zde - Univerzita Karlova

zde - Univerzita Karlova zde - Univerzita Karlova

24.02.2015 Views

nejmenší hodnoty výrazu V se nutně nabývají v některých trojicích sestavených z nul a jedniček. V čem je právě uvedené řešení úlohy neúplné? Vycházeje výlučně z vrcholů krychle 〈0, 1〉 3 , uvedenými změnami pouze jedné zproměnných našel řešitel [Jm 18] extrémní hodnoty výrazu V na povrchu (a nikoliv též uvnitř) uvažované krychle. Řešitel [Pha 19] upravil daný výraz do podoby lineární funkce V =(5b +5c − 3bc − 2)a +3− 2b − 2c +5bc a pak napsal, že taková lineární funkce proměnné a nabývá na intervalu 〈0, 1〉 největší hodnoty pro a = 1. Zapomněl však, že může jít i o funkci klesající, a to ho přivedlo k chybným výsledkům. Na závěr tohoto paragrafu uvedeme dva citáty, jejichž autoři potřebnou linearitu možná skrytě vycítili, avšak vhodně nevyjádřili. Zvláště mrzuté to je u prvního citátu, kde tušíme, že řešitel byl na správné stopě. [Vy 12] daný výraz V roznásobil a pak napsal: budu za a, b, c volit krajní body intervalu, neboť čísla uvnitř budou vždy výsledkem někde mezi. [Zl 4]: Když chci dosáhnout co největší nebo co nejmenší hodnoty výrazu V , pak logicky musím dosazovat za jednotlivá čísla a, b, c pouze hodnoty 0 nebo 1. Co myslel řešitel tím „logicky? Chyby a kuriozity Soutěžící [Pha 8] znalý diferenciálního počtu se dopustil chyby, které se občas při zkoumání symetrických rovnic a funkcí dopouštíme. Dejme nejdříve místo pasáži jeho protokolu, ve které je dotyčná chybná úvaha „zdůvodněna seriózně se tvářícím, avšak naprosto falešným způsobem: Jelikož se snažíme objevit nějakou trojici čísel a, b, c z daného intervalu, pro kterou by neplatilo 1 ≤ V ≤ 9, zvolíme obecně a = b = c = x (proměnné a, b, c ovlivňují hodnotu V stejnou měrou, proto tedy musíme klást a = b = c, když chceme získat nejvyšší, resp. nejnižší, možný výsledek). Řešitel pak metodou diferenciálního počtu vyšetřuje průběh kubické funkce V (x, x, x). Námitky k právě citované úvaze teď vyslovíme v samostatném odstavci. Není obecně pravda, že symetrická funkce několika proměnných může nabývat extrémních hodnot pouze v bodech, jejichž všechny souřadnice mají stejnou hodnotu. Tento závěr však můžeme učinit, máme-li předem 40

zaručeno, že bod minima, resp. maxima, dané funkce je jediný. Takovou zárukou bývá nejčastěji skutečnost, že daná funkce je ryze konvexní, resp. ryze konkávní, v celé konvexní oblasti, v níž extrémní hodnoty hledáme. Závěrečné ukázky z několika protokolů uvedeme bez komentáře. [Kv 4]: (1) zkouška a = b = c =0,5 – průměrná hodnota (2) zkouška a = b = c =1– maximální hodnota (3) zkouška a = b = c =0– minimální hodnota Všechny tři zkoušky vyšly, proto je pravda, že pro libovolná čísla a, b, c ∈〈0, 1〉 obě nerovnice platí. [Jm 4] a [Jm 9] (z různých škol) roznásobují závorky takto: 3(1 − a)(1 − b)(1 − c) =3− 3a +3− 3b +3− 3c. [Ms 31]: Desetinná čísla nic nezmění, pro extrémy funkce jsou krajní body intervalu jedinými místy, kde se může něco zvrtnout. [Zl 8]: Moje řešení tohoto příkladu je pouze jednoduchá úvaha, přesto myslím, že dostačující. Pokud má platit dané tvrzení, dosadila jsem nejmenší a největší čísla, to je 0 a 1, abych zjistila, zda nerovnosti platí: a = b = c =0: V = 1 (špatně: V = 3, pozn. J.Š.), a = b = c =1: V =9. Také kombinace čísel z intervalu vyhovuje: a =1,b=0,c= 1 : V = 4 (špatně: V =2,5, pozn. J.Š.). 2 Z toho plyne, že všechna čísla z intervalu 〈0, 1〉 mohou být dosazena do rovnice. Závěr Domnívám se, že uvedené citáty z protokolů jsou samy o sobě výmluvné a dostatečně vypovídají o tom, v čem by se práce s nadanými žáky mohla či měla zlepšit. Nemám teď na mysli její tématické zaměření, ale spíše stránku nácviku matematického myšlení a vyjadřování. Talentovaní žáci, kteří obsah základní „zápletky posuzované úlohy správně vytušili, totiž nedokázali své myšlenky vyjádřit matematicky přesnými 41

zaručeno, že bod minima, resp. maxima, dané funkce je jediný. Takovou<br />

zárukou bývá nejčastěji skutečnost, že daná funkce je ryze konvexní, resp.<br />

ryze konkávní, v celé konvexní oblasti, v níž extrémní hodnoty hledáme.<br />

Závěrečné ukázky z několika protokolů uvedeme bez komentáře.<br />

[Kv 4]:<br />

(1) zkouška a = b = c =0,5 – průměrná hodnota<br />

(2) zkouška a = b = c =1– maximální hodnota<br />

(3) zkouška a = b = c =0– minimální hodnota<br />

Všechny tři zkoušky vyšly, proto je pravda, že pro libovolná čísla<br />

a, b, c ∈〈0, 1〉 obě nerovnice platí.<br />

[Jm 4] a [Jm 9] (z různých škol) roznásobují závorky takto:<br />

3(1 − a)(1 − b)(1 − c) =3− 3a +3− 3b +3− 3c.<br />

[Ms 31]: Desetinná čísla nic nezmění, pro extrémy funkce jsou krajní<br />

body intervalu jedinými místy, kde se může něco zvrtnout.<br />

[Zl 8]: Moje řešení tohoto příkladu je pouze jednoduchá úvaha, přesto<br />

myslím, že dostačující. Pokud má platit dané tvrzení, dosadila jsem<br />

nejmenší a největší čísla, to je 0 a 1, abych zjistila, zda nerovnosti platí:<br />

a = b = c =0: V = 1 (špatně: V = 3, pozn. J.Š.),<br />

a = b = c =1: V =9.<br />

Také kombinace čísel z intervalu vyhovuje:<br />

a =1,b=0,c= 1 : V = 4 (špatně: V =2,5, pozn. J.Š.).<br />

2<br />

Z toho plyne, že všechna čísla z intervalu 〈0, 1〉 mohou být dosazena do<br />

rovnice.<br />

Závěr<br />

Domnívám se, že uvedené citáty z protokolů jsou samy o sobě výmluvné<br />

a dostatečně vypovídají o tom, v čem by se práce s nadanými žáky<br />

mohla či měla zlepšit. Nemám teď na mysli její tématické zaměření, ale<br />

spíše stránku nácviku matematického myšlení a vyjadřování. Talentovaní<br />

žáci, kteří obsah základní „zápletky posuzované úlohy správně<br />

vytušili, totiž nedokázali své myšlenky vyjádřit matematicky přesnými<br />

41

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!