Департамент образования инауки Костромской области.
Областное ГосударственноеБюджетное Профессиональное Образовательное Учреждение «Буйский техникумградостроительства и предпринимательства Костромской области»
Исследовательскийпроект
по учебной дисциплине: “Математика”
Тема: «Учёные математики-физики»
Выполнил (а):Федоренко Валерия
студентка 1 курсагруппы ИП-1А
Руководитель проекта:
Бурнашова СветланаВитальевна
Буй
2022
Содержание:
I Введение……………………………………………………………………. 3стр.
II Основная часть…………………………………………………………. 4 стр.
1.Биография ученых математиков-физиков ……………… 5 стр.
1.1 Пифагор ………………………………………………………. 5стр.
1.2 Аристотель ……………………………………………….. 6 стр.
1.3 Эвклид ………………………………………………………….7 стр.
1.4 Франсуа Виет ………………………………………………. 8 стр.
1.5 Блез Паскаль ………………………………….….9стр.
1.6 Иссак Ньютон ……………………..……………10стр.
1.7 Леонард Эйлер…………………………………..11 стр.
1.8 Джеймс Джоуль……………………………………………12 стр.
1.9 Карл Гаусс……………………………………………………13 стр.
1.10 Эйнштейн……………………………………………………14 стр.
2. Опрос ……………………………………………………………. 15 стр.
3. Интервью ……………………..………………………16 стр.
III Заключение…………………………………………………………….. 17 стр.
IV Список Литературы………………………………………………… 18 стр.
V Приложения…………………………………………………………….. 19 стр.
Введение
Актуальность:
Сегодня проблема о знании великих физиков-математиковимеет большее значение, так как многие люди забывают основные достижения иоткрытия ученых в области физики и математики.
Обоснованиеактуальности:
На сегодняшний день существуют работы посвященныефизикам-математикам. Однако я решила изучить эту тему на примере своеготехникума и в этом заключается новизна моего исследования.
Проблема:
Изучая математику, мы очень часто сталкиваемся сименами великих ученых, но в учебнике очень мало конкретной информации о них.
Цельисследования:
Выявить какое количество обучающихся и преподавателейБТГП знают ученых физиков-математиков и их основные достижения. Ознакомитьучащихся и преподавателей БТГП с новыми учеными физики-математики и ихосновными достижениями.
Задачиисследования:
1. Ознакомиться с информацией о великихматематиках-физиках, их биографии и открытиях в науке.
2. Составить презентацию, содержащую портретыматематиков и некоторые факты из жизни и деятельности.
3. Провестианкетирование студентов с целью выявления знаний о математиках-физиках,сделавших открытия.
4. Сделать вывод о результатах анкетирования.
Основная часть:
В своей работе я в хронологической последовательностиизучила великих ученых математиков-физиков и их основные достижения.
Все мы знаем выражение: “Математика — царица наук” иэто действительно так, ведь все науки тесно связаны с математикой и не могли бысуществовать без нее.
(рис.1) (рис.2) (рис.3)
(рис.4) (рис.5) (рис.6)
(рис.7) (рис.8) (рис.9)
Пифагор
Определить точную дату рождения Пифагора сложно. Историкиустановили приблизительный период его появления на свет – 580 до н.э. Месторождения – греческий остров Самос.
Искусный оратор и мудрый учитель обучаллюдей разным наукам: медицине, политической деятельности, музыке, математике ипр. Из школы Пифагора вышли впоследствии известные в будущем деятели, историки,государственные чиновники, астрономы, исследователи.
Весомыйвклад внес Пифагор в геометрию. Сегодня имя популярного античного деятеля известнона основе изучения знаменитой теоремы Пифагора в школах посредствомматематических задач. Вот как выглядит формула для решения некоторых задачПифагора: a2 + b2 = c2. В данном случае a и b – длины катетов, а c – длинагипотенузы прямоугольного треугольника.
Вместе с тем существует и обратная теоремаПифагора, разработанная другими не менее грамотными математиками, но сегодня внауке насчитывается только 367 доказательств теоремы Пифагора, что говорит о еефундаментальном значении для геометрии в целом.
Еще одним изобретением великого греческогоученого стала таблица Пифагора. Ныне ее принято называть таблицейумножения, по которой в те годы обучались ученики школы философа.
Аристотель
Аристотель родился в городе Стагира, который расположен вгреческой колонии Фракии. Из-за названия родного города впоследствии Аристотелячасто называли Стагирским. Он происходил из династии врачевателей. Его отецНикомах был придворным врачом македонского царя Аминты III. Мать Фестида имелаблагородное происхождение.
Древнегреческий мыслитель, ученик Платона, по прошествии времени вступивший с ним в полемику, основательперипатетической школы, наставник Александра Македонского. Его вклад в науку неоценим. На протяжении более2 тысячелетий ученые-философы пользуются созданным им понятийным аппаратом, егоидеи легли в основу естественных наук. Наследие Аристотеля насчитывает около 50книг, дошедших до нас благодаря стараниям его учеников и последователей.
Аристотель разделил науки на теоретические, практические итворческие. К первым он относил физику, математику и метафизику. Эти науки, пословам философа, изучаются ради собственно знаний. Ко вторым – политику иэтику, так как благодаря им строится жизнь государства. К последним он относилвсе виды искусства, поэзию и риторику.
Центральным стержнем ученияАристотеля считаются 4 главных первоначала: материя («то, из чего»), форма(«то, что»), производящая причина («то, откуда») и цель («то, ради чего»). Взависимости от этих первоначал он определял действия и субъектов как благо илизлодеяние.
Мыслитель стал основоположникомиерархической системы категорий. Их он выделял 10: сущность, количество,качество, отношение, место, время, обладание, положение, действие и страдание.Все сущее распределяется на неорганические образования, мир растений и живыхсуществ, мир различных видов животных и человека.
Эвклид
Древнегреческий мыслитель Евклид стал первымматематиком Александрийской школы и автором одного из наиболее древнихтеоретических математических трактатов. О биографии этого ученого известнонамного меньше, чем о его работах. Так, в известном труде «Начала» Евклидизложил стереометрию, планиметрию, аспекты теории чисел, создал базу дляпоследующего развития математики.
Немалую часть свободноговремени Евклид проводил в Александрийской библиотеке – храме знаний, основанномПтолемеем. В стенах этого учреждения древнегреческий ученый занялсяобъединением арифметических законов, геометрических принципов и теориииррациональных чисел в геометрию. Результаты своих трудов Евклид описал в книге«Начала» — сочинении, принесшем большой вклад в развитие математики.
Начала» — не единственная книга,написанная Евклидом. Также он написал ряд работ по катоптрике (новой отраслиоптики, в немалой степени утверждавшей математическую функцию зеркал).Несколько работ ученый посвятил изучению конических сечений. Математик такжеразрабатывал предположения и гипотезы, касающиеся траектории движения тел изаконов механики. Он стал автором ключевых инструментов, которыми оперируетгеометрия – так называемых «евклидовых построений». Многие работы этогодревнегреческого мыслителя не дошли до наших дней.
Так, геометрия, астрономия,арифметика и музыка считались математическими науками, понимание которыхнеобходимо для качественного изучения философии. Евклид развивал учение Платонао четырех элементах
· стихию огняолицетворяет тетраэдр;
· воздушной стихии соответствует октаэдр;
· стихия земли ассоциируется с кубом;
· водная стихия связывается с икосаэдром.
ФрансуаВиет
Средневековый математик, основоположниксимволической алгебры, создатель теоремы о свойствах корней квадратногоуравнения. Виет до сих пор является одним из самых знаменитых математиков мира.Виет родился в 1540-м году во Франции, в городе под названием Фонтене-ле-Конт.
Виет понимает, что в областиматематических наук необходимо использовать новую символику. Это уже делалнекий Диофант, живший в III веке до н.э., однако у древнего ученого не былопоследователей. Его взгляды не принимали современники, а долгие столетия послеего смерти его работы не интересовали ученых.
Лишь в 15-м веке люди начали заниматьсяалгебраической символикой. Завершили этот процесс такие признанные математики,как Декарт и Виет. Франсуа удалось изменить саму систему решения уравнений. Донего алгебраические задачи решались при помощи длинных рассуждений и целойцепочки трудновыполнимых действий. Даже писались уравнения словами, что занималодолгое время, а уж выучить все необходимые алгоритмы было крайне трудно.
Находясь в вынужденной ссылке, Виетзанялся научным трудом. Он внимательно изучил работы классиков тех времен –Маццоли, Ферро, Кардано, Тартальи. В итоге математик принимает решениеиспользовать при обозначении неизвестных гласные буквы, а вот коэффициентыпомечать согласными. Его открытие значительно упростило алгебраическиевычисления, которые выстроились в своеобразные формулы. Таким образом Виетаможно считать основоположником такого явления в точных науках, какматематическая формула.
Еще в 1615-м году Франсуа обнародовал своюзнаменитую теорию, посвященную связи коэффициентов многочлена с его корнями.Эта теорема до сих пор носит имя своего создателя.
БлезПаскаль
Выдающийся математик, физик, механик,философ, литератор. Стоял у истоков основания математического анализа, теориивероятности и проективной геометрии, создал первую счетную машину, прототипсовременного калькулятора, сформулировал основной закон гидростатики, авторнескольких философских сочинений. Блез Паскаль родился 19 июня 1623 года вгородке Клермон-Ферран в центре Франции.
Паскаль издал свой первый трактат подназванием «Опыт теории конических сечений», ставший основой для дальнейших разработокв геометрии. Третью лемму этого трактата назвали в честь ее создателя – теоремаПаскаля. С ее помощью можно по пяти точкам построить каноническое сечение.
Зимой 1640 года молодой ученый поселяетсяв столице Нормандии, городе Руане. Там работал его отец, которому ежедневноприходилось заниматься подсчетами. Работа была утомительной и монотонной, числаскладывались в столбик. Молодой человек захотел облегчить участь родителя, и онрешает создать суммирующую машину.
В 1642-м Паскаль принялся за разработкуневиданной ранее машины. Он создал арифмометр, который работал так же, как иантичный таксометр. Внешне был обычным ящиком, имеющим множество шестеренок,которые запросто складывали шестизначные числа. Режим расчетов был полуавтоматическим.
Изобретение молодого ученого поражалоновизной идеи, но для использования оказалось не совсем пригодным. Подсчетыналогов в то время производились в разной валюте – су, ливрах, денье, поэтомумашина, использующая при расчетах десятичную систему исчисления, не облегчала,а наоборот, усложняла подсчет. Паскаль много лет пытался совершенствовать своеизобретение, однако это не дало никаких результатов.
Исаак Ньютон
Математик, физик,астроном, механик. Сформулировал закон о всемирном тяготении, автор трехзаконов механики, вошедших в основу классической механики. Ему принадлежитразработка интегрального и дифференциального исчисления и теория цвета. РодилсяИсаак Ньютон 4 января 1643 года (по юлианскому календарю) в деревне Вулсторп, расположеннойв графстве Линкольншир в Великобритании.
В 1664-м Исаак Ньютонначал самостоятельно трудиться. Он выделил основные проблемы человека иприроды, которых насчитывалось сорок пять, и которые никто до него не пыталсярешить. Биография студента изменилась в том же году, после того, как в егожизни появился талантливый математик Исаак Барроу, преподаватель математическойкафедры вуза. Спустя некоторое время Барроу стал учителем Ньютона и посовместительству одним из малочисленных друзей ученого.
Барроу сумел привитьНьютону любовь к математике, он стал серьезно заниматься этой наукой. Вскоре онуже мог похвастаться своим первым открытием в области математики –биноминальным разложением для производного рационального показателя. В это жевремя Ньютон стал бакалавром.
С 1665 по 1667 годы Исаакжил в родовом поместье в Вусторпе. Тогда Англия находилась во власти бубоннойчумы, воевала с Голландией, и поэтому университет закрыли. Однако и дома он непрекращает своих научных изысканий. Основной интерес в те годы для Ньютонапредставляла оптика. Его интересовал вопрос преодоления хроматической аберрациив линзовых телескопах, и изучение этого явления привело его к открытиюдисперсии. Он ставил эксперименты для познания физической природы света. Егоопыты и сейчас проводят во многих вузах.
В итоге Исаак открылкорпускулярную модель света, он понял, что это поток частиц, вылетающий изисточника света и прямолинейно двигающийся к ближайшему препятствию. Эта модельбыла очень далека от объективности, но стала основой в классической физике.
ЛеонардЭйлер
Швейцарский ученый,внесший огромный вклад в развитие математики, физики, оптики, механики,астрономии и ряда прикладных наук. Член нескольких академий наук по всему миру.Леонард Эйлер родился 15 апреля 1707 года в городе Базель, Швейцария.
Научная деятельностьЭйлера в Санкт-Петербурге была направлена на глубокое изучение механики,архитектуры и теории музыки. Здесь он опубликовал порядка 470 трудов в самыхразнообразных областях.
Масштабная работа«Механика» — глубокое исследование данной науки, в том числе небесной механики.
Леонард разобрал природузвуков и составил собственную «теорию удовольствия», объясняющую чувствачеловека, вызванные прослушиванием музыки. Эйлер систематизировал тона, интервалыи аккорды, присвоив им численные значения.
Объектами его исследованийбыли теория Луны, диоптрика, теория чисел, натуральная философия и различныеприкладные науки.
Одним из важнейшихдостижений Леонарда является систематизация теории функций. Именно егонаработками сегодня пользуется весь мир, решая тригонометрические функции. Егоавторству принадлежит символ «е», служащий для образования логарифмов иизвестный в настоящее время, как «число Эйлера». Он придумал использоватьгреческую букву «Σ» для подведения итоговой суммы и символ «i», определяющиймнимую единицу.
Исследуя элементарнуюгеометрию, Эйлер сделал несколько открытий, касаемых треугольников, необнаруженных древнегреческим математиком Евклидом. Эйлер блестяще доказалтождество Ньютона, малую теорему Ферма и его же теорему о сумме двух квадратов.Кроме того, им была усовершенствована теорема о сумме 4-х квадратов французаЛагранжа.
Джеймс Джоуль
Британский исследователь в области физики,математики, глубоко изучавший законы термодинамики. Именем ученого названаединица измерения СИ – джоуль.
Будущий ученый родился 24 декабря 1818года в семье успешного пивовара из Солфорда, расположенного неподалеку отМанчестера.
Апогеем исследовательской деятельности дляДжоуля стал 1850 год. В этот период он опубликовал ряд научных трудов в областиизмерения механического эквивалента тепловой энергии, в том числе описаниеработы своего прославленного лопаточного аппарата.
Знаменитый закон Джоуля был открыт в ходедолгих исследований тепла, выделяемого в электрических цепях. Джеймс заметил,что во время прохождения электрического тока по проводнику температура заметноповышается. Благодаря этому закону мы можем легко вычислить количество тепловойэнергии, выделяемой проходящим через сопротивление электрическим током.
В начале 1850-х Джоуль и его соратникУильям Томпсон установили, что, если позволить газу процесс расширения безвыполнения другой внешней функции, его температура начинала снижаться. Сейчасэто явление называется эффектом Джоуля-Томпсона и широко применяется припроизводстве кондиционеров и холодильного оборудования.
КарлГаусс
Выдающийсянемецкий математик, физик, механик, астроном, геодезист. Его считали одним извеличайших математиков всех времен, «королем математики». В 1838 году награжденмедалью Копли. Имел членство Лондонского королевского общества, был членомПарижской, Шведской и Петербургской академий наук. Иоганн Карл Фридрих Гаусс(полное имя ученого) родился в Германии, в герцогстве Брауншвейг 30 апреля 1777года.
Карл Гауссстал автором фундаментальных открытий практически в каждой области геометрии иалгебры. Самый плодотворный период его деятельности пришелся на годы, когда онучился в Гёттингенском университете.
Во времяпосещения коллегиального колледжа он сумел доказать закон взаимностиквадратичных вычетов. Находясь в университете, он работал над построениемправильного семнадцатиугольника, используя только линейку и циркуль. Емуудалось решить проблему построения правильных многоугольников. Это достижение онсчитал самым важным в своей жизни, и дорожил им больше всего. Причем, до такойстепени, что завещал сделать гравировку в виде круга с фигурой с 17-ю углами вцентре на своем посмертном памятнике.
В 1801-м КарлГаусс опубликовал свою научную работу под названием «Арифметическиеисследования». Спустя три десятка лет он издаст еще один свой шедевр,получивший название «Теория биквадратичных вычетов». В нем ученый привелдоказательства самых важных теорем в области арифметики, связанных свещественными и комплексными числами.
Гаусс первымдоказал основную теорему алгебры, приступил к изучению внутренней геометрииповерхностей. Карл стал первооткрывателем кольца комплексных гауссовых чисел,нашел решение множества математических проблем, стал основателем римановойгеометрии, автором теории сравнений.
АльбертЭйнштейн
Физик-теоретик, в 1921 году получилНобелевскую премию в области физики. Написал свыше трехсот научных работ пофизике и почти две сотни книг на исторические и философские темы. Родился АльбертЭйнштейн 14 марта 1879 года в немецком городе Ульме.
С 1904-го Эйнштейн сотрудничает с изданием«Анналы физики», его там ценят и уважают. Спустя год на страницах этого журналапоявляются его научные статьи.
С 1904-го Эйнштейн сотрудничает с изданием«Анналы физики», его там ценят и уважают. Спустя год на страницах этого журналапоявляются его научные статьи.
А. Эйнштейн сыграл ключевую роль в историиразвития квантовой механики. В 1905 году он применил квантовую теорию дляобъяснения фотоэлектрического эффекта. Теория фотоэффекта гласит, чтоэлектромагнитное излучение состоит из потока квантов (фотонов), с энергией hνкаждый, где h — постоянная Планка.
А. Эйнштейн создалстатистико-математическую модель броуновского движения частиц на основемолекулярной теории. Эта модель четко показывала не только размер молекул, но иих количество в единице объема. Позже, в 1905 году, Эйнштейн защитилдиссертацию по данной теме и стал доктором наук по физике.
Практическаячасть
Для того чтобы выяснить знания об ученыхматематиках-физиках и их достижениях, я провела опрос среди учащихся ипреподавателей БТГП.
Опрос:
1) Какая оценка увас была в школе по математике?
А)5 Б)4 В)3 Г)2
2) Знаете ли выЛеонарда Эйлера?
А)Да Б)Нет
3) Знаете ли выАльберта Эйнштейна?
А)Да Б)Нет
4) Знаете ли выАристотеля?
А)Да Б)Нет
5) Кем являютсяэти люди?
А)вашответ Б)Не знаю
6) Хотите ли выулучшить свои знания по математике?
А)Да Б)Нет
Подведя итоги опроса среди студентов ипреподавателей БТГП, можно сделать вывод:
1) Среднийбалл опрошенных студентов составляет 3,8, а преподавателей 4,5.
2) 50%студентов и 80% преподавателей знают Леонардо Эйлера.
3) 65% студентов и 100% преподавателей знаютАльберта Эйнштейна.
4) 45% студентов и 70% преподавателей знают Аристотеля.
5) 45% студентов и 90% преподавателей ответили,что это ученые математики/физики/химики, остальные 55% студентов и 10%преподавателей не знают, кем являются эти люди.
6) 100%процентов студентов и 100% преподавателей хотят улучшить свои знания поматематике.
Интервью с директором ФедоренкоДмитрием Леонидовичем:
-Здравствуйте,Дмитрий Леонидович.
-Здравствуйте.
-Хотелосьбы задать вам пару вопросов по теме «Математика». Как вы считаете, полезны лидостижения и открытия ученых математиков-физиков в повседневной жизни?
-Да,безусловно, их открытия это огромный вклад в науку в целом, и конечно же массаиз них встречается в повседневной жизни, без них сложно было бы представитьсовременное общество.
-Хорошо,спасибо большое за ответ. Как вы считаете, какие достижения в этой областиявляются одним из важнейших прорывов в науке?
-Ядумаю, это конечно же, электричество. Безусловно, сейчас огромное место в нашейжизни занимают гаджеты: компьютеры, телефоны, всевозможная техника, интернет. Здесьтоже значимое место занимает математика и физика.
-Спасибоза беседу и интересные ответы на вопросы, до свидания.
-До свидания.
Из проведённого интервью можно сделать вывод, что открытия ученыхматематиков-физиков — неотъемлемая часть нашей современной жизни, без которыхсложно было её представить такой, какая она есть сейчас. В любой сфере нашейжизни не обойтись без математики.
Заключение:
Работая над проектом, я узнала много полезного иинтересного о людях прошлого времени, которые внесли огромный вклад в науку.Изучая историю развития математики, ты понимаешь, что любая наука, и математикав особенности, строится на фундаменте знаний, добытых в предшествующие эпохи.
Великие математики и их открытия изменили знаниялюдей о нашем мире, Вселенной, частью которой мы являемся. Благодаря их трудаммы получили возможность не просто созерцать окружающий мир, но просчитыватьего, понимать механизмы его функционирования. Математика стала тем ключиком,которым люди научились открывать двери природы, пусть далеко не все.
Списоклитературы:
1) URL: https://biographe.ru/uchenie/leonard—eiler/ (дата обращения: 23.05.2022)– Текст: электронный
2) URL: https://biographe.ru/uchenie/albert—einshtein/ (дата обращения: 23.05.2022) – Текст: электронный
3) URL: https://biographe.ru/uchenie/karl—gauss/ (дата обращения:23.05.2022) – Текст: электронный
4) URL: https://24smi-org.turbopages.org/24smi.org/s/celebrit.. (дата обращения: 23.05.2022)– Текст: электронный
5) URL: https://24smi-org.turbopages.org/24smi.org/s/celebrit.. (дата обращения: 23.05.2022)– Текст: электронный
6) URL: https://24smi—org.turbopages.org/24smi.org/s/celebrit.. (дата обращения:23.05.2022) – Текст: электронный
7) URL: https://biographe.ru/uchenie/fransua—viet/ (дата обращения:23.05.2022) – Текст: электронный
8) URL: https://biographe.ru/znamenitosti/blez—paskal/ (дата обращения: 23.05.2022) – Текст: электронный
9) URL: https://biographe.ru/uchenie/isaak—nuton/ (дата обращения:23.05.2022) – Текст: электронный
10) URL: https://biographe.ru/uchenie/james—joule/ (дата обращения:23.05.2022) – Текст: электронный
Приложения:
Правила игры:
Играпредназначена для 2-их человек. Представляет собой игровое поле в видешахматной доски. Игровыми элементами являются небольшие деревянные пластинки скармашками, в которые вставляются фотографии ученых. Для разнообразия естьвозможность замены фотографий одних ученых на других.
Игроки располагаютсядруг напротив друга так, чтобы игровое поле не было видно сопернику.
Каждый изигроков загадывает одного из ученых, представленных для игры, выставляяпластинку загаданного ученого на первый план, изображением к себе.
После чегоигроки по очереди задают вопросы друг другу, пытаясь отгадать загаданногосоперником ученого.
Вопросыдолжны быть только такие, чтобы на них можно было ответить «Да/Нет». С каждымвопросом пластинка передвигается на 1 клетку вперед. Если она угадана, то онаснимается с доски и засчитывается 1 балл в копилку игрока, который отгадывает.Если пластинка доходит до конца игрового поля и следующим вопросом не снимаетсяс него, то 1 балл идет в копилку игрока, который загадывал данного ученого.
Цель игры: отгадатьбольшее количество ученых, которых загадал соперник.
рис.1. Игра на стадииизготовления
