Ani jeden matematicky´ talent nazmar

Ani jeden matematicky´ talent nazmar Ani jeden matematicky´ talent nazmar

01.12.2014 Views

Obr. 1 Přímku OA je možné pak vyjádřit několika způsoby. Jak bylo již řečeno, ve směrnicovém tvaru y = kx + q, kde k = tg x je směrnice přímky, tedy tangens jejího směrového úhlu, a q je druhá souřadnice jejího průsečíku s osou y. (V našem modelu je q = 0.) Z hlediska analytické geometrie má vyjádření přímky dva tvary: Obecnou rovnici p : ax + by + c = 0, kde alespoň jedno z čísel a, b je různé od nuly, a parametrické vyjádření p : x = a 1 + tv 1 , p : x = a 2 + tv 2 , kde a 1 , a 2 jsou souřadnice bodu A[a 1 , a 2 ], v 1 , v 2 jsou složky vektoru ⃗v(v 1 , v 2 ) a t je parametr. Geometrickou interpretací koeficientů a, b v rovnici přímky p : ax + by+ +c = 0 je vektor ⃗n(a, b), což je normálový vektor přímky p, tedy vektor k ní kolmý. Směrový vektor přímky p pak má složky ⃗s(−b, a), resp. ⃗s(b, −a). Pomocí směrového vektoru přímky p lze zapsat její tzv. vektorovou rovnici s parametrem t ve tvaru p : X − A = t⃗v, z níž jednoduchou úpravou dostaneme vyjádření parametrické p : X = A + t⃗v. Toto vyjádření se z pravidla zapisuje jako soustava dvou lineárních rovnic v rovině, jak již bylo uvedeno, viz [1]. Výše uvedenou interpretací vektoru, komplexního čísla, přímky a bodu z pohledu planimetrie, vektorové algebry, analytické geometrie, teorie komplexních čísel a goniometrie jsem chtěla ukázat možnost chápání různých pojmů v souvislostech a analogiích. Uplatnění těchto principů (Pythagorova věta, vztah tgx = sin x cos x atd.) v příbuzných matematických disciplínách ukazuje na možnosti široké aplikace těchto teorií v praxi. Obdobná metodika je užívána i k osvětlení vztahu matematiky a ostatních odborných předmětů, kdy během hodin matematiky jsou obecnými metodami řešeny konkrétní úlohy z praxe. Matematika patří mezi exaktní vědy. Vzhledem k svému obecnému charakteru řešení úloh, možnosti zobecňovat konkrétní poznatky z příbuzných přírodních věd a vzájemně je logicky propojovat, jim plní 152

zastřešující roli. Spojuje jejich poznatky v jednu obecnou teorii a naopak, sama nachází konkretizaci svých teorií v těchto oborech. Ukázkou je následující tabulka, která dokladuje výše uvedený vztah matematiky a chemie: matematika jednočlen dvojčlen jednočlen x x + 2 x(x + 2) chemie 1 mol 3 moly 1 mol např. H 2 , O H, H, O H 2 O Tak například vezmeme-li obyčejnou molekulu vody H 2 O, můžeme se na ni dívat jako na jeden mol, jednu částici. Ovšem tato jedna částice – jedna molekula se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Jedna částice obsahuje tři částice. Jeden mol tedy obsahuje tři moly látky jiné. Podobným příkladem je aplikace téže myšlenky v matematice. V jednočlenu x(x + 2) je tedy obsažen dvojčlen x + 2. Dalšími příklady jsou výklad pojmu geometrické posloupnosti v matematice, fyzice, ale třeba i hudební výchově, nebo pojmu nukleová kyselina v biologii a chemii. Je tedy zbytečné v příbuzných oborech, kde můžeme využít mezipředmětových a mezioborových vztahů, vykládat tématické celky vždy v celém svém rozsahu. Je důležité upozornit studenty na souvislosti mezi jednotlivými pojmy a vysvětlit specifika každého termínu v tom příslušném oboru, ukázat tentýž pojem z různých hledisek a souvislostí. Souvislosti a aplikace jsou velmi významné pro tvorbu představ a myšlenek člověka. Nedílnou součástí tohoto způsobu myšlení je také fantazie opřená o odborné vědomosti. Každý obor má svůj dorozumívací jazyk, který je zcela specifický pro příslušnou vědní disciplínu. Slouží pro vyjadřování a sdělování myšlenek mezi vědeckými pracovníky, učiteli a žáky i mezi jednotlivými studenty vzájemně. Je to také prostředek, který naprosto přesně a jednoznačně popisuje myšlenky každého oboru, a tím ho činí sdílným. Každý obor, matematika tím více, se řídí přísnými vnitřními pravidly, která jsou přesně formulována axiomy, definicemi, větami a vzorci, jejichž přesné znění musí žák znát a ovládat, aby se v předmětu vyznal a mohl je vhodně používat při řešení úloh. Dalším důležitým problémem je vztah obecného a vtipného řešení příkladu. Obecné řešení je univerzální, dá se použít pro celou množinu obdobných úloh téměř bez výjimky, nicméně toto řešení bývá zdlouhavé a nezajímavé. Tzv. vtipná řešení jsou krátká, mají novou myšlenku, jsou dynamická, ovšem nebývají univerzální. Znamená to tedy, má-li žák nápad, vyřeší určitý příklad a pro další podobný 153

Obr. 1<br />

Přímku OA je možné pak vyjádřit několika způsoby. Jak bylo již řečeno, ve<br />

směrnicovém tvaru y = kx + q, kde k = tg x je směrnice přímky, tedy tangens<br />

jejího směrového úhlu, a q je druhá souřadnice jejího průsečíku s osou y. (V našem<br />

modelu je q = 0.) Z hlediska analytické geometrie má vyjádření přímky dva tvary:<br />

Obecnou rovnici p : ax + by + c = 0, kde alespoň jedno z čísel a, b je různé od<br />

nuly, a parametrické vyjádření p : x = a 1 + tv 1 , p : x = a 2 + tv 2 , kde a 1 , a 2 jsou<br />

souřadnice bodu A[a 1 , a 2 ], v 1 , v 2 jsou složky vektoru ⃗v(v 1 , v 2 ) a t je parametr.<br />

Geometrickou interpretací koeficientů a, b v rovnici přímky p : ax + by+<br />

+c = 0 je vektor ⃗n(a, b), což je normálový vektor přímky p, tedy vektor k ní<br />

kolmý. Směrový vektor přímky p pak má složky ⃗s(−b, a), resp. ⃗s(b, −a). Pomocí<br />

směrového vektoru přímky p lze zapsat její tzv. vektorovou rovnici s parametrem<br />

t ve tvaru p : X − A = t⃗v, z níž jednoduchou úpravou dostaneme vyjádření<br />

parametrické p : X = A + t⃗v. Toto vyjádření se z pravidla zapisuje jako soustava<br />

dvou lineárních rovnic v rovině, jak již bylo uvedeno, viz [1].<br />

Výše uvedenou interpretací vektoru, komplexního čísla, přímky a bodu z pohledu<br />

planimetrie, vektorové algebry, analytické geometrie, teorie komplexních<br />

čísel a goniometrie jsem chtěla ukázat možnost chápání různých pojmů v souvislostech<br />

a analogiích. Uplatnění těchto principů (Pythagorova věta, vztah tgx = sin x<br />

cos x<br />

atd.) v příbuzných matematických disciplínách ukazuje na možnosti široké aplikace<br />

těchto teorií v praxi.<br />

Obdobná metodika je užívána i k osvětlení vztahu matematiky a ostatních<br />

odborných předmětů, kdy během hodin matematiky jsou obecnými metodami řešeny<br />

konkrétní úlohy z praxe. Matematika patří mezi exaktní vědy. Vzhledem<br />

k svému obecnému charakteru řešení úloh, možnosti zobecňovat konkrétní poznatky<br />

z příbuzných přírodních věd a vzájemně je logicky propojovat, jim plní<br />

152

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!