Производная и ее приложения

2019-12-29

415

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая

Для начала предложим примерный план занятий элективного курса по данной теме

№	Тема	Краткое содержание	Часы
1	Понятие производной, ее геометрический смысл. Уравнение касательной и нормали.	1. Повторить основные понятия, связанные с производной. 2. Геометрический смысл производной. 3. Механический смысл производной. 4. Показать, как решаются задачи с использованием уравнения касательной.	2
2	Вычисление производной. Правила дифференцирования.	1. Показать несколько способов вычисления производной (по определению через предел, с помощью таблицы производных). 2. Решение заданий с применением правил дифференцирования.	2
3	Как появилась производная? (Урок-экскурсия в прошлое)	1. Интересные исторические факты, связанные с возникновением и развитием понятия производная. 2. Доклады учащихся.	1
4	Исследование функций	1. Показать, как применять производную для исследования функций (исследование на максимум и минимум; нахождение второй производной и исследование функции на выпуклость, построение схематических графиков функций)	2
5	Применение производной	1. Показать учащимся возможность применения производной в других науках и повседневной жизни	2
6	Метод математического моделирования	1. Дать понятие математического моделирования 2. Привести простейшие примеры использования математического моделирования	2
7	Задачи на оптимизацию	1. Определить класс задач на оптимизацию и показать преимущества решение таких задач с помощью производной	2

Производная - одно из фундаментальных понятий математики. Основной целью проведения занятий элективного курса является показать широкое применение производной в различных науках (математике, физике и технике, естествознании и химии, сельском хозяйстве и военном деле, экономике).

В математике производная применяется для вычисления производной, исследования функций, в практических задачах оптимизации.·В физике с помощью производной находится сила, мощность, масса тонкого стержня, сила тока, скорость и ускорение, теплоёмкость.·В химии и естествознании – для нахождения дозы лекарства, при которой побочный эффект будет минимальным, а реакция максимальной.·В экономике – для анализа производственных функций, широко используемых в современных экономических исследованиях.

Кратко охарактеризуем этот курс. Элективный курс является предметным с практической направленностью, цель которого – повторение, углубление и обобщение материала, расширение кругозора учащихся, более подробное рассмотрение вопросов, связанных с применением производной в других науках, использования производной для исследования функций и решения задач на оптимизацию. Но так как курс рассчитан для проведения в гуманитарных классах, то в нем достаточно большую часть занимает материал прикладного характера, то есть, обращение к историческим фактам, решение практических, занимательных задач. Вернемся к главному вопросу - реализации межпредметных связей в рамках этого курса.

Рассмотрим применение выделенных в Главе II §2, п. 2.1 трех способов.

На занятии об истории возникновения понятия производной можно привести следующий материал. Одной из важных предпосылок появления дифференциального исчисления стали практические задачи нахождения кратчайшего пути. Первые задачи на максимум и минимум были поставлены в V веке до н.э. Эти задачи решали Евклид, Архимед, Кеплер, Герон, Ферма. Общие методы не были разработаны, каждая задача решалась индивидуально. Ферма установил, что свет в неоднородной среде движется вдоль такой траектории, чтобы время прохождения пути было наименьшим. В XVII веке были разработаны общие методы решения задач на экстремум Ньютоном и Лейбницем.

Подробный материал об этих открытиях могут подготовить и сами учащиеся.

Важным моментом является показ практического применения производной.

Подробнее можно рассмотреть следующие примеры.

Бумажный змей

Бумажному змею, имеющему форму кругового сектора, желают придать такую форму, чтобы он вмещал в данном периметре р = 80 см наибольшую площадь. Каковы должны быть размеры бумажного змея?

Рис.3

Решение.

Введем обозначения (рис.3):

Пусть радиус сектора – х, дугу обозначим за у, тогда периметр можно выразить так: и площадь равна: . Выразим и подставим в формулу площади: . Найдем производную функции S :

Исследуем функцию на интервале (0 ; 80). Получаем, что в точке функция принимает наибольшее значение, что нам и требовалось по условию задачи. Таким образом, мы нашли такие размеры кругового сектора и , при которых площадь бумажного змея наибольшая.

Ответ: 20, 40.

Примеров таких задач множество, особенно применительно к задачам экономического содержания. Приведем пример. Функция прибыли фирмы имеет вид: П( Q )= R ( Q ) – C ( Q )=2/5 Q ² – 4 Q + 20, где R ( Q ) – выручка, C ( Q ) - издержки. Сколько следует фирме производить продукции, если ее производственные мощности ограничены объемом производства Q = 3.

Решение.

Задача сводиться к исследованию функции на наибольшее значение на промежутке [0;3].

П´( Q ) = 4/5 Q – 4

П´( Q ) = 0

Q = 5

Таким образом, Q = 5 – критическая точка. Проанализируем характер изменения производной (Рис. 4)

Рис.4

При Q < 5 П´( Q ) < 0 и прибыль убывает; при Q > 5 П´( Q ) > 0 и прибыль возрастает. Следовательно, в точке экстремума прибыль принимает минимальное значение, и таким образом этот объем производства не является оптимальным. Точка Q = 5 не принадлежит промежутку [0;3], и функция на нем убывает, следовательно, она принимает наибольшее значение при Q = 0. В этом случае при Q = 3, фирме выгодно ничего не производить (например, сдавать помещение в аренду) [7].

Рассмотрим, как возможно реализовать межпредметные связи на основе задачного материала. Здесь при составлении системы задач нужно учитывать принципы, выделенные в I главе. Особое значение имеют принципы преемственности, связи теории с практикой и принцип полноты. На отработку данной темы в классах гуманитарного профиля можно предложить различные прикладные задачи, в том числе социально-экономического содержания. Содержательная сторона задач должна соответствовать реальной действительности, отвечать интересам учеников, можно использовать историко-научный материал. Например:

· Легенда об основании Карфагена гласит, что когда финикийский корабль пристал к берегу, местные жители согласились продать прибывшим столько земли, сколько можно оградить бычьей шкурой. Но хитрая финикийская царица Дидона разрезала эту шкуру на ремешки, связала их и оградила ремнем большой участок земли, примыкавший к морю. Считая берег моря прямолинейным, а огражденный участок прямоугольным, перед Дидоной встала задача: как оградить прямоугольный участок имеющимися ремешками длиной l, чтобы площадь была наибольшей? [9]

· База находится в лесу в 5 км от дороги, а в 13 км от базы на этой дороге есть железнодорожная станция. Пешеход по дороге идет со скоростью 5 км/ч, а по лесу – 3 км/ч. За какое минимальное время пешеход может добраться от базы до станции? [18]

· Командиру межгалактического космического корабля, движущемуся по закону x ( t )=1+9 t +3 t 2- t 3 , сообщили о том, что приборы зафиксировали неопознанный летающий объект, стремительно приближающийся к кораблю. Чтобы избежать столкновения, необходимо максимально увеличить скорость. Каким должно быть ускорение корабля в момент, когда скорость станет максимальной? [29]

· Задача из истории математики, которую Евклид решал чисто геометрическим методом: доказать, что из всех параллелограммов, вписанных в данный треугольник, наибольшую площадь имеет тот, основание которого равно половине основания треугольника [9].

Для решения задач на оптимизацию желательно вместе с учащимися составить алгоритм, который совмещал бы в себе схему решения задач методом математического моделирования и алгоритм нахождения наибольшего (наименьшего) значения непрерывной функции. Действовать по алгоритму учащимся-гуманитариям проще, к тому же алгоритмы помогают свертывать рассуждения, избегать многословности.

Здесь важно подчеркнуть, что многие задачи на нахождение максимума или минимума можно решить и другими способами, но их, порой, очень сложно найти. А использование производной является универсальным способом для всех задач такого типа [37].

Перейдем к рассмотрению реализации межпредметных связей темы «Производная и ее приложения» с гуманитарными дисциплинами, учитывая методы самой науки, являющейся профильной.

Что касается реализации межпредметных связей на основе методов наук, то здесь нужно отметить, что особенно приложения производной используются при математическом моделировании, которое широко применяется во многих науках с целью прогнозирования и последующего принятия решений, поэтому при изучении приложений производной можно использовать и этот метод.

Также возможно использование метода наблюдения, сравнения, например, при исследовании функций.

Рассмотрим, какие методы обучения могут быть использованы в ходе данного элективного курса. Как уже отмечалось выше, лучше использовать активные методы работы с учащимися. Возможно предложить такой проект: «Производная и ее применение». Цель такого проекта - ответить на вопрос: «Мы изучаем производную. А так ли это важно в жизни?» Можно выдвинуть гипотезу: «Дифференциальное исчисление - это описание окружающего нас мира, выполненное на математическом языке. Производная помогает нам успешно решать не только математические задачи, но и задачи практического характера в разных областях науки и техники». Результатом исследования могут быть презентация или буклет.

Что касается использования реферативно-исследовательской деятельности, то можно предложить такие темы докладов:

· Исследования Ньютона и Лейбница, их роль в развитии понятия производная.

· Производная в технике.

· Производная и сельское хозяйство.

Метод использования информационных технологий может быть использован во всех вышеперечисленных работах.

Таким образом, мы охарактеризовали элективный курс по теме «Производная и ее приложения» с точки зрения реализации межпредметных связей. Было показано, как осуществить эти связи на основе содержания материала и методов наук, приведены примеры задач, которые могут быть использованы на элективном курсе, даны некоторые методические рекомендации.

Не смотря на то, что на первый взгляд сложно говорить о связи математики и гуманитарных дисциплин, возможны достаточно разнообразные способы реализации таких взаимосвязей. Самый доступный из них и простой – использование в содержании занятий объектов, изучаемых гуманитарными дисциплинами.

Опытное преподавание

Я проходила педагогическую практику в МОУСОШ № 27 г. Кирова и провела два факультативных занятия в гуманитарном 10 классе по теме «Приложения производной» (разработка одного урока представлена в приложении). Перед тем, как проводить опытное преподавание, я изучила соответствующую математическую и методическую литературу. Среди учителей математики, проводящих элективные курсы в старших классах, я провела небольшое анкетирование с целью выяснить, каким образом лучше организовать занятия. В анкетировании принимали участие двое учителей, преподающих элективные курсы по математике в старших классах. Учителям были предложены следующие вопросы:

1. Каково Ваше отношение к элективным курсам?

2. Нужны ли элективные курсы по математике в классах гуманитарного профиля? Почему?

3. Какие элективные курсы по математике, кроме тех, которые уже проводятся, Вы считаете полезным провести (тематика)?

4. Как, на Ваш взгляд, учащиеся относятся к элективным курсам, с интересом ли посещают их, как этот интерес проявляется?

5. Требуется ли Вам какая-то особая подготовка к организации и проведению элективного курса?

Анализируя анкеты, можно сделать несколько выводов.

По мнению учителей, элективные курсы необходимы в школах в силу того, что они помогают учащимся и реализовать свои интересы и способности, и целенаправленно подготовиться к дальнейшему обучению, и просто расширить свой кругозор. Что касается гуманитарных классов, то учителя отмечают необходимость элективных курсов по математике, хотя проводить занятия в таких классах сложнее и готовиться нужно более тщательно, подбирать интересный материал из истории математики, применять игровые приемы проведения занятий, предлагать интересные задания. Среди тем, которые учителям хотелось бы видеть в качестве элективных курсов в старших классах гуманитарного профиля были следующие: «Элементы теории множеств», «Элементы комбинаторики», «Старинные математические задачи», «Текстовые задачи», «Замечательные кривые в природе», «Симметрия в природе».

Учителя отмечают, что те учащиеся, которые приходят на занятие, проявляют порой даже больший интерес к материалу, чем учащиеся физических или математических классов, так как они выбрали элективный курс не по той причине, что математика необходима для дальнейшей учебы, а потому, что им действительно интересно.

С той же целью мною был проведен письменный опрос 15 учащихся гуманитарного класса, где были предложены следующие вопросы:

1. Посещаете ли Вы элективный курс по математике. Если да, то какой?

2. Нравится ли Вам данный элективный курс?

3. Интересно ли Вам на занятиях элективного курса, что интересно?

4. Вы ходите на занятия с желанием или нет?

5. Что больше всего нравится: решать задачи (какие задачи), выступать перед классом с докладами, выполнять индивидуальные задания?

6. Что считаете самым сложным в содержании данного элективного курса?

7. Что бы хотелось еще узнать на этом элективном курсе?

8. Какой другой элективный курс по математике хотелось бы посещать?

На основе этих анкет мною были сделаны следующие выводы. Что касается ответа на первый вопрос, то достаточно многие учащиеся посещают элективный курс по математике. Так как опрос проводился в 10 классах, то они посещают элективный курс «Производная и ее приложения». Во втором полугодии запланирован элективный курс «Уравнения, неравенства и их системы». Большинству учащихся нравится посещать этот курс, хотя есть и такие ответы, как «хожу, потому что просто заставляют родители».

Учащимся больше нравиться решать задачи практического содержания, готовить доклады, выполнять творческие задания.

Многие учащиеся на последний вопрос ответили, что им бы хотелось узнать больше об исторических сведениях, последних открытиях в математике, биографии ученых.

После проведения анкетирования были разработаны и проведены факультативные занятия в 10 классе по темам:

1. Как появилась производная.

2. Применение производной для исследования функций.

Цель проведения занятий – проследить возможность реализации межпредметных связей математики, в частности, начал анализа, с гуманитарными дисциплинами, расширить и углубить знания учащихся по теме «Производная и ее приложения».

Данные занятия элективного курса составлены для проведения в 10 классе гуманитарного профиля после изучения темы «Производная».

Первый факультатив это урок – экскурс в историю, на котором учащиеся узнали, как появилась производная, с именами каких ученых связано это понятие. Такой исторический материал занятия позволил реализовать связи математики с гуманитарными науками.

Второй факультатив является завершающим и обобщающим занятием по теме «Применение производной к исследованию функций». Построен он в форме игры, что позволяет привлечь интерес к изучению данной темы, а значит и улучшить ее усвоение.

Первое факультативное занятие прошло успешно, учащиеся активно участвовали в его организации и проведении, готовили доклады, участвовали в беседе. Что касается второго занятия, то, несмотря на то, что тема «Применение производной к исследованию функций» уже была рассмотрена учащимися на уроках, предложенные задания вызвали интерес, позволяющий преодолеть затруднения.

Таким образом, при проведении данных факультативных занятий были реализованы межпредметные связи, с помощью выделенных выше способов, то есть: была использована нестандартная форма проведения занятия – игра, использованы задания с интересным практическим и литературным содержанием.

Заключение

В настоящей работе рассмотрена важная и актуальная тема, поскольку в современных условиях профилизации школ все большее значение приобретают межпредметные связи между различными дисциплинами, а в связи с внедрением в школы элективных курсов требует рассмотрения и вопрос о реализации межпредметных связей в рамках этих курсов. Осуществление межпредметных связей способствует систематизации, а, следовательно, глубине и прочности знаний, помогает дать учащимся целостную картину мира.

В результате анализа математической и методической литературы мы пришли к выводу, что межпредметные связи математики и гуманитарных предметов осуществляются за счет иллюстрации математических понятий на основе основных объектов того или иного предмета гуманитарного цикла.

Цель работы достигнута: были рассмотрены особенности содержания и методики преподавания начал математического анализа на элективных курсах в гуманитарных классах, разработаны методические рекомендации по проведению элективного курса с точки зрения реализации межпредметных связей.

В результате были решены следующие задачи:

1. Рассмотрено понятие элективного курса, типы элективных курсов, принципы построения системы задач на элективном курсе.

2. Рассмотрено понятие межпредметных связей, теоретические предпосылки их установления между математикой и гуманитарными дисциплинами.

3. Изучены и проанализированы учебники по математике для старших классов гуманитарного профиля, выделен материал этих учебников, на основе которого возможна реализация межпредметных связей.

4. Выявлены психолого-педагогические особенности учащихся гуманитарных классов.

5. Выделены методические рекомендации по проведению занятий в гуманитарных классах.

6. Выделены способы реализации межпредметных связей:

· Использование дополнительной информации: интересных фактов, исторических сведений, легенд, особенно при введении новых понятий.

· Показ применения изучаемого понятия в области предмета, являющегося профильным.

· Использование практико-ориентированных задач, содержание которых отражает факты предмета, являющегося профильным.

7. Разработаны некоторые методические рекомендации по двум элективным курсам: «Производная и ее приложения» и «Показательная и логарифмическая функции»

8. Было проведено опытное преподавание с целью применения разработанной методики.

Таким образом, проведенное теоретическое исследование и опытное преподавание подтвердило гипотезу работы.

Среди дальнейших перспектив работы над темой исследования может быть разработка на основе выделенных способов реализации межпредметных связей, методики проведения элективных курсов по математике в классах гуманитарного профиля на темы, не затронутые в данной работе;

Список библиографии

1. Бакиева, Ф. Г. Интегрированный урок по математике с информатикой по теме: «Правила дифференцирования. Применение производной» [Текст]: Ф. Г. Бакиева // 1 сентября: Математика. – 2003. - №4. – С. 23-31.

2. Башмаков, И. М. Математика 10-11 [Текст]: учебное пособие для 10-11 классов гуманитарного профиля / М. И. Башмаков – М.: Просвещение. - 2004 г. – 336 с.

3. Бутузов, В. Ф. Математика 10 [Текст]: учебное пособие для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений / В.Ф.Бутузов, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин. – М.: Просвещение. - 1995 г. – 236 с.

4. Бутузов, В. Ф. Математика 11 [Текст]: учебное пособие для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений / В.Ф.Бутузов, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин. – М.: Просвещение. - 1995 г. – 254 с.

5. Вергелес, Г. И. Возможности межпредметных связей в формировании учебной деятельности современного школьника. [Текст]: Г. И. Вергелес / межвузовский сборник научных трудов. – Л: Ленинградский пед. Университет имени А. И. Герцена. – 1987. – С. 51-58.

6. Виленкин, Н. Я. Алгебра – 10: для классов с углубленным изучением гуманитарных дисциплин. Часть 2 [Текст] / Н. Я. Виленкин. – Абакан.: Редакционно-издательский отдел АГПИ имени Н.Ф.Катанова, 1993. – 165с.

7. Винокуров, Е. Ф. Экономика в задачах [Текст]: Е. Ф. Винокуров, Н. А. Винокурова. – М.: Начала-Пресс, 1995. – 202 с.

8. Гладкий, А. В. Математика в гуманитарной школе [Текст]: А. В. Гладкий // Математика в школе. – 1991. - № 6. – С. 6-9.

9. Глейзер, Г. И. История математики в школе. 9 – 10 кл. [Текст]: пособие для учителя / Г. И. Глейзер. – М.: Просвещение, 1983. – 351 с.

10. Голуб, Г.Б. Метод проектов - технология компетентностно-ориентированного образования. Методическое пособие для педагогов – руководителей проектов учащихся основной школы [ Текст]: / Г. Б. Голуб, Е. А. Перелыгина, О. В. Чуракова. – Самара: Учебная литература, 2006. – 224 с.

11. Груденов, Я, И. Совершенствование методики работы учителя математики [Текст]: книга для учителя / Я. И. Груденов. – М.: Просвещение. – 1990. – 224 с.

12. Далингер, В. А. Курсы по выбору и элективные курсы по математике в системе предпрофильного и профильного обучения [Текст]: В. А. Далингер // Актуальные проблемы профилизации математического образования в школе и в вузе: сборник научных трудов и методических работ. – Арзамас, АГПИ, 2004.-С. 214-222.

13. Далингер, В. А. Элективные курсы в системе профильного обучения [Текст]: В. А. Далингер, А. Н. Зубков. // Вестник Омского государственного университета. – 2006. - №6. – С. 26 – 31.

14. Дорофеев, Г. В. Гуманитарно-ориентированный курс – основа учебного предмета «Математика» в общеобразовательной школе [Текст]: Г. В. Дорофеев // Математика в школе. – 1997. - № 4. - С. 59-67.

15. Дорофеев, Г. В. Дифференциация обучения математике [Текст]: Г. В. Дорофеев //Математика в школе. – 1990. - № 4. – С. 15-27.

16. Дорофеева, А. В. Гуманитарные аспекты преподавания математики [Текст]: А. В. Дорофеева // Математика в школе. – 1997. - № 4. – С. 36 – 39.

17. Епифанова, Т. Н. Отыскание экстремальных значений функции различными способами [Текст] / Т. Н. Епифанова // Математика в школе. – 2004. - №4. – С. 52-54.

18. Жак, Я. Е. Несколько простых прикладных задач [Текст]: Я.Е.Жак // 1 сентября: Математика. – 1977. - №6. – С. 12-17.

19. Колягин Ю. М. Профильная дифференциация обучения математике [Текст]: Ю. М. Колягин, М. В. Ткачева, Н. Е. Федорова // Математика в школе. – 1990. - № 4. – С. 26-28.

20. Концепция развития школьного математического образования [Текст] // Математика в школе. – 1990. - №1. – С. 4-9.

21. Крутихина, М. В. Элективные курсы по математике [Текст]: учебно-методические рекомендации /М. В. Крутихина, З.В.Шилова. – Киров.: Издательство ВятГГУ, 2006. – 40 с.

22. Кулагин, П. Г. Межпредметные связи в процессе обучения [Текст]: П. Г. Кулагин. – М.: Просвещение. – 1981. – 95 с.

23. Лошкарева, Н. А. О понятии и видах межпредметных связей [Текст]: Н. А. Лошкарева // Советская педагогика. – 1972. - №6. – С. 31-35.

24. Львов, В. Е. Применение производной в практической деятельности [Текст]: В. Е. Львов // Математика в школе. – 1980. - №6. – С. 26-31.

25. Максимова, В. Н. Межпредметные связи в процессе обучения [Текст]: В. Н. Максимова / М.: Просвещение. – 1988. – 190 с.

26. Мордкович, А. Г. Математика 10 класс [Текст]: учебник для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений / А. Г. Мордкович, И. М. Смирнова. – М.: Мнемозина, 2004 г. – 379 с.

27. Мордкович, А. Г. Математика 11 класс [Текст]: учебник для учащихся 11 классов общеобразовательных учреждений / А. Г. Мордкович, И. М. Смирнова. – М.: Мнемозина, 2004 г. – 345 с.

28. Мордкович, А. Г. Методические проблемы изучения элементов математического анализа в общеобразовательной школе [Текст] / А. Г. Мордкович // Математика в школе. – 2002. - №9. – С. 2-12.

29. Нечаев, С. Н. Конспект урока «Применение производной для исследования функций» [Текст]: С. Н. Нечаев // 1 сентября: Математика. – 2005. - № 23. – С. 38-43.

30. Понтрягин, Л. С. Математический анализ для школьников [Текст]: Л. С. Понтрягин / М.: Наука. – 1988. – 96 с.

31. Программы для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев: Математика. 5—11 класс. /Сост. Г. М. Кузнецова, Н. Г. Миндюк. - 4-е изд., - М.: Дрофа, 2004. – 320 с.

32. Самарин, Ю. А. Очерки психологии ума [Текст]: Ю. А. Самарин / М.: Изд-во АПН РСФСР. – 1962. – 504 с.

33. Сергеев, В. Н. Нужно ли прививать любовь к математике учащимся с гуманитарными наклонностями [Текст]: В. Н. Сергеев // Воспитание учащихся при обучении математики: книга для учителя. – М.: Просвещение. – 1987. – С. 112-119.

34. Смирнова, И. М. Профильная модель обучения математике [Текст]: И. М. Смирнова // Математика в школе. – 1997. - № 1. – С. 32-36.

35. Федорова, В. Н. Межпредметные связи [Текст]: В. Н. Федорова, Д. М. Кирюшкин / М.: Педагогика. – 1972. – 152 с.

36. Федяева, Л. В. Элективный курс по философским проблемам математики [Текст]: Федяева. Л. В. // Вестник Омского государственного университета. – 2007. - №3. – С. 13 – 16.

37. Финько З. М. Эпизоды из жизни функций [Текст]: З. М. Финько //1 сентября: Математика. – 2004. - №23. – C. 45-48.

38. Хохлова, Т. Н. Прикладная направленность обучения математике. [Текст]: Т. Н. Хохлова // 1 сентября: Математика. – 2004. - № 3. – C 25-29.

39. Шестакова, Л. Г. Математика в гуманитарных классах [Текст]: /Л.Г. Шестакова // Математика в школе. – 1996. - № 1. – C. 10-13.

Приложение 1

Модели словаря

Казалось бы, несовместимые предметы математика и русский язык, но и здесь можно найти много интересных взаимосвязей. Рассмотрим пример «Модели словаря», который особенно подойдет для классов с углубленным изучением русского языка.

В результате постоянного расширения сферы деятельности человека лексика каждого языка, несмотря на выпадение некоторого количества слов, неуклонно растет. Так, например, в середине ХIХ века русским писателем П. Д. Боборыкиным был введен термин «интеллигенция», происходящий от латинского слова intelegens - понимающий, мыслящий, разумный. Вскоре из русского языка он перешел во многие языки мира. В 1924 году французский исследователь биосферы Э. Леруа предложил термин «ноосфера» - такое состояние биосферы, когда ее развитие под контролем разума происходит в интересах человечества и его будущего. В последнее время вошли в обиход такие слова, как спутник, перестройка и т. д. Характеристикой увеличения словаря служит k - коэффициент его прироста за определенный период времени (за год, десятилетие, тысячелетие и т. д.). Для определения этого коэффициента поступают следующим образом. Сначала вычисляется количество новых слов, появившихся, например, за десятилетие, и вычитается из него количество выпавших из употребления слов. Обозначим полученное число через I ₁. Если через L ₀ обозначить объем словаря в данный момент, то и численность L ( t )словаря через t лет определится соотношением

(1)

Конечно, нельзя говорить о высокой точности такого подсчета, ведь точно подсчитать количество слов новых и уже забытых невозможно. Такой лингвистический закон роста словаря носит лишь приближенный характер.

С течением времени словарный запас языка постоянно обновляется: часть слов устаревает и забывается (такие слова, как втуне, наущать, шолом и т. д.), для выражения новых понятий появляются новые слова и т. д. Этот процесс обновления словаря подчиняется закономерностям, подобным законам радиоактивности: подсчеты показали, что за 1000 лет различные языки утрачивают в среднем от 10 до 25 процентов своего словарного состава. Следовательно, за тысячу лет коэффициент сохранности языка колеблется от 0,75 до 0,9. Эти рассуждения позволяют получить ответ на следующий вопрос. Пусть в момент времени T_o из некоторого языка, численность которого равна L ₀, выделились два новых языка, каждый из которых далее развивается самостоятельно. Если r ₁ - коэффициент сохранности первого языка, r ₂ - второго языка, то величина характеризует коэффициент потери общих слов в ходе расхождения появившихся новых языков. Число общих слов, сохранившихся в языках-потомках за время их самостоятельного развития определяется формулой

(2)

Это соотношение показывает, сколько слов из первоначального запаса, который имел язык-предок в момент времени T_o, доживет в обоих языках-потомках до определенного момента времени. [6]

Глаза и логарифмы

Зрительные рецепторы получают сигналы из внешнего мира. Они должны передать зрительную информацию в мозг точно и своевременно. Передача сигнала от глаза к мозгу осуществляется нейронами.

Возникает проблема. Освещенность в сумерках, когда предметы еле видны, отличается от освещенности при ярком солнечном свете примерно в миллиард раз. Максимальная частота, с которой может работать нейрон - 1000 импульсов в секунду. Было установлено, что нельзя передавать информацию, меняя частоту работы нейрона пропорционально освещенности: если при ярком свете частота импульсов будет максимальной (1000 имп/с), то при уменьшении освещенности в миллион раз сигнал будет поступать всего один раз в 15 минут. Но за это время он потеряет свою актуальность.

Итак, линейная зависимость между входным и выходным сигналами в случае глаза оказывается нецелесообразной. И в природе тогда используется другая функция.

Английский ученый Х. Харлайн регистрировал импульсы, идущие по одиночному нервному волокну от глаза к мозгу у мечехвоста (морского членистоногого). Результат эксперимента иллюстрируется графиком (Рис. 5).

Рис.5

На нем показана зависимость частоты импульсации от яркости света. На графике – прямая линия, но это не линейная функция.

На нашем графике: частота импульсации нейрона меняется на одну и ту же величину, когда воздействие меняется в одно и то же число раз. Значит, мы имеем дело с логарифмической функцией. Так что «умение логарифмировать» - это свойство зрительных рецепторов, выработавшееся в ходе эволюции, позволяет глазу работать эффективно и экономно, обеспечивает возможность хорошо воспринимать контраст. [9]

Приложение 2

«Детектив-шоу» в 10-м классе

Цели занятия:

Образовательная:

· систематизировать знания по теме;

· закрепить навыки дифференцирования;

· подготовиться к контрольной работе.

Развивающая цель: развитие устойчивости внимания, переключение внимания, математической речи.

Воспитательная цель: воспитание сотрудничества, уверенности в себе.

Оборудование: карточки-задания, сопроводительные рисунки к этапам урока (см. рисунок 1, рисунок 2, рисунок 3, рисунок 4).

Рисунок 1