Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Кривая второго порядка и школа»

В настоящее время отмечается спад мотивации в изучении естественнонаучных дисциплин, в том числе геометрии. Одной из причин является отсутствие наглядных пособий, связи изученного материала с жизнью, истории возникновения той или иной кривой.

Цель данной работы заключается в разработке и внедрении в учебный процесс интересующих ребят моментов урока,  а именно при изучении графика обратной пропорциональности — гиперболы.

Еще в глубокой древности греки получали кривые, пересекая прямой круговой конус плоскостью. Если взять тупоугольный конус и разрезать его перпендикулярно к образующей, то сечение при этом дает гиперболу. Отсюда произошли и названия кривых, которые были введены Апполонием Пергским; гипербола означает преувеличение, перевес (угла конуса над прямым). Позже греки увидели, что все три кривые можно получить на одном конусе, изменяя наклон секущей плоскости. При этом конус следует брать двуполостный и мыслить, что он простирается в обе стороны бесконечно.

Одна и та же линия в различных системах координат представляется различными уравнениями.

Любую новую систему прямоугольных декартовых координат x*0y* можно получить из любой старой системы x0y с помощью двух движений:

1. параллельным переносом;

2. поворотом вспомогательной системы вокруг точки 0* до совмещения с новой системой x*0y*.

Уравнение называется  каноническим уравнением гиперболы. Название «каноническое» — греческое слово означает принятое в качестве образца, типовое.

Две гиперболы, которые определяются уравнениями:

и ,

при одних и тех же значениях параметров a и b называются сопряженными.

Если действительная и мнимая оси равны (a=b), то гипербола называется равносторонней (или равнобочной). Уравнение имеет такой вид:

В результате поворота осей системы координат x0y вокруг начала координат 0 на угол a=-450 получаем уравнение равносторонней гиперболы, отнесенной к своим асимптотам x*=0; y*=0 в новой системе координат x*0y*, который представляет собой график обратной пропорциональности , где k — постоянная величина.

Далее можно рассмотреть 2 способа построения гиперболы и применение уравнения равносторонней гиперболы, графика обратной пропорциональности при решении задач из жизни.

1.Рассмотрим задачу на применение гиперболы. Две железнодорожные станции А и В находятся на расстоянии l км одна от другой. В точку М груз  можно доставить со станции А либо по прямой автотранспортом, либо по железной дороге до станции В, а оттуда автомобилями (рис. 1). При этом железнодорожный тариф (цена перевозки одной тонны на 1 км) составляет m рублей, погрузка-разгрузка обходится в k рублей (за 1 т) и тариф автотранспорта — n рублей Определим так называемую зону влияния железнодорожной станции В, то есть ту зону, в которую дешевле доставить груз из А смешанным путем: по железной дороге и затем автотранспортом.

Решение. Стоимость доставки 1 т груза по пути АМ составляет ran где ra=AM, а по пути ABM она будет равна Нам надо решить двойное неравенство и определить , как распределятся точки на плоскости (x,y) , в которые дешевле доставлять груз либо первым, либо вторым путем.

Найдем уравнение линии, образующей границу между  этими двумя зонами, то есть геометрическое место точек, для которых оба пути равно выгодны:

.

Из этого условия получаем:

Следовательно, линия раздела — гипербола. Для всех внешних точек этой гиперболы более выгоден первый путь, а для внутренних — второй. Поэтому гипербола и очертит зону влияния станции В. Вторая ветвь гиперболы очертит зону влияния станции А (груз доставляется со станции В). Найдем параметры нашей гиперболы, Ее большая ось:

а расстояние между фокусами (которыми являются станции А и В ) в данном случае 2c=1.

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Заказать статью

Таким образом, условие возможности этой задачи, определяемое соотношением , будет:

Рисунок 1. Применение гиперболы в жизни

2. Мощность отопителя в автомобиле регулируется дополнительным сопротивлением, которое можно менять, поворачивая рукоятку в салоне машины. При этом меняется сила тока в электрической цепи электродвигателя — чем меньше сопротивление, тем больше сила тока и тем быстрее вращается мотор отопителя. На рисунке 2 показана зависимость силы тока от сопротивления. На оси абсцисс откладывается сопротивление в (омах). На оси ординат — сила тока в амперах. На сколько ампер уменьшится сила тока, если увеличить сопротивление с 1 Ом до 1,5 Ом?

Рисунок 2. Гипербола в области физики

3. Задачи на движение:

(в системе координат время t, скорость v) описывается уравнением равносторонней гиперболы.

4. Задачи на работу: .

5. Задачи на нахождение площади прямоугольника:

(в системе  координат длина а, ширина b прямоугольника) так же описываются равносторонней гиперболы.

6. Общий случай дробно-линейной функции:

который легко привести к виду:

преобразованием параллельного переноса:

может быть сведен к равносторонней гиперболе.

Список литературы:

1.Ефимов Н.В. Краткий курс аналитической геометрии. Изд. 8. «Наука», М., 1965.

2.Погорелов А.В. Аналитическая геометрия Изд. 3. «Наука», М., 1968.

3.Штерман И.Я. Гиперболические функции. Гостехиздат, М. — Л. 1935.

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

Средняя оценка 1 / 5. Количество оценок: 1

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

831

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке