Równania miłości. autor: Tomasz Grębski



Podobne dokumenty
Krzywe stożkowe Lekcja II: Okrąg i jego opis w różnych układach współrzędnych

ROZWIĄZANIA DO ZADAŃ

Równania prostych i krzywych; współrzędne punktu

Fraktale. i Rachunek Prawdopodobieństwa

11. Znajdż równanie prostej prostopadłej do prostej k i przechodzącej przez punkt A = (2;2).

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

Matura z matematyki 1920 r.

MATEMATYKA - CYKL 5 GODZINNY. DATA : 8 czerwca 2009

Funkcje trygonometryczne w trójkącie prostokątnym

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 1

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z NOWĄ ERĄ

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

Skrypt 24. Geometria analityczna: Opracowanie L5

ODLEGŁOŚĆ NA PŁASZCZYŹNIE - SPRAWDZIAN

O układzie współrzędnych. Kinga Kolczyńska - Przybycień

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 14

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Geometria analityczna

WOJEWÓDZKI KONKURS MATEMATYCZNY dla uczniów gimnazjów i oddziałów gimnazjalnych województwa pomorskiego w roku szkolnym 2018/2019 etap wojewódzki

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM MATEMATYKA

Propozycje rozwiązań zadań z matematyki - matura rozszerzona

TRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA SKIEROWANEGO

8. TRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA OSTREGO.

Ćwiczenia nr 7. TEMATYKA: Krzywe Bézier a

KONKURS ZOSTAŃ PITAGORASEM MUM. Podstawowe własności figur geometrycznych na płaszczyźnie

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

Zagadnienia brzegowe dla równań eliptycznych

Skrypt 23. Geometria analityczna. Opracowanie L7

GEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy

WOJEWÓDZKI KONKURS MATEMATYCZNY dla uczniów gimnazjów i oddziałów gimnazjalnych województwa pomorskiego w roku szkolnym 2017/2018

Kujawsko-Pomorskie Centrum Edukacji Nauczycieli w Bydgoszczy PLACÓWKA AKREDYTOWANA

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI W KLASIE II GIMNAZJUM

Arkusz maturalny nr 2 poziom podstawowy ZADANIA ZAMKNIĘTE. Rozwiązania. Wartość bezwzględna jest odległością na osi liczbowej.

MATERIAŁY DIAGNOSTYCZNE Z MATEMATYKI

KLASA II TECHNIKUM POZIOM PODSTAWOWY PROPOZYCJA POZIOMÓW WYMAGAŃ

Mini tablice matematyczne. Figury geometryczne

MATEMATYKA ZBIÓR ZADAŃ MATURALNYCH. Lata Poziom podstawowy. Uzupełnienie Zadania z sesji poprawkowej z sierpnia 2019 r.

EGZAMIN MATURALNY W ROKU SZKOLNYM 2014/2015

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI W KLASIE III GIMNAZJUM

Tematy: zadania tematyczne

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ zadania z odpowiedziami

ZADANIA ZAMKNIETE W zadaniach 1-25 wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi poprawna

Geometria. Hiperbola

22. CAŁKA KRZYWOLINIOWA SKIEROWANA

Analiza Matematyczna. Zastosowania Całek

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATUR 2016

Weronika Łabaj. Geometria Bolyaia-Łobaczewskiego

I. Funkcja kwadratowa

ZADANIA OTWARTE KRÓTKIEJ ODPOWIEDZI

Zestaw VI. Zadanie 1. (1 pkt) Wskaż nierówność, którą spełnia liczba π A. (x + 1) 2 > 18 B. (x 1) 2 < 5 C. (x + 4) 2 < 50 D.

I Liceum Ogólnokształcące w Warszawie

Próbny egzamin maturalny z matematyki Poziom podstawowy. Kujawsko-Pomorskie Centrum Edukacji Nauczycieli w Bydgoszczy PLACÓWKA AKREDYTOWANA

Matura 2011 maj. Zadanie 1. (1 pkt) Wskaż nierówność, którą spełnia liczba π A. x + 1 > 5 B. x 1 < 2 C. x D. x 1 3 3

Funkcje liniowe i wieloliniowe w praktyce szkolnej. Opracowanie : mgr inż. Renata Rzepińska

Rachunek całkowy - całka oznaczona

MATEMATYKA DLA CIEKAWSKICH

ZADANIA PRZED EGZAMINEM KLASA I LICEUM

FUNKCJA LINIOWA, OKRĘGI

TEST. str. 1. Punktacja testu: odpowiedź poprawna 2 punkty, odpowiedź błędna 0 punktów. Na rozwiązanie testu i krzyżówki masz 70 minut. POWODZENIA!

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY 25 SIERPNIA Godzina rozpoczęcia: 9:00. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50

wymagania programowe z matematyki kl. II gimnazjum

Lista zadań nr 2 z Matematyki II

Elementy rachunku różniczkowego i całkowego

MATURA Powtórka do matury z matematyki. Część VII: Planimetria ODPOWIEDZI. Organizatorzy: MatmaNa6.pl, naszemiasto.pl

Bank zadań na egzamin pisemny (wymagania podstawowe; na ocenę dopuszczającą i dostateczną)

Wymagania edukacyjne, kontrola i ocena. w nauczaniu matematyki w zakresie. podstawowym dla uczniów technikum. część II

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ MATEMATYKA - poziom podstawowy klasa 1

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI poziom rozszerzony

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI MAJ 2010 POZIOM ROZSZERZONY. Czas pracy: 180 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE II W PUBLICZNYM GIMNAZJUM NR 2 W ZESPOLE SZKÓŁ W RUDKACH

A. fałszywa dla każdej liczby x.b. prawdziwa dla C. prawdziwa dla D. prawdziwa dla

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Skrypt 10. Funkcja liniowa. Opracowanie L Równanie pierwszego stopnia z dwiema niewiadomymi.

składa się z m + 1 uporządkowanych niemalejąco liczb nieujemnych. Pomiędzy p, n i m zachodzi następująca zależność:

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z NOWĄ ERĄ

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

SPIS TREŚCI. Do Nauczyciela Regulamin konkursu Zadania

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W OPARCIU O PODSTAWĘ PROGRAMOWĄ I PROGRAM NAUCZANIA MATEMATYKA 2001 DLA KLASY DRUGIEJ

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY MATEMATYKA. MaturoBranie

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI SIERPIEŃ 2012 POZIOM PODSTAWOWY. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z MATEMATYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI SIERPIEŃ 2012 POZIOM PODSTAWOWY. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY II TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

Liczby zespolone i ich zastosowanie do wyprowadzania tożsamości trygonometrycznych.

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Praktyczne przykłady wykorzystania GeoGebry podczas lekcji na II etapie edukacyjnym.

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI MAJ 2010 POZIOM ROZSZERZONY. Czas pracy: 180 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

odczytywać własności funkcji y = ax 2 na podstawie funkcji y = ax 2 szkicować wykresy funkcji postaci y = ax,

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ POZIOM PODSTAWOWY Klasa 2 Klasa 2

Kujawsko-Pomorskie Centrum Edukacji Nauczycieli w Bydgoszczy PLACÓWKA AKREDYTOWANA

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATUR pola do tego przeznaczone. Błędne

Transkrypt:

Równania miłości autor: Tomasz Grębski Tytuł pewnie trochę dziwnie brzmi, bo czy miłość da się opisać równaniem? Symbolem miłości jest niewątpliwie Serce, a zatem spróbujmy opisać kształt serca równaniem matematycznym. Kardioida czyli krzywa sercowa Rozpocznę od pewnej słynnej matematycznej krzywej, tzw. kardioidy. Definicja jej jest następująca: kardioida (krzywa sercowa) krzywa opisywana przez ustalony punkt okręgu toczącego się bez poślizgu po zewnętrzu innego nieruchomego okręgu o tej samej średnicy. Można ją opisać za pomocą równania: (x 2 + y 2 kx) 2 = k 2 (x 2 + y 2 ) gdzie a jest parametrem. Pole powierzchni ograniczone kardioidą wynosi: P = 3 2 πk2, zaś obwód: L = 8k A teraz zobaczcie jak taka kardioida może wyglądać, gdy k=2 (x 2 + y 2 2x) 2 = 2 2 (x 2 + y 2 ) Taki wykres możemy również opisać za pomocą tzw. współrzędnych biegunowych. Układ współrzędnych biegunowych (układ współrzędnych polarnych) to układ współrzędnych na płaszczyźnie wyznaczony przez pewien punkt O zwany biegunem oraz półprostą OP o początku w punkcie O zwaną osią biegunową. Np. opisana wyżej kardioida ma następujące współrzędne biegunowe:

r = 2a(1 + cosφ) Można użyć też tzw. równania parametrycznego: Przyjmijmy teraz oznaczenia jak na rysunku oraz r = 2a(1 + cost) Policzmy pole powierzchni i obwód kardioidy. Sięgniemy do matematyki wyższej i użyjemy całki oznaczonej: 2π P = 1 2 r2 dφ =... = 2a 2 (1 + cosφ) 2 dφ =... = 6πa 2 0 2π L = 2 ( dr dφ ) 2 0 2π 0 2π + r 2 dφ =... = 2 2a (1 + cosφ)dφ =... = 16a 0 Jak się to ma do wcześniej podanych wzorów P = 3 2 πk2 oraz L = 8k. W obliczeniach przyjąłem po prostu, że k = 2a. Dzięki temu podstawieniu można łatwo wyobrazić sobie obwód kardioidy jako obwód kwadratu o boku długości 4a. Zgodzicie się na pewno ze mną, że kardioida swoim kształtem przypomina serce. Mówiąc o kardioidzie chcę Wam również przekazać pewną ciekawostkę muzyczną (muzyka to również moja pasja). Wiecie zapewne co to jest i do czego służy mikrofon. Jedną z cech mikrofonu jest jego sposób ściągania dźwięków, czyli tzw. charakterystyka. Wiele mikrofonów ma tzw. charakterystykę kardioidalną, co prezentuje poniższy rysunek.

Ciekawe równania serc Wróćmy do naszych równań miłości. Zapewne jesteście przyzwyczajeni do nieco innego kształtu serca niż kardioida. A zatem spróbujmy ukształtować trochę bardziej naszą krzywą serca. To tak jak w życiu, trzeba miłość kształtować. Poniżej przedstawiam kilka równań bardzo ładnych serduszek wraz z ilustracją graficzną w kartezjańskim układzie współrzędnych:

Dosyć ciekawym sposobem uzyskania serduszka jest połączenie dwóch elips:

Dwie elipsy nałożone na siebie Jeśli teraz dodamy odpowiednie założenia do równań elips, to otrzymamy powyższy rezultat. dla x 0 dla x 0 Przestrzenne serca 3D Równanie serca można przenieść w przestrzeń trójwymiarową. Oto przykład takiego równania wraz z wykresem: Fraktalne serca W matematyce istnieją dość ciekawe i ładne obiekty. Są to tzw. fraktale. Fraktal w znaczeniu potocznym oznacza zwykle obiekt samo-podobny (tzn. taki, którego części są podobne do

całości) albo "nieskończenie subtelny" ukazujący subtelne detale nawet w wielokrotnym powiększeniu. Zobaczmy jak może wyglądać fraktalne serduszko: Fraktal Medelbrot a i widoczna kardioida

Serca geometryczne Oprócz takich równań matematyczne serduszka możecie wykonać w inny sposób. Będą to matematyczno-geometryczne serduszka. Oto kilka przykładów: Serduszko składające się z kwadratu i koła. Koło podzielone na dwie części. Serduszko zbudowane na bazie trójkąta równoramiennego (tutaj użyty jest nawet trójkąt prostokątny równoramienny) oraz koła podzielonego na dwie części. Serduszko zbudowane na połowie koła wraz z dwoma półkolami.

Tutaj przykład serduszka składającego się z dwóch trójkątów równoramiennych i dwóch półkoli. Serduszko składające się z dwóch kół oraz poprowadzonych stycznych do okręgów. Serduszko powstałe na bazie czterech okręgów o równych promieniach o środkach w wierzchołkach kwadratu. Potem wybieramy odpowiednie fragmenty i gotowe Serduszko, w skład którego wchodzi fragment funkcji y = sinx dla x < 0, π 2 > oraz dwóch półkoli. Serduszko, w skład którego wchodzi fragment funkcji y = sinx dla x < π 2, π 2 > oraz dwóch półkoli. I kolejna propozycje uzyskania serduszka:

Taka układanka nazywa się tangram chińska łamigłówka (układanka), znana od ok.3000 lat. Zrób to sam Poniżej instrukcja jak wykonać ładne serduszko: Coś do rozwiązania

Matematyczna walentynka od moich uczniów Na koniec chciałbym Wam przedstawić bardzo oryginalny pomysł moich uczniów. Dostałem od nich matematyczną walentynkę, którą musiałem rozwiązać. Oto jej treść: Rozwiąż metodą graficzną, a następnie powstały wyraz przenieś w miejsce kropek w odpowiedzi. 1. y = 1 x dla x > 0 2. x 2 + y 2 = 9 3. y = 2x 4. x = siny dla y < π, π > ODP. We YOU so much! :) A oto rozwiązanie: Z wielką dumą wpisałem LOVE w odpowiedzi do zadania. Przyznacie, że robi wrażenie. Oprócz świetnego pomysłu na zadanie, uczniowie wykazali się wiedzą matematyczną z zakresu szkicowania wykresów funkcji oraz ich przekształcania. A zatem widzimy jak wiele różnych serc można opisać równaniem matematycznym. Jest ich naprawdę nieskończenie wiele. Możecie zmieniać liczby w przedstawionych równaniach uzyskując swoje własne i niepowtarzalne serca. Myślę, że każdy z Was odnalazł już to swoje serce. Tomasz Grębski www.tomaszgrebski.pl