Проект является исследовательским, поэтому способствует развитию познавательного интереса, аналитических способностей, различных способов восприятия и обработки информации. В работе поставлены цель, задачи, предмет и объект исследования, актуальность, новизна, что указывает на исследовательский характер работы. Во введении к проекту Дарья определяет главную цель работы - выяснить, существуют ли математические закономерности в календаре. Гипотеза проекта такова: «Предположим, что календарь обладает математическими закономерностями».
Вложение | Размер |
---|---|
proekt.docx | 679.99 КБ |
prezentatsiya_k_proektu.pptx | 550.35 КБ |
Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение Новобурейская средняя общеобразовательная школа №3
Исследовательский проект по математике: МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В КАЛЕНДАРЯХ
Выполнила: Слепенькова Дарья
Ученица 9 «А» класса
Руководитель: Перемышленникова Е.В – учитель математики
Оглавление
2.1.Что является календарём?...............................................................с.5
2.2. Разновидности печатного календаря и их функции……………с.5
2.3. Понятие солнечного календаря……………………………….....с. 5 – 6
2.4. Первые календари……………………………………………...…с. 6 – 8
2.5. Понятие математической закономерности……………………...с. 8 - 9
3.1. Задача с треугольниками………………………………………….с. 10 – 11
3.2. Задачи с многоугольниками……………………………………....с. 11 – 14
3.3. Исследование Пятницы 13………………………………………..с. 14 – 15
3.4. Результаты проведённого опроса………………………………....с. 15 - 17
Я представляю исследовательский проект, темой которого является изучение математических закономерностей в календаре. Данный вопрос интересен для меня, так как я увлекаюсь изучением математики и хочу знать как можно больше. Для исследования необходимо знать теоретические сведения, связанные с темой, а также понимать, как доказать выявленные закономерности на практике при помощи составленных задач с подробным решением. Данную проблему можно рассмотреть достаточно детально, поставив правильные цели и наметив план действий. Обозначим главные характеристики моего проекта.
Цель проекта – создать буклет «Закономерности календаря»; выяснить, существуют ли математические закономерности в календаре, опровергнуть или подтвердить гипотезу в ходе дальнейшего исследования.
Для изучения любого вопроса должен быть четкий план действий, состоящий из задач, которые в дальнейшем будут последовательно выполняться. Итак, задачи моего проекта таковы:
Актуальность моей работы заключается в том, что её тема довольно неординарная, что может заинтересовать многих людей, подтолкнуть к дальнейшему погружению в мир математики, дать возможность видеть математические закономерности в обычных вещах. Также тема проекта представляет научный интерес, так как выявленные закономерности должны быть теоретически-обоснованными, с приведением доказательств.
Для дальнейшего продвижения проекта стоит выдвинуть гипотезу: «Предположу, что календарь обладает математическими закономерностями». В дальнейшем мы будем опираться на это утверждение, искать подтверждение или, в противном случае, опровержение.
Главная проблема проекта - работа с гипотезой, поиск доказательств и полное обоснование, сделанного вывода по гипотезе.
Результаты выполнения этих задач в оформленном виде и будет являться проектной работой, разбитой на несколько частей, приведённых в оглавлении.
Теперь выберем методы решения поставленных задач и проведения исследования, исходя из поставленной цели:
Проектным продуктом будет являться изготовленный мной буклет «Закономерности календаря», а также подготовленная выставка различных видов календарей.
Вся работа будет делиться на два раздела:
В конце проекта будет приведено заключение, где будут подведены итоги исследования. В процессе создания проектной работы я буду опираться на литературные источники, которые будут указаны в конце проекта и сопровождать текстовую часть проекта. Также немаловажным является приложение - часть работы, где будут приведены иллюстрации, всевозможные дополнения, а также результаты опроса по теме.
Для проведения любого исследования важна опора на теоретические данные. Моя работа не является исключением. В данном разделе нужно выяснить: что такое календарь, каковы его функции, привести некоторые исторические сведения, а также привести задачи с подробным описанием закономерностей.
Итак, начнём с определения календаря. Календарь - система счисления больших промежутков времени, основанная на периодичности движения небесных тел: Солнца - в солнечных календарях, Луны -в лунных календарях и одновременно Солнца и Луны в лунно-солнечных календарях. Также календарём называется список дней года с разделением на недели и месяцы и обозначением праздников и периодическое справочное издание с последовательным перечнем дней, недель, месяцев данного года, а также другими сведениями различного характера. В моей проектной работе я буду опираться именно на второе определение, рассматривая календарь как печатное изделие [1].
Календари делятся на множество видов, у каждого из которого есть собственные преимущества. Сейчас я расскажу о трёх видах, которые наиболее распространены. Отдельный календарь выполняет индивидуальную функцию, которая обусловлена его типом. На данный момент времени календари обрели функцию не только временного указателя, но и некоторые другие, давайте их рассмотрим:
Основными единицами календаря являются сутки, месяц и год. В результате их согласования появились три календарные системы: лунные календари, в которых месяц согласован с фазами Луны; лунно-солнечные календари, в которых год и месяц согласованы с фазами Луны и с движением Земли вокруг Солнца, и солнечные календари, в которых год согласован только с движением Земли вокруг Солнца. В ходе исследования мы затронем третью систему- солнечный календарь. В его основе лежит тропический год, то есть период смены времён года. Средняя продолжительность тропического года составляет с 2000 года 365,2421897 суток, то есть примерно 365,2422 суток. Таким образом, календарный год в солнечном календаре должен составлять или 365 суток — обычный год, или 366 суток — високосный год. Поскольку тропический год определяется как период между двумя последовательными прохождениями Солнца одной и той же точки равноденствия, то, рассуждая о точности календаря, обычно говорят о точке весеннего равноденствия. Так, одним из требований к солнечному календарю является тот факт, что момент прохождения Солнцем точки весеннего равноденствия по истечении календарного цикла должен приходиться на одну и ту же дату [3].
Еще в древние времена люди пытались решить проблему определения времени, используя подручные средства и имеющиеся знания о природе. Сейчас мы привыкли жить по календарю и считаем его обыденной вещью, а когда-то по этому поводу разгорались горячие споры. Когда же появились первые календари, какими они были и как ими пользовались?
Считать время днями и месяцами начали еще в глубокой древности. Первые календари появились около 6-ти тысяч лет назад. Наблюдая за движением небесных светил, люди заметили цикличность их поведения. Согласно периодам появления их на небосклоне подсчитывалось благоприятное время для сева и уборки урожая.
Во времена формирования персидских государств населяющие их земледельцы уже имели календари. Они знали, когда бывает день с самой длинной и самой короткой ночью, празднуя в это время Солнцеворот – рождение Солнца и начало Нового года. Победа над злодейкой Зимой обеспечивала приход тепла и начало полевых работ.
Современное слово «календарь» произошло от латинских «caleo» (провозглашать) и «calendarium» (долговая книга). Изначально таким термином называли долговые книги, практикуемые ростовщиками для записи процентов должников. Процедура записи проводилась ежемесячно, в один и тот же день, который назывался «календ» [4], [5].
Где-то приблизительно пять миллионов лет назад такой народ, под названием шумеры создали свой календарь, по которому живет все человечество. Всего в году 12 месяцев, в каждом из них было от 29 до 31 дня. Обязательно год должен длится 354 дня. Иногда появлялись какие-то природные явления, это способствовало тому, что данный народ периодически вводил новый месяц. Что же это за новый месяц? В данном месяце каждый день делили на 12 интервалов, каждый интервал содержал в себе по 2 часа. А интервал состоял уже из своих собственных тридцати частей. В каждой части было по 4 минуты. Это был мусульманский календарь, и многие мусульманские страны до сих пор используют его в повседневной жизни (Приложение 4) [6].
Жизнь Египта была основана на земледелии в нижнем течении Нила и привязана к его сезонным циклам. Цикл разбивался на три периода: наводнения, русла (сезон посева) и обмеления (сезон сбора урожая).
Год длился 365 дней и составлял 12 месяцев по 30 дней каждый. В конце года были дополнительные 5 дней - праздники в честь детей бога земли Геба и его супруги Нут: Осириса, Гора, Сета, Исиды и Нефтиды (сравните с календарем французской революции).
Как уже было отмечено, месяцы были сгруппированы по четыре, образуя сезоны. Египтяне не использовали високосных дней, поэтому за период в 1460 лет новый год проходил все сезоны. Для египтян это выглядело, как если бы восход Сириуса смещался по календарю на день каждые 4 года. Этот период так и назывался - цикл Сотиса (или Великий год Сотиса). Возвращение звезды отмечалось праздником в честь Вечности.
Египтяне не имели постоянной эры. Они вели счет лет от времени вступления на престол очередного фараона. Но начало года по всем этим эрам неизменно начиналось с 1 тота (29 августа), предшествовавшего вступлению на престол (Приложение 5) [7].
Данное племя следило за всеми созвездиями, но главный объект наблюдения была планета Венера. Всего был год, из него состояло 18 месяцев. В каждом месяце было по 20 дней. Так как остальные дни не влезали, то после окончания 18 месяца шли 5 дней. Племя майя думало, что это самые несчастливые дни в году. Данное племя было очень точным, и они очень точно рассчитали длину солнечного дня, у них получилось: 365,2420 дня. На сегодняшний день никто календарем майя не пользуются, но используют четыре дня: два дня солнцестояния и еще два дня равноденствия (Приложение 6) [4].
Юлий Цезарь в 46 году до нашей эры ввел такой термин, как високосный год. После трех обычных годов шел високосный год. Он заметно отличался от не високосных, а именно: в обычном году в один месяц было двадцать девять, а в високосном было тридцать дней. Так же он правильно рассчитал все и создал правильную последовательность дней в году. В феврале месяце стало или 28 или 29 дней. Сентябрь и ноябрь получили по тридцать дней. А октябрь и ноябрь получили 31 день. Но и этот календарь был не точным, он отличался от солнечного календаря на 11 минут и 14 секунд. Со временем его, конечно, переделали (Приложение 7) [4].
Григорианский календарь был введён папой Григорием XIII 4 октября 1582 года взамен старого юлианского: следующим днём после четверга, 4 октября стала пятница, 15 октября (дней с 5 по 14 октября 1582 в григорианском календаре нет).
Поводом к принятию нового календаря стало смещение дня весеннего равноденствия, по которому определялась дата Пасхи.
Новый календарь сразу сдвигал на 10 текущее (на момент принятия) число из-за накопившихся ошибок. Во-вторых, в нём стало действовать новое, более точное правило о високосном годе: год високосен (то есть содержит 366 дней), если:
а) его номер без остатка делится на 4 и не делится на 100
б) его номер делится без остатка на 400.
Таким образом, с течением времени юлианский и григорианский календари расходятся всё больше и больше (на 1 сутки в столетие, если предыдущее столетие не делилось на 4). Григорианский календарь намного точнее отражает истинное положение вещей (то есть даёт гораздо лучшее приближение к тропическому году), чем юлианский. В России грегорианский календарь появился только в 1918 году и действует он по сегодняшний момент (Приложение 8) [8].
Во-первых, давайте рассмотрим, что вообще из себя представляет изучаемое нами понятие?
Закономерность- постоянно повторяющаяся взаимосвязь явлений, действий или свойств предметов [9].
Во-вторых, нужно рассмотреть вопрос: «Подразделяются ли закономерности на какие-либо виды?»
Существует несколько типов закономерностей, давайте рассмотрим их подробнее:
Тип закономерности: | Краткое описание: |
Возрастающая | Закономерность, у которой числовое свойство увеличивается согласно некоторому закону или формуле. |
Убывающая | Закономерность, у которой числовое свойство уменьшается согласно некоторому закону или формуле. |
Циклическая | Закономерность, которая повторяется каждый раз. Полный круг в циклической последовательности называется циклом закономерности. |
Сложные | Закономерность, которая состоит из нескольких видов закономерностей или имеет несколько свойств. |
III. ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Перейдём от теории к практике. Я составила несколько задач и привела их подробное решение, с чертежами и опорой на знания геометрии. Итак, давайте рассмотрим первую из них:
Задача 1: Если в календаре 2019 года соединить числа 10, 20 и 30 января, то получится равнобедренный прямоугольный треугольник.
Для начала приведу некоторые понятия:
Равнобедренный треугольник - треугольник, в котором две стороны равны между собой по длине. Боковыми называются равные стороны, а последняя неравная им сторона - основанием.
Прямоугольный треугольник - это треугольник, в котором один угол прямой.
Решение: Для удобства решения задачи, используем календарь, в котором числа запишем на клетчатой бумаге.
Соединив числа, данные нам в условии, получаем треугольник (Приложение 9). Как же доказать, что он является равнобедренным прямоугольным?
Вывод: действительно, если в календаре 2019 года соединить числа 10, 20 и 30 января, то получится равнобедренный прямоугольный треугольник. Исключение составляет тот факт, что числа 10, 20 и 30 будут лежать на одной прямой, а по определению треугольник состоит из трёх точек, не лежащих на одной прямой, и трёх отрезков, соединяющих их.
Заметим, что в любом месяце можно выделить квадраты, состоящие из четырех чисел (2х2), из девяти чисел (3х3) и из шестнадцати чисел (4х4).
Аналогично, рассмотрим календарь за 2019 год, январь месяц.
Задача 1: Доказать, что сумма чисел на одной диагонали выделенного квадрата, равна сумме чисел на другой диагонали.
Квадрат - правильный четырёхугольник, то есть четырёхугольник, у которого все углы равны и все стороны равны.
Диагональ - в элементарной геометрии отрезок, соединяющий несмежные вершины многоугольника.
Решение: Выделим квадрат из 4 чисел в сетке календаря. Исходя из положения чисел, обозначим самое меньшее число за m. Тогда остальные числа примут вид: m+1; m+7; m+8 (Приложение 10).
Вывод: Таким образом, выражения равны, а числа на одной диагонали квадрата равны сумме чисел на другой диагонали.
Задача 2: Доказать, что утверждение «Чтобы найти сумму четырех чисел в выделенном квадрате достаточно удвоить сумму чисел одной диагонали» верно.
Решение:
Вывод: Действительно, чтобы найти сумму четырех чисел в выделенном квадрате достаточно удвоить сумму чисел одной диагонали.
Задача 1: Доказать, что утверждение: «Чтобы найти сумму девяти чисел в выделенном квадрате календаря, необходимо к меньшему числу прибавить 8 и сумму умножить на 9» верно.
Сумма - это результат применения операции сложения величин.
Решение:
m+(m+1)+(m+2)+(m+7)+(m+8)+(m+9)+(m+14)+(m+15)+(m+16)= =m+m+1+m+2+m+7+m+8+m+9+m+14+m+15+m+16= 9m+72.
Вынесем общий множитель за скобки: 9m+72= 9*(m+8). Полученное нами выражение можно прочитать так: сумму меньшего числа и восьми умножить на 9. Таким образом, утверждение верно.
Вывод: Действительно, чтобы найти сумму девяти чисел в выделенном квадрате календаря, нужно к меньшему числу прибавить 8 и сумму умножить на 9.
Задача 2. Доказать, что утверждение «Чтобы найти сумму девяти чисел, в выделенном квадрате календаря, необходимо из большего числа вычесть 8 и разность умножить на 9» верно.
Разность - число, составляющее остаток в вычитании.
Решение:
а+(а-1)+(а-2)+(а-7)+(а-8)+(а-9)+(а-14)+(а-15)+(а-16)=
=а+а-1+а-2+а-7+а-8+а-9+а-14+а-15+а-16= 9а-72.
Вынесем общий множитель за скобки: 9а-72=9(а-8). Данное выражение можем прочитать так: разность меньшего числа и 8, умноженная на 9.
Вывод: Действительно, чтобы найти сумму девяти чисел, в выделенном квадрате календаря, необходимо из большего числа вычесть 8 и разность умножить на 9.
Задача 1: Доказать, что утверждение «Чтобы найти сумму шестнадцати чисел, в выделенном квадрате календаря, необходимо из большего числа вычесть 12 и полученную разность умножить на 16» верно.
Решение:
а+(а-1)+(а-2)+(а-3)+(а-7)+(а-8)+(а-9)+(а-10)+(а-14)+(а-15)+(а-16)+(а-17)+(а-21)+(а-22)+(а-23)+(а-24)=а+а-1+ а-2+а-3+а-7+ а-8+а-9+ а-10+ а-14+а-15+а-16+а-17+а-21+а-22+а-23+а-24= 16а-192.
Вынесем общий множитель за скобки: 16а-192=16(а-19). Полученное выражение можно прочитать так: разность меньшего числа и 19, умноженная на 16.
Вывод: Действительно, чтобы найти сумму шестнадцати чисел, в выделенном квадрате календаря, необходимо из большего числа вычесть 12 и полученную разность умножить на 16.
В народе существует много примет, связанных с календарными датами. Одна из них- пятница, выпавшая на 13 число. Этот день у многих людей считается особенным.
Задача: Выяснить, какое максимальное (минимальное) число пятниц в одном году может попадать на число 13.
Решение: Для решения задачи составим сравнительную таблицу, куда включим несколько дат, взятых выборочно.
Год (не високосный) | День недели 1 января | Пятница 13 (месяцы) |
2007 | Понедельник | Апрель, июль |
2018 | Понедельник | Апрель, июль |
2002 | Вторник | Сентябрь, декабрь |
2019 | Вторник | Сентябрь, декабрь |
2003 | Среда | Июнь |
1997 | Среда | Июнь |
2009 | Четверг | Февраль, март, ноябрь |
2015 | Четверг | Февраль, март, ноябрь |
2010 | Пятница | Август |
1999 | Пятница | Август |
2011 | Суббота | Май |
1994 | Суббота | Май |
2017 | Воскресенье | Январь, октябрь |
1995 | Воскресенье | Январь, октябрь |
Год (високосный) | День недели 1 января | Пятница 13 |
1996 | Понедельник | Сентябрь, декабрь |
2008 | Вторник | Июнь |
2020 | Среда | Март, ноябрь |
2004 | Четверг | Февраль, август |
2016 | Пятница | Май |
1972 | Суббота | Октябрь |
2012 | Воскресенье | Январь, апрель, июль |
Выводы:
Я провела опрос среди сверстников и получила их ответы на вопросы о закономерностях в календарях, по результатам которых составлены три диаграммы. Всего было опрошено 36 учеников.
Вопрос №1. Знаете ли вы, что календарь имеет закономерности?
Ответ «Да»- 21 человек
Ответ «Нет»- 15 человек
Вопрос №2. Сколько закономерностей в календаре вы знаете?
Ответ «Достаточно много»- 3 человека
Ответ «Немного»- 18 человек
Ответ «Вообще не знаю»- 15 человек
Вопрос №3. Хотели бы вы узнать больше о закономерностях в календаре?
Ответ «Да»- 24 человека
Ответ «Нет»- 12 человек
Вывод: Большее число респондентов знают о закономерностях в календарях немного информации, а также две третьих респондентов заинтересованы в том, чтобы узнать больше о закономерностях в календарях, что подтверждает актуальность моего проекта.
IV . ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проектной работы была достигнута цель проекта- я изготовила буклет «Закономерности календаря», подготовила небольшую выставку календарей, а также смогла подтвердить поставленную в начале работы гипотезу о существовании закономерностей в календаре.
Задачи, поставленные мной в начале проектной работы выполнены, за исключением выявления новых закономерностей, так как все закономерности уже были выявлены ранее. Я изучила историю календарей и их виды, исследовала задачу про календарь и треугольник, рассмотрела и проанализировала уже существующие закономерности, а также узнала мнение опрашиваемой группы относительно темы проекта. Актуальность моего проекта подтверждена результатами опроса.
В целом, могу назвать свой проект успешным, так как по окончанию работы цель и задачи, поставленные в начале, в большей степени выполнились.
V. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
VI . ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5.
Приложение 6.
Приложение 7.
Приложение 8.
Приложение 9. Приложение 10.
Приложение 11. Приложение 12.
Приложение 13.
Приложение 14.
Слайд 1
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В КАЛЕНДАРЯХ Выполнила Слепенькова Дарья Ученица 9 «А» класса МОБУ СОШ № 3 Руководитель: Перемышленникова Е.В- учитель математикиСлайд 2
Цель проекта - выяснить, существуют ли математические закономерности в календаре, опровергнуть или подтвердить гипотезу в ходе дальнейшего исследования . Создать буклет «Закономерности календаря» и подготовить небольшую выставку различных видов календарей. Гипотеза - Предположу, что календарь обладает математическими закономерностями Задачи проекта : Изучить историю календарей и их виды; Исследовать задачу про календарь и треугольник; Рассмотреть и проанализировать уже существующие закономерности; Узнать мнение опрашиваемой группы относительно данной проблемы; Выявить новые закономерности.
Слайд 3
Актуальность работы заключается в том, что её тема довольно неординарная, что может заинтересовать многих людей, подтолкнуть к дальнейшему погружению в мир математики, дать возможность видеть математические закономерности в обычных вещах. Также тема проекта представляет научный интерес, так как выявленные закономерности должны быть теоретически-обоснованными, с приведением доказательств. Продукты проекта могут использоваться на уроках и внеклассных занятиях по математике, теоретические сведения на уроках по истории. Проектным продуктом будет являться изготовленный мной буклет «Закономерности календаря», а также подготовленная выставка различных видов календарей.
Слайд 4
Виды календарей Квартальный календарь Карманный календарь Настольный календарь
Слайд 5
История календарей Григорианский календарь
Слайд 6
Закономерность – постоянно повторяющаяся взаимосвязь явлений, действий или свойств предметов. Тип закономерности Краткое описание Возрастающая Закономерность, у которой числовое свойство увеличивается согласно некоторому закону или формуле Убывающая Закономерность, у которой числовое свойство уменьшается согласно некоторому закону или формуле Циклическая Закономерность, которая повторяется каждый раз. Полный круг в циклической последовательности называется циклом закономерности Сложные Закономерность, которая состоит из нескольких видов закономерностей или имеет несколько свойств
Слайд 7
Треугольники в календарях
Слайд 8
Результаты проведённого опроса 1. Знаете ли вы, что календарь имеет закономерности? 2. Сколько закономерностей в календаре вы знаете? 3. Хотели бы вы узнать больше о закономерностях в календаре? Вопрос 1 . Вопрос 2 . Вопрос 3 .
Слайд 9
Заключение В ходе проектной работы была достигнута цель проекта- я изготовила буклет «Закономерности календаря», подготовила небольшую выставку календарей, а также смогла подтвердить поставленную в начале работы гипотезу о существовании закономерностей в календаре. Задачи, поставленные мной в начале проектной работы выполнены, за исключением выявления новых закономерностей, так как все закономерности уже были выявлены ранее. Я изучила историю календарей и их виды, исследовала задачу про календарь и треугольник, рассмотрела и проанализировала уже существующие закономерности, а также узнала мнение опрашиваемой группы относительно темы проекта. Актуальность моего проекта подтверждена результатами опроса.
Слайд 10
Спасибо за внимание !
Сверчок
Щелкунчик
Басня "Море и река"
Заколдованная буква
Музыка космоса