Osana toissijaista geometriatunniani pidän koukista opiskelijoita esittämällä tosielämän esimerkkejä (yleensä kuvia, jotka löydän verkosta tai jotka olen itse ottanut), jotka sisältävät erilaisia geometrisia muotoja tosielämästä. Esimerkiksi ympyrän alueen oppitunti voi alkaa kuvalla pizzapiirasta tai oppitunti kolmioiden keskiosista voi alkaa kuvalla Triforcesta. On kuitenkin joitain geometrisia kuvioita, joista olen ollut vaikea löytää mielenkiintoisia, tosielämän esimerkkejä. Nämä luvut (ja tiedän, että unohdan joukon ..) ovat:
- Ympyrän segmentti
- Secant-viiva
- Puolisuunnikkaan ei)
- Kaiverrettu kulma
- Poikittaisen viivan leikkaamat yhdensuuntaiset viivat
Mietin, onko jollakulla ideoita näihin mielenkiintoisiin, esimerkkejä todellisesta maailmasta? Mielestäni olisi myös hienoa, että jos ihmiset tietävät todella hienoista todellisen maailman esimerkkeistä ”tavallisemmille” geometrisille kuvioille, niin ne lähetetään myös vastauksina. Esimerkiksi Dockland-rakennus Hampurin satamassa on hämmästyttävän täydellinen rinnakkain 🙂 Kokoelman käyttäminen olisi opettajille erittäin hyödyllistä, koska en ole löytänyt parempaa tapa saada oppilaat suoraan uraan aloittamalla luokka pois lyhyellä keskustelulla mielenkiintoisesta kuvasta!
Kommentit
- Joillekin näistä aloita sulkemalla silmäsi ja kuvittelemalla, missä elämässä olet nähnyt sellaisia muotoja. Voin kuvitella, että kirjahyllyt ja junaradat kallistavat teitä, jotka sieppaavat tien kulmassa puolisuunnikkaallesi ja yhdensuuntaisille viivoille, jotka sieppaa ei-kohtisuora viiva. Epäilemättä kuvatietokannan etsinnässä keksitään muita esimerkkejä maailmassa. Gerhard ” Voit kysyä oppilailta ” Paseman, 2015.03.05
- MO-kysymys matemaattisista veistoksista . Enimmäkseen ne näyttävät olevan koristeellisia tähän tarkoitukseen, mutta jotkut saattavat olla merkityksellisiä.
- Quadrilaters: siellä ’ s myös leijat (normaali leija). Ja koverat leijat (myös todelliset leijat). Myös Star Trek -merkit. Ja nuolenkärjet.
Vastaa
puolisuunnikkaan
Perun alkuperäinen arkkitehtuuri käyttää trapetsia voimakkaasti maanjäristysten vakauteen. (Espanjalaiset ajattelivat olevansa alkeellisia, koska he eivät käyttäneet kaaria … mutta suurin osa espanjalaisista rakennuksista on romahtanut tai ne on jouduttu rakentamaan uudelleen.)
ikkunat Machu Picchussa ( hei res )
Muita esimerkkejä lisensoinnista, joita en halua upottaa:
- http://russellbevan.photoshelter.com/image/I0000rB5g1TrtY8E
- http://www.travel-images.com/photo/photo-peru194.html
Puolisuunnikkaita löytyy myös kaapin puusepäntyöstöistä, erityisesti lohenpyrstöliitoksista .
Ympyrän segmentti
Useimmat arkkitehtoniset kaaret perustuvat ympyräsegmentteihin, etenkin roomalaisarkkitehtuuriin :
( hi res )
( hi res )
Kiinalainen arkkitehtuuri suosii segmenttikaaria (joita Roomalaiset käyttivät myös ), eikä täydellisesti pyöristettyjä kaaria:
( lisää kuvia )
Katso myös kaarisillat ja tynnyrivarastot . Jos haluat korkealaatuista huumoria, ota huomioon myös nivus holvi (kun se on tehty pyöreillä tynnyrivarastoilla, ei terävillä tynnyriholveilla).
Parabola
On myös parabolisia kaaria :
Ristiviivat, jotka on leikattu poikittaisella
Kiitotiet suurilla lentokentillä. Heillä on tyypillisesti rullaustie yhdensuuntaisesti kiitotien kanssa, ja tuulisilla alueilla on toinen (tai jopa kolmas) pari, jotta vältetään lentoonlähdöt / laskut ristituuleksi. BWI on hyvä esimerkki , mutta minulla oli vaikeuksia löytää julkisia kuvia.Tässä yksi O-jänisistä:
Jäniksen lentokenttä USGS: ltä ( hei )
Kommentit
- Se ei ole m̶o̶o̶n̶-parabola. Se on käänteinen jatkojohto .
- @IncnisMrsi: kumpi, katto vai kaari? (I ’ en ole hyvä kertomalla ’ em silmällä)
- Kaari on verkkojohto. Katto on todennäköisesti parabolinen, vaikka se ei ole tarpeeksi taipunut määrittämään matemaattisen prototyypin (jos sellainen on) luotettavasti.
- @IncnisMrsi: Korvaavat paraboliset kaaret: myarchitecturalvisits .com / 2015/03/19 / … . (löydetty cs.rutgers.edu/~mcgrew/dimacs/slides/Amadeo_Huylebrouck.pdf -sivulta, joka on esitys arkkitehtuurikaarien asentamisesta)
vastaus
vastaus
Pidän St.Louisissa sijaitsevasta Gateway Archista esimerkkinä jatkojohdosta, jonka kaava on muoto $ y = A \ cosh (\ frac {CX} {L}) -A $. Lisätietoja wikistä: Yhdyskäytäväkaari: matemaattiset elementit.
Kommentit
- On syytä mainita, että ’ on paljon helpompaa löytää kääntämättömät yhteyshenkilöt, koska voimajohdot ottavat tämän muodon.
- @Dietrich Epp … mutta lyhyillä juoksuilla kahden napan välillä on vaikea erottaa jatkojohtoa parabolista.
Vastaa
Noppa
Saat kaikki platonaiset kiinteät aineet, joitain trapecohedroneja ja bipyramideja sekä tetraheksahedronin ja rombisen triacontahedronin:
Vastaa
On oikeudenmukainen yritys Hypercube Pariisin Grande Arche de la Défensen kanssa .
kommentit
- En mielestäni ’ usko, että ” sisään / ulos ” lasketaan kuitenkin toisena ulottuvuutena.
- @PyRulez Luuletko voivasi piirtää kuution paperille? Oletettavasti teetkin, koska näytät onnelliselta, että tämän kuvan ulkorakenne on kuutio. Jos tämä ’ on ok, miksi vastustat neljännen ulottuvuuden heijastamista kolmeksi?
- @JessicaB Kun piirrän ” kuutio ”, minä ’ m piirrän vain esityksen, ei varsinaista kuutiota. Samoin he eivät ’ t rakentaneet varsinaista hyperkuutiota, vain esitystä. Se on edelleenkin edustus tosielämässä, ei vain valokuva. Tämän sanominen on todellakin hyperkuutio olisi kuin sanoa, että elokuvan dodekaedri on todellinen dodekaedri.
Vastaa
A korkkiruuvi ( kierukalle ):
Donitsi ( torukselle ):
Jalkapallo ( pallomalle )
Ja sitten siellä on myös atomium (jonka geometrinen nimi ei ole varma)
jäähdytystornit ( hyperboloidille )
ja viisikulmio (no, viisikulmion kohdalla):
Pyramidi on tietysti pyramidi .
Lopuksi, jalkapallopallo on katkaistu ikosaedri
kommentit
- I ’ d +1, jos luetit, mitkä geometriset muodot ovat esimerkkejä. (No, ok, Pentagon on tavallaan ilmeinen.) Esimerkiksi jäähdytystornit ovat tyypillisesti hyperboloideja .
vastaus
Saturnuksen pohjoisnavan kuusikulmio:
”[säännölliset muodot] muodostuvat turbulentin virtauksen alueelle … kahden eri pyörivän nestekappaleen välillä erilaiset nopeudet. ”
ja tätä on ehdotettu selitykseksi ilmiölle.
Muuten maapallo mahtuisi helposti sisälle navan kuusikulmio.
Lisätty ( 23Sep15 ). artikkelissa space.comissa mainitaan uusi ja ilmeisesti perusteellinen selitys Saturnuksen polaarisesta kuusikulmiosta Astrofysikaaliset lehtikirjeet :
Tässä esitämme numeerisia simulaatioita, jotka osoittavat, että matalien suihkujen epävakaudet voivat tasapainottua mutkiksi, jotka muistuttavat läheisesti havaittua morfologiaa ja vaiheen nopeutta Saturnuksen pohjoisen kuusikulmion.
Lisätty ( 10Dec16 ). Cassinin ottamat uudet kuvat:
Kommentit
- Muuten pohjoisnavan kuusikulmio on muuttanut väriä viimeisen neljän vuoden aikana! Katso Casini-värikuvia osoitteesta space.com .
Vastaa
” Turning Torso ”, arkkitehti Santiago Calatravan suunnittelema kerrostalo Malmössä, Ruotsissa, kiertävän spiraalin mukaisesti. Se koostuu ”yhdeksästä segmentistä viisikerroksisista viisikulmioista, jotka kiertyvät suhteessa toisiinsa noustessaan; ylin segmentti on kiertynyt 90 astetta myötäpäivään pohjakerrokseen nähden”.
Vastaa
Pallo tai pallonpuolisko: Pantheon
Vastaa
Yksi muu julistaja mainitsi kaaria; Haluaisin lisätä goottilaisen kaaren esimerkkinä pyöreistä segmenteistä. Nämä ovat myös upeita esimerkkejä kaarista. Minusta ne ovat paljon mielenkiintoisempia, eikä niillä tarvitse aina olla tässä esitettyä kulmaa; ympyrän keskipisteen sijainti voi vaihdella halutun kaaren ”kaltevuuden” mukaan. On myös kolmen ja neljän keskuksen kaaria. Voin kuvitella, että voisit tehdä eron edistyneemmille oppilaillesi kokeilemalla niitä selvittää, kuinka monimutkaisemmat kaarirakenteet suunniteltiin. Monimutkaisiin rakenteisiin liittyvät laskelmat voivat olla jonkin verran intensiivisiä, mutta hauska haaste lahjakkaalle opiskelijalle. Yhden yksinkertaisemman kaaren alla oleva alue olisi mielenkiintoinen ongelma enemmän luokan enemmistö.
Vastaa
Todella hienoja vastauksia! Löysin tämän juuri tekemällä oppitunnin aiheesta annuli , rengasmainen pimennys, erittäin kaunis! a ja sillä on myös mielenkiintoinen matematiikka sen takia, miksi kuu ei peitä aurinkoa kokonaan!
Vastaa
Kohteessa Wikipedia: Satulakatto näet kuvia katoista, jotka ovat hyperbolista paraboloidia. Muut ”satulan kaltaiset” esineet voivat olla myös tämä muoto – jonka ensisijainen etu (kuten serkkunsa yhden arkin hyperboloidi eli ydinvoimalan jäähdytystorni) on, että se voidaan muodostaa tukeista, jotka ovat suoria viivoja ristikossa. / p>
At Hyperboloidirakenne näet joitain radiopylväitä, jotka käyttävät muodoltaan yhden arkin hyperboloidia.
Kommentit
- Mae West Münchenissä on toinen esimerkki hyperboloidista.
vastaus
Kontrastina kontaktiverkkoon Chrisin vastauksessa voit näyttää riippusillan, jossa on paraboli …
lisäsi
LINK mukaan riippusillan käyrä on yleensä käyrän välitiheys johdonjohdon ja parabolan välillä.
Kommentit
- Parabola on likiarvo, jossa kaapelien arvo on 0, joten vain vaakasuoran sillan kannen paino laskee. Verkkojohto on ” approksimaatio ”, jossa siltakannen paino on nolla, joten vain kaapeleiden paino laskee. Jälkimmäinen on järjetön arvio sillalle, mutta se ’ täsmää ketjulle, joka riippuu kokonaan itsestään.
- P.S. Vuosia sitten, taskulaskinten alkuaikoina, yksi asiaankuuluvista yrityksistä (unohdin, oliko se HP vai TI) laittoi kaksisivuisen ilmoituksen Scientific American -sivustoon, jossa näytettiin kuva riippusillasta kontaktiverkon yhtälön alla.
- Pitääkö pystysuorien kaapeleiden painon olla myös 0, jotta se olisi jompikumpi näistä?
- Katso LINK lisätystä kommentista. Kaapeleiden paino nolla – > paraboli; sillan lattian paino nolla – > jatkojohto.
- @GeraldEdgar Kysymykseni koskee pysty -kaapeleiden merkittävää painoa. Pääkaapelin yksin tulisi olla jatkojohto – kun sen korkeammissa osissa on riippuvia pidempiä kaapeleita kuin lyhyemmissä, sen pitäisi ilmeisesti olla erilainen.
Vastaus
A (cata) kaustinen on käyrässä heijastuvien viivojen kirjekuori. Puoliympyrässä heijastuvien yhdensuuntaisten viivojen muodostama kaustinen on sydäntabletti, kuten tämän MSE-kahvimukin pohjassa näkyy.
Muut kirjekuoret sisältävät evoluutteja. Evoluuti on normaaliviivojen verhokäyrä tietylle käyrälle; annettu käyrä on evoluutin osallisuus.
Kuuluisa involuutti on sykloidi, joka itseensä (ja siten myös itsensä evoluuttina). Koska sykloidi on tautokroni , Huygens käytti sitä suunnitellessaan kellon (vasemmalla, kuva II), jonka Coster valmisti (oikealla):
Ympyrän (pienempien) kierteellä voidaan suunnitella hammaspyöriä jotka vierivät toisistaan liukastumatta (minimoiden siten kitkan aiheuttaman kuumennuksen):
Vastaa
(Gerhardin kommentin innoittamana) Trapezoid :
(Kuva Parth Chandranilta @ emaze.com .)
Kommentit
- Voidaan myös pitää koko muotoa neliömäisen pyramidin katkelmana.
Vastaa
Kivipallot (tai kivi pallot) Costa Rica on valikoima yli kolmesataa petrosfääriä Costa Ricassa, joka sijaitsee Diquís-suistossa ja Isla del Cañossa. Paikallisesti heidät tunnetaan nimellä Las Bolas (kirjaimellisesti The Balls). Pallot johtuvat yleisesti kuolleista Diquís-kulttuureista, ja niitä kutsutaan joskus Diquís-palloiksi.
Palmar Surin arkeologiset kaivaukset ovat sarja kaivauksia Costa Rican eteläosassa sijaitsevasta paikasta, joka tunnetaan nimellä Diquís Delta. Kaivaukset ovat keskittyneet alueelle, joka tunnetaan nimellä ”Farm 6”, joka on peräisin Aguas Buenas -kaudesta (300-800AD) ja Chiriquí -kaudesta (800-1550 AD).
Ne ovat melkein täysin pyöreitä, kehittyneitä kulttuurin kautta ilman mitään tietoa geometriasta?
Vastaa
superelipsille yksi esimerkki olisi suihkulähde Sergels torgissa Tukholmassa, Ruotsissa.
pyöreällä segmentillä yksi esimerkki olisi nesteen poikkileikkaus vaakasuorassa akselin pyöreä sylinterisäiliö. (Toinen kuva on täällä .)
kommentit
- Myös siihen liittyvä supermunan muoto on mielenkiintoinen: fi .wikipedia.org / wiki / Superegg
vastaus
Arkkitehtuurien niin sanotut vetorakenteet ovat todellakin vähimmäispinnat . Suosittuja esimerkkejä ovat
- Olympiastadium Münchenissä: tai
- entinen Millenium Dome Lontoossa:
vastaus
ellipsi sylinterimäinen osa: Tycho Brahe Planetariun , Kööpenhamina, Tanska.
Rakennus itsessään on lieriömäinen segmentti .
Vastaus
Reggio Emilia Calatravan rautatieasema seuraa erittäin mielenkiintoisia geometrisia kuvioita rakentamalla sinusoidipareja vaiheittain ja vaiheittain
Vastaa
Mito Art Tower koostuu $ 28 $ yhtenäisestä, pinotusta tavallisesta tetraedrasta, joiden reunan pituus on noin $ 10 $ jänneväli> m. Se on Mito, Ibaraki, Japani. Arkkitehti: Arata Isozaki.
Vasen kuva sivustosta [www.panoramio.com] (http://www.panoramio.com/).
Oikea hahmo Elgersma & Wagonilta. ”Quadrahelix: melkein täydellinen Tetrahedran silmukka.” 2016. [arXiv tiivistelmä] (https://arxiv.org/abs/1610.00280).
Tunnetaan nimellä Boerdjik-Coxeter-kierre .
vastaus
Vesitorni:
Lomake tulee tarpeesta ylläpitää (suunnilleen) vakiopaineita.
Vastaa
Puerta de Europa (Euroopan portti) Madridissa koostuu kahdesta $ 26 $ -lattiaprizmasta, joiden kaltevuus on $ 15 ^ \ circ $:
(Kuva käyttäjältä archiseek.com .)
Suunnittelijat arkkitehdit Philip Johnson ja John Burgee.
Vastaa
Minimaaliset pinnat mainittiin. Toinen esimerkki vähimmäispinnoista on saippuakuplia:
Kommentit
- kupera pinta on minimaalinen? RoTFL. Voi olla, ettei fyysikosta ole mitään järkevää käsitystä kalvosta, jolla on jonkin verran ylipainetta (tällainen saippuakupla on) väittää, että se on minimaalinen.
- @Incnis Mrsi: Wikipedia täällä: fi.wikipedia.org/wiki/Soap_bubble näyttää olevan eri mieltä. Minimoidaan vain äänenvoimakkuus.
- Wikipediassa on paljon asiantuntevia kavereita, mutta se on myös kuuluisa syvälle juurtuneesta vastuuttomuuden kulttuurista. Täältä voit lukea kuinka yksi William M. Connolley huomautti virheestä vuonna 2007, vaikka paikalliset epäpätevät tekstikirjoittajat joko sivuuttivat tai yrittivät kumota hänen kritiikkinsä. Etsi ympärillesi fysiikan opiskelija ja kysy häneltä. Pienin pinta minimoi määritelmän mukaan alueen (paikallisesti), ei tilavuutta.
- Saippuakupla minimoi alueen annettu suljettu tilavuus, eivätkä ne ole vähäisiä pintoja (mutta niillä on vakio, ei keskimääräinen kaarevuus). Saippua -elokuvat (paikallisesti) minimoivat alueen raja-arvonsa perusteella, mutta niitä ei yleensä pidetä vähäisinä pintoina niiden singulariteettien vuoksi. Lopuksi varokaa, että matematiikassa minimaalisten pintojen ja pinta-alaa minimoivien pintojen välillä on hienovarainen ero (entinen on yleisempi käsite).
Vastaa
Spiral = etanankuori.
Parsakaali = fraktaali
-tai- parsakaali = päätöspuu (mutta puu voi olla myös päätöspuu). Huomaa, että laivaston slangitermi parsakaalia varten on ”puut” (kuten liukusäätimet hampurilaisille).
Wankelin moottorin roottorilla on samanlainen kaaren-y kolmion muoto kuin yllä kritisoidulla kolikolla.
Satula = satula ( 3. lukukausi laskettu)
Porausistukka = katkaistu kartio (myös joitain autojen tasauspyörästön sisäosia)
”Stadionit” puolisuunnikkaan muotoisille lieriömäisille säiliöille (pyörimisnopeuslaskennan ongelmat)
Paljon muita hienoja vaihdetyyppisiä muotoja (laivan potkuriruuvi, pumpun lohkot, nokka-akseli, chevronic-erottimet kattiloissa, tricone-pyöröpora bitti). Ei 100% varma siitä, mitä ne kaikki vastaavat matemaattisesti, mutta ne ehdottomasti herättävät jonkin verran ihmetystä muodon toiminnasta.
kommentit
- Romanesco brocolli saattaa tehdä upeamman esimerkin fraktaalista: fi.wiktionary.org / wiki / Romanesco # / media / …
vastaus
Olen havainnut, että opiskelijat eivät ole kovin selkeitä kuvassa, jota kutsutaan, kun soitan $ z = x ^ 2-y ^ 2 $ sen perinteisellä nimellä ”satulapiste”, mutta ne kaikki ovat hyvin selvät siitä, miltä Pringles-perunalastut näyttävät.
kommentit
- Älä missaa mahdollisuutta verrata tätä (koputtaa) -off) Laysin Stax-siru, joka on jotain parabolista sylinteriä.
Vastaa
Mukava haaste laskuluokalle, jossa on vähän fysiikkaa: Jos hiukkasia heitetään ulos yhteisestä pisteestä kaikkiin suuntiin samalla nopeudella, niin sallitaan pudota vapaasti, muoto, jonka he pyyhkäisevät, on paraboli . (Tietysti jokaisen hiukkasen liikerata on myös paraboli, joka on yksinkertaisempi tosiasia.) Heinäkuun 4. päivä saattaa ehdottaa joitain esimerkkejä:
Kun olin lukiossa, näin leikkuulaudan, joka makasi kulmassa pesualtaassa veden kaatamalla hanasta sen pisteeseen. Vesi roiskui parabolisen kaaren muodostamiseksi. Voisitko todella tuoda jotain sellaista luokkahuoneeseen ja jäljittää veden reunan?
Kommentit
- Katso myös ilotulitusvälineiden kirjekuori , erityisesti Andrey Rekalo > historialliset huomautukset : ” Torricelli … keksi termin ”turvallisuuden paraboli ’. ”
Vastaa
Äskettäin julkaistu kuva raaasti —, mutta tunnistettavasti kuusikulmainen — kraatteri (”Haulani-kraatteri”) kääpiö planeetalla Ceresillä (Marsin & Jupiterin välissä), Dawn-avaruusaluksen ottama.
Yhdessä artikkelissa sanotaan, että se ”näyttää oudolta kuin stop-merkki”, mutta tiedämme, että stop-merkit (Yhdysvalloissa) ovat kahdeksankulmioita. Kuinka fyysinen prosessi (asteroidien törmäys) voi johtaa likimääräiseen kuusikulmioon, ei ole vielä mielestäni ymmärretty.
Vrt. Saturnuksen pohjoisnapa-kuusikulmio , joka ymmärretään paremmin (ainakin käsitteellisesti).
Vastaa
Vakioväliset käyrät, joista yksinkertaisin on Reuleaux-kolmio, esiintyvät useissa sovelluksissa. Muotona se koostuu kolmesta ympyrästä. Reuleaux-kolmion rakentaminen alkaa tasasivuinen kolmio, jonka sivupituus on h ja kompassi jokaisesta kärjestä, piirtää ympyränkaaren, jonka säde on h kahden muun kärjen välillä. Tuloksena olevan joukon, kuten ympyrän, leveys on vakio h. :
https://en.wikipedia.org/wiki/Reuleaux_triangle
(Kuva käyttäjältä de .ucoin.net .)
Kommentit
- En ’ en ole varma, onko tämä lasketaan ” reaalimaailman esimerkkinä. ”
- @JoelReyesNoche, todellisen maailman esimerkkejä vakioleveistä käyristä kuten Reuleaux-kolmio olisi joitain brittiläisiä kolikoita tai Wankel-moottorin sisäosia.
- @PeterTaylor: Hieno kolikoiesimerkki. Otin vapauden lisätä kuva.
- Katso seurantani: Miksi jotkut kolikot ovat Reuleaux-kolmioita? .
Vastaa
Kuusikulmaiset basalttipylväät jättiläisen käytävällä Pohjois-Irlannissa:
(Kuva Wikipediasta .)
(Kuva RTomlinsonista .)