Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Исследовательская работа «Многоугольники на целочисленной решетке»

Исследовательская работа «Многоугольники на целочисленной решетке»

Автор: Карлович Анастасия Александровна

Место работы/учебы (аффилиация): ГУО "Грицкевичский учебно-педагогический комплекс детский сад - средняя школа", Минская область, Беларусь, 11 класс

Научный руководитель: Данилова Елена Ивановна

Мы часто предпочитаем рисовать и чертить на клетчатой бумаге. И даже не задумываемся о том, что она (а точнее – узлы клетчатой бумаги) являются одним из важнейших примеров точечной решетки на плоскости. Решетки на плоскости позволяют переводить на геометрический язык задачи алгебры, анализа, теории чисел и наоборот – задачи дискретной геометрии облекать в аналитическую форму.

Предлагаемая вниманию читателя исследовательская работа посвящена проблеме построения на целочисленной решетке многоугольников с заданными свойствами и вычислению их площади.

Цель исследования: построение многоугольников определенного типа на целочисленной решетке, нахождение их наименьшей (наибольшей) площади, оценка возможного количества таких многоугольников.

Задачи исследования:

  • для любых трех точек, лежащих в узлах целочисленной решетки и являющихся вершинами треугольника установить, чему равна наименьшая (наибольшая) площадь выбранного треугольника;
  • выяснить сколько можно выбрать треугольников с вершинами в узлах целочисленной решетки; сколько среди них треугольников с площадью ½ (с площадью 1);
    выяснить сколько есть способов выбрать 4 точки в узлах целочисленной решетки, являющихся вершинами выпуклого четырёхугольника;
  • определить, чему равна наименьшая площадь выбранного выпуклого четырёхугольника;
    выяснить сколько есть способов, чтобы выбранные 4 точки были вершинами квадрата (параллелограмма, трапеции);
  • установить при каком наименьшем n внутри выпуклого n-угольника лежат 1, 2 или k точек с целочисленными координатами.

Гипотеза: существуют компьютерные программы, позволяющие построить на целочисленной решетке многоугольники с вершинами в узлах этой решетки и вычислить площади данных многоугольников; кроме известных из школьного курса математики формул для вычисления площадей многоугольников существует общая формула, позволяющая найти площадь многоугольника с вершинами в узлах целочисленной решетки.

Результаты: В результате проведенного исследования было установлено, что выдвинутая в начале исследования гипотеза верна. Так как действительно существует формула Пика, которая позволяет находить площади любых многоугольников на целочисленной решетке. Все построения в исследовании производились в компьютерной математической программе GeoGebra, что значительно облегчило процесс исследования. В этой же программе можно было проверить правильность вычисления площадей многоугольников, сравнив
результат с результатом, полученным по формуле Пика. На основании всего вышесказанного мы можем констатировать, что цель исследования достигнута. Вместе с тем данное исследование можно продолжить, рассматривая другие виды многоугольников, например, невыпуклые многоугольники или рассмотрев другие виды решеток.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Презентация «Лента Мебиуса: модель односторонней поверхности»

Лист Мёбиуса — символ математики, Что служит высшей мудрости венцом… Он полон неосознанной романтики: В нём бесконечность свернута кольцом. В нём — простота, и вместе с нею — сложность, Что недоступна даже мудрецам: Здесь на глазах преобразилась плос…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Фракталы — геометрия красоты»

Многие природные системы настолько сложны, что использование только знакомых объектов обычной геометрии для их моделирования представляется безнадежным. Такие задачи как построить модель горного хребта или кроны дерева, модель системы кровообращения,…
Посмотреть работу

Проект «Статистическое исследование общественного мнения»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Мой любимый предмет в школе – математика. Одним из самых интересных разделов математики является статистика, разрабатывающая методы регистрации, описания и анализа данных наблюдений и экспериментов с целью построения вероятностных моделей массовых сл…
Посмотреть работу

Эссе «Замечательные точки треугольника: где математика встречается с реальной жизнью»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Вы когда-нибудь задумывались, как математика используется в реальной жизни? Нет, не просто решая уравнения на уроке, а по-настоящему, чтобы строить дома, планировать города или создавать спортивные арены. Оказывается, даже обычные треугольники могут…
Посмотреть работу

Проект «Геометрия в народных костюмах ханты и манси»

Геометрия – раздел математики, изучающий пространственные отношения и формы. Это наука, которая тесно связана с окружающим нас миром. Круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные и другие объекты – всё, что нас окружает, состоит из геометрических…
Посмотреть работу

Проект «История возникновения обыкновенных дробей»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Первое знакомство с дробями прошло еще в раннем детстве, когда я угощал половинкой шоколадки своего друга, делил пополам яблоко с мамой. В разговоре взрослых слышал четверть второго, три четверти пятого или треть первого. О том, что это дроби, я не п…
Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

IV Международный конкурс исследовательских работ школьников «Research start 2021/2022»

Направление

Физико-математические дисциплины

Форма представления работы

Исследовательская работа

Ключевые слова

Проект по алгебре, Проект по геометрии

Дата публикации работы

16.02.2022