Презентация "Математика и другие науки, искусство, спорт"

Математика

и другие науки, искусство, спорт

Подготовила: Стяжкина Светлана Анатольевна, учитель математики ГОУ ЛНР «Молодогвардейская средняя школа № 21»

Значение и роль математики

Числа окружают людей повсюду.

Математика – это основа всего в нашем мире. Она объясняет многие процессы как в повседневной жизни, так и во многих профессиональных областях: инженерных и компьютерных науках, физике, химии, биологии, лингвистике, социологии, медицине и даже литературе, музыке, спорте .

Математика – это универсальный язык, на котором мыслит и создается наука.

Сухой язык цифр скрывает изумительную красоту и гармонию смыслов, позволяет проанализировать и описать многие явления окружающего мира, действительности.

Системные математические знания, развитое аналитическое мышление позволяют решать большинство проблем, просчитывая наперед и принимая верные решения.

Великие о математике

Без математики развитие человека было бы невозможным. Никто бы не воскликнул «Эврика!», не осваивались бы многие дисциплины.

Вот несколько известных высказываний об этой строгой, но прекрасной науке:

«Математика – это больше чем наука, это язык науки». (Нильс Бор)

«Математика – королева и служанка наук». (Эрик Темпл Белл)

« Математика – это язык, на котором написана книга природы». (Галилео Галилей)

«   Математика представляет искуснейшие изобретения, способные  удовлетворить любознательность, облегчить ремёсла и уменьшить  труд людей». (Рене Декарт)

«Математика выявляет порядок, симметрию и определённость, а это – важнейшие виды прекрасного». (Аристотель)

Математика и физика

Долгое время эти науки не были отдельными дисциплинами. В Древней Греции, Египте и Вавилоне математики исходили из того, что в нашем мире время, расстояние и гравитация ведут себя строго определенным образом.

Стартом история физики как самостоятельной науки стали опыты Галилея и его учеников, а теоретический фундамент создал Исаак Ньютон в конце XVII века. Для этого он изобрел новый раздел математики - дифференциальное исчисление. Это не только облегчило решение части задач классической геометрии, но и дало возможность анализировать движение и изменения в физике. Математика для Ньютона была точным инструментом для объяснения физических явлений.

Физика и математика стали развиваться по своим отдельным эволюционным путям, но и после этого они остались тесно связанными и на протяжении всей истории науки вносили и продолжают вносить важные идеи друг в друга.

Математика и химия

Именно математика превратила химию в науку – не просто описательную, но экспериментальную.

Математика помогает выполнить и простейшие базовые расчёты по химическим формулам и уравнениям химических реакций, и высшие математические операции, которые моделируют сверхсложные химические процессы в живой и неживой природе.

Точный математический расчет – основа любого химического производства. Без возможности использования пропорций и других соотношений между числами люди не получили бы пищу, лекарства, краски, пластмассы, минеральные удобрения и многие другие полезные вещи.

Математика в биологии и медицине

Математика давно использовалась при исследовании некоторых вопросов из различных разделов биологии и медицины, однако такой подход не был системным.

С недавнего времени стал применяться интегрированный математический подход и в этой области.

Разделы прикладной математики и математической статистики, а также вычислительные методы, имеющие отношение к биологии и медицине, рассматриваются под общим названием математическая биология.

Общая цель этой отрасли знания — сделать для биологии и медицины то, что математическая физика сделала для физики.

Математика и история

Исторические сведения и задачи сближают историю и математику. История «очеловечивает» математику, оживляет ее, развивает образное мышление.

С другой стороны, математика, в особенности ее прикладные разделы, помогает лучше понять историю.

Сведения из истории математики и развития человеческой цивилизации в целом расширяют кругозор, создают предпосылки для удивления и восхищения этой наукой.

Если при изучении математических объектов добавляются исторические факты, говорят об историзме в математическом понятии, задаче, формуле, теореме и т.д. Математические объекты, которым присвоены имена ученых, называют именными (например, теорема Пифагора, треугольник Паскаля, формулы Крамера).

Математика и география

География не может существовать без математики, которая является основой главного инструмента этой древней науки – географической карты.

Развитие географии было невозможным без применения математики. Эти две науки связаны тесно связаны между собой.

Именно использование чисел стало бесценным подспорьем в познании географии. Явления в обществе и природе , основанные на приблизительных описаниях, удалось перевести на язык точных формул.

Изменения погоды и климата, численность животных популяций, миграционные процессы, рельеф местности, экономические отношения и многое другое нельзя исследовать без применения чисел и расчетов, порой достаточно сложных.

Математика и информатика

Компьютеры в наше время настолько совершенные, что тесная связь математики и информатики уже не кажется такой очевидной, как это было недавно.

Разумеется, на компьютерах можно решать сложные вычислительные задачи. Однако математика связана с информатикой гораздо глубже: не только на прикладном, но и на фундаментальном уровне.

Информатика перестала быть исключительно «наукой о вычислительных машинах». Она изучает процессы как в технических системах, так и в природе и человеческом обществе.

В то же время информатика с самого начала использует целый ряд математических методов, в частности:

- Теорию графов.

- Системы счисления.

- Теорию алгоритмов.

- Математическую логику.

• Теорию вероятности.

«Компьютерная наука» активно развивается и продолжает расширять сферы применения различных разделов математики.

Математика и литература

Математика известна с древнейших времен. Ее знание требовалось как при строительстве, так и при создании литературно-художественных произведений. Не напрасно А. С. Пушкин сказал: «Вдохновение нужно в геометрии не меньше, чем в поэзии».

Благодаря математике и литературе мы познаем окружающую действительность: ее материальную и духовную сферы.

Oмар Хайям – одаренный персидский поэт и философ, был также математиком и астрономом. Французский математик и физик Блез Паскаль – одновременно автор литературных и философских произведений. Льюис Кэрролл – известный английский писатель и математик.

Многие авторы, в особенности детские, использовали математические задачи в своих произведениях (Жюль Верн, Николай Носов), а Лев Толстой составил множество арифметических задач, которые и поныне используются на уроках математики.

Математика и английский язык

Математика тесно связана с языками, особенно с английским – языком четкого порядка в структуре.

У этих дисциплин много общего. Во-первых, математика – это универсальный язык, распространенный даже больше английского, самого популярного языка в мире. Во-вторых, в обеих науках множество исключений.

Подробнее эту связь рассмотрел Джордж Зипф. Сформированные им законы Зипфа (Ципфа) описывают закономерности частотного распределения слов в тексте на любом естественном языке, в частности на английском.

Первый закон гласит: Вероятность обнаружения любого слова, умноженная на его ранг — постоянная величина. Второй : Разные слова в большом массиве текста могут иметь одинаковое количество вхождений.

Если построить график функции, отображающий связь частоты слова и количества слов, входящих в текст с такой частотой, то для любого массива текста на одном языке этот график будет одинаковым. Он близок к прямой линии или гиперболе.

Математика и искусство

Все художественные и архитектурные шедевры с древности создавались с использованием математики.

Основу скульптуры составляла теория пропорций, выраженная в формуле «золотого сечения». Скульпторы считают совершенным человеческое тело, которое соответствует «золотым пропорциям», и продолжают использовать знаменитую формулу для создания прекрасных и гармоничных произведений.

В живописи все состоит из геометрических тел и фигур, поэтому художникам необходимо знание геометрии, умение устанавливать математические соотношения и соблюдать «божественную пропорцию», чтобы достичь приятной глазу красоты. 

Архитектурные формы являются комбинациями различных геометрических тел, поэтому современный архитекторы должны отлично знать геометрию, а также соотношения ритмических рядов, чтобы сделать объект более гармоничным и выразительным. Им необходимо владеть основами высшей алгебры и математического анализа, методами математического моделирования и оптимизации.

Математика и музыка

Г. Лейбниц утверждал: «Музыка есть таинственная арифметика души. Она вычисляет, сама того не подозревая».

Теория музыки тесно связана с математикой. Без знания математики, в частности дробей, невозможно обойтись в нотной записи.

Гармоничное музыкальное произведение – это идеальная комбинация высоких чувств и точного математического расчета. Ритм, темп, такт, музыкальный размер, длительность нот и пауз: именно знание математики, ее закономерностей позволяет грамотно чередовать высокие и низкие звуки, протяжное или отрывистое звучание, спускаться вниз или подниматься вверх по ступенькам звукоряда.

Интересно, что занятия математикой заметно облегчают изучение музыкальной гармонии и сольфеджио, а выполнение музыкальных упражнений и просто активное восприятие музыки способствуют улучшению арифметических навыков.

Математика и спорт

Математические методы в наше время активно используются в сфере физкультуры и спорта.

Во многих соревнованиях счет идет на время, используются балльная или рейтинговая система, учитываются масса, скорость и другие характеристики, которые имеют численное значение.

Математическая статистика позволяет определить перспективность спортсмена и его шансы на рекордные результаты.

Математика помогает спортсменам и их тренерам проанализировать ситуацию, просчитать свои силы и грамотно распределить их, рассчитать силу удара, скорость полета мяча или траекторию прыжка, чтобы достичь максимально возможного результата.

Поэтому спортсмены должны развиваться не только физически, но и интеллектуально.

.

Спасибо за внимание!

Успехов в изучении математики!