Слайд 1Замечательные кривые
Исследовательский проект
учащихся 9 класса МКОУ «Защитенская СОШ»
Руководитель Должикова Л.А.
Слайд 2Введение.
«Геометрия является самым могущественным средством для изощрения наших умственных способностей и
дает нам возможность правильно мыслить и рассуждать» Г. Галилей
Слайд 3Кривые и их разновидности.
Изучением кривых занимались многие ученые: астрономы, механики, математики.
Слайд 41. Циклоиды.
Циклоидой называют кривую, которая описывает точка окружности, касающаяся без скольжения
по неподвижной прямой.
Слайд 5Немного истории….
Название кривой дал Галилео Галилей, впервые обративший на нее внимание.
Сравнивая вес двух металлических пластинок равной толщины, одна из которых была вырезана по циклоиде, а другая по окружности, порождающей эту циклоиду, Галилей обнаружил, что площадь сегмента циклоиды в три раза больше соответствующего круга. Опыты Галилея дали толчок строгим математическим исследованиям циклоиды
Слайд 6Эпициклоида.
Эпициклоидой
называется плоская кривая,
представляющая собой след
перемещения точки
окружности круга, катящегося по внешней стороне
дуги окружности (приставка «эпи» означает «над»).
Слайд 7Гипоциклоида
Все кривые, которые вычерчивает точка на окружности, катящейся внутри другой окружности,
принадлежит семейству гипоциклоид ( приставка «гипо» означает «под», «внизу»)
Слайд 8Практическое применение.
Данные кривые имеют исключительное значение для техники.
Профили зубьев шестиренки, очертание многих видов эксцентриков и иных деталей машин имеют вид именно таких кривых.
Слайд 9Спираль Архимеда
Безобидная воронка, которая образуется при вытекании воды из ванны,
свирепый смерч, опустошающий всё на своем пути, величественный круговорот гигантского космического вихря туманностей и галактик имеют форму спирали.
Слайд 10
Спираль Архимеда - это траектория точки, движущейся с постоянной скоростью от центра
окружности по радиусу, вращающемуся также с постоянной угловой скоростью.
Слайд 11Построение:
1. Делим радиус окружности на одинаковое число равных частей (в примере
на 8).
2. Делим окружность на такое же число равных частей.
3. Проводим лучи из центра через точки деления окружности.
4. На первом луче откладываем одно деление радиуса.
5. На втором луче откладываем два деления радиуса и т. д.
6. Если строить спираль дальше, то на луче 1 откладываем 8+1 деление радиуса (получаем точку IX).
7. На втором луче откладываем 8+2 деления радиуса (получаем точку X).
8. На третьем луче откладываем 8+3 деления радиуса (получаем точку XI) и т. д.
Слайд 12Практическое применение.
По спирали Архимеда идет звуковая дорожка.
Одна из деталей швейной машины
– механизм для равномерного наматывания нитки на шпульку тоже имеет форму спирали Архимеда.
Слайд 13Синусоида.
Синусоида - волнообразная плоская кривая, которая является графиком тригонометрической функции у =
sin x.
Слайд 14Построение синусоиды
1.Проводят горизонтальную ось и на ней откладывают заданную длину волны
AB;
2. Отрезок АВ делят на несколько равных частей, например 12;
3. Слева вычерчивают окружность, радиус которой равен величине амплитуды, и делят её также на 12 равных частей;
4. Точки деления окружности нумеруют и через них проводят горизонтальные прямые;
4. Из точек деления отрезка АВ восстанавливают перпендикуляры к оси синусоиды;
5. Точки пересечения перпендикуляров с соответствующими горизонтальными прямыми - а1, а2, ... - точки синусоиды;
Слайд 15Практическое применение.
Колебания маятника.
Колебания напряжения электрической цепи.
Гармонические колебания воздуха – звук.
В медицине
– гармонические колебания работы сердца –синусоидальный ритм.
Слайд 16Кардиоида и улитка Паскаля
Если использовать две окружности с одинаковыми радиусами и
вращать одну вокруг другой, то получится кардиоида
(греч.кардиа - сердце) - по мнению математиков, получаемая кривая отдаленно напоминает сердце
Слайд 17Улитка Паскаля
А как поведут себя кривые, если брать точку не самой
катящейся окружности, а внутри ее, сместив в сторону от центра? Тогда мы получим кривую, получившуюся название Улитка Паскаля или лимакона
Слайд 18Практическое применение.
Улитка Паскаля применяется для вычерчивания профиля эксцентрика, если требуется, чтобы
скользящий по профилю стержень совершал гармонические колебания. Такие механизмы отличаются плавностью возвратно-поступательного движения стержня
( например, в механике автомашин).
Слайд 19Эллипс.
Эллипс также можно
описать как пересечение
плоскости и кругового цилиндра или
как ортогональную (взаимно перпендикулярную) проекциюкак ортогональную (взаимно
перпендикулярную) проекцию окружности
на плоскость.
Слайд 20Немного истории….
Иоганн Кеплер первым открыл закон движения планет Солнечной системы.
Первый закон
Кеплера (закон эллипсов)
Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Слайд 21
Конус. Конические сечения.
Конус – тело, полученное объединением всех лучей, выходящих из
одной точки (вершины конуса) и проходящую через плоскую поверхность.
Слайд 22Конические сечения
плоские кривые, которые получаются пересечением прямого кругового
конуса плоскостью, не проходящей через его вершину . С точки зрения аналитической геометрии коническое сечение представляет собой геометрическое место точек, удовлетворяющих уравнению второго порядка. За исключением вырожденных случаев, рассматриваемых в последнем разделе, коническими сечениями являются эллипсы, гиперболы или параболы.
Слайд 23Парабола
Одно из конических сечений
Слайд 24Гипербола
Гипербола – это линия, для всех точек которой разность расстояний до
двух заданных точек плоскости, есть величина постоянная.
Слайд 25Кривая Коха
В начале ХХ века математики искали такие кривые, которые ни
в одной точке не имеют касательной.
Математик Кох предложил одну такую кривую. Кривая Коха примечательна тем, что она непрерывна. Три копии кривой Коха, построенные (остриями наружу) на сторонах правильного треугольника, образуют замкнутую кривую, называемую снежинкой Коха.
Слайд 26Спираль Корню.
спираль Корню получила свое название тоже в честь французского математика.
Эта кривая часто применяется в дорожном строительстве, на участках с крутыми виражами. Когда участок дороги имеет форму этой кривой, руль поворачивается равномерно. Такая форма дороги позволяет преодолевать поворот без существенного снижения скорости и с большей безопасностью.
Многие предметы нашей жизни и даже внешности напоминают спираль Корню: кованные узоры, локоны женской прически.
Слайд 27Лемниската Бернулли
Название происходит от греческого слова —
лента, повязка. В Древней Греции «лемнискатой» называли бантик, с помощью которого прикрепляли венок к голове победителя на спортивных играх. Эту лемнискату называют в честь швейцарского математика Якоба Бернулли, положившего начало её изучению. Лемниската по форме напоминает восьмёрку или символ бесконечности.
Одно время очень модными считались очки указанной формы, также очертания кривой можно встретить на песочных часах.
Слайд 28Замечательные кривые
в нашей жизни
Слайд 29Замечательные кривые в архитектуре
Слайд 30Замечательные кривые
в строительстве мостов