График

Геометрия изучает пространственные формы, алгебра — количественные отношения окружающего нас реального мира — так говорил о математике Фридрих Энгельс.

Связи между алгеброй и геометрией были известны еще древним математикам. Например, длина отрезка выражается числом, а ведь отрезок — геометрическая фигура, тогда как числа изучаются в алгебре. Вычисление площадей, свойства подобных фигур и другие факты геометрии также выражаются языком алгебраических формул. Но самая замечательная связь алгебры и геометрии — применение координат и графиков.

Идея координат знакома тебе с раннего детства. На билете в кино значится: 6-й ряд, 9-е место. Числа 6 и 9— это и есть координаты твоего места в зрительном зале. Разыскав город на карте, ты можешь прочитать его широту и долготу — это географические координаты города на земной поверхности. А в математике положение точки на плоскости чаще всего описывается прямоугольными координатами х, у. Применение координат дает наглядный и удобный способ графического изображения различных процессов. По графику, показывающему изменение температуры за сутки, видно, что вскоре после 2 часов и примерно до 7 часов утра температура была отрицательной (заморозки). От 4 часов утра и примерно до 18 часов температура непрерывно повышалась и достигла наибольшего значения, примерно 12 . Эти характерные черты протекания процесса гораздо легче увидеть с помощью графика, чем вывести из таблицы. По графику движения туриста легко определить, что сначала он двигался со скоростью 4 км в час, затем сделал двухчасовой привал, а дальше пошел с меньшей скоростью. Хорошо видим на графике расстояния, пройденные до и после привала. А по графику движения поездов ясно, что скорый поезд двигался быстрее товарного (график поднимается круче), легко время встречи поездов, между поездами через 2 встречи и т. д. Электрокардиограмма представляет собой график изменения электрических сигналов, возникающих при работе сердца. По нему врач может сделать обоснованные выводы о состоянии здоровья пациента.

Умение читать графики является важным элементом математической культуры. Это нужно людям самых разных профессий: математикам, физикам, врачам, инженерам, сталеварам, морякам, криминалистам. Открытие координат и графиков связано с именем замечательного французского ученого Рене Декарта (1596—1650). Вместе с известным французским математиком Франсуа Виетом он является создателем современной буквенной символики, которая использует обозначения х, у, z для неизвестных, а, b, с—для коэффициентов, применяет ставшие теперь привычными записи степеней — х5, а4 и т. д.

Но самое важное открытие Декарта состоит в том, что изобретенная им система координат (которую теперь во всем мире называют декартовой) осуществляет глубокое объединение идей алгебры и геометрии. Стало возможным наглядно изображать алгебраические уравнения в виде линий (графиков этих уравнений). Например, прямая изображается уравнением первой степени, парабола (по дуге которой движется брошенный камень) — уравнением второй степени.

Некоторые ранее неизвестные линии, исследованные Декартом, носят его имя; к ним относятся Декартов лист, овалы Декарта (частными случаями которых являются эллипсы, гиперболы) и другие кривые. Благодаря открытию Декарта теперь можно доказывать геометрические факты, записывая их уравнениями.

Другое по теме

Стальной вертикальный цилиндрический резервуар емкостью 5000 м3
Нормативные документы периода разработки типового проекта «Стальной вертикальный цилиндрический резервуар емкостью 5000 м3» отражали уровень научно-технических знаний того времени и, естественно, не могли учитывать достижений науки и практики последующих лет, отраженных в строительных нормах и правилах периода возведен ...

Научно-техническая программа КНР взгляд в будущее
В начале 1999 года был опубликован доклад Лозанского Международного Института Развития и Менеджмента, в котором китайские наука и техника по итогам 1998 года уверенно заняли 13 место в мире. Беспрецедентный скачок с 20 места в 1997 году еще раз доказал, что Китай уверенно идет вперед по пути реформ научно-технической и ...