Слайд 1Учебный комплекс авторской физико-математической школы-лицея № 61.
ПРОЕКТ
«Метод координат в математике и
географии»
Выполнили: учащиеся 7 Б и 7 В классов УК АФМШЛ № 61
Евлашков Даниил
Литтау Роман
Хегай Владимир
Руководитель: Горборукова Н.В.
г. Бишкек – 2012 г.
Слайд 2Определение местоположения того или иного
предмета на поверхности Земли или какой-либо точки
на плоскости – это определение их адреса.
«Адрес» в географии – географическая широта;
географическая долгота;
абсолютная высота.
«Адрес» в математике – абсцисса, ордината точки
на координатной плоскости
Слайд 3Цель проекта:
Исследовать и сравнить способы определения «адреса» объекта в географии и
математики.
Слайд 4Задачи проекта:
Ответить на следующие вопросы:
Кто, когда и для чего впервые ввел
понятие «координаты»?
Существует ли генетическая связь между понятиями «географические координаты» и «координатный метод» в математике? Или это слова-омонимы?
На развитие каких наук оказал влияние метод координат?
Какие еще виды систем координат помимо прямоугольной существуют и используются человеком в настоящее время в практической деятельности?
Слайд 5Историческая справка.
Во II – III веках до н. э. меридианы и
параллели впервые появились на карте Эратосфена. Однако, они еще не представляли собой координатной сетки.
Слайд 7Во II в. до н. э. Гиппарх впервые разделил круг на
360 частей и предложил опоясать на карте Земной шар меридианами и параллелями. Ввел понятие – экватор, провел параллели и через полюса провел меридианы. Таким образом, была создана картографическая сеть и стало возможным наносить на карту географические объекты.
Слайд 9Завершил плеяду великих античных астрономов и географов Клавдий Птолемей (190 –
168 г.г. до н. э.). В своем труде «Руководство по географии» в 8 книгах дал описание свыше 8000 географических объектов с указанием их географических координат: широты и долготы.
Слайд 101. География : «geo» – Земля, «grafo» – пишу.
2. Геометрия: «geo»
– земля, «metreo» - измерять.
Как видно, эти две науки были тесно связаны между собой, их возникновение обусловлено практической деятельностью людей того времени.
Слайд 11Почему географические широта и долгота измеряются в градусах?
Географическая широта – это
величина дуги меридиана от экватора до заданной точки.
Из курса геометрии известно, что дуги измеряются как в линейных величинах, так и в угловых: градусах и радианах.
Географическая долгота – это величина дуги параллели от нулевого меридиана до заданной точки.
Видно, что географические координаты – понятие математическое.
Слайд 12Появление алгебры, как ветви математики.
В IX веке узбекский математик и астроном
Мухаммед аль-Хорезми пишет трактат «Китаб аль-джебр валь-мукабала» , где дал общие правила для решения уравнений 1 степени. Слово «аль-джебр» («восстановление») означало перенос отрицательных членов уравнений из одной его части в другую с изменением знака. От него новая наука получила свое название – алгебра. Долгое время алгебра и геометрия развивались параллельно и представляли собой две ветви математики.
Слайд 13В XIV в. французский математик Никола Орезм предложил ввести , по
аналогии с географическими, координаты на плоскости. Он предложил покрыть плоскость прямоугольной сеткой и называть широтой и долготой то, что мы теперь называем абсциссой и ординатой. Это положило начало созданию метода координат и связало алгебру и геометрию.
Слайд 14Метод координат
Алгебра
Точка плоскости задается парой чисел М (x;y) - алгебраический объект
Прямая
линия задается уравнением у=ах+в
Геометрия
Точка плоскости - геометрический объект
Слайд 15Рене Декарт (1596-1650) – французский математик, философ, физик и физиолог.
Декарт является
одним из создателей аналитической геометрии, современной алгебраической символики, а метод задания кривой с помощью уравнения был решающим шагом к понятию функции.
В математике именно ему принадлежит основная заслуга в создании метода координат, который был положен в основу аналитической геометрии.
Слайд 161. Нужно отметить, что у Декарта еще не было того, что
мы сегодня называем Декартовой системой координат. Декарт начал с того, что перевел на алгебраический язык задачи на построение циркулем и линейкой.
2. Немалой заслугой Декарта было введение удобных обозначений, используемых сегодня: x, y, z – для неизвестных , a, b, с - для коэффициентов, а также обозначение степеней.
3. В настоящее время декартовы координаты представляют собой ортогональные оси с одинаковым масштабом по всем направлениям, т.О является началом координат.
Слайд 17Сравним системы координат в математике и географии.
1. Для определения положения объекта
на поверхности Земли необходимы 2 координаты: долгота и широта.
2. Для определения положения точки на плоскости необходимы 2 координаты: абсцисса и ордината.
3. Параллели и меридианы взаимно перпендикулярны.
4. Оси OX и OY взаимно перпендикулярны.
5. Для определения точки в пространстве требуется 3 – я координата:
абсолютная высота (в географии);
аппликата в математике.
6. Экватор и нулевой меридиан делят поверхность земного шара на 4 части
7. Координатные оси делят плоскость на 4 части, а пространство на 8 частей.
Слайд 18Полярные и сферические координаты.
Полярная система координат включает в себя т.О –
полюс и луч – полярную ось.
Каждой точке на плоскости соответствует пара чисел Р(r; ф), угол между направлением на объект и полярной осью и расстояние до объекта
В географии аналогом полярных координат является азимут. Для определения местоположения объекта требуется знать угол между направлением на предмет и направлением на север и расстояние до объекта.
Слайд 19Сферической системой координат пользуются, если необходимо определить положение точки в пространстве.
Этот
метод используется в аэронавигации.
С помощью радара определяют 3 координаты:
кратчайшее расстояние по прямой до самолета;
угол, под которым самолет виден над горизонтом;
угол между направлением на самолет и направлением на север
Слайд 20КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ КАРТА
География
Картография
Система координат
1. Прямоугольные
- географическая широта
- географическая долгота
- абсолютная высота
2.
Полярные
- азимут
- расстояние до объекта
- абсолютная высота
Математика
Алгебра Геометрия
Метод координат
1. Прямоугольные
- абсцисса
- ордината
- аппликата
2. Полярные
- угол поворота
- расстояние от начала координат до точки
Слайд 21Диаграмма Эйлера – Венна
(для прямоугольных систем координат)
Слайд 22Диаграмма Эйлера – Венна
(для полярных систем координат).
Слайд 23Выводы:
1. Слова «геометрия» и «география» имеют древнегреческое происхождение и связаны с
практической деятельностью людей на поверхности Земли.
2. Географические широта и долгота измеряются в градусах, так как представляют собой дуги окружностей, стягивающих центральные углы, т. е. являются математическими величинами.
3. И в математике, и в географии используются как прямоугольные, так и полярные координаты.
4. В прямоугольных системах координат оси (экватор и нулевой меридиан, оси OX и OY) взаимно перпендикулярны и делят плоскость на 4 части: Северное, Южное, Западное и Восточное полушария в географии и I, II, III, IV квадранты.
5. Положение точки на плоскости задается 2 координатами: широтой и долготой в географии, абсциссой и ординатой в математике.
6. При определении положения объекта в пространстве появляется третья координата: абсолютная высота в географии и аппликата в математике.
7.Для задания полярных координат необходимы: точка отсчета, угол поворота, расстояние от полюса до заданной точки.
Слайд 24Таким образом, понятия «координаты» в географии и математике не являются словами-омонимами.
Между ними существует тесная генетическая связь. Возникнув в Древней Греции для решения практических задач того времени они трансформировались в математическое понятие, связавшее между собой алгебру и геометрию, создав новую ветвь математики. Благодаря координатному методу стало возможным решать задачи, которые не невозможно было решить методами алгебры и геометрии: описывать в виде формул кривые линии и поверхности, решать алгебраические выражения графическим путем. Метод координат используется в различных сферах деятельности человека, помогая нам определять «адреса» , интересующих нас объектов и описывать траектории их движения.
Слайд 25Литература:
1. «География. Справочные материалы». Под ред. Максаковского.-М., «Просвещение», 1989.
2. Прочухаев В.Г.
«Измерения в курсе математики средней школы».- М., «Просвещение», 1965
3. Маслов А.В. «Геодезия».- М., Недра, 1972
4. Знаменский М.А. «Измерительные работы на местности».- М., «Учпедгиз», 1986.
5. Энциклопедический словарь юного математика. Сост. Л.П. Савин, - М., «Педагогика», 1985.
6. https://www.10489.jpg
7. https://www.dekart2d.gif
8. https.//www.image100.jpg
9. https.//www.edumedia-sciences.com
10. https.//www.k08-latlon.gif