Математические неожиданности Исследовательский рефератРаботу выполнила: ученица 8 класса Мамонтова М.Н. Руководитель: Кривчикова Н.И.Учитель математики высшей категорииг. Лесосибирск2009г
Цель: изучить свойства топологии на примере листа Мебиуса.Предмет: превращение листа Мебиуса в зависимости от поставленных экспериментов.Объект: лист Мёбиуса. Гипотеза: если изучить поверхность листа Мебиуса, то можно сформулировать необычные свойства в геометрии Евклида.
- спланировать работу в библиотеке; - провести количественный и качественный анализ отобранного материала; - провести опыты по разрезанию листа Мебиуса и эксперименты по перекручиванию колец; - обобщить полученные данные; - приобрести навыки бумажного моделирования и конструирования; - изучить применения листа Мебиуса.
- поиск; - отбор и анализ научной литературы; - обобщение; - представление результатов; - моделирование; - конструирование.
Открытие листа Мебиуса.А.Ф.Мебиус
Что же поразило этих двух немецких математиков?
А то что у листа Мебиуса одна сторона.
Инструменты для работы
За работой
Склеим полоску, получим обычное кольцо с двумя сторонами. Теперь разрежем это кольцо вдоль посередине и получим два одинаковых кольца.
Изготовление модели Возьмём бумажную полоску в форме прямоугольника ABCD (рис. 1)
Изготовление модели Если перед склеиванием противоположных сторон одну из них повернуть на 180 градусов и соединить точку А с точкой С, а точку В с точкой D (рис. 2).
То получится лист Мебиуса
Опыт 2 Разрежем лист Мебиуса вдоль посередине и получим кольцо, перекрученное дважды, его называют «афганской лентой».
Опыт 3 Если теперь «афганскую ленту» разрезать вдоль посередине, то получим две афганские ленты, соединенные друг с другом.
Опыт 4Если лист Мебиуса разрезать вдоль, отступив треть от края, мы получим лист Мебиуса и «афганскую ленту» соединенные между собой.
Лист Мебиуса обладает любопытными свойствами: - Имеет одну границу- Неориентируемый- Непрерывный- Двусвязный- Хроматический номер – 6
Применения листа Мебиуса Существуют технические применения ленты Мебиуса:- В системах записи на непрерывную пленку применялись ленты Мебиуса (чтобы удвоить время записи). - В матричных принтерах красящая лента так же имеет вид листа Мебиуса для увеличения ее ресурса.- Устройство под названием резистор Мебиуса – это недавно изобретенный электронный элемент, который не имеет собственной индуктивности.
Применение листа МебиусаРезистор
Лист Мебиуса является предметом вдохновения людей, работающих в различных областях искусства:- Лист Мебиуса постоянно встречается в научной фантастике, например в рассказе Артура Кларка «Стена Темноты». - В произведениях уральского писателя Владислава Крапивина упоминается постоянно кольцо Мебиуса, цикл «В глубине Великого Кристалла» (например «Застава на Якорном поле. Поветь»)
- В рассказе А. Дж. Дейча «Лист Мебиуса» бостонское метро строит новую линию, маршрут которой становится на столько запутанным, что превращается в ленту Мебиуса, после чего начинают исчезать поезда.- На значке механико-математического факультета Московского университета изображен лист Мебиуса
Предмет вдохновения Морис Корнелиус Эшер был одним из художников, кто особенно любил его и посвятил несколько своих литографий этому математическому объекту. Одна из известных – лист Мебиуса II, показывает муравьев, ползающих по поверхности ленты Мебиуса.
Лист Мебиуса II
Предмет вдохновения
Предмет вдохновения