• Главная
  • Блог
  • Пользователи
  • Форум
  • Литературное творчество
  • Музыкальное творчество
  • Научно-техническое творчество
  • Художественно-прикладное творчество

«Теорема Пифагора»

Опубликовано Апарина Лариса Георгиевна вкл 06.07.2015 - 17:59
Апарина Лариса Георгиевна
Автор: 
Горская Ирина

Цель работы

Þ   Изучение истории появления и развития теоремы Пифагора.

Þ   Изучение исторических сведений по использованию теоремы Пифагора.

Þ   Рассмотрение различных видов доказательств теоремы Пифагора.

Þ   Создание тестовых заданий для закрепления материала.

Предполагаемый продукт: Учебная презентация. 

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon теорема Пифагора270 КБ
Файл teorema_pifagora.pptx2.93 МБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 3 города Андреаполя

Проектно-исследовательская  работа

«Теорема Пифагора»

Работу выполнила:              Горская Ирина

      Ученица 8 класса МОУ АСОШ №3

             

                                                                       

Руководитель:           Апарина Л.Г.

                                                             учитель математики МОУ АСОШ №3

                           

2013 г.

Цель работы

  • Изучение истории появления и развития теоремы Пифагора.
  • Изучение исторических сведений по использованию теоремы Пифагора.
  • Рассмотрение различных видов доказательств теоремы Пифагора.
  • Создание тестовых заданий для закрепления материала.

Предполагаемый продукт: Учебная презентация.

 Задачи работы

  • Собрать материал по истории появления и развития теоремы Пифагора.
  • Собрать материал по использованию теоремы Пифагора в Древние века.
  • Собрать материал по различным видам доказательств теоремы Пифагора.
  • Проанализировать и обработать собранную информацию.
  • Подготовить тестовые задания для закрепления материала.
  • Сделать презентацию с помощью Microsoft Power Point 2003.
  • Оформить материал.
  • Показать полученную презентацию учащимся и учителям.
  • Представить результаты проектно-исследовательской работы.

Основная часть

  Обзор литературы

Несмотря на предельную простоту, теорема Пифагора, по мнению многих математиков, относится к разряду наиболее выдающихся математических теорем за всю историю математики. Гениальный астроном Иоганн Кеплер выразил свое восхищение теоремой Пифагора в следующих словах: "В геометрии существует два сокровища – теорема Пифагора и деление отрезка в крайнем и среднем отношении. Первое можно сравнить с ценностью золота, второе можно назвать драгоценным камнем". То есть, из всего необозримого множества геометрических результатов и теорем Кеплер выделил только два результата, которые он причислил к разряду "сокровищ геометрии": теорему Пифагора и "задачу о делении отрезка в крайнем и среднем отношении" (так в старину называлась знаменитая "задача о золотом сечении").

Одни из первых упоминаний теоремы Пифагора относится еще к древнему Китаю. Здесь особое внимание привлекает математическая книга Чу-пей. В этом сочинении так говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5: "Если прямой угол разложить на составные части, то линия, соединяющая концы его сторон, будет 5, когда основание есть 3, а высота 4". В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии Бхаскары.

Кантор (крупнейший немецкий историк математики) считает, что равенство

                                               32 + 42 = 52                                               

было известно уже египтянам еще около 2300г. до н. э. во времена царя Аменемхета I (согласно папирусу 6619 Берлинского музея). По мнению Кантора гарпедонапты, или "натягиватели веревок", строили прямые углы при помощи прямоугольных треугольников со сторонами 3, 4 и 5.

"Священный" или "египетский" треугольник

Существует легенда, что именно соотношение 32+42=52                                                использовалось египетскими землемерами и строителями для определения прямого угла на плоскости. Для этого использовалась веревка длиной, например, 12 метров, которая специальными петлями или узлами была разделена на три части в 3, 4 и 5 метров. Для определения прямого угла египетский землемер натягивал одну из частей веревки, например, длиной 3 метра, и фиксировал ее на земле с помощью специальных "колышек", забиваемых в две петли. Затем веревка натягивалась с помощью третьей петли и эта петля фиксировалась с помощью "колышка".

Ясно, что угол, образуемый между двумя меньшими сторонами образованного таким образом треугольника, в точности равнялся 90°. Считалось, что при закладке пирамид такую ритуальную процедуру по определению прямых углов основания пирамиды на земле выполнял сам фараон. Гарпедонаптам можно было бы возразить, что их способ построения становиться излишним, если воспользоваться, например, деревянным угольником, применяемым всеми плотниками. И действительно, известны египетские рисунки, на которых встречается такой инструмент, например рисунки, изображающие столярную мастерскую.

Из истории древнего Египта практически не сохранилось каких-либо записанных сведений о геометрии треугольников, то есть не существует книг или текстов, в которых записаны геометрические знания, но остались архитектурные сооружения пирамид и храмов, а также остались изображения, в которых отображены знания о геометрии древнего Египта. Внимательное исследование изображений позволяет понимать геометрию, и в том числе позволяет понимать геометрические пропорции человеческого лица и тела с помощью, в том числе и "пифагоровых треугольников".

Скульптурное изображение фараона Хефрена

Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте, относимом ко времени Хаммурапи, т. е. к 2000 г. до н. э., приводится приближенное вычисление гипотенузы прямоугольного треугольника. Отсюда можно сделать вывод, что в Двуречье умели производить вычисления с прямоугольными треугольниками, по крайней мере, в некоторых случаях.

Основываясь, с одной стороны, на сегодняшнем уровне знаний о египетской и вавилонской математике, а с другой - на критическом изучении греческих источников, голландский математик Ван-дер-Варден  сделал следующий вывод: "Заслугой первых греческих математиков, таких как Фалес, Пифагор и пифагорейцев, является не открытие математики, но ее систематизация и обоснование. В их руках вычислительные рецепты, основанные на смутных представлениях, превратились в точную науку".

Геометрия у индусов была тесно связана с религиозными обрядами и культом жертвоприношения (построение алтарей-жертвенников). Весьма вероятно, что теорема о квадрате гипотенузы была известна в Индии уже около 18 века до н. э. В древнеиндийской "Сульва-Сутре"  («Правило веревки") есть следующие положения:

1) квадрат диагонали прямоугольника равен сумме квадратов его меньшей и большей стороны;

2) квадрат на диагонали квадрата в два раза больше самого квадрата.

В настоящее время известно, что эта теорема не была открыта Пифагором. Однако одни полагают, что Пифагор первым дал ее полноценное доказательство, а другие отказывают ему и в этой заслуге. Некоторые приписывают Пифагору доказательство, которое Евклид приводит в первой книге своих "Начал". С другой стороны, Прокл утверждает, что доказательство в "Началах" принадлежит самому Евклиду. Как мы видим, история математики почти не сохранила достоверных данных о жизни Пифагора и его математической деятельности. Зато легенда сообщает даже ближайшие обстоятельства, сопровождавшие открытие теоремы. Рассказывают, что в честь этого открытия Пифагор принес в жертву 100 быков.

Доказательство теоремы Пифагора учащиеся средних веков считали очень трудным и называли его "Dons asinorum" - "ослиный мост", или "elefuga" - "бегство убогих", так как некоторые "убогие" ученики, не имевшие серьезной математической подготовки, бежали от геометрии. Слабые ученики, заучившие теоремы наизусть, без понимания, и прозванные поэтому "ослами", были не в состоянии преодолеть теорему Пифагора, служившую для них вроде непреодолимого моста. Из-за чертежей, сопровождающих теорему Пифагора, учащиеся называли ее также "ветряной мельницей", составляли стихи вроде "Пифагоровы штаны на все стороны равны", рисовали карикатуры.

                

Карикатуры на теорему Пифагора

Теорема Пифагора - одна из главных и, можно сказать, самая главная теорема геометрии. Значение ее состоит в том, что из нее или с ее помощью можно вывести большинство теорем геометрии. Теорема Пифагора замечательна и тем, что сама по себе она вовсе не очевидна. Например, свойства равнобедренного треугольника можно видеть непосредственно на чертеже. Но сколько ни смотри на прямоугольный треугольник, никак не увидишь, что между его сторонами есть простое соотношение: c2=a2+b2.

Сейчас известно более трехсот доказательств теоремы Пифагора. Самое наглядное из них выглядит следующим образом. Стоит только внимательно посмотреть на эти два квадрата, и все сразу становится ясно. Индусы к этому чертежу добавляли лишь одно слово: «Смотри!»

Индусы к этому чертежу добавляли лишь одно слово: «Смотри!»

        

      Краткое описание работы

1) вступление (слайды № 1-5);            

2) история появления и развития теоремы Пифагора (слайды №№ 6-12);

3) различные виды доказательств теоремы Пифагора от древних веков до современности (слайды №№ 13-16);

 4) тестовые задания на уровень усвоения изученного материала (слайды №№ 19-30);

 5)  ссылка на используемые материалы (слайд № 31).

 Вывод

Данная работа может быть использована учителем, преподающим геометрию в 8-11 классах, с целью расширения исторических знаний (слайды №1-12), подачи учебного материала (слайды 13-16) и проверки знаний учащихся (слайды 19-30) по данной теме.

 Используемая литература

1. Балк М.Б,   Балк Г.Д.   Математика   после   уроков: Пособие   для   учителей. - М.: Просвещение,  1971.

2. Л.С. Атанасян, В.Ф.Бутузов и др. Геометрия, 7-9кл.: Учебник для общеобразовательных учреждений -  19-е изд. – М.: Просвещение, 2009.

3.  Г.И. Глейзер. История математики в школе.  7-8кл.: Пособие для учителей, - М.: Просвещение, 1982.    

4. Гусев В. А. и др. Математ. словарь для школьников: Сдай экзамены на пять! - Ростов н/Д: Феникс, 2004        

5. Ресурсы удаленного доступа [электронный ресурс; рисунки] - Режим доступа: http://festival.1september.ru


Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Слайд 1

ТЕОРЕМА ПИФАГОРА «Геометрия владеет двумя сокровищами: одно из них -это теорема Пифагора...» Иоганн Кеплер c 2 = a 2 + b 2

Слайд 2

"В геометрии существует два сокровища - теорема Пифагора и деление отрезка в крайнем и среднем отношении. Первое можно сравнить с ценностью золота, второе можно назвать драгоценным камнем". Иоганн Кеплер

Слайд 3

Треугольник - самая простая замкнутая прямолинейная фигура, одна из первых, свойства которой человек узнал еще в глубокой древности, так как эта фигура всегда имела широкое применение в практической жизни. Изображения треугольников и задачи на треугольники встречаются в папирусах, в старинных индийских книгах и в других древних документах. Фрагмент древнекитайского трактата Чжоу-би Фрагмент Московского папируса

Слайд 4

Прямой угол – одно из древнейших геометрических понятий, оно связано с образом вертикального положения человека и многих предметов окружающей среды. О том, что сумма двух смежных углов равна двум прямым углам было на практике много раз проверено и установлено еще древними египтянами и вавилонянами. Фрагмент папируса Ахмеса

Слайд 5

А теорема Пифагора является едва ли не самой знаменитой теоремой геометрии, которую помнит каждый человек, который когда-либо учился в средней школе. Теорема утверждает, что в прямоугольном треугольнике катеты a и b связаны с гипотенузой с следующим простым соотношением: c 2 = a 2 + b 2 . a b с Если дан нам треугольник И при том с прямым углом, То квадрат гипотенузы Мы всегда легко найдем: Катеты в квадрат возводим, Сумму степеней находим - И таким простым путем К результату мы придем.

Слайд 6

Одно из первых упоминаний теоремы Пифагора относится еще к древнему Китаю: математическая книга Чу-пей (около 2400 г. до н. э.). В этом сочинении так говорится о " пифагоровом треугольнике " со сторонами 3, 4 и 5: "Если прямой угол разложить на составные части, то линия, соединяющая концы его сторон, будет 5, когда основание есть 3, а высота 4" . В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии " Лилавати " Бхаскары. Фрагменты " Лилавати " Бхаскары и древнекитайского трактата Чжоу-би

Слайд 7

Крупнейший немецкий историк-математик Кантор считает, что теорема Пифагора была известна египтянам около 2300г. до н.э., во времена фараона Аменемхета I ( согласно папирусу 6619 Берлинского музея ). По мнению Кантора гарпедонапты, или "натягиватели веревок", строили прямые углы при помощи прямоугольных треугольников со сторонами 3, 4 и 5, которые назывались также "священными" или "египетскими", так как они широко использовались в египетской культуре. " Священный " или " египетский " треугольник

Слайд 8

Из истории древнего Египта сохранилось очень мало сведений о геометрии треугольников, но остались архитектурные сооружения пирамид и храмов, а также остались изображения, в которых отображены знания о геометрии древнего Египта. Внимательное исследование изображений позволяет понимать геометрию, и в том числе позволяет понимать геометрические пропорции человеческого лица и тела с помощью, в том числе и "пифагоровых" треугольников. Скульптурное изображение фараона Хефрена

Слайд 9

Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте, относимом ко времени Хаммурапи, т. е. к 2000 г. до н. э., приводится приближенное вычисление гипотенузы прямоугольного треугольника. Отсюда можно сделать вывод, что в Двуречье умели производить вычисления с прямоугольными треугольниками, по крайней мере, в некоторых случаях. Всё это было им необходимо при астрономических наблюдениях, которые, по-видимому, главным образом и привели их к геометрическим знаниям.

Слайд 10

Геометрия у индусов была тесно связана с религиозными обрядами и культом жертвоприношения (построение алтарей-жертвенников). Весьма вероятно, что теорема о квадрате гипотенузы была известна в Индии уже около 18 века до н. э. В древнеиндийской " Сульва-Сутре " ( « Правило веревки " ) есть следующие положения: 1) квадрат диагонали прямоугольника равен сумме квадратов его меньшей и большей стороны; 2) квадрат на диагонали квадрата в два раза больше самого квадрата. А B C D А B C D E F

Слайд 11

В настоящее время известно, что эта теорема не была открыта Пифагором. Однако одни полагают, что Пифагор первым дал ее полноценное доказательство, а другие отказывают ему и в этой заслуге. Некоторые приписывают Пифагору доказательство, которое Евклид приводит в первой книге своих "Начал": на гипотенузе и катетах прямоугольного треугольника abc он строит соответствующие квадраты и доказывает, что квадрат, построенный на гипотенузе, равновелик сумме квадратов, построенных на катетах.

Слайд 12

Основываясь на сегодняшнем уровне знаний о древней математике, голландский математик Ван-дер-Варден сделал следующий вывод: "Заслугой первых греческих математиков, таких как Фалес, Пифагор и пифагорейцев, является не открытие математики, но ее систематизация и обоснование. В их руках вычислительные рецепты, основанные на смутных представлениях, превратились в точную науку" . И уже пора прекратить споры, правильно ли поступил Пифагор и его ученики, присвоив теореме имя Пифагора.

Слайд 13

Причина популярности данной теоремы - её простота и значимость. Она применяется в геометрии буквально на каждом шагу. В настоящее время известно около трехсот различных доказательств теоремы. Рассмотрим примеры графических решений.

Слайд 14

Рассмотрим алгебраический метод доказательства теоремы Пифагора из учебника " Геометрия " (7-9классы) Теорема Пифагора. В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Доказательство. Рассмотрим прямоугольный треугольник с катетами a , b и гипотенузой с ( рис.1). Докажем, что с ² = a ² + b ² . Достроим треугольник до квадрата со стороной a + b так, как показано на рис. 2. Рис.1 b c a Рис.2 b a a a a b b b c c c c Площадь S этого квадрата равна ( a + b ) ² . С другой стороны, этот квадрат составлен из четырех равных прямоугольных треугольников, площадь каждого из которых равна ½ ab , и квадрата со стороной с , поэтому S = 4 · ½ ab + с ² = 2 ab + с ² . Таким образом, ( a + b ) ² = 2 ab + с ² , откуда с ² = a ² + b ² , и теорема доказана.

Слайд 15

Теорема Пифагора - одна из главных и, можно сказать, самая главная теорема геометрии. Значение ее состоит в том, что из нее или с ее помощью можно вывести большинство теорем геометрии. Теорема Пифагора замечательна и тем, что сама по себе она вовсе не очевидна. Сколько ни смотри на прямоугольный треугольник, никак не увидишь, что между его сторонами есть простое соотношение: " Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов " . Посмотрите на эти два квадрата, и все сразу становится ясно. Индусы к этому чертежу добавляли лишь одно слово: " Смотри! " .

Слайд 16

Доказательство теоремы Пифагора учащиеся средних веков считали очень трудным и называли его "Dons asinorum" - "ослиный мост" , или "elefuga" - "бегство убогих" , так как некоторые "убогие" ученики, не имевшие серьезной математической подготовки, бежали от геометрии. Слабые ученики, заучившие теоремы наизусть, без понимания, и прозванные поэтому "ослами", были не в состоянии преодолеть теорему Пифагора, служившую для них вроде непреодолимого моста. Из-за чертежей, сопровождающих теорему Пифагора, учащиеся называли ее также "ветряной мельницей", составляли стихи вроде "Пифагоровы штаны на все стороны равны", рисовали карикатуры.

Слайд 17

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Слайд 18

ЗАДАНИЕ №1 В чем состоит заслуга Пифагора ? Он первым А) сформулировал , Б) доказал , В) систематизировал , Г) записал теорему, названную его именем.

Слайд 19

Ответ на задание №1 Если выбрали ответ В) , то эти аплодисменты ваши по праву. Пифагор именно систематизировал знания об этой теореме. Ну, а если нет, то попросите помочь друзей.

Слайд 20

ЗАДАНИЕ №2 Если в прямоугольном треугольнике угол α равен 60 ° , то угол β , противолежащий катету b , равен А) 60 ° , Б) 30 ° , В) 45 ° , Г) 90 ° . a b c α β

Слайд 21

Ответ на задание №2 Если выбрали ответ Б) , то заслужили эти аплодисменты . Сумма углов треугольника равна 180 ° : β = 180 ° - 90 ° - 60 ° = 30 ° . Ну, а если нет, то есть повод повторить материал.

Слайд 22

ЗАДАНИЕ №3 Если в прямоугольном треугольнике катеты a и b равны, соответственно, 8 и 6 , то гипотенуза с равна А) 14 , Б) 48 , В) 10 , Г) 100 . a b c

Слайд 23

Ответ на задание №3 Если выбрали ответ В) , то эти аплодисменты снова ваши. По теореме Пифагора с ² = a ² + b ² = 8 ² + 6 ² = 100 , откуда с = 10 . Ну, а если снова нет, то нужно учиться усерднее.

Слайд 24

ЗАДАНИЕ №4 Какой из треугольников со сторонами А) (1;1; √2) , Б) (3;4;5) , В) (4;6;7) , Г) (9;12;15) не является " пифагоровым " треугольником ?

Слайд 25

Ответ на задание №4 Если выбран ответ В) , то получите свою долю оваций. Действительно, 4 ² + 6 ² = 52 ≠ 49 = 7 ² . Стоит отметить, что во времена Пифагора правильным был бы и ответ А) , так как были неизвестны рациональные числа. Если ответили неправильно, то срочно беритесь за учебу.

Слайд 26

ЗАДАНИЕ №5 В какой из этих древних стран впервые упоминаются условия теоремы Пифагора: А) Китай , Б) Греция , В) Египет , Г) Индия .

Слайд 27

Ответ на задание №5 Если выбрали ответ А) , мышонок аплодирует вам. Первые упоминания о теореме Пифагора дошли до нас в древнекитайских трактатах , датированных приблизительно 2400г. до н.э. Если ответили неправильно, то стоит задуматься.

Слайд 28

ЗАДАНИЕ №6 Сформулируйте теорему , обратную теореме Пифагора .

Слайд 29

Ответ на задание №6 Эта теорема звучит следующим образом: " Если квадрат одной стороны треугольника равен сумме квадратов двух других сторон, то треугольник прямоугольный " . Если ответили правильно, то бурные аплодисменты ! Если же нет, то " учиться, учиться и еще раз учиться " .

Слайд 30

Если вы дали правильные ответы на все шесть заданий, можете смело требовать пятерку по геометрии !!! Если же ответили правильно на 3 задания или меньше, то попросите не ставить двойку в журнал и " учиться, учиться и еще раз учиться " .

Слайд 31

1. Балк М.Б, Балк Г.Д. Математика после уроков. Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1971. 2. Л.С. Атанасян, В.Ф.Бутузов и др. Геометрия, 7-9кл.: Учебник для общеобразовательных учреждений - 19-е изд. - М: Просвещение, 2009. 3. Г.И. Глейзер. История математики в школе. 7-8кл.: Пособие для учителей, -М.: Просвещение, 1982. 4. Гусев В. А. и др. Математ. словарь для школьников. Сдай экзамены на пять ! - Ростов н / Д: Феникс, 2004

Поделиться:

Камилл Фламмарион: "Астрономия - наука о живой Вселенной"

Как нарисовать ветку ели?

Никто меня не любит

Сорняки

Кто грамотней?