Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Математика / Научные работы / Исследовательская работа учащихся 9 кл "Удвоение куба".
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Математика

Исследовательская работа учащихся 9 кл "Удвоение куба".

библиотека
материалов


Оглавление

1. Введение 2

2. Основная часть 3

2.1. Формулировка и история задачи об удвоении куба 3

2.2. Попытка решения данной задачи при помощи циркуля и линейки. 4

2.3. Доказательство невозможности решить задачу при помощи циркуля и линейки 4

2.4. Решения данной задачи при помощи вспомогательных средств 5

2.4.1. Решение Гиппократа Хиосского, при помощи «вставок» 5

2.4.2. Решение Платона 6

2.4.3. Решения Аполлония, Филона Византийского и Герона 7

2.4.4. Приближенное решение Буонафальче. 7

2.4.5. Графическое решение с помощью конических сечений 8

2.5. Более поздние решения 10

2.5.1. Решение Виета 10

2.5.2. Построение Ньютона 10

3. Заключение 12

4. Список литературы 14

5. Приложения 15




1. Введение

Актуальность исследования. Древнегреческие математики достигли чрезвычайно большого искусства в геометрических построениях с помощью циркуля и линейки. Однако три знаменитые задачи древности на построение: удвоение куба, трисекция угла и квадратура куба не поддавались их усилиям. Понадобились тысячелетия для их решения. В неразрешимости трех классических задач с помощью циркуля и линейки древнегреческие математики убедились почти сразу, но попытки найти решение данных задач, именно циркулем и линейкой увлекали многих. Большая популярность трех задач привела к тому, что для каждой из них было получено несколько решений, использующих либо специальные кривые, либо специальные инструменты. Данным задачам посвящено много книг и журнальных статей. Проблема решить данные задачи стояла во все времена, она актуальна и сегодня. С данными задачами меня впервые познакомил мой одноклассник Ишмаметьев Николай, он увлекся решением задачи о трисекции угла. А меня заинтересовала история «делосской задачи» и соответственно ее решение. В изученной мною литратуре, выделяю следующие методы решения данной задачи: решение при помощи «вставок», решение при помощи конхоиды, а также алгебраическое решение данной задачи.

В своей работе я определил следующие цели и задачи:

Цель исследования – изучение и экспериментальная проверка теоретических основ возможности построения отрезка, длина которого равна hello_html_5b8a0ae8.png.

Объект исследования – процесс построения отрезка, длина которого равна hello_html_5b8a0ae8.png.

Проблема исследования – возможность построения отрезка hello_html_5b8a0ae8.png

Задача исследования. Исходя из цели и проблемы исследования, я поставил следующие задачи:

1). Изучить развитие идей построения отрезка hello_html_5b8a0ae8.png

2). Изучить теоретические основы неразрешимости удвоения куба с помощью циркуля и линейки.

3). Изучить методы построения отрезка hello_html_5b8a0ae8.png

4). Выбрать наиболее простой способ для решения данной задачи.

Методы исследования: сбор, изучение, анализ, обобщение экспериментального и теоретического материала, рефлексивное осмысление результатов построения выбранными методами.

2. Основная часть

2.1. Формулировка и история задачи об удвоении куба

Искусство построения геометрических фигур при помощи циркуля и линейки было в высокой степени развито в Древней Греции. Однако древним геометрам никак не удавалось выполнить некоторые построения, используя лишь циркуль и линейку, а построения, выполненные с помощью других инструментов, не считались геометрическими…

Говорят, что, находясь в темнице, философ Анаксагор скрашивал томительное бездействие размышлениями над задачей о квадратуре куба и тем, что с нею связано. Это была одна из тех задач, которые последующие поколения назвали великими. Чем же примечательна эта задача?

Об этой задаче написаны сотни работ. Сейчас же я ограничусь самыми общими словами и, прежде всего, приведу формулировку данной задачи.

Задача об удвоении куба: требуется построить ребро куба, объем которого в два раза больше объема данного куба.

Считается, что задача об удвоении куба появилась во времена пифагорейцев, около 540 г. до н.э. Возможно, она возникла из задачи об удвоении квадрата, которую легко решить, опираясь на теорему Пифагора – надо построить квадрат на диагонали данного квадрата.

Согласно античной легенде, однажды на острове Делос разразилась эпидемия чумы. Жители острова обратились к дельфийскому оракулу, и тот сообщил, что необходимо удвоить жертвенник святилища, который имел форму куба. Жители Делоса соорудили ещё один такой же куб и поставили его на первый, но эпидемия не прекратилась. После повторного обращения оракул разъяснил, что удвоенный жертвенник также должен иметь форму куба. Также существует литературная легенда о появлении «делосской задачи». (Приложение №1)

С тех пор делийской задачей занимались лучшие математики античного мира, было предложено несколько решений, однако никто не смог выполнить такое построение, используя только циркуль и линейку.

Также существует другая легенда. Греческий комментатор в 6 веке до н.э. сообщает о письме, предположительно написанном царю Птолемею 1. В нем говорится, что царь Минос построил на могиле сына надгробие кубической формы, но остался не доволен размерами памятника и приказал удвоить его, увеличив вдвое ребро куба. Комментатор указывает на ошибку царя Миноса (площадь поверхности в итоги увеличилась в четыре, а объем в восемь раз), и тогда геометры начали пытаться решить эту задачу.

Скорее всего, древнегреческие математики достаточно быстро поняли, что задачу удвоения куба нельзя решить с помощью циркуля и линейки, хотя доказать этого они не могли и, по-видимому, даже не пытались.

2.2. Попытка решения данной задачи при помощи циркуля и линейки.

Греки еще в древности неплохо знали геометрию. Для решения задач они всегда использовали циркуль и линейку, причем циркулем пользовались только для построения окружностей, а линейкой для проведения прямых линий. Делать метки циркулем на линейке было запрещено. Непонятно, почему греки отдавали свое предпочтение именно этим инструментам.

Совершались попытки решить эту задачу при помощи циркуля и линейки.

Рассмотрим одну из них. Древние греки сравнительно легко решили задачу об удвоении квадрата. Для этого надо было уметь строить при помощи циркуля и линейки корень квадратный из двух.

Если сторона данного квадрата равна a , а сторона искомого квадрата x , то согласно условию задачи, будем иметь: hello_html_6d6ece66.gif

Чтобы построить hello_html_20329080.gif, нужно построить гипотенузу равнобедренного прямоугольного треугольника, у которого каждый катет равен единице. Теперь остается отрезок, равный hello_html_20329080.gif увеличить в a, тогда и получим сторону искомого квадрата. А проще всего в качестве x взять диагональ данного квадрата, которая, по теореме Пифагора как раз и будет равняться hello_html_m744b695c.gif.

Оhello_html_426a590b.pngбобщая задачу об удвоении квадрата, греки перешли к рассмотрению задачи об удвоении куба и также стремились решить ее при помощи циркуля и линейки. Оказалось, что решение задачи об удвоении куба сводится к геометрическому построению корня кубического из двух. Действительно если ребро данного куба положить равным a, а ребро искомого x, то, согласно условию задачи будем иметь: hello_html_10ce8740.gif

Рис.1

Однако все старания построить hello_html_m30c3ed78.gif циркулем и линейкой не увенчались успехом. И трудно сказать, как долго бы еще продолжались эти попытки, если бы, наконец, в первой половине 19 века не было бы доказано, что при помощи циркуля и линейки, без привлечения других вспомогательных средств, hello_html_m30c3ed78.gif построить нельзя.

2.3. Доказательство невозможности
решить задачу при помощи циркуля и линейки

Современными средствами, выходящими за пределы школьного курса математики, строго доказано, что кубическое уравнение с рациональными коэффициентами, не имеющее рациональных корней, не может быть разрешимо в квадратных радикалах, т.е. ни один из корней этого уравнения не может быть построен при помощи циркуля и линейки. В дальнейшем эту теорему будем называть «теоремой неразрешимости».

Так как решение задачи об удвоении куба сводится к решению уравнения: hello_html_m7c2a4eca.gif, где a есть ребро данного куба, x — искомое ребро удвоенного куба.

Приняв для простоты длину ребра данного куба за 1, получим уравнение: hello_html_1060f075.gif. Это уравнение с рациональными коэффициентами, как легко убедиться, не может иметь рациональных корней. Следовательно, по «теореме неразрешимости», задача об удвоении куба не может быть решена при помощи циркуля и линейки.

Первый из ученых, кто открыто высказал мнение, что точное построение отрезка, равного hello_html_m30c3ed78.gifпосредством циркуля и линейки неосуществимо, был знаменитый французский ученый Р. Декарт (1596—1650 гг.). Строгое доказательство неразрешимости задачи об удвоении куба при помощи циркуля и линейки было дано французским математиком П. Ванцелем в 1837 г.

Теорема. Предположим, что один из корней уравнения х3 + Ах2 + Вх + С=0, где А, В, Срациональные числа, выражается в квадратных радикалах. Тогда это уравнение имеет рациональный корень.

Следствие: Число hello_html_m30c3ed78.gif нельзя выразить в квадратных радикалах.

Рассмотрим доказательство данного следствия.

У кубического уравнения hello_html_1060f075.gif есть лишь один вещественный корень, а именно, hello_html_m30c3ed78.gif. Число hello_html_m30c3ed78.gif не рационально, поэтому уравнение hello_html_1060f075.gif не имеет рациональных корней. Следовательно, у этого уравнения нет корней, выражающихся в квадратных радикалах.

2.4. Решения данной задачи при помощи вспомогательных средств

Одним из вспомогательных средств для решения данной задачи являются «вставки». Необычной вставкой пользовался при решении задачи на удвоение куба Никомед. Он решал при помощи специальной кривой конхоиды. (Приложение №2). Она чертиться при помощи специального инструмента, который он изобрел сам. (Приложение № 3).

2.4.1. Решение Гиппократа Хиосского, при помощи «вставок»

Одним из первых древнегреческих геометров, сделавшим значительный шаг в решении задачи об удвоении куба, был Гиппократ Хиосский (5 в. до н. э.).

Решение стереометрической задачи, каковой является делосская задача об удвоении куба, Гиппократ Хиосский свел ее к рассмотрению планиметрической задачи, заключающейся в нахождении двух средних пропорциональных между двумя данными отрезками, из которых второй в два раза больше первого, т. е. к нахождению таких двух отрезков хиу, которые, будучи «вставлены» между двумя данными а и , составили бы вместе с ними геометрическую прогрессию: а, х, у, . Поскольку а, х, у, 2а – геометрическая прогрессия, то hello_html_451f2f80.gif. Откуда hello_html_ma8cf0a9.gif и hello_html_m45e57c64.gif. Следовательно, hello_html_f68ab72.gif, или hello_html_m27ebd517.gif. Выходит, что х и есть ребро искомого куба, превосходящего по объему данный куб с ребром а в два раза.

Однако, как и следовало ожидать, Гиппократу не удалось отыскать ребро удвоенного куба x; с помощью геометрического построения, прибегая только к циркулю и линейке, но ему вполне удалось, как мы убедились выше, стереометрическую задачу свести к плоской задаче на отыскание двух «вставок» х и у между а и , причем а — ребро данного куба, а х — искомое ребро удвоенного куба.

2.4.2. Решение Платона

Ниже приводится решение делосскои задачи, приписываемое Платону. Это решение основано на следующей лемме: Во всякой прямоугольной трапеции с перпендикулярными диагоналями отрезки диагоналей образуют геометрическую прогрессию: hello_html_5bcd7524.gif.

Пусть теперь требуется построить х так, чтобы х3=2а3, где а – ребро данного куба, а х – ребро удвоенного куба. Для этого в полученной прогрессии достаточно положить ОС= а, ОВ = х, OA = у, OD =2а. Тогда будем иметь: hello_html_451f2f80.gif, hello_html_ma8cf0a9.gif, hello_html_m45e57c64.gif.

Пhello_html_m4e85d017.gifутем несложных вычислений получается hello_html_5f5c8de1.gif. Таким образом, hello_html_m27ebd517.gif. Следовательно, х и будет ребром удвоенного куба.

Основываясь на доказанной лемме, само построение отрезка OB = х можно выполнить при помощи двух прямоугольных плотничьих наугольников. Это делается следующим образом. Берутся две взаимно перпендикулярные прямые, пересекающиеся в точке О (рис. 2). На прямой вправо от точки О отложим отрезок ОС = а, где а сторона куба, подлежащего удвоению.

На прямой вниз от точки О отложим отрезок ОD =2а. Теперь берем два прямоугольных плотничьих наугольника (на рисунке они заштрихованы) и располагаем их так, как показано на рисунке, т.е.

1) чтобы катет первого наугольника проходил через точку С, которая считается данной, а вершина его находилась на прямой n

2) чтобы катет второго наугольника проходил через точку D, которая считается также данной, а вершина находилась бы на прямой m ;

3) остальные два катета того и другого наугольника должны соприкасаться.

При таком расположении двух наугольников по данным точкам С и D найдем на прямых m и n тип точки А и В. Тогда ОВ = х, a OA = у. Следовательно, х = ОВ и есть построенное ребро удвоенного куба.

2.4.3. Решения Аполлония, Филона Византийского и Герона

Три математика древности. Аполлоний (III в. до н. э.), Филон Византийский (III в. до н. э.) и Герон (I в. н. э.) в разное время предложили фактически одно и то же решение задачи удвоения куба. Но они не указали, с помощью каких инструментов можно было бы осуществить такое построение.

Рассмотрим прямоугольник ABDC, где АВ и АС — данные отрезки. Пусть Е—точка пересечения диагоналей этого прямоугольника. Для решения задачи удвоения куба достаточно выполнить любое из следующих эквивалентных построений (рис. 3):

1) Провести окружность с центром Е так, чтобы точка D лежала на отрезке, соединяющем точки пересечения этой окружности с лучами АВ и АС (Аполлоний);

2) провести через точку D прямую так, чтобы описанная окружность прямоугольника А В DC и прямые АВ и АС высекали на ней равные отрезки GH и DF (Филон);

3) провести через точку D прямую так, чтобы она пересекала прямые А В и АС в точках, равноудаленных от точки Е (Герон).

Пhello_html_6376c48b.gifостроения Аполлония и Герона, очевидно, эквивалентны. Что же касается построения Филона, то достаточно заметить, что точка Е лежит на серединном перпендикуляре к отрезку DH, поэтому равенства GH=DF и GE=EF эквивалентны.

Пусть а = АС, b = AB, x = BF и y = GC. Докажем, что а:х = х:у=у:b. Из подобия треугольников CGD и BDF следует, что ху = аb. Равенство GE=EF можно записать в виде (у + а/2)2 + b2/4 = (х + b/2)22/4, т. е. х(х + b)=у(у + а). Из равенства а/х=у/b следует, что (а+у)/(х + b) = a/x=y/b. Остается воспользоваться равенством х/у = = + а)/(х + b).

2.4.4. Приближенное решение Буонафальче.

Бhello_html_m4a0bd4e.gifуонафальче дает одно из самых простых приближенных решений задачи об удвоении куба при помощи циркуля и линейки (точного решения этой задачи при помощи циркуля и линейки, как известно, дать нельзя). Пусть дан куб с ребром а и требуется найти ребро х удвоенного куба, т. е. чтобы для х выполнялось равенство hello_html_m27ebd517.gif. Решение выполним приближенно при помощи только циркуля и линейки.

Пользуясь циркулем и линейкой, строим прямоугольный равнобедренный треугольник ABC с боковой стороной, равной а (рис. 5).

Теперь сторону hello_html_m76ad49a4.gif делим на шесть равных частей и находим на катете ВС от точки С к точке В точку D с таким расчетом, чтобы выполнялось равенство hello_html_m229d530b.gif, hello_html_m59924b27.gif.

Соединив А с D, получим отрезок AD, который для краткости обозначим через х. Теперь подсчитаем, чему равняется х.

По теореме Пифагора будем иметь:

hello_html_499a2d58.gif

Итак, hello_html_m6c80100d.gif, где hello_html_m41c84383.gif (на самом деле hello_html_2e2bd7cd.gif). Следовательно, ребро удвоенного куба приблизительно равно hello_html_m744b695c.gif, если ребро данного куба равно а. Таким образом, если данный куб имеет ребро а, равное отрезку АВ, то х – искомое ребро удвоенного куба – будет приблизительно равняться отрезку AD, который отличается от истинного значения искомого ребра меньше, чем на hello_html_5a8c2a91.gif.

2.4.5. Графическое решение с помощью конических сечений

2.4.5.1. Метод Менехма

а) Если рассмотреть параболы x2=ay, y2=bx, то координатами точки их пересечения (не совпадающей с началом) будут числа: ξ=hello_html_53993d23.gif, η= hello_html_5fd62230.gif.

б) Если построить два конических сечения x2=ay, xy=ab, то точка пересечения, не совпадающая с началом, имеет координаты ξ=hello_html_m560f5181.gif, η= hello_html_m5a64c39a.gif.

в) Если рассмотреть окружность x2+y2-bx-ay=0 и параболу y2=bx, то точка пересечения, отличная от начала, имеет координаты ξ=hello_html_m560f5181.gif, η= hello_html_m5a64c39a.gif.

Во всех трех случаях нахождение обоих средних пропорциональных сводится, таким образом, к определению точек пересечения двух конических сечений. Если, в частности, a=m, b=1, то ξ=hello_html_37b03d87.gif, η= hello_html_f75d4cc.gif.

Для определения hello_html_f75d4cc.gifможно, следовательно, применить один из трех способов а), б), в).

Для b=1 третий метод является практически наиболее удобным. В этом случае уравнение параболы имеет вид: y2=x; она, таким образом, не зависит от m и может быть поэтому начерчена раз и навсегда. Координатами центра окружности тогда будут числа: hello_html_5706bdb0.gifhello_html_2b2ed72.gif, hello_html_77a60335.gif=hello_html_m31d2a3ca.gif.

Так как окружность проходит через начало, то нет необходимости вычислять её радиус. Сообразно с этим, следующий способ оказывается практичным, если нужно графически определить большее число корней третьей степени (рис. 5).

На бумаге, разграфленной на квадратные миллиметры (можно иметь бумагу, которая разграфлена весьма точно), чертят параболу P(y2=x), отыскивают точку М с абсциссой hello_html_2b2ed72.gif и ординатой hello_html_m31d2a3ca.gif, помещают в нее одну ножку размерного циркуля и раздвигают его да начала координат. Затем определяют точку пересечения с параболой окружности, проходящей через начало.

Это может быть произведено размерным циркулем весьма точно без проведения самой окружности. Непосредственно получаемая ордината точки пересечения и будет корнем третьей степени из двух.

hello_html_m7536cb18.gif


2.4.5.2. Построение Декарта

Пусть даны отрезки а и b и нужно построить такие отрезки х и у, что а:х = х:у=у:b, т.е. х =а2b и y3 = ab . Как мы уже говорили, Менехм строил эти отрезки, рассматривая точки пересечения кривых х2 = ау и у2 = bх. Легко проверить, что система уравнений

hello_html_m90537d1.pngэквивалентна системе уравнений hello_html_7d56ad3b.png.

Первое уравнение задает окружность с центром (b/2, а/2), проходящую через начало координат.

Декарт предложил строить отрезки х и у, рассматривая точки пересечения параболы
х2 = ау и окружности с центром (b/2, а/2), проходящей через начало координат (на рис. 6) изображен случай а — 2, b=1; в этом случае получаем : hello_html_77ffe0f9.png

Аhello_html_6f447fcb.gifналогичным образом можно построить корни кубического уравнения x3=px + q. Рассмотрим для этого систему уравнений hello_html_m686c36cb.png

Тогда hello_html_m3c2a6c67.gif, т.е. либо х=0, либо hello_html_m50ace3d2.gif. Если hello_html_357f704a.gif и hello_html_50d0220.gif, то проекции на ось Ox точек пересечения (отличных от начала координат) параболы hello_html_20f7af61.gif и окружности hello_html_m67fa68b7.gif являются корнями уравнения hello_html_m4674b979.gif.

Для построения корней уравнения четвертой степени x4px2 + qx + r можно рассмотреть точки пересечения параболы у = х2 и окружности hello_html_m125823e3.pnghello_html_129dcdc3.png

Для построения Декарт изобрел инструмент, он так и называется инструмент Декарта.

(Приложение №4). Помимо Декарта, для построения куба объемом в два раза большего данного, свой инструмент придумал Эратосфен и соответственно его решение. (Приложение №5).

2.5. Более поздние решения

2.5.1. Решение Виета

рис.7

Фhello_html_3c247d91.pngрансуа Виет предложил простое решение задачи удвоения куба способом «вставок». Пусть даны отрезки а и b и нужно построить такие отрезки х и у, что а:х = х.у=у:b. Можно считать, что а>b. Построим окружность радиуса hello_html_m744b695c.gif с центром А и возьмем на ней такие точки В и С, что ВС = b. Отложим на луче ВС отрезок BD = 2BC и проведем через точку В прямую l, параллельную прямой AD. Вставим теперь между прямыми l и ВС отрезок GH длиной hello_html_m744b695c.gif, продолжение которого проходит через точку А (рис. 7). Если прямая GH пересекает окружность в точке l, то х= НВ, у = HI.

2.5.2. Построение Ньютона

Пhello_html_m7f2bba.pngосле Декарта построением корней уравнений много занимался Ньютон. В связи с этим он нашел несколько разных решений задач удвоение куба способом «вставок».

Рассмотрим одно из его построений, которое позволяют решать более общую задачу строить корни уравнения х3 =qx-r .Ньютон не объяснял, как он придумывал свои решения.. Но его построение было легче понять, я расскажу как к нему можно прийти.

Рис.8

Рассмотрим треугольник CXK: KXЕ=a, KC=b , CX=c. Пусть точка А лежит на прямых КС и АС =d. Вставим между прямыми hello_html_m497042ce.jpgи hello_html_6d1a112d.jpg , соответственно равные ХА и ХС. отрезок EY длиной d , продолжения которого проходят через точку К (рис. 8)

Пусть XY=х и KE=y. Применив теорему Минелая, изученную нами еще в 8 классе, к треугольнику XCY и точкам A ,X ,E , получим:

hello_html_m6460c7a4.pnghello_html_m16286649.jpghello_html_7497c41f.png

Кроме того, hello_html_49e839d9.png равен cos KCX и равен hello_html_1d641056.pnghello_html_5f283138.jpg


Значит (c+x) (b2 + c2-a2) = c(b2+(c + x)2-(d+y)2) . Выражу по формуле (1) и подставим в (2). После несложных преобразований получется: (x+c)(cx3-(b2-a2)x2 + c(b2-d2)x-c2(b + d)2) = О.

Нам нужно, чтобы уравнение hello_html_2933bc47.pngсовпало с уравнением х3qxr =О. Для этого должны выполняться следующие условия: a = b; b2d2= -q; c(b + d)2 =r. Пусть Втакая точка, что Ссередина отрезка АВ. Ньютон полагает KA = b + d=n произвольный отрезок, hello_html_6b9f9eb2.png

Вhello_html_m4e345c7a.gif

А

результате получается построение, которое он описывает примерно такими словами: «Возьмем на произвольной прямой отрезок КА = n и отложим на ней отрезок KB = q/n в том же направлении, что и КА, если <7<0, и в противоположном направлении, если <7>0. Построим середину С отрезка АВ и проведем окружность радиуса КС с центром К. Построим хорду СХ= r/п2. Наконец, вставим между прямыми СХ и АХ отрезок EY длиной СА так, чтобы его продолжение проходило через точку К. Тогда XY будет корнем уравнения. Если r <0 и лучи ХС и XY сонаправлены, то отрезок XY соответствует положительному корню. Рассмотрим, например, уравнение (х+1)(х+2) (x-3) = 0, т.е. х3 = 7х + 6, и возьмем КА=4. Построение корней этого уравнения способом Ньютона изображено на рис. 9 (корнями являются отрезки XY1, XY2 и XY3; длины отрезков Y1E1, Y2E2 и Y3E3 равны СА).

Покажем, как способом Ньютона можно решить задачу удвоения куба. Пусть даны отрезки m и n и нужно построить такие отрезки х и у, что n:х = х:у=у:m, т.е. х = mn2. Возьмем КА=n. Тогда BO=0, т.е. В=К, а значит, Ссередина отрезка АК, и СХ= mn2/n2=m. Построение выполнимо, если m<n.



3. Заключение

В своей работе я рассмотрел свой взгляд самые интересные решения задачи удвоения куба.

Ниже в таблице я привожу трудности, с которыми мне пришлось встретиться при решении задачи в каждом из методов.

Наиболее приемлемыми и рациональными решениями, на мой взгляд, являются решение Апполония, решение Буонафальче и решение Платона.

Работу, которую я провел, считаю важной и актуальной. Эта задача не имеет практического применения, но она интересна с точки зрения разрешимости. Интерес к задаче и актуальность подтверждаются итогами опроса среди учителей математики МОУ «СОШ № 8», учащихся 9 М класса и их родителей.

Сформулирую основные результаты своей работы:

  1. Изучил теорию и практику разрешимости задачи удвоения куба.

  2. Доказал неразрешимость данной задачи с помощью циркуля и линейки.

  3. Выделил трудности, с которыми столкнулся при решении данной задачи в каждом из методов.

  4. Выделил для себя наиболее приемлемые способы решения данной задачи.

Опрос учащихся 9М класса МОУ «СОШ № 8».(23 человека).

1.Учат применять теорию на практике..

2.Развивают логическое мышление.

3.Развивают умение пользоваться вспомогательными средствами.

4.Для дальнейшего обучения.

Опрос родителей 9 М класса МОУ «СОШ № 8» (23 человека).

Наиболее частые ответы:

1.Это первый шаг использования в геометрии инновационно-компьютерных технологий.

2.Возможность заниматься творческой деятельностью

3.Учиться проводить исследования.

Опрос учителей математики МОУ «СОШ №8» (10 человек).

4 метода – 4 человека

3 метода – 6 человек

  1. Нужно ли знакомить учащихся с данной задачей?

Все ответили положительно. Решение данной задачи можно рассматривать на элективных курсах и на внеклассной работе по математике, в исследовательской деятельности учащихся.

  1. Что дает учащимся умение решать задачи на построение.

1.Развивает логическое мышление, пространственное воображение.

2.Расширяет кругозор.

3.Расширяет базовый курс знаний геометрии, способствует подготовке учащихся к дальнейшему обучению в математических классах, а в дальнейшем и в вузах.

4.Открывает простор для конструктивной, экспериментальной, творческой деятельности.

5. Позволяет ввести в процесс новые формы работы.

6.Учащиеся получают инструмент для геометрических открытий, а учитель – замечательное средство обучения.

7.Учащиеся могут обнаруживать закономерности в наблюдаемых геометрических явлениях, самостоятельно формулировать утверждения для последующего доказательства.

8.Учащиеся учатся подтверждать уже известные факты науке, но неизвестные им, и применять их на практике.


Я считаю, что тема далеко не исчерпана и в век современных технологий будут найдены еще немало интересных решений этой задачи. В частности, я хотел бы в будущем рассмотреть решение данной задачи в комплексных числах.

4. Список литературы

1. А. Адлер. Теория геометрических построений. Санкт-Петербург. Учебно-педагогическое издательство НАРКОМПРОСА РСФСР, 1940

2. А. Александров, А. Вернар, В. Рыжик. Геометрия. Москва «Просвещение», 1991.

3. В. Прасолов. Три классические задачи на построение. Москва «Наука», 1992

4. П. Савин. Математика. Энциклопедия для детей. Москва «Аванта +», 1998

5. П. Савин. Энциклопедический словарь юного математика. Москва. Педагогика-Пресс, 1999

6. В. Чистяков. Три знаменитые задачи древности. Москва «Просвещение», 1963
























5. Приложения




Автор
Дата добавления 17.04.2016
Раздел Математика
Подраздел Научные работы
Просмотров216
Номер материала ДБ-037615
Получить свидетельство о публикации

Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх