Слайд 1Практическое применение теоремы Пифагора
Работа ученика 9 класса
МОУ «Горская сош»
Мотченко Руслана
Руководитель: Токорева
Г.П.
Слайд 2В конце девятнадцатого века высказывались разнообразные предположения о существовании обитателей Марса
подобных человеку. В шутку, хотя и не совсем безосновательно , было решено передать обитателям Марса сигнал в виде теоремы Пифагора. Неизвестно, как это сделать; но для всех очевидно, что математический факт, выражаемый теоремой Пифагора имеет место всюду и поэтому похожие на нас обитатели другого мира должны понять такой сигнал.
Слайд 3Цель исследования –
выяснить области применения теоремы Пифагора.
Слайд 4Предмет исследования: применение Теоремы Пифагора при решении практических задач.
Слайд 5Гипотеза исследования - с помощью теоремы Пифагора можно решать не только
математические задачи.
Слайд 6Задачи исследования :
Собрать информацию о практическом применении теоремы Пифагора в различных
источниках и определить области применения теоремы.
Изучить некоторые исторические сведения о Пифагоре и о его теореме.
Показать применение теоремы при решении исторических задач.
Решить прикладные задачи по укреплению елок и туй на школьной территории и молниеотвода.
Слайд 7Результаты анкетирования
«Результаты анкетирования учащихся»
«Результаты анкетирования учителей»
Результаты анкетирования родителей
Как называется самая известная
теорема геометрии?
Можете ли вы её сформулировать?
Слайд 8Пифагор – самая загадочная личность, человек-символ, философ, пророк
Пифагор – едва ли
не самый популярный ученый за всю историю человечества. Ни одно имя ученого не повторяется так часто.
Слайд 9 Пифагор Самосский (ок. 580 - ок. 500 до н. э.)
древнегреческий математик и философ-идеалист. Родился на острове Самос. Получил хорошее образование. По преданию Пифагор, чтобы ознакомиться с мудростью восточных ученых, выехал в Египет и как будто прожил там 22 года. Хорошо овладев всеми науками египтян, в том числе и математикой, он переехал в Вавилон, где прожил 12 лет и ознакомился с научными знаниями вавилонских жрецов. Предания приписывают Пифагору посещение и Индии. Возвратившись на родину (ок. 530 г. до н. э.), Пифагор попытался организовать свою философскую школу. Однако по неизвестным причинам он вскоре оставляет Самос и селится в Кротоне (греческая колония на севере Италии). Здесь Пифагору удалось организовать свою школу, которая действовала почти тридцать лет.
Слайд 10История теоремы
Исторический обзор начнем с древнего Китая. Здесь особое внимание привлекает
математическая книга Чу-пей. В этом сочинении так говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5:
"Если прямой угол разложить на составные части, то линия, соединяющая концы его сторон, будет 5, когда основание есть 3, а высота 4".
В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии Басхары.
Слайд 11Кантор (крупнейший немецкий историк математики) считает, что равенство 32 + 42
= 52 было известно уже египтянам еще около 2300 г. до н.
э., во времена царя Аменемхета I (согласно папирусу 6619 Берлинского музея). По мнению Кантора гарпедонапты, или "натягиватели веревок", строили прямые углы при помощи прямоугольных треугольников со сторонами 3, 4 и 5. Очень легко можно воспроизвести их способ построения. Возьмем веревку длиною в 12 м. и привяжем к ней по цветной полоске на расстоянии 3м. от одного конца и 4 метра от другого . Прямой угол окажется заключенным между сторонами длиной в 3 и 4 метра.
Слайд 12Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте,
относимом ко времени Хаммураби, т. е. к 2000 г. до н. э., приводится приближенное вычисление гипотенузы прямоугольного треугольника.
Ван-дер-Варден (голландский математик) сделал следующий вывод: "Заслугой первых греческих математиков, таких как Фалес, Пифагор и пифагорейцы, является не открытие математики, но ее систематизация и обоснование. В их руках вычислительные рецепты, основанные на смутных представлениях, превратились в точную науку."
Геометрия у индусов, как и у египтян и вавилонян, была тесно связана с культом. Весьма вероятно, что теорема о квадрате гипотенузы была известна в Индии уже около 18 века до н. э.
Слайд 13Теорема Пифагора в древних практических задачах
Над озером тихим,
С
полфута размером, высился лотоса цвет.
Он рос одиноко. И ветер порывом
Отнёс его в сторону. Нет
Боле цветка над водой.
Нашёл же рыбак его ранней весной
В двух футах от места, где рос.
Итак, предложу я вопрос:
Как озера вода здесь глубока.( 3 3/4 фута)
Слайд 14 Из учебника"Арифметика" на Руси.
Случися некоему человеку к стене
лествицу прибрати, стены же тоя высота есть 117 стоп. И обрете лествицу долготою 125 стоп. И ведати хощет, колико стоп сея лествицы нижний конец от стены отстояти имать.(44 стопы)
Слайд 15Задача индийского математика XII века Бхаскары
На берегу реки рос
тополь одинокий.
Вдруг ветра порыв его ствол надломал.
Бедный тополь упал. И угол прямой
С теченьем реки его ствол составлял.
Запомни теперь, что в том месте река
В четыре лишь фута была широка.
Верхушка склонилась у края реки.
Осталось три фута всего от ствола,
Прошу тебя, скоро теперь мне скажи:
У тополя как велика высота? (3+5 футов)
Слайд 16Строительство
Окно
В зданиях готического и ромaнского стиля верхние части окон расчленяются каменными
ребрами, которые не только играют роль орнамента, но и способствуют прочности окон. На рисунке представлен простой пример такого окна в готическом стиле. Способ построения его очень прост: Из рисунка легко найти центры шести дуг окружностей, радиусы которых равны ширине окна (b) для наружных дуг и половине ширины (b/2), для внутренних дуг. Остается еще полная окружность, касающаяся четырех дуг. Так как она заключена между двумя концентрическими окружностями, то ее диаметр равен расстоянию между этими окружностями, т. е. b/2 и, следовательно, радиус равен b/4. А тогда становится ясным и положение ее центра. В рассмотренном примере радиусы находились без всяких затруднений. В других аналогичных примерах могут потребоватися вычисления; покажем, как применяется в таких задачах теорема Пифагора.
Слайд 18В доме задумано построить двускатную крышу (форма в сечении). Какой длины
должны быть стропила, если изготовлены балки AC=8 м, и AB=BF.
Решение:
Треугольник ADC - равнобедренный AB=BC=4 м, BF=4 м. Если предположить, что DF=1,5 м, тогда:
А) Из треугольника DBC: DB=2,5м
Б) Из треугольника ABF:
Крыша
Слайд 19Установка вертикальной мачты
ВС =
Задача 1. Вертикальная мачта поддерживается четырьмя канатами,
прикрепленными к ней на расстоянии 16 м от земли и к земле на расстоянии 12 м от основания мачты. Сколько метров
каната потребовалось для укрепления мачты, если на узлы пошло 10 м?
Решение: По теореме Пифагора из
ВАС :
=20 м.
Учитывая, что всего 4 каната и на узлы пошло 10 м, всего потребуется 90 м каната.
Слайд 20Молниеотвод
Молниеотвод защищает от молнии все предметы, расстояние до которых от его
основания не превышает его удвоенной высоты. Определить оптимальное положение молниеотвода на двускатной крыше, обеспечивающее наименьшую его доступную высоту.
Решение:
По теореме Пифагора h2 ≥ a2+b2, значит,
h≥
Ответ: h ≥
Слайд 21Модель молниеотвода для крыши моей времянки
В нашей местности летом часто бывают
сильные грозы, поэтому я решил разработать модель молниеотвода для моей времянки.
Слайд 22Я измерил высоту и ширину крыши. Известно, что молниеотвод защищает все
предметы, расстояние до которых не превышает его удвоенной высоты, т. е. c≤2h, а h≥c/2.
а=5м, b=4 м
с=a2+b2=52+42=41 м
h≥√41/2≈6,4 /2=3,2 м
Значит, минимальная высота молниеотвода должна быть 3,2 м
h
c
a
b
Слайд 23Астрономия
12 апреля 1961 года советский гражданин Ю.
А. Гагарин на космическом корабле «Восток» был поднят над землей на максимальную высоту 327 км. На каком
расстоянии от корабля находились в это время наиболее удаленные от него и видимые космонавтом участки поверхности Земли? (Радиус Земли считать равным 6400 км.)
Слайд 24Путь светового луча
На этом рисунке показаны точки A и B и
путь светового луча от A к B и обратно. Путь луча показан изогнутой стрелкой для наглядности, на самом деле, световой луч - прямой.
Какой путь проходит луч? Поскольку свет идет туда и обратно одинаковый путь, спросим сразу: чему равна половина пути, который проходит луч? Если обозначить отрезок AB символом l, половину времени как t, а также обозначив скорость движения света буквой c, то наше уравнение примет вид
c * t = l
Слайд 25 На этом рисунке показан путь светового
луча только с другой точки зрения, например из космического корабля. Предположим, что корабль движется влево. Тогда две точки, между которыми движется световой луч, станут двигаться вправо с той же скоростью. Причем, в то время, пока луч пробегает свой путь, исходная точка A смещается и луч возвращается уже в новую точку C.
Теперь рассмотрим треугольник ABC. Это равнобедренный треугольник, высота которого равна l. Да-да, тому самому l, которое мы ввели при рассмотрении процесса с неподвижной точки зрения. Поскольку движение происходит перпендикулярно l, то оно не могло повлиять не нее.
Слайд 26 Треугольник ABC составлен из двух половинок
- одинаковы прямоугольных треугольников, гипотенузы которых AB и BC должны быть связаны с катетами по теореме Пифагора. Один из катетов - это d, которое мы рассчитали только что, а второй катет - это s, который проходит свет, и который мы тоже рассчитали.
Получаем уравнение:
s2 = l2 + d2
Это ведь просто теорема Пифагора, верно?
Слайд 27В армии
Задача. Параллельно стенду на расстоянии 500 м от него
расположена цепь стрелков. Расстояние между крайними стрелками равно 120 м, дальность полета пули равна2,8 км. Какой участок стенда находится под обстрелом этой цепи?
Решение: Пусть АВ – расстояние между крайними стрелками, т.е. АВ=120 м, АК=ВЕ=500 м, AD=BC=2800 м. Из треугольника AKD по теореме Пифагора следует, что DK =
2755 м, откуда DC=2DK+AB=
5630 м.
Слайд 28Задача 1. Вычислите высоту слоя воды над линией, соединяющей две противоположные
точки берега озера Севан, расстояние между которыми 90 км. Замечание. Следует иметь в виду, что поверхность воды озера не плоская, а является частью сферы радиуса 6375 км.
Решение: Из
Тогда DC=0,159
В географии
Слайд 29В сельском хозяйстве
Задача. В дождевальной установке дождеватели расположены по так называемой
квадратной схеме.
При каком максимальном расстоянии d между дождевателями установка будет орошать все поле, если один дождеватель орошает круг радиуса r?
Решение: На рисунке расстояние слишком велико. Расположим дождеватели так, как показано на следующем рисунке. Это наилучший вариант , поскольку при малейшем удалении дождевателей друг от друга образуются неорошаемые участки, т.е. 2d2=(2r2), откуда d=r
.
Слайд 32 Считать эти приложения теоремы Пифагора только теоретическими
- большая ошибка. Если, например, рассматривать нашу четырехугольную пирамиду как крышу башни, то в первом нашем вопросе речь идет о том, какой длины нужно сделать боковые ребра, чтобы при данной площади чердака была выдержана предписанная высота крыши, а вопрос о величине боковой поверхности должен интересовать, например, кровельщика при подсчете стоимости кровельных работ.
Слайд 34А
В
С
Осенью мы возле школы посадили молодые ели
и туи. Осень выдалась с сильными ветрами и наши деревца стали наклонятся. Чтобы деревья выросли стройными, мы решили укрепить
Слайд 35Заключение
Теорема Пифагора - одна из
главных и, можно сказать, самая главная теорема геометрии. Теорема Пифагора замечательна тем, что сама по себе она вовсе не очевидна. Например, свойства равнобедренного треугольника можно видеть непосредственно на чертеже. Но сколько ни смотри на прямоугольный треугольник, никак не увидишь, что между его сторонами есть простое соотношение: c2=a2+b2. Уникальна не только теорема Пифагора, но и то, как широко она применяется.
Слайд 36 Очень интересна и биография Пифагора. Сам факт, что
Пифагор - это не имя, а прозвище, которое философ получил за то, что всегда говорил верно и убедительно, как греческий оракул. (Пифагор - "убеждающий речью".) Своими речами приобрёл 2000 учеников, которые вместе со своими семьями образовали школу-государство, где действовали законы и правила Пифагора. Хотя это были лишь современники, а что говорить о них, если она уже на протяжении многих веков завораживает всё человечество своей красотой и лаконичностью.
Слайд 37
Память
Памятник Пифагору находится в
порту города Пифагория и напоминает всем о теореме Пифагора, наиболее известном его открытии. Катет, лежащий в основании треугольника - мраморный , гипотенуза и фигура самого Пифагора в виде второго катета - медные.