Исследовательская работа "Математика в спорте"

Исследовательская работа «Математика в спорте»

Математика и спорт, казалось бы, далеки друг от друга. Но это только на первый взгляд. Лишь по разумению многим юношам и девушкам занятия точными науками и спортом представляются мало совместимыми. Среди студентов, способных и умных, встречается несколько пренебрежительное отношение к физкультуре, спортивным играм, к регулярным физическим нагрузкам. В то же время многие представители различных наук и, в частности, математики и физики старшего поколения с большим вниманием относятся к своим спортивным занятиям. Знают они, что занятия спортом способствуют гармоническому развитию личности, что спорт закаляет человека физически и духовно.

Можно назвать многих крупных ученых, сочетавших науку со спортом, например, Нильс Бор и Харальд Бор играли в футбольной команде, Нильс Бор был отличным лыжником, Альберт Эйнштейн увлекался вождением яхт. Чарли Чаплин, писал, что в минуты тяжелых переживаний и неприятностей он брал ракетку, отправлялся к тренировочной стенке и бил об нее час, два мячом, пока не становилось легче на душе и не возвращалось спокойствие

Ни для кого не секрет, что занятие спортом благотворно влияют на умственную деятельность и психику человека, укрепляют его волю.

Именно поэтому меня заинтересовала тема «Математика в спорте».

Ц ель работы: установить, как взаимосвязаны математика и спорт, найти точки соприкосновения .

Задачи: - систематизировать и обобщить знания о взаимосвязи математики и спорта;

-                     привести примеры применения математики в различных видах спорта.

-                     показать значимость и актуальность этой взаимосвязи на данном этапе развития нашего общества.

Гипотеза', если правильно применять знания математики, то можно достичь высоких результатов в спорте.

Методы исследования:                     изучение      литературы, использование

Интернет-ресурса при изучении вопроса, обобщение собранного материала и его защита.

Исследовательскую работу «Математика в спорте» я начал с изучения литературы по различным видам спорта, такие как волейбол, легкая атлетика, конькобежный спорт, шахматы и другим.

Профессиональный волейбол — это действительно математика. Малейшая ошибка в решении задачи приема или подачи мяча приводит к проигрышу. Игроки должны не только запоминать сложные комбинации, но и знать назубок свое местоположение на площадке. Оказался в нужном месте в нужное время — получишь плюс один, забыл место — минус один.

Математика и лёгкая атлетика. В данном виде спорта, крайне важны арифметические расчеты при разбеге прыгуна в длину для максимально четкого попадания «шиповкой» на планку отталкивания. Так же крайне важным арифметическим попаданием является степень упругости шеста у прыгунов в высоту.

Группа исследователей установила, что спринтерские качества спортсмена зависят от длины его пятки, показали, что, чем меньше расстояние между лодыжкой и ахилловым сухожилием, тем эффективнее используется энергия при беге.

Лыжный спорт и математика между ними огромная и непосредственная связь потому что, когда человек бежит на лыжах у него мобилизуются все системы органов, хорошо работает дыхательная система, сердечная система, мышечная система, в результате чего лучше начинают работать мозги. Улучшаются и ускоряются все нервные процессы, поэтому, чем человек чаще встает на лыжню, тем повышается его интеллект, который необходим на занятиях математики.

Математика и шахматы. У математики и у шахмат много родственного. Выдающийся математик Годфри Харди, проводя параллель между этими видами человеческой деятельности, заметил, что решение проблем шахматной игры есть не что иное, как математическое упражнение, а игра в шахматы - это как бы насвистывание математических мелодий.

Математика и командные игры. Ввиду коммерческих выгод бейсбол издавна привлекал внимание спортивных и деловых кругов. Именно поэтому был накоплен значительный объем статистических данных, который позволил некоторым специалистам сделать заключения о качестве игры команды (среднее число результативных подач в зависимости от мастерства подающего и ловящего игроков, закон распределения попаданий и т. п.). Для игры в бейсбол была построена с помощью теоретико-вероятностного метода Монте-Карло имитационная модель.

Вслед за этим появились приложения математических методов к анализу игры в футбол. Ученым удалось доказать, что оптимальная стратегия в выигрыше чемпионата по футболу может включать и такой вариант, как поражение в отдельных матчах. Такая ситуация может возникать, когда команда, уже обеспечившая себе место в высшей лиге, должна провести еще одну встречу в своей (низшей) лиге. Однако, в случае победы ей пришлось бы в первом туре высшей лиги встретиться с весьма сильным противником, в случае проигрыша — с более слабым. Подобные ситуации могут быть описаны в математической статистики с помощью Марковских цепей; анализ ситуаций позволяет выдать рекомендации о том, когда следует стремиться к победе, а когда смириться с поражением. Известны работы, которые посвящены методам формирования основного состава футбольной команды, определения числа запасных игроков, оптимизации возрастного состава, с определением циклов обновления состава команды и т. п.

Математика и конькобежный спорт

Кто хочет стать хорошим конькобежцем, тот должен так же подружиться с математикой. Чтобы достигнуть высокой скорости и одержать в состязаниях победу, нужен точный расчет. Чтобы-едержать-н-ееетязании

заранее решить, за сколько секунд следует пройти круг, два круга, когда подойти к финишу.

Математика и пятиборье.

Современное пятиборье — вид спорта из класса спортивных многоборий, в котором участники соревнуются в пяти дисциплинах: конкур, фехтование, стрельба, бег, плавание. Разделяется на мужское и женское пятиборье и разделяется по возрасту.

Имеются рекомендации по созданию оптимальной программы еженедельных тренировок для пятиборцев.

Построенная модель включала в качестве целевой функции линейную зависимость от результатов в каждом виде пятиборья

Математика и плавание. Интересный факт! Форма пловца движущегося в воде отдаленно напоминает цилиндр. Ученые установили, что лучшей формой для тела, движущегося в воде, цилиндрическая. Таким же образом поступали и ученые, работавшие над проблемами гидродинамики. Посмотрите на форму подводной лодки. А белая акула! Рыба-меч!

Вывод

Так в результате нашей работы мы сделали следующие выводы:

-спорт - это интеллектуальный род занятий, практическая математика, а именно ее разделы теория вероятностей и математическая статистика, помогают добиваться высоких спортивных результатов.

- наша гипотеза подтвердилась: если правильно применять знания математики, то можно достичь высоких результатов в спорте.

Заключение

В ходе работы я познакомился с возможностями применения математических методов к спортивным проблемам.

Применение математики, в частности теории исследования операций, в спорте - область, которая еще ждет должного внимания, как представителей точных наук, так и спортивных деятелей.

Спортивные соревнования доставляют исследователю богатейший материал; он фиксируется тренерами, бережно сохраняется, постоянно накапливается. Имеются широкие возможности экспериментирования, проверки математических моделей и оптимальных стратегий в спортивных ситуациях. Лишь незначительная часть проблем спортивного характера нашли отражение на страницах этой работы. Область «математика и спорт» богата новыми интересными исследованиями и результатами.

В ходе изучения литературы основными методами математики в спорте являются математическая статистика, алгебра (графики, формулы).

Таким образом, математика и спорт показывают тесную взаимосвязь

между собой.

Литература:

1.Волков В. М., ФилинВ. П. Спортивный отбор. –М.: Физкультура и спорт, 2008, 175с.

2.Зачем и как бегать? –метод.рекоменд.–Сочи. 2007, 16с.

3.Липилина В.В.; Поиски красоты и прикладные задачи математики в искусстве. –М.: «Наука», 2009, 215 с.4.

Порублев Илья Николаевич, Ставровский Андрей Борисович Алгоритмы и программы. Решение олимпиадных задач. —М.: «Вильямс», 2007, 480 с.

Ресурсы Интернета.        

1.Садовский Л.Е., Садовский А.Л. Математика и спорт. –М.: Наука. Главная редакция физико

-математической литературы, 1985. –192 с. (Библиотечка «Квант». Вып. 44).

http://www.princetennis.ru/tennis01/matematika-v-sporte.php 10. http://xvatit.com/sport/interesting/45338-magiya-chisel.html 11. http://www.teacher-rt.ru/index.php/biblioteka/matematika/1921-matematika_i_sport 12. http://www.dissercat.com/content/biomekhanicheskie-zakonomernosti-formirovaniya-mekhanizma-ottalkivaniya-sportsmena-ot-uprugo 13. Л.Е.Садовский, А.Л Садовский - Математика и спорт