Слайд 1Одна формула за всех … формула Пика
Выполнили: Свиридов Александр и Леонтьев Дмитрий
Руководитель: Лукьянова Ольга Георгиевна
Слайд 2"Геометрия - есть знание величин,
фигур и их границ, а также
отношений между ними
и производимых над ними операций,
разнообразных положений и движений"
Диа́дох Прокл
Слайд 3
Актуальность:
при решении задач по математике и геометрии часто встречаются задачи,
где нужно вычислить площадь фигур.
Если фигура сложная, то её площадь находить довольно долго.
Тема нашего проекта актуальна, потому что формула Пика значительно облегчит нахождение площадей различных геометрических фигур.
Введение
Слайд 4Гипотеза:
мы считаем, что вычисление площадей сложных фигур с помощью формулы Пика
легче, чем вычисление методом достраивания и разбивания фигур на части.
Слайд 5 Объект исследования:
формула Пика для вычисления площадей многоугольников.
Предмет исследования:
применение формулы
Пика при решении задач, на нахождение площади фигур, изображённых на клетчатой бумаге.
Цель:
обосновать рациональность использования формулы Пика при решении задач на нахождение площади фигур, изображённых на клетчатой бумаге.
Слайд 6
Задачи:
1. Изучить методы вычисления площадей сложных фигур на
плоскости.
2. Научиться применять формулу Пика для вычисления площадей.
3. Сравнить и проанализировать результаты исследования.
4. Рекомендовать учащимся применять формулу Пика при решении задач ЕГЭ.
Слайд 7Методы:
3. Сравнение
4. Поиск
2. Обобщение
1. Системный анализ
Слайд 8Основная часть
Задача 1.
1 способ - разбиение
Решение:
SBDCE =1 * 3 = 3
(кв.ед.)
SBDC = SBDCE : 2 = 3 : 2= = 1,5 (кв. ед.)
SACE = SAKCE : 2 =
= 1 * 1 : 2 = 0,5 (кв. ед.)
4. SABC = SBACE - (SBDC + SACE) = 3 - (1,5 + 0,5) = 1 (кв. ед.)
Ответ: 1 кв. ед.
Слайд 92 способ – достраивание
Задача 2.
Решение:
1)SABF =3 * 2 : 2 =
3 (кв.ед.)
2) SACD =2 * 1 : 2 = 1 (кв. ед.)
3) SCBE =1 * 1 : 2 = 0,5(кв.ед.)
4) SCEDF =1 * 1 = 1 (кв. ед.)
5) SABC = SABF - (SBCE + SACD +
+ SCEFD) = 3 - (0,5 + 1 + 1) = 0,5 (кв. ед.)
Ответ: 0,5 кв. ед.
Слайд 10Задача 3
Решение:
S1 = 4 * 7 – ((4 * 7
: 2) +
+(2 * 4 : 2)) = 28 – 18 = 10 (кв. ед.)
2) S2 = 2 * 1 : 2 = 1 (кв. ед.)
3) S3 = 5 * 1 : 2 = 2,5 (кв. ед.)
4) S4 = 5 * 3 = 15 (кв. ед.)
5) S5 = 2 * 3 : 2 = 3 (кв. ед.)
6) S6 = 3 * 3 : 2 = 4,5 (кв. ед.)
7) S7 = 2 * 3 : 2 = 3 (кв. ед.)
8) SФ = S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 +
+ S7 = 10 + 1 + 2,5 + 15 + 3 + 4,5 + 3 = 39 (кв. ед.) Ответ: 39 кв. ед.
Слайд 11 Вывод:
После решения этих задач мы поняли, что вычислять площади фигур
«достраиванием» или «разбиением» сложно и долго.
Есть другой способ для вычисления площади фигур на клетчатой бумаге, используя
Формулу Пика.
Слайд 12 Георг Александр Пик -
(10. 09.
1859 – 13. 07. 1942)
– австрийский математик.
Им написаны работы в области функционального анализа и дифференциальной геометрии, эллиптических и абелевых функций,
теории дифференциальных уравнений и комплексного анализа, всего более 50 тем. Широкую известность получила открытая им теорема Пика для расчёта площади многоугольника.
Создатель формулы
Слайд 13
В – внутренние узлы Г – граничные узлы
Алгоритм вычисления площади
многоугольника
с помощью формулы Пика:
1) Отметить внутренние и граничные узлы.
2) Считаем количество внутренних узлов, граничных узлов.
3) Находим площадь фигуры по формуле:
S = В + Г : 2 - 1.
Слайд 14Как пользоваться формулой Пика
Задача 4.
Решение:
В = 1, Г = 8
S = 1 + 8 : 2 – 1= 4 (кв. ед.)
Ответ: 4 кв. ед.
Слайд 15Вернёмся к задаче №3 и вычислим её
площадь по Формуле Пика:
В = 35,
Г = 10 S = 35 + 10 : 2 – 1= 39 (кв. ед.)
Ответ: 39 кв. ед.
Слайд 16Журнал «Квант» 1974 г.
Задача про кузнечиков
Слайд 17
Простой треугольник – треугольник, не имеющий внутренних узлов.
Слайд 20
Вывод:
Площадь треугольника при прыжке одного кузнечика не меняется.
Любой простой треугольник
достижим.
Любой достижимый треугольник имеет площадь ½ кв. ед.
Из простого треугольника при прыжке получается простой.
Слайд 22Задача 5
1 способ:
Решение достраиванием:
1. S1 = (3 * 1) : 2
= 1,5 (кв.ед.)
2. S2 = (3 * 2) : 2 = 3 (кв. ед.)
3. S3 = 1 * 4 – (1 * 2 : 2) –
- (1 * 3 : 2) - 1 * 1 =
= 4 – 1 – 1,5 – 1 = 0,5 (кв. ед.)
4. Sф = 1,5 + 3 + 0,5 = 5 (кв.ед.)
Ответ: 5 кв. ед.
Слайд 232 способ:
Решение с помощью Формулы Пика:
Г = 6, В =
3
S = 3 + 6 : 2 – 1 = 5 (кв. ед.)
Ответ: 5 кв. ед.
Слайд 24Задача 6
Решение с помощью Формулы Пика:
Г = 8, В = 0.
S=
0 + 8 : 2 – 1 = 3 (кв. ед.)
Ответ: 3 кв. ед.
Слайд 25Задача 7
Решение с помощью Формулы Пика:
Г = 13, В = 6.
S
= 6 + 13 : 2 – 1 = 11, 5
(кв. ед.)
Ответ: 11,5 кв. ед.
Слайд 26
Проверили вычисления с помощью компьютерной программы сайта «Математические этюды» www.etudes.ru/ru/etudes/pick-theorem/
Слайд 28Решение по формуле:
Sкол = ?R12 - ?R22
? ≈ 3,14.
R1
= 2,9
R2 = 2
______________________
Sкол = (3,14 * 2,9 * 2,9) –
- (3,14 * 2 * 2) =
= (3,14 * 8,41) – (3,14 * 4) =
= 26,4074 – 12,56 =
=13,8474 (кв. ед.)
Ответ: 13,8474 (кв. ед.)
1 способ:
Слайд 29Решение по формуле
Пика:
В1= 21
В2 = 9
Г1 = 16 Г2 = 12
_____________________
S1 = 21 + 16 : 2 – 1 = 28 (кв. ед.)
S2 = 9 + 12 : 2 – 1 = 14 (кв. ед.)
Sкол = 28 – 14 = 14 (кв.ед.)
Ответ: 14 (кв. ед.)
2 способ:
Погрешность составила - 0,1526 (кв. ед.)
Слайд 31Формула Пика не применяется для решения задач
в пространстве.
Слайд 32Задача 1: Рассчитать общую площадь школы, используя палетку.
План школы №18
В
= 99 Г = 62
Слайд 33Масштаб 1 : 400
1 см2 = 16 м2
1) Находим
площадь одного этажа школы:
99 + 62 : 2 – 1 = 129 см2
129 см2 = 129 * 16 = 2064 м2
2) Находим общую площадь школы:
2064 * 3 = 6192 м2
Наш результат – 6192 м2.
Настоящая площадь – 6222 м2
Погрешность составила - 30 м2
Решение:
Слайд 34Задача 2: Вычислить площадь поверхности о. Тургояк.
План озера Тургояк
В = 46
Г = 11
Слайд 35Решение:
Масштаб 1: 50 000
В = 46 Г =
11
S = 46 + 11 : 2 - 1 = 51,5 (кв. ед.)
51,5 * 50000 = 2575000 см2 = 25,75 км2
Ответ: 25,75 км2
Площадь о. Тургояк – 26,4 км2
Погрешность составила 0,65 км2
Слайд 36
Заключение
Формула Пика даёт быстрое и простое решение задач на нахождение
площади фигуры на клетчатой бумаге, вершины которой лежат в узлах решётки, то есть нахождения площадей многоугольников.
Использование формулы Пика для нахождения площади кругового сектора или кольца нецелесообразно, так как она даёт приближённый результат.
Формула Пика не применяется для решения задач в пространстве.