Дроби – неотъемлемая часть нашей жизни. В истории стран много примеров того, как неточные инженерные расчеты приводили к разрушению мостов, зданий, церквей и других сооружений. Изобретение десятичных дробей существенно продвинуло науку в создании счетных машин. Кроме торговли, производства, картографии пользу испытала и наука. Ученые-физики теперь указывают размеры мельчайших частиц-атомов, из которых состоят все тела. Медики выражают размеры болезнетворных бактерий, по размерам определяют, какие бактерии заразили организм и с какой болезнью надо бороться…
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 409.5 КБ |
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
города Новосибирска
«Средняя общеобразовательная школа № 156
с углубленным изучением предметов художественно-эстетического цикла» МБОУ СОШ № 156
г. Новосибирск, ул. Гоголя, 35-а, тел. 224-75-29, E-mail: sсh_156_nsk@nios.ru
Проектная работа
Зачем людям
нужны дроби
Выполнила: Сташкова Дарья Алексеевна 5 Б класс МБОУ СОШ № 156 Руководитель: Бурдыгина Ирина Николаевна учитель математики ВКК, классный руководитель |
НОВОСИБИРСК 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Человек подобен дроби: в знаменателе - то, что он о себе
думает, в числителе - то, что он есть на самом деле.
Чем больше знаменатель, тем меньше дробь.
(Л.Н. Толстой)
Необходимость в дробных числах возникла у человека на весьма ранней стадии развития. Уже дележ добычи, состоявший из нескольких убитых животных, между участниками охоты, когда число животных оказывалось не кратным числу охотников, могло привести первобытного человека к понятию о дробном числе.
Наряду с необходимостью считать предметы у людей с древних времён появилась потребность измерять длину, площадь, объём, время и другие величины. Результат измерений не всегда удаётся выразить натуральным числом, приходится учитывать и части употребляемой меры. Исторически дроби возникли в процессе измерения.
Потребность в более точных измерениях привела к тому, что начальные единицы меры начали дробить на 2, 3 и более частей. Более мелкой единице меры, которую получали как следствие раздробления, давали индивидуальное название, и величины измеряли уже этой более мелкой единицей.
Цель работы: доказать, что дроби необходимы людям;
Задачи:
Результаты анкетирования в 5Б классе показали, что ребята понимают необходимость использования дробей в повседневной жизни, диаграммы представлены в приложении №2. А значит, выбранная мною тема имеет не только многовековую историю, но и будет актуальна всегда. А в качестве практической части я собрала около полусотни старинных задач из различных источников на дроби, составив небольшой сборник.
ЧТО ТАКОЕ ДРОБЬ
Дробь в математике – число, состоящее из одной или нескольких частей (долей) единицы. По способу записи дроби бывают обыкновенными и десятичными. Обыкновенная (простая) дробь имеет вид , где
или
. Горизонтальная или косая черта обозначает знак деления, в результате чего получается частное. Делимое называется числителем дроби, а делитель - знаменателем. Черта наклонная называется «солидус», а горизонтальная – «винкулум».
Правильной называется дробь, у которой модуль числителя меньше модуля знаменателя. Дробь, не являющаяся правильной, называется неправильной, она по модулю больше или равна 1. Например, — правильные дроби, а
— неправильные дроби. Всякое целое число можно представить в виде неправильной обыкновенной дроби со знаменателем 1.
Дробь, записанная в виде целого числа и правильной дроби, называется смешанной дробью и понимается как сумма этого числа и дроби. Любое рациональное число можно записать в виде смешанной дроби. Например - смешанные дроби. Чтобы из неправильной дроби выделить целую часть надо:
На рисунке показано выделение целой части из неправильной дроби .
Десятичная дробь - это дробь, знаменатель которой есть целая степень числа 10. (Например: ). Такие дроби договорились записывать без знаменателя, то есть 0,6; 0,11; 0,037. Часть записи, которая стоит до запятой, является целой частью числа (дроби), а стоящая после запятой — дробной частью. Всякую обыкновенную дробь можно преобразовать в десятичную, которая может быть конечной или бесконечной. Например
или
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДРОБЕЙ
Дроби в Древнем Риме
У римлян основной единицей измерения массы, а также и денежной единицей служил «асс». Асс делился на 12 равных частей - унций. Из них складывали все дроби со знаменателем 12, то есть 1/12, 2/12, 3/12… Со временем унции стали применяться для измерения любых величин.
Так возникли римские двенадцатеричные дроби, то есть дроби, у которых знаменателем всегда было число 12. Вместо 1/12 римляне говорили «одна унция», 5/12 – «пять унций» и т.д. Три унции назывались четвертью, четыре унции – третью, шесть унций – половиной.
Сейчас иногда говорят: «скрупулёзно изучен этот вопрос». Это значит, что вопрос изучен до конца, что ни одной самой малой неясности не осталось. А происходит странное слово «скрупулёзно» от римского названия 1/288 асса – «скрупулус». В ходу были и такие названия: «семис» - половина асса, «секстанс»- шестая его доля, «семиунция» - половина унции, т.е. 1/24 асса и т.д. Всего применялось 18 различных названий дробей. Чтобы работать с дробями, надо было помнить для этих дробей таблицу сложения и таблицу умножения. Поэтому римские купцы твёрдо знали, что при сложении триенса (1/3 асса) и секстанса получается семис, а при умножении беса (2/3 асса) на сескунцию (2/3 унции, т.е.1/8 асса) получается унция. Для облегчения работы составлялись специальные таблицы, некоторые из которых дошли до нас.
Дроби в Древнем Египте
На протяжении многих веков египтяне именовали дроби «ломаным числом», а первая дробь, с которой они познакомились, была 1/2 . За ней последовали 1/4, 1/8 , 1/16, … затем 1/3, 1/6, … т.е. самые простые дроби, называемые единичными или основными дробями.
У них числитель всегда единица. Лишь значительно позже у греков, затем у индийцев и других народов стали входить в употребление и дроби общего вида, называемые обыкновенными, у которых числитель и знаменатель могут быть любыми натуральными числами. В Древнем Египте архитектура достигла высокого развития. Чтобы строить грандиозные пирамиды и храмы, чтобы вычислять длины, площади и объемы фигур, необходимо было знать арифметику.
Из расшифрованных сведений на папирусах ученые узнали, что египтяне 4000 лет назад имели десятичную систему счисления, умели решать многие задачи, связанные с потребностями строительства, торговли и военного дела.
Одним из первых известных упоминаний о дробях является математический папирус Ринда. Три более древних текста, в которых упоминаются дроби — это Египетский математический кожаный свиток, Московский математический папирус и Деревянная табличка Ахмима. Папирус Ринда включает таблицу египетских дробей для рациональных чисел вида 1/n, а также 84 математических задачи, их решения и ответы, записанные в виде египетских дробей. Египтяне ставили иероглиф (ер, «один из» или ре, рот) над числом для обозначения единичной дроби в обычной записи, а в священных текстах использовали линию. У них также были специальные символы для дробей 1/2, 2/3 и 3/4, которыми можно было записывать также другие дроби.
Остальные дроби они записывали в виде суммы долей. Дробь 7/8 они записывали в виде , но знак «+» не указывали. А сумму
записывали в виде
. Такая запись смешанных чисел (без знака «+») сохранилась до сих пор.
Вавилонские дроби
Жители древнего Вавилона примерно за 3000 лет до нашей эры создали систему мер аналогичную нашей метрической, только в основе её лежало не число 10, а число 60, в которой меньшая единица измерения составляла 1/60 часть высшей единицы. Полностью эта система выдерживалась у вавилонян для измерения времени и углов, и мы унаследовали от них деление часа и градуса на 60 минут, а минуты на 60 секунд.
Исследователи по-разному объясняют появление у вавилонян шестидесятеричной системы. Число 60 прекрасно делится на 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 и 60, что значительно облегчает всякие расчеты. Шестидесятые доли были привычны в жизни вавилонян. Вот почему они пользовались шестидесятеричными дробями, имеющими знаменателем всегда число 60 или его степени: 602, 603 и т.д. В этом отношении шестидесятеричные дроби можно сравнить с нашими десятичными дробями.
Вавилонская математика оказала влияние на греческую математику. Следы вавилонской шестидесятеричной системы счисления удержались в современной науке при измерении времени и углов. До наших дней сохранилось деление часа на 60 мин., минуты на 60 с, окружности на 360˚, градуса на 60 мин., минуты на 60с.
Вавилоняне внесли ценный вклад в развитие астрономии. Шестидесятеричными дробями пользовались в астрономии ученые всех народов до XVII века, называя их астрономическими дробями. В отличие от них, дроби общего вида, которыми пользуемся мы, были названы обыкновенными.
Дроби в Древней Греции
Греки работали с обыкновенными дробями не часто, поэтому использовали различные обозначения. Герон и Диофант, самые известные арифметики среди древнегреческих математиков, записывали дроби в алфавитной форме, причем числитель располагали под знаменателем. Но в принципе предпочтение отдавалось либо дробям с единичным числителем, либо шестидесятеричным дробям.
Недостатки греческой системы счисления относят к их любви к строгости, которое заметно увеличило трудности, связанные с анализом отношения несоизмеримых величин. Слово «число» греки понимали как набор единиц, поэтому то, что мы теперь рассматриваем как единое число – дробь, – греки понимали как отношение двух целых чисел. Именно этим объясняется, почему обыкновенные дроби редко встречались в греческой арифметике.
Дроби в Древнем Китае
В Древнем Китае уже пользовались десятичной системой мер, обозначали дробь словами, используя меры длины чи: цуни, доли, порядковые, шерстинки, тончайшие, паутинки. Дробь вида 2,135436 выглядела так: 2 чи, 1 цунь, 3 доли, 5 порядковых, 4 шерстинки, 3 тончайших, 6 паутинок. Так записывались дроби на протяжении двух веков, а в V веке китайский ученый Цзу-Чун-Чжи принял за единицу не чи, а чжан = 10 чи, тогда эта дробь выглядела так: 2 чжана, 1 чи, 3 цуня, 5 долей, 4 порядковых, 3 шерстинки, 6 тончайших, 0 паутинок.
Дроби на Руси
В русском языке слово «дробь» появилось лишь в VIII веке. Происходит оно от слова «дробить, разбивать, ломать на части». В русских рукописных арифметиках XVII в. дроби называли долями, позднее «ломаными числами». В старых руководствах существуют следующие названия дробей на Руси:
1/2 - половина, полтина | 1/3 – треть |
1/4 – четь | 1/6 – полтреть |
1/8 - полчеть | 1/12 –полполтреть |
1/16 - полполчеть | 1/24 – полполполтреть (малая треть) |
1/32 – полполполчеть (малая четь) | 1/5 – пятина |
1/7 - седьмина | 1/10 - десятина |
Славянская нумерация употреблялась в России до XVI века, затем в страну начала постепенно проникать десятичная система счисления. Она окончательно вытеснила славянскую нумерацию при Петре I.
Дроби в других государствах древности
В китайской «Математике в девяти разделах» уже имеют место сокращения дробей и все действия с дробями. У индийского математика Брахмагупты найдена достаточно развитую систему дробей. У него встречаются разные дроби: и основные, и производные с любым числителем. Числитель и знаменатель записываются так же, как и у нас сейчас, но без горизонтальной черты, а просто размещаются один над другим.
Арабы первыми начали отделять чертой числитель от знаменателя.
Леонардо Пизанский уже записывает дроби, помещая в случае смешанного числа, целое число справа, но читает так, как принято у нас. В XV – XVI столетиях учение о дробях приобретает уже знакомый нам теперь вид и оформляется приблизительно в те самые разделы, которые встречаются в наших учебниках.
Следует отметить, что раздел арифметики о дробях долгое время был одним из наиболее трудных. Недаром у немцев сохранилась поговорка: «Попасть в дроби», что означало – зайти в безвыходное положение. Считалось, что тот, кто не знает дробей, не знает и арифметики.
Десятичные дроби
Появились десятичные дроби в трудах арабских математиков в Средние века и независимо от них в древнем Китае. Но и раньше, в древнем Вавилоне, использовали дроби того же типа, только шестидесятеричные.
Позднее учёный Гартман Бейер (1563-1625) выпустил сочинение «Десятичная логистика», где писал: «…я обратил внимание на то, что техники и ремесленники, когда измеряют какую-нибудь длину, то очень редко и лишь в исключительных случаях выражают её в целых числах одного наименования; обыкновенно им приходится или брать мелкие меры, или обращаться к дробям. Точно так же астрономы измеряют величины не только в градусах, но и в долях градуса, т.е. минутах, секундах и т.п. Их деление на 60 частей не так удобно, как деление на 10, на 100 частей и т.д., потому что в последнем случае гораздо легче складывать, вычитать и вообще производить арифметические действия; мне кажется, что десятичные доли, если бы ввести вместо шестидесятеричных, пригодились бы не только для астрономии, но и для всякого рода вычислений».
Сегодня мы пользуемся десятичными дробями естественно и свободно. Однако то, что кажется естественным нам, служило настоящим камнем преткновения для учёных Средневековья. В Западной Европе XVIв. вместе с широко распространённой десятичной системой в расчётах применялись шестидесятеричные дроби, восходящие ещё к древней традиции вавилонян. Понадобился светлый ум нидерландского математика Симона Стевина, чтобы привести запись и целых, и дробных чисел в единую систему. По-видимому, толчком создания десятичных дробей послужили составленные им таблицы сложных процентов. В 1585 г. он опубликовал книгу «Десятина», в которой объяснил десятичные дроби.
С начала XVII века начинается интенсивное проникновение десятичных дробей в науку и практику. В Англии в качестве знака, отделяющего целую часть от дробной, была введена точка. Запятая, как и точка, в качестве разделительного знака была предложена в 1617 году математиком Непером.
Развитие промышленности и торговли, науки и техники требовали все более громоздких вычислений, которые с помощью десятичных дробей легче было выполнять. Широкое применение десятичные дроби получили в XIX веке после введения тесно связанной с ними метрической системы мер и весов. Например, в нашей стране в сельском хозяйстве и промышленности десятичные дроби и их частный вид – проценты – применяются намного чаще, чем обыкновенные дроби.
Дроби в музыке
В греческих сочинениях по математике дробей не встречалось. Греческие ученые считали, что математика должна заниматься только целыми числами. Возиться с дробями они предоставляли купцам, ремесленникам, а также астрономам, землемерам, механикам и другому "черному люду". Но старая пословица гласит: "Гони природу в дверь - она влетит в окно". Поэтому и в строго научные сочинения греков дроби проникали "с заднего хода". Кроме арифметики и геометрии, в греческую науку входила музыка.
Музыкой греки называли учение о гармонии. Это учение опиралось на ту часть нашей арифметики, в которой говорится об отношениях и пропорциях. Греки знали: чем длиннее натянутая струна, тем ниже получается звук, который она издает, а короткая струна издает высокий звук. Но у всякого музыкального инструмента не одна, а несколько струн. Для того чтобы все струны при игре звучали «согласно», приятно для слуха, длины звучащих частей их должны быть в определенном отношении. Поэтому учение об отношениях и дробях использовалось в греческой теории музыки.
Пифагорейцы, много занимавшихся музыкой и обожествлявшие число, считали, что Земля имеет форму шара и находится в центре Вселенной: ведь нет никаких оснований, чтобы она была смещена или вытянута в какую-то одну сторону. Солнце же, Луна и 5 планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) движутся вокруг Земли. Расстояния от них до нашей планеты таковы, что они как бы составляют семиструнную арфу, и при их движении возникает прекрасная музыка – музыка сфер. Обычно люди не слышат её из-за суеты жизни, и лишь после смерти некоторые из них смогут насладиться ею. А Пифагор слышал её при жизни.
Его ученики – пифагорейцы, много занимавшиеся музыкой и обожествлявшие число, исследовали, насколько повышается тон струны, если её прижать посередине, или на четверть расстояния одного из концов, или на треть. Обнаружилось, что одновременное звучание двух струн приятно для слуха, если длины их относятся как 1:2, или 2:3, или 3:4, что соответствует музыкальным интервалам в октаву, квинту и кварту. Гармония оказалась тесно связанной с дробями, что подтверждало основную мысль пифагорейцев: «число правит миром»…
Так дроби сыграли определяющую роль в музыке. И сейчас в общепринятой нотой записи длинная нота – целая – делится на половинки (вдвое короче), четверти, восьмые, шестнадцатые и тридцать вторые.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Без знания дробей никто не может
признаться знающим арифметику.
Цицерон
В процессе познания действительности математика играет все возрастающую роль. Сегодня нет такой области знаний, где в той или иной степени не использовались бы математические понятия и методы. Проблемы, решение которых раньше считалось невозможным, успешно решаются благодаря применению математики, тем самым расширяются возможности научного познания.
Математика всегда была неотъемлемой и существеннейшей составной частью человеческой культуры, она является ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса и важной компонентой развития личности. Сегодня можно с уверенностью сказать, что дроби – неотъемлемая часть нашей жизни.
Переход в расчетах на десятичные дроби очень скоро помог
практике. Особенно хочется подчеркнуть, как важны точные расчеты. В истории стран можно прочитать много примеров того, как неточные инженерные расчеты приводили к разрушению мостов, зданий, церквей и других сооружений. Изобретение десятичных дробей существенно продвинуло науку в создании счетных машин. Кроме торговли, производства, картографии пользу испытала и наука. Ученые-физики теперь могли указывать размеры мельчайших частиц-атомов, из которых состоят все тела. Медики могли выразить размеры болезнетворных бактерий, по размерам определить, какие бактерии заразили организм и с какой болезнью надо бороться. А закончить мне хотелось бы стихотворением В. Лифшица «Три десятых», которое показывает, к чему может привести незнание дробей.
Это кто Из портфеля Швыряет в досаде Ненавистный задачник, Пенал и тетради И сует свой дневник, Не краснея при этом, Под дубовый буфет, Чтоб лежал под буфетом?.. *** Познакомьтесь, пожалуйста: Костя Жигалин. Жертва вечных придирок, – Он снова провален И шипит, на растрепанный Глядя задачник: – Просто мне не везет! Просто я неудачник!.. *** В чем причина Обиды его и досады? Что ответ не сошелся Лишь на три десятых! И к нему, безусловно, Придирается строгая Марья Петровна. *** Три десятых... Скажи про такую ошибку И пожалуй, на лицах Увидишь улыбку. Три десятых... И все же об этой ошибке Я прошу вас послушать меня Без улыбки... | Если б, строя ваш дом, Тот, в котором живете, Архитектор немножко Ошибся в расчете,– Что б случилось, Ты знаешь ли, Костя Жигалин? Этот дом Превратился бы В груду развалин! *** Ты вступаешь на мост. Он надежен и прочен. А не будь инженер В чертежах своих точен, Ты бы, Костя, Свалившись В холодную реку, Не сказал бы спасибо Тому человеку! *** Вот турбина. В ней вал Токарями Расточен. Если б токарь В работе Не очень был точен, Совершилось бы, Костя, Большое несчастье: Разнесло бы турбину На мелкие части! *** | Три десятых – И стены возводятся Косо. Три десятых – И рухнут вагоны С откоса. Ошибись Только на три десятых Аптека, – Станет ядом лекарство, Убьет человека! *** Мы громили и гнали Фашистскую банду. Твой отец подавал Батарее команду. Ошибись он при этом Хоть на три десятых, – Не настигли б снаряды Фашистов проклятых. *** Ты подумай об этом, Мой друг, хладнокровно, И скажи – Не права ль была Марья Петровна? Если честно подумаешь, Костя, об этом, То недолго лежать Дневнику под буфетом! *** |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
ПРИЛОЖЕНИЕ № 1
«Но несть тот арифметчик,
Иже в целых ответчик,
А в долях ничтоже
Отвещате возможе.
Тем же о ты радеяй,
Буди в частях умеяй».
«Арифметика» русского математика
XVIII века Л.Ф. Магницкого
Небольшой сборник старинных задач по математике
по теме «Дроби»
А) Количество и его четвертая часть дают вместе 15. Найти количество.
Б) Число и его половина составляют 9. Найти число.
Есть кадамба цветок,
На один лепесток
Пчелок пятая часть опустилась.
Рядом тут же росла
Вся в цвету сименгда,
И на ней третья часть поместилась.
Разность их ты найди,
Ее трижды сложи
И тех пчел на Кутай посади.
Лишь одна не нашла
Себе места нигде,
Все летала то взад, то вперед и везде
Ароматом цветов наслаждалась.
Назови теперь мне,
Подсчитавши в уме,
Сколько пчелок всего здесь собралось.
ПРИЛОЖЕНИЕ № 2
Анкета,
которую я предложила в 5Б классе

Сказочные цветы за 15 минут

Мост из бумаги для Киры и Вики

Украшаем стену пушистыми кисточками и помпончиками

Позвольте, я вам помогу

Свадьба в Малиновке