Какую роль в нашей жизни играют фигурные числа

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Какую роль в нашей жизни играют фигурные числа

Загороднев А.В. 1
1МБОУ "Карагайская средняя общеобразовательная школа №1"
Ашмарина Н.С. 1
1МБОУ "Карагайская средняя общеобразовательная школа №1"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

«Понятиечислаифигурывзятонеоткуда-нибудь,

атолькоиздействительногомира» 
Ф. Энгельс

Две стихии господствуют в математике числа и фигуры с их бесконечным многообразием свойств и взаимосвязей. Само возникновение понятия числа одно из гениальнейших проявлений человеческого разума.
Не случайно открытие числа одно из самых гениальных проявлений человеческого разума. История чисел увлекательна и загадочна. Одна из версий присутствие в них строгих числовых закономерностей, присущим рядам фигурных чисел.

Это историческое понятие восходит к пифагорейцам, учение которых о числах тесно переплеталось с учением о геометрических фигурах. Пифагорейцы составляли числа из костяшек или камешков, изображали в виде точек, группируемых в фигуры. Такое представление чисел облегчало им изучение свойств чисел. В дальнейшем эти числа получили название  фигурные [2].

На уроке математики в 6 классе вовремяизученияобыкновенныхдробейвучебникематематики(автор ВиленкинН.Я.)естьнебольшаяисторическаясводкаофигурныхчислах [1].Этоиподтолкнуло наскисследованиютемы,цельюкоторой,сталопоказать,чтофигурныечиславстречаютсявповседневнойжизни,простолюдиобэтомнезадумываются. Нам захотелось подробнее изучить этот вопрос.

Актуальностьтемы:ещеПифагорсказал:«Числаправятмиром».Действительно,числаокружаютнасповсюду.Спомощьюнихнетолькозаписываютрезультатыизмерений,сравниваютвеличины,вычисляют,нодажерисуют,проектируют,сочиняют,играют,делаютумозаключения,выводы.

Проблема: какую роль в нашей жизни играют фигурные числа?

Начинаяисследованиемывыдвигаем гипотезу: внашевремяфигурныечисланепотерялисвоюактуальность, фигурные числа являются не просто удачным сочетанием групп точек, но и имеют широкое применение в жизни человека.

Объектисследования: фигурныечисла.

Предметисследования: использованиефигурныхчиселвматематикеивповседневнойжизни.

Цель:болееглубокоеизучениеиисследованиеодноизпонятийматематикифигурноечислоивыявлениеегороли в жизничеловека.

Задачи:

собратьпоразличнымнаучнымиучебнымисточникамматериалподаннойтеме ипроанализировать его;

рассмотреть историювозникновенияфигурныхчисел;

выяснить, на какие виды делятся фигурные числа;

рассмотретьвозможностипримененияфигурныхчиселвповседневнойжизни.

Методыисследования: изучениелитературыподаннойтеме, наблюдение,анализ,социологическийопросзнакомыхиодноклассников

Висследовательскойработе мырешилизаглянутьзастраницышкольногоучебникаирассмотретьисториюфигурныхчисел, определениеивидыфигурныхчисел, их  использованиенетольковматематике,ноивповседневнойжизничеловека.

Основная часть

Изисториифигурныхчисел

Давным-давно,помогаясебеприсчётекамушками,людиобращаливниманиенаправильныефигуры,которыеможновыложитьизкамушков.Можнопростокластькамушкивряд:один,два,три.Есликластьихвдваряда,чтобыполучалисьпрямоугольники,тополучаютсявсечётныечисла.Можновыкладыватькамнивтриряда:получаютсячисла,делящиесянатриит.д.

Древниегреки,когдаимприходилосьумножатьчисла,рисовалипрямоугольники;результатомумножениятрёхнапятьбылпрямоугольниксосторонамитриипять.Эторазвитиесчётанакамушках.Множествозакономерностей,возникшихпридействияхсчислами,былиобнаруженыдревнегреческимиучёнымиприизучениичертежей.Сихпомощьюможновыложитьправильныегеометрическиефигуры:треугольники,квадраты,пирамидыит.д.[4].

«Числадревнимигреками,авместеснимиПифагоромипифагорейцамимыслилисьзримо,ввидекамешков,разложенныхнапескеилинасчётнойдоскеабаке.Поэтойпричинегрекинезналинуля,таккакегоневозможнобыло«увидеть».Ноиединицаещёнебыларавноправнымчислом,апредставляласькакнекий«числовойатом»,изкоторогообразовывалисьвсечисла.Пифагорейцыназывалиединицу«границеймеждучисломичастями»,т.е.междуцелымичисламиидробями,новтожевремявиделивней«семяивечныйкорень».Числожеопределялоськакмножество,составленноеизединиц.Особоеположениеединицыкак«числовогоатома»роднилоеёсточкой,считавшейся«геометрическиматомом».ВотпочемуАристотельписал:«Точкаестьединица,имеющаяположение,единицаестьточкабезположения»[3].

Определениеивидыфигурныхчисел

Числа-камушкираскладывалисьввидеправильныхгеометрическихфигур,этифигурыклассифицировались.Таквозникличисла,сегодняименуемые фигурными.Фигурныечислаэтообщееназваниечисел,связанныестойилиинойгеометрическойфигурой.

Название

Рисунок

Определение

Формула

Комментарий

Линейные

числа

(простые)

 

Числа,которые делятсянаединицу инасамихсебя, представимыввиде последовательности точек,выстроенных влинию.

Ряд совпадет с рядомпростых чисел, дополненным единицей

1,2,3,5,7,11, 13,17,19,23,29,31,37,41, 43,47…

Плоские

числа

 

Представимыев видепроизведения двухсомножителей

m∙n

6,8,9,10,12,14,15,16,18,20,21, 22,24,25…

Телесные

числа

 

Выражаемые произведениемтрёх сомножителей

m∙n∙k

8,12,16,18,20,24, 27,28…

Многоугольныечислачисла,ассоциированныесопределённым многоугольником

Треугольныечисла

 

Эточислокружков,которыемогут бытьрасставленыв форме правильного

треугольника

 

1,3,6,10,15,21,28,36,45…

Квадратныечисла

 

Произведениедвух одинаковых натуральныхчисел

n2

1,4,9,16,25,36,49,64,81…

Пятиугольныечисла

     

1,5,12,22,35,51,70,92…

Шестиугольныечисла

 

Числоточекв состоящемизних правильном шестиугольникесо сторонойв nточек.

2n2 n

1,6,15,28,45,66…

Двенадцатиугольные

числа

 

Числоточекв состоящемизних правильном двенадцатиугольнике со сторонойв nточек

5n24n

1,12,33,64,105,156…

Центрированныеполигональныечислаэтоклассфигурныхчисел,каждое сформировановокругцентральнойточки,окружённойслоямимногоугольников спостояннымчисломсторон.

Центрированные

треугольныечисла

 

Этоцентрированное полигональное

число,которое представляет треугольникс точкойвцентреи всеостальные окружающиеточки находятсяна треугольныхслоях

(3n2+3n+2)/2

1,4,10,19? 31,

Центрированные

пятиугольныечисла

 

Этоцентрированное фигурноечисло, которое представляет пятиугольник, который содержит точку в центре и все точки,

окружающие центр, лежат в пятиугольных слоях.

(5n2+5n+2)/2

1, 6, 16, 31, 51, …

И т.д.

 

Трёхмерные правильные фигурные числа

Тетраэдрические числа

 

Фигурные числа,

которые представляют пирамиду, в основании которой лежит треугольник

 

1, 4, 10, 20, 35…

И т.д.

[5, 6].

 

Применение фигурных чисел в жизни человека

Исследование по данной теме велось таким образом, основные исследования были посвящены ответам на два вопроса: где мы встречаемся с фигурными числами; замечаем ли фигурные числа вокруг нас?

Обсуждая вопрос с мамой, встречаются ли фигурные числа у нас в быту или дома, был дан утвердительный ответ: «Да, встречаются». Например, окна нашего дома, книги на полках образуют ряды линейных чисел, кнопки на домашнем телефоне, на пульте для телевизора расположены в форме плоских чисел, постельное белье в стопках – телесные числа, клавиши на клавиатуре копьютера – треугольные и линейные числа (Приложение 1).

Далее, пройдя по местным магазинам и улицам, мы увидели, что фигурные числа встречаются на витринах – при упаковке различных товаров, а современные архитектурные сооружения, – сейчас уже редко имеют форму обычного параллелепипеда. Витрины магазинов обильно украшены не просто продуктами, а замысловатыми сооружениями пирамидальных форм. Аналогичные формы имеют упаковки фруктов, конфет, подарков (Приложение 2).

Проводя опрос среди знакомых, нам стало известно, что фигурные числа мы видим по телевизору, когда 9 мая на параде солдаты стоят правильными рядами, образуя квадраты или прямоугольники в форме плоских чисел; во время показательных выступлений лётчиков, когда самолёты в воздухе образуют треугольные или другие фигурные числа (Приложение 3).

На уроках математики мы встречались с фигурными числами при изучении формулы площади прямоугольника используется понятие плоского числа, которое представляется виде произведения двух сомножителей длины и ширины. При вычислении объёма прямоугольного параллелепипеда применяется понятие телесного числа, выражаемого произведением трёх сомножителей длины, ширины и высоты.

К фигурным числам можно отнести пирамидальные числа, которые получаются, если шарики складывать пирамидкой. Как раньше складывались ядра около пушки (Приложение 4).

Оказывается, мы встречаемся с фигурными числами всюду и каждый день, но не задумываемся об этом. Фигурные числа мы видим на улицах и в магазинах, по телевизору и дома, они окружают нашу жизнь и мы живем среди них.

Заключение

Выполнение исследовательской работы было начато с изучения и анализа различного рода материала по данной теме. Рассматривая историю возникновения фигурных чисел, мы узнали, что учение очислах былотесносвязаносучениемогеометрическихфигурах.Выяснили,накакиевидыделятсяфигурныечислаирассмотрели их применения вповседневнойжизни.

Таким образом, мы пришли к выводу об актуальности данной темы, а значит можно с уверенностью сказать, что невозможно представить современную жизнь без фигурных чисел, потому что мы встречаемся с ними каждый день, они окружают нас повсюду, мы живем среди них.

В процессе работы по данной теме цель и задачи полностью выполнены. Гипотезаподтвердиласьвтом,чтовнашевремяфигурныечисланепотерялисвоюактуальность, они являются не просто удачным сочетанием групп точек, но и имеют широкое применение в жизни человека.

Библиографическийсписок

ВиленкинН.Я.Математика.6класс:учебникдляобщеобразовательныхучреждений/Н.Я. Виленкин,В.И. Жохов,А.С.Чесноков,С.И. Шварцбурд.М.:Мнемозина,2013.288 с.

КордемскийМ.А.Удивительныймирчисел.Книгадлястаршихклассовсреднейшколы/М.А. Кордемский,А.А. Ахадов.М.:Просвещение,1986.142с.

Энзенбергер Х.М. Дух числа. Книга под подушку для всех, кто боится математики. М.: издательство «СТРАТА», 2013. 257 с.

ЭнзенбергерХ.М.Духчисла.Математическиеприключения. Сказка. Харьков,2004.272 с.

Фигурныечисла. Википедия[Электронныйресурс]. Режимдоступа: URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%E8%E3%F3%F0%ED%FB%E5_%F7%E8%F1%EB%E0 (датаобращения:17января2019г.)

Фигурныечисла.Научнаябиблиотека[Электронныйресурс]. Режимдоступа: http://sernam.ru/book_e_math.php?id=147 (датаобращения: 9января2019г.)

Приложение 1

Применение фигурных чисел в жизни человека

Приложение 2

Применение фигурных чисел в жизни человека

Приложение 3

Применение фигурных чисел в жизни человека

Применение фигурных чисел в жизни человека

Приложение 4

Применение фигурных чисел в жизни человека

Просмотров работы: 712