифметика, или Наука числительная», но кроме арифметики там были начала алгебры, геометрии, тригонометрии и даже немного мореходной астрономии. Это была настоящая энциклопедия по математике, в которой каждое правило, каждый приём подробно разъяснялся и подкреплялся решением примеров и практических задач. ПИФАГОР (ок. 570 – ок. 500 гг. до н.э.) Письменных документов о Пифагоре Самосском не осталось, а по более поздним свидетельствам трудно восстановить подлинную картину его жизни и достижений. Известно, что Пифагор покинул свой родной остров Самос в Эгейском море у берегов Малой Азии в знак протеста против тирании правителя и уже в зрелом возрасте (по преданию в 40 лет) появился в греческом городе Кротоне на юге Италии. Пифагор и его последователи – пифагорейцы – образовали тайный союз, игравший немалую роль в жизни греческих колоний в Италии. Пифагорцы узнавали друг друга по звездчатому пятиугольнику – пентаграмме. На учение Пифагора большое влияние оказала философия и религия Востока. Он много путешествовал по странам Востока: был в Египте и в Вавилоне. Там Пифагор познакомился и с восточной математикой. Математика стала частью его учения, и важнейшей частью. Пифагорейцы верили, что в числовых закономерностях спрятана тайна мира, Мир чисел жил для пифагорейца особой жизнью, числа имели свой особый жизненный смысл. Числа, равные сумме своих делителей, воспринимались как совершенные (6, 28, 496, 8128); дружественными называли пары чисел, из которых каждое равнялось сумме делителей другого (например, 220 и 284). Пифагор впервые разделил числа на четные и нечетные, простые и составные. Он ввел понятие фигурного числа. В его школе были подробно рассмотрены пифагоровы тройки натуральных чисел, у которых квадрат одного равнялся сумме квадратов двух других. Пифагору приписывается высказывание: «Все есть число». К числам, он хотел свести весь мир, и математику в частности, имея в виду натуральные числа. Но в самой школе Пифагора было сделано открытие, нарушавшее эту гармонию. Было доказано, что не является рациональным числом, т.е. не выражается через натуральные числа. Естественно, что геометрия у Пифагора бала подчинены арифметике, это ярко проявилось в теореме, носящей его имя и ставшей в дальнейшем основой применения численных методов в геометрии. (Позже Евклид вновь вывел на первое место геометрию, подчинив ей алгебру.) По-видимому, пифагорейца знали правильные тела: тетраэдр, куб и додекаэдр. Пифагору приписывают систематическое введение доказательств в геометрию, создание планиметрии прямолинейных фигур, учения о подобии. С именем Пифагора связывают учение об арифметических и геометрических пропорциях. Следует заметить, что Пифагор считал Землю шаром, движущимся вокруг Солнца. Когда в XVI в. церковь начала ожесточенно преследовать учение Коперника, это учение упорно именовалось пифагорейскими. ПИФАГОР (6-й век до н.э.) Пифагор родился на греческом острове Самос в Эгейском море и, по сохранившимся преданиям, много путешествовал. Жил в Египте, Вавилоне, совершил путешествие в Индию, знакомился с достижениями науки этих стран. Потом он поселился на юге нынешней Италии, где основал пифагорейский союз – общество философов. Отличительным знаком этого общества была пятиконечная звезда – пентаграмма, которая у них называлась «Здоровье». Пифагорейцы много занимались наукой, особенно математикой. Самой знаменитой из открытых ими теорем стала теорема Пифагора, гласящая , что сумма площадей квадратов, построенных на катетах прямоугольного треугольника, равна площади квадрата, построенного на его гипотенузе. Получающуюся при этом картинку школьники с давних пор прозвали «пифагоровыми штанами». Пифагорейцы изучили варианты, в которых величины всех сторон прямоугольного треугольника выражаются целыми числами. Вообще они придавали числам очень большое значение, считая, что через них можно выразить все закономерности в мире. И сами числа они наделили разнообразными свойствами. Например, они считали, что 5 символизирует цвет, 6 – холод, 7 – разум, здоровье и свет, 8 – любовь и дружбу и т.д. Числа, равные сумме всех своих делителей, такие, как 6, 28, 496, 8128, они считали совершенными, а дружественными числами называли такие пары чисел, из которых каждое равнялось сумме делителей второго числа. Это пифагорейцы разделили числа на четные и нечетные и заметили, что если складывать последовательно нечетные числа 1+3+5+7+…, то после каждого сложения будут получаться числа, являющиеся квадратами: 1, 4, 9, 16… К числу математических наук пифагорейцы относили арифметику, геометрию, астрономию и музыку. Да, да, музыку! Они установили, что высота звучания струны зависит от ее длины, то есть вновь от числа, и создали первую математическую теорию музыки. Большое внимание пифагорейца уделяли также физическим упражнениям, а сам Пифагор был олимпийским чемпионом по кулачному бою. Пифагорейцы знали, что Земля – шар, который вращается вокруг Солнца, как и все остальные планеты. Но затем эти знания были забыты, и через две тысячи лет польскому астроному Копернику пришлось вновь отстаивать эту теорию строения Вселенной, которую церковники называли пифагорейской. ЕВКЛИД (ок. 365 до н. э. - 270 до н. э.) Об этом выдающемся древнегреческом математике, жившим в 3-м в. до н. э., сохранилось мало сведений. Он был родом из Афин и жил в Александрии. Преподавал математику, астрономию. Согласно преданию, царь Птолемей I, желавший изучить геометрию, потребовал, чтобы Евклид нашел для него путь в науку быстрый и легкий, поскольку непристойно следовать той же дорогой, которой идут все. На это Евклид ответил, что царского пути в геометрию нет, надо трудиться, старательно изучать теоремы, решать задачи. До нас дошли немногие его сочинения. Основные из них – 15 книг под общим названием «Начала». Два тысячелетия эти книги оставались энциклопедией геометрии. И в наши дни в учебниках геометрии можно найти многие теоремы Евклида. Недаром изучаемую в школе геометрию называют евклидовой. Чем же замечательна его книга? В ней очень хорошо, продуманно изложены все знания по геометрии, накопленные к тому времени, и, главное, впервые была сделана попытка дать аксиоматическое изложение геометрии. Поясним это следующим образом. На рис.1 изображен параллелограмм – четырехугольник, у которого противоположные стороны параллельны. Если их измерить линейкой, то можно убедиться, что они равны: AB=CD и AD=BC. Но в математике принято получать новые факты не измерением, а рассуждением, (которое называется доказательством). Как же можно доказать равенство противоположных сторон параллелограмма? Если развернуть параллелограмм по АС, то он распадется на два треугольника АВС и АDС. Они равны и при наложении друг на друга полностью совпадут. При наложении отрезок АВ совпадет с CD, и потому эти отрезки равны. Точно также ВС совпадет с АD. Значит, чтобы доказать равенство противоположных сторон, нужно убедиться, что треугольники АВС и АDС равны. Как? У этих треугольников есть общая сторона АС. Если бы мы доказали, что 1 = 2, а 3= 4, то при наложении совпали бы кроме АС и другие стороны – вот и получилось бы, что треугольники равны. Значит, надо установить, что если две параллельные прямые пересечены третьей прямой, то образуются равные углы. А чтобы в этом убедиться, надо изучить свойства параллельных прямых (рис.2). Вот так, анализируя каждый факт геометрии, можно установить, из чего он вытекает. А для этого нужно выделить еще более простые факты. В конце концов получается набор совсем простых истин, из которых, идя обратным путем, можно получить все теоремы геометрии. А сами эти выделенные истины настолько просты, что не возникает вопроса о необходимости их доказывать. Их назвали аксиомами. Среди сформулированных Евклидом аксиом имеются, например, следующие: «через две точки можно провести прямую» (рис.3), «все прямые углы равны между собой» (рис.4), «через точку можно провести только одну прямую, параллельную данной» (рис.5). После Евклида математики многих поколений стремились улучшить, дополнить его систему аксиом геометрии. Большую роль сыграли исследования Архимеда. Но лишь к концу 19-го столетия (спустя две с лишним тысячи лет после Евклида!) был получен логически безупречный список аксиом геометрии. И хотя мы теперь знаем, что в аксиомах Евклида было много несовершенного, неокончательного, но идея об аксиоматическом построении науки, высказанная еще Аристотелем – учителем Евклида и творцом логики, была очень ценной, плодотворной. Она определила на два тысячелетия дальнейшее развитие геометрии. Известны также его работы по астрономии, оптике, теории музыки АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ КОЛМОГОРОВ (1903-198) Он рано начал проявлять разнообразные интересы. Учась в московской гимназии. Колмогоров увлекался биологией, физикой, историей. В 14 лет самостоятельно по энциклопедии стал изучать высшую математику. Вся жизнь и деятельность А. Н. Колмогорова была неразрывно связана с Московским университетом. В университете молодой ученый примкнул к школе Н. Н. Лузина. В 20-е гг. лузинская школа переживала пору своего расцвета, активно работали П. С. Александров, Д. Е. Меньшов, Л. А. Люстерник. В возрасте 19 лет Колмогоров сделал крупное научное открытие – построил всюду расходящийся тригонометрический ряд. Его имя становится известным в научном мире. Занятия теорией множеств и тригонометрическими рядами пробудили у А. Н. Колмогорова интерес к теории вероятностей. Его книга «Основные понятия теории вероятностей» (1936), где была построена аксиоматика теории вероятностей, принадлежит к числу классических трудов в этой области науки. А. Н. Колмогоров был одним из создателей теории случайных процессов. Ученому принадлежат фундаментальные научные открытия в классической механике, где после исследований И. Ньютона и П. Лапласа он сделал радикальный прорыв в решении основной проблемы динамики, касающейся устойчивости Солнечной системы. В гидродинамике (теории турбулентности) А. Н. Колмогорову принадлежат достижения, имеющие характер открытия законов природы. В 1956-1957 гг. ученый предпринял атаку на 13-ю проблему Гильберта, приведшую к ее полному решению (результат был получен учеником А. Н. Колмогорова – В. И. Арнольдом) и к дальнейшему развитию проблематики. А. Н. Колмогоров обогатил науку во многих других областях: в математической логике, математической статистике, функциональном анализе, теории дифференциальных уравнений и динамических систем, теории информации, занимался применением математических методов в теории стрельбы, лингвистике, биологии. В конце жизни А. Н. Колмогоров сделал попытку вскрыть самую сущность понятий «порядок» и «хаос», показать , как хаотические процессы, воспринимаемые нами как случайные, возникают из детерминированных, но сложно устроенных явлений. Так возникла его концепция случайности какалгоритмической сложности. В последние годы своей жизни ученый принимал деятельное участие в разработке вопросов математического образования в средней школе и университетах, внес огромный вклад в дело просвещения. Многие крупнейшие академии и университеты мира избрали А. Н. Колмогорова в число своих членов, ему были присуждены Государственная (1941) и Ленинская (1965) премии, премии АН СССР им. П. Л. Чебышева и Н. И. Лобачевского, Международные премии Вольфганга (1963) и Вольфа (1981). Ученый удостоен звания Героя Социалистического Труда, награжден 7 орденами Ленина, орденам Трудового Красного Знамени и Октябрьской Революции, медалями. А. Н. Колмогоров был неповторимой и многогранной личностью. Необыкновенная сила его разума, широта его культурных интересов, неустанное стремление к истине, благородство и бескорыстие его помыслов оказывали благотворное воздействие на всех, кто его знал. СОФЬЯ ВАСИЛЬЕВНА КОВАЛЕВСКАЯ (1850-1891) Первая русская женщина-математик С. В. Ковалевская родилась в Москве в богатой семье генерал-лейтенанта артиллерии в отставке Корвин-Круковского. Девочка росла разносторонне способной, но особенно ее увлекала математика. Ее первое знакомство с математикой произошло , когда ей было 8 лет. Для оклейки комнат не хватило обоев, и стены комнаты маленькой Сони оклеили листами лекций М. В. Остроградского по математическому анализу. С. В. Ковалевская вспомнила, что «от долгого ежедневного созерцания внешний вид многих из формул так и врезался в моей памяти…» С 15 лет она начала систематически изучать курс высшей математики. В то время в России женщинам было запрещено учиться в университетах и высших школах, и, чтобы уехать за границу и получить там образование, С. В. Ковалевская вступила в фиктивный брак с молодым ученым-биологом В. О. Ковалевским (со временем этот брак стал фактическим). В 1869 г молодые супруги уезжают в Германию, Ковалевская посещает лекции крупнейших ученых, а с 1870 г. она добивается права заниматься под руководством немецкого ученого К. Вейерштрасса. Занятия носили частный характер, так как и в Берлинский университет женщин не принимали. В 1874 г. Вейерштрасс представляет три работы своей ученицы в Геттингенский университет для присуждения степени доктора философии, подчеркивая, что для получения степени достаточно любой из этих работ. Работа «К теории дифференциальных уравнений в частных производных» содержала доказательство решений таких уравнений. В наши дни эта важнейшая теорема о дифференциальных уравнениях называется теоремой Коши-Ковалевской. Другая работа содержала продолжение исследований Лапласа о структуре колец Сатурна, в третьей излагались труднейшие теоремы математического анализа. Степень была присуждена Ковалевской «с высшей похвалой». С дипломом доктора философии она возвращается в Петербург и почти на 6 лет оставляет занятия математикой. В это время начинается ее литературно-публицистическая деятельность. В 1880 г. Ковалевская переезжает в Москву, но там ей не разрешили сдавать в университете магистерские экзамены. Не удалось ей получить также место профессора на Высших женских курсах в Париже. Только в 1883 г. она переезжает в Швецию и начинает работать в Стокгольмском университете – период расцвета ее научной и литературной деятельности. В 1888 г. Ковалевская написала работу «Задача о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки», присоединив к двум движениям гироскопа, открытым Л. Эйлером и Ж. Лагранжем, еще одно. За эту работу ей была присуждена премия Парижской академии наук – премия Бордена, причем сумма премии была увеличена ввиду высокого качества работы. Через год по настоянию П.Л. Чебышева и других русских математиков Петербургская академия наук избрала Ковалевскую своим членом-корреспондентом. Предварительно для этого было принято специальное постановление о присуждении женщинам академических званий. С. В. Ковалевская мечтала о научной работе в России, но ее мечта не сбылась, в 1981 г. она умерла в Стокгольме. из истории математики ЛЕОНАРД ЭЙЛЕР (1707-1783) Эйлер - крупнейший математик XVIII века, родился в Швейцарии. В 1727 г. по приглашению Петербургской академии наук он приехал в Россию. В Петербурге Эйлер попал в круг выдающихся ученых: математиков, физиков, астрономов, получил большие возможности для создания и издания своих трудов. Он работал с увлечением и вскоре стал, по единодушному признанию современников, первым математиком мира. Научное наследие Эйлера поражает своим объемом и разносторонностью. В списке его трудов более 800 названий. Полное собрание сочинений ученого занимает 72 тома. Среди его работ – первые учебники по дифференциальному и интегральному исчислению. В теории чисел Эйлер продолжил деятельность французского математика П. Ферма и доказал ряд утверждений: малую теорему Ферма, великую теорему Ферма для показателей 3 и 4. Он сформулировал проблемы, которые определили горизонты теории чисел на десятилетия. Эйлер предложил применить в теории чисел средства математического анализа и сделал первые шаги по этому пути. Он понимал, что, двигаясь дальше, можно оценить число простых чисел, не превосходящих п, и наметил утверждение, которое затем докажут в XIX в математике П. Л. Чебышев и Ж. Адамар. Эйлер много работает в области математического анализа. Здесь он постоянно пользуется комплексными числами. Его имя носит формула еix=cos x + i sin x, устанавливающая связь тригонометрических и показательной функций, возникающую при использовании комплексных чисел. Ученый впервые разработал общее учение о логарифмической функции, согласно которому все комплексные числа, кроме нуля, имеют логарифмы, причем каждому числу соответствует бесчисленное множество значений логарифма. В геометрии Эйлер положил начало совершенно новой области исследований, выросшей впоследствии в самостоятельную науку – топологию. Имя Эйлера носит формула, связывающая число вершин (В), ребер (Р) и граней (Г) выпуклого многогранника: В – Р + Г = 2. Даже основные результаты научной деятельности Эйлера трудно перечислить. Здесь и геометрия кривых и поверхностей, и первое изложение вариационного исчисления с многочисленными новыми конкретными результатами. У него были труды по гидравлике, кораблестроению, артиллерии, геометрической оптике и даже по теории музыки. Он впервые дает аналитическое изложение механики вместо геометрического изложения Ньютона, строит механику твердого тела, а не только материальной точки или пластины. Одно из самых замечательных достижений связано с астрономией и небесной механикой. Он построил точную теорию движения Луны с учетом притяжения не только Земли, но и Солнца. Это пример решения очень трудной задачи. Последние 17 лет жизни Эйлера были омрачены почти полной потерей зрения. Но он продолжал творить так же интенсивно, как в молодые годы. Только теперь он уже не писал сам, а диктовал ученикам, которые проводили за него наиболее громоздкие вычисления. Для многих поколений математиков Эйлер был учителем. По его математическим руководствам, книгам по механике и физике училось несколько поколений. Основное содержание этих книг вошло и в современные учебники. МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ОСТРОГРАДСКИЙ (1801-1862) М. В. Остроградский – русский математик, один из основателей петербургской математической школы, академик Петербургской академии наук (1830). Остроградский учился в Харьковском университете, но не получил свидетельства об его окончании из-за своих антирелигиозных взглядов. Для совершенствования математических знаний ему пришлось уехать во Францию, где под влиянием П. Лапласа, Ж. Фурье, О. Коши и других видных французских математиков он начал исследования в области математической физики. Основополагающие работы И. Ньютона и Г. В. Лейбница дали математический аппарат для исследования тех проблем механики и астрономии, которые сводились к функциям одного аргумента (времени). Но целый ряд вопросов физики приводил к рассмотрению функций, зависящих от многих переменных. Необходимость решать задачи, касающиеся функций многих переменных, привела к созданию новой области математики, получившей название теории уравнений математической физики. Развивая методы решения таких уравнений, предложенные в частном случае еще в XVIII в., Ж. Фурье свел их решение к разложению функций в ряды по тригонометрическим функциям. Остроградский рассмотрел подобные задачи для тел, имевших более сложную форму, чем изученные Фурье. Еще в своей первой работе, посвященной распространению волн в сосуде цилиндрической формы, он решил задачу, на которую объявила конкурс Парижская академия наук. А в 1828 г. ученый дал общую формулировку метода Фурье и изучил с его помощью колебания газа, упругих пластинок и т. д. М. В. Остроградскому удалось обобщить формулу интегрального исчисления, выведенную в одном частном случае К. Ф. Гауссом. Физический смысл формулы Гаусса-Остроградского состоит в том, что поток жидкости через замкнутую поверхность тела равен суммарной производительности находящихся внутри нее источников и стоков. Плодотворно занимался Остроградский теоретической механикой, математическим анализом и т. д. Многие его работы имели прикладную направленность: ученый занимался внешней баллистикой, статистическими методами браковки изделий, участвовал в комиссиях по реформе календаря, по водоснабжению Петербурга. Он был основателем научной школы русских ученых, работавших в области механики и прикладной математики и воспринявших от своего учителя принцип сознательного сочетания теории с практикой. Много внимания М. В. Остроградский уделял проблемам преподавания математики. Он считал, что главная задача обучения – заинтересовать ребенка, а элементы наук должны излагаться в доступной и приспособленной к уму ученику форме. Абстрактное же изложение математики отвращает учеников от изучаемой науки. Эти идеи Остроградского легли в основу движения за реформу математического образования в России, начавшегося во второй половине XIX века. Приложение 4 ОЛИМПИАДА ПО МАТЕМАТИКЕ Задачи математической олимпиады 2012 года. Логические задачи (каждый правильный ответ 1 балл). |
Похожие:
 | Методическая разработка внеклассного мероприятия «Неделя математики» Казимова Джамиля Аликовна– учитель математики мбоу «сош дарбанхинского сельского поселения» | | Методическая разработка урока математики Настоящее положение определяет цели, задачи и порядок проведения республиканского конкурса среди учителей образовательных организаций... |
 | Математика», «информатика», «физика Неделя математики, информатики, физики, астрономии, как и любая предметная неделя в нашей школе, длится 5 дней, с понедельника по... | | Методическая разработка по внедрению проектного метода на уроках географии Данная методическая разработка предполагает проведение уроков по дисциплине География с использованием элементов проектного метода... |
| Математика – наука ложная!∞ Точнее – неточная. Все приросли мозгами... О проведении регионального этапа всероссийских спортивных соревнований школьников «Президентские состязания» | | Методическая разработка урока математики во 2 классе по теме «Половина» ... |
| Урок математики. 8 класс. Тип урока : урок изучения нового материала.... Методическая разработка урока математики, учитель математики Стратий Е. Г., Мбоу сош №25 | | Неделя математики и информатики Традиционно каждый год в декабре... Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение борисоглебского городского округа борисоглебская средняя общеобразовательная... |
| «Путешествие в страну Звукобуквию» с применением тестопластики Методическая разработка урока математики, учитель математики Стратий Е. Г., Мбоу сош №25 | | Методическая разработка недели математики с элементами историзма В. А. Александрова, Г. Г. Никифорова, учителя математики Ямашевской средней школы Канашского района |
| Урок путешествие Тема: Чтение слов с буквой «Т» Методическая разработка урока математики, учитель математики Стратий Е. Г., Мбоу сош №25 | | Конспект фронтального занятия по обучению грамоте «звук [Л]» Методическая разработка урока математики, учитель математики Стратий Е. Г., Мбоу сош №25 |
| Методическая разработка урока математики в 5 классе Фио учителя: Зубенко Надежда Александровна – учитель математики в мбоу «Уршельская сош» | | Методическая разработка Дня математики в школе Приглашенные – учителя школы, члена кустового методического объединения учителей математики, физики и информатики |
| Конспект подгруппового логопедического занятия На тему: «Звуки [л], [лʼ] и буква л л» Методическая разработка урока математики, учитель математики Стратий Е. Г., Мбоу сош №25 | | Реферат: Коваленко А. Е. Разработка системы научной визуализации.... Коваленко А. Е. Разработка системы научной визуализации. Квалификационная работа на степень магистра наук по направлению «Математика.... |
