VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Создание биоритмов жизни человека, как основа планирования дня и образа жизни
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность:
Данная тема является одной из самых актуальных. Она находит широкое применение в разных областях науки, и тесно связана с деятельностью человека. Имеет практическую значимость.
Объект исследования: Биоритм жизни человека.
Предмет исследования: График функции синуса
Цель:
Узнать как биоритм жизни человека влияет на планирование дня.
Задачи:
Изучить теорию.
Составить историческую справку о графиках тригонометрических функций.
Узнать как биоритм человека влияет на планирование работы и образа жизни
Вывести свой биоритм жизни.
Методы:
Теоретический.
Аналитический.
Гипотеза:
Графики тригонометрических функций широко применяются человеком, начиная с древности, и заканчивая настоящим временем. В наше время, при активном образе жизни, очень важно планировать не только день, но ближайшее время, как работы, так и отдыха. Создание таких биоритмов очень хорошо в этом помогают.
Теоретическая часть
История возникновения
Зачатки тригонометрии можно найти в математических рукописях Древнего Египта, Вавилона и Древнего Китая (Приложение 2, рис.1) . 56-я задача из папируса Ринда (II тысячелетие до н. э.) предлагает найти наклон пирамиды, высота которой равна 250 локтей, а длина стороны основания — 360 локтей.
Дальнейшее развитие тригонометрии связано с именем астронома Аристарха Самосского (III век до н. э.).
Несколько десятилетий спустя Клавдий Птоломей в своих трудах «География», «Аналемма» и «Планисферий» даёт подробное изложение тригонометрических приложений к картографии, астрономии и механике. Среди прочего, описана стереографическая проекция, исследованы несколько практических задач, например: определить высоту и азимут небесного светила по его склонению и часовому углу. С точки зрения тригонометрии, это значит, что надо найти сторону сферического треугольника по другим двум сторонам и противолежащему углу.
В общем, можно сказать, что тригонометрия использовалась для:
· точного определения времени суток; (Приложение 2, рис. 3)
· вычисления будущего расположения небесных светил, моментов их восхода и заката, затмений Солнца и Луны;
· нахождения географических координат текущего места;
· вычисления расстояния между городами с известными географическими координатами.
Тригонометри́ческие фу́нкции (Приложение 2, рис. 5) — элементарные функции, которые исторически возникли при рассмотрении прямоугольных треугольников и выражали зависимости длин сторон этих треугольников от острых углов при гипотенузе (или, что равнозначно, зависимость хорд и высот от центрального угла (дуги) в круге). Эти функции нашли широчайшее применение в самых разных областях науки. Впоследствии определение тригонометрических функций было расширено, их аргументом теперь может быть произвольное вещественное или даже комплексное число. Наука, изучающая свойства тригонометрических функций, называется тригонометрией.
Синус и косинус относятся к прямым тригонометрическим функциям.
Линия синуса у индийских математиков первоначально называлась «арха-джива» («полутетива», то есть половина хорды данной дуги, поскольку дуга с хордой напоминает лук с тетивой).
Первый график синусоиды (Приложение 2, рис. 6) появился в книге Альбрехта Дюрера (Приложение 2, рис. 4) «Руководство к измерению циркулем и линейкой» (нем. Underweysung der Messung mit dem Zirkel und Richtscheyt, 1525 год). В 1630-х годах, Жиль Роберваль (Приложение 2, рис. 7), в ходе своих исследований циклоиды, независимо вычертил синусоиду, он же опубликовал формулу тангенса двойного угла. Джон Валлис (Приложение 2, рис. 8) в своей «Механике» (1670), опередив своё время, правильно указал знаки синуса во всех квадрантах и указал, что у синусоиды бесконечно много «оборотов». График тангенса для первого квадранта впервые начертил Джеймс Грегори (1668) (Приложение 2, рис. 9).
В настоящее время график синуса можно встретить в следующих моментах нашей жизни. В прошлой работе, мы рассматривали синусоиду во многих областях науки. Сейчас хотим остановиться на области биологии и медицине.
Медицина и биология.
Самое главное для жизнедеятельности человека это, конечно формула сердца. В результате исследования, проведенного студентом иранского университета Шираз Вахидом-Резой Аббаси, медики впервые получили возможность упорядочить информацию, относящуюся к электрической активности сердца или, другими словами, электрокардиографии.
Формула представляет собой комплексное алгебраически-тригонометрическое равенство, состоящее из 8 выражений, 32 коэффициентов и 33 основных параметров, включая несколько дополнительных для расчетов в случаях аритмии. Как утверждают медики, эта формула в значительной степени облегчает процесс описания основных параметров, деятельности сердца, ускоряя, тем самым, постановку диагноза и начало собственно лечения.
Также тригонометрия помогает нашему мозгу определять расстояния до объектов.
Американские ученые утверждают, что мозг оценивает расстояние до объектов, измеряя угол между плоскостью земли и плоскостью зрения. Строго говоря, идея "измерения углов" не является новой. Еще художники Древнего Китая рисовали удаленные объекты выше в поле зрения, несколько пренебрегая законами перспективы. Сформулировал теорию определения расстояния по оценке углов арабский ученый XI века Альхазен. После долгого забвения в середине прошлого столетия идею реанимировал психолог Джеймс Гибсон (James Gibson), строивший свои выводы на основе опыта работы с пилотами военной авиации. Однако после того о теории вновь позабыли.
Движение рыб в воде и полёт птиц (Приложение 2, рис. 10) происходит по закону синуса или косинуса, если зафиксировать точку на хвосте, а потом рассмотреть траекторию движения. При плавании тело рыбы принимает форму кривой, которая напоминает график функции y=tgx.
В этой области меня, как будущего медика и человека рационально планирующего свою деятельность интересует вопрос о модели биоритмов (Приложение 2, рис.11), которые в свою очередь подразумевают цикличность процессов в живом организме можно построить с помощью тригонометрических функций. Для построения модели биоритмов необходимо ввести дату рождения человека, дату отсчета (день, месяц, год) и длительность прогноза (кол-во дней).
Биоритмы — периодические изменения интенсивности и характера биологических процессов, которые самоподдерживаются и самовоспроизводятся в любых условиях.
Практическая часть
Мне захотелось рассчитать свои три основных биоритма: физический, эмоциональный и интеллектуальный. Для начала я узнала о каждом биоритме.
Физический биоритм человека представлен циклом, длительность которого составляет 23 дня. Первая половина цикла составляет положительный период цикла, а вторая – отрицательный. Кроме того, нужно учитывать наличие критических дней при смене одного цикла другим и при переходе от одной фазы к другой. Физический цикл биоритмов человека определяет возможности, связанные с функционированием организма человека. Другими словами, положительная фаза этого цикла сопровождается отличным самочувствием и успешным исходом тех дел, которые требуют физических усилий. Негативный период цикла, а также критические дни – то время, когда у человека все валится из рук, и довольно тяжело найти в себе силы для решения повседневных задач. Эмоциональный биоритм человека определяет его творческие возможности, общее психическое состояние (периоды оптимизма и пессимизма), а также влияет на отношения между людьми. Длительность цикла составляет 28 дней. Первая его половина, которая является превосходным периодом для реализации творческой деятельности и налаживания любовных, дружеских и деловых связей – получила название «фаза разгрузки». Следующая за ней «фаза перезарядки» менее удачна с точки зрения чувствительности человека. В этот период люди обидчивы, невосприимчивы к критике, болезненно реагируют на любые неудачи. Не следует также забывать о критических днях, которые сопровождают эмоциональный цикл биоритма человека. В эти моменты могут случаться неожиданные вспышки эмоций, которые провоцируют сильнейшие конфликты. Впоследствии люди жалеют о том, что произошло. Отслеживая такие дни, можно правильно располагать своими возможностями, а также уберечь себя от неприятных ситуаций.
Длительность цикла интеллектуального биоритма человека составляет 33 дня. Здесь также наблюдается разделение на положительный и отрицательный периоды, разделяемые критическими днями. Положительный период характеризуется остротой ума, легким решением всех умственных задач, а также реализацией самых честолюбивых планов. В такие дни человек чувствует недостаток интеллектуальной нагрузки и пытается снизить дискомфорт чтением книг, разгадыванием кроссвордов или другими способами. Отрицательный период – не лучшее время для активной мозговой деятельности, поскольку даже самые простые задачи могут показаться невероятно сложными, и займут в несколько раз больше времени, чем обычно. Концентрация снижена, часто допускаются ошибки. Критические дни интеллектуального цикла биоритма человека становятся причиной серьезных ошибок. Такие моменты лучше провести в состоянии покоя, ни в коем случае не браться за решение важных дел, так как в голове – сплошная путаница. Невозможно правильно оценить ситуацию и сделать верные выводы.
Для того чтобы этого я воспользовалась онлайн - программой для расчета биоритмов. В таблице я указала проценты трех биоритмов на 02.03.19г, который мне показали 5 разных сайтов. Так вышло, что только лишь в двух случаях мне выдали одинаковый результат.
|
Сайт №1 |
Сайт №2 |
Сайт №3 |
Сайт №4 |
Сайт №5 |
|
|
Физический |
27% |
73,4% |
99,77% |
98% |
99,77% |
|
Эмоциональный |
90% |
55,9% |
78,18% |
90% |
78,18% |
|
Интеллектуальный |
-91% |
55% |
-18,93% |
-37% |
-18,93% |
После того, как я увидела, что результаты настолько разные, я решила, что хочу сама рассчитать проценты всех трех биоритмов. На просторах интернета я нашла вот такую вот формулу:
B = (sin (2pi*t/P))*100%,где:
P = {23(физический), 28(эмоциональный), 33(интеллектуальный)}
B – состояние биоритма в % либо может выражаться как состояние относительно нуля, а также состояния нарастания или спадания.
Pi – число π, принимаем равным 3,14.
t – количество дней, прошедших с даты рождения до текущего момента.
P – фаза биоритма.
Для начала нужно посчитать, сколько дней прошло с момента моего рождения. Чтобы это сделать, можно воспользоваться каким-нибудь онлайн - калькулятором или же посчитать вручную. Для второго способа нам потребуется таблица високосных годов и вот такая вот формула:
t = y*365+v+o, где
y – количество прожитых лет (полных) на сегодняшний день.
v– количество прожитых високосных лет на сегодняшний день.
o– количество дней, прошедших со дня рождения по сегодняшнюю дату (всегда меньше года).
После подставила свои данные и получила:
16*365+4+325 = 6169.
В онлайн-калькуляторе у меня также получилось 6169.
Теперь осталось только подставить все известные данные в первую формулу.
Физический биоритм:
(sin(2 × π × 6169 / 23)) × 100 = 99,77%
Эмоциональный биоритм:
(sin(2 × π × 6169 /28)) × 100 = 78,18%
Интеллектуальный биоритм:
(sin(2 × π × 6169 / 33)) × 100 = -18,93%
Таким образом, производя в ручную расчеты собственного биоритма на ближайший месяц, у меня получился график синусоид (прил.1, рис.12).
Заключение
Описание аналитической части
Изучив графики тригонометрических функций – синусоиду и косинусоиду, можно сделать вывод, что тригонометрия тесно связана с жизнью человека и его деятельностью, начиная с древности, и заканчивая настоящим временем.
Исследовав аналитический материал, мы выяснили, что тригонометрия присутствует во многих областях науки.
Дали строгие определения тригонометрии и тригонометрическим функциям.
Определили сферы применения синусоиды и косинусоиды, а также подтвердили значимость математики в окружающем нас мире. В ходе практического исследования применили полученные знания..
Вывод:
Мы убедились, что выдвинутая нами гипотеза подтвердилась, что с помощью графиков тригонометрических функций – синусоида и косинусоида действительно можно спланировать свой образ жизни. Они являются замечательными кривыми, которые практически всегда рядом с нами.
Список литературы
https://ru.wikipedia.org/wiki
https://ru.wikipedia.org/wiki
http://www.math24.ru
https://lyna.info/pravilnyj-algoritm-rascheta-bioritmov/
http://geocult.ru/bioritmyi-online-raschet
http://bio-ritm.ru/
https://psi-technology.net/bioritm.php
https://progman-soft.ru/bioritm.php
https://planetcalc.ru/274/
http://geocult.ru/bioritmyi/bioritmyi-cheloveka
https://ru.wikipedia.org/wiki/
Приложение 1.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 5
Приложение 2
Рис. 2
Рис. 1
Рис. 1
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Рис. 10
Рис.1рисрисирис. 1
Рис.1рисрисирис. 3
Рис. 11
Рис. 12