МБОУ «Тюхтетская средняя общеобразовательная школа №1»

Научное объединение учащихся «Хотим активно учиться»

физико-математическое и техническое направление

Арвинти Татьяна,

Ложкина Мария,

МБОУ «ТСОШ № 1»

5 «А» класс

МБОУ «ТСОШ № 1»

учитель математики

Введение………………………………………………………………………………...3

I. 1. Симметрия. Виды симметрии..…………………………………………...............4

I. 2. Симметрия вокруг нас …………………………………………………………....6

I. 3. Осевые и центрально-симметричные орнаменты….…………………………… 7

II. Симметрия в рукоделии

II. 1. Симметрия в вязании …………………………………………………………...10

II. 2. Симметрия в оригами …..………………………………………………………11

II. 3. Симметрия в бисероплетении………………………………………………….12

II. 4. Симметрия в вышивании ………………………………………………………13

II. 5. Симметрия в поделках из спичек ……………………………………………...14

II. 6. Симметрия в плетении «Макраме»…………………………………………….15

Заключение…………………………………………………………………………….16

Библиографический список…………………………………………………………..17

Введение

Одним из фундаментальных понятий науки, которое наряду с понятием «гармонии» имеет отношение практически ко всем структурам природы, науки и искусства, является «симметрия».

Выдающийся математик Герман Вейль высоко оценил роль симметрии в современной науке:

«Симметрия, как бы широко или узко мы не понимали это слово, есть идея, с помощью которой человек пытался объяснить и создать порядок, красоту и совершенство».

Все мы восхищаемся красотой геометрических фигур, их сочетанием, рассматривая подушки, вязаные салфетки, одежду с вышивкой.

Многие века разными народами создавались замечательные виды декоративно - прикладных искусств. Многие считают, что математика не интересна и состоит только из формул, задач, решений и уравнений. Мы хотим показать своей работой, что математика разноплановая наука, и главная цель – показать, что математика очень удивительный и необычный предмет для изучения, тесно связанный с бытом человека.

В данной работе рассматриваются предметы рукоделия на предмет их симметрии.

Рассматриваемые нами виды рукоделия тесно связаны с математикой, так как в работах используются различные геометрические фигуры, которые подчиняются математическим преобразованиям. В связи с этим были изучены такие математические понятия как симметрия, виды симметрии.

Цель исследования: изучение информации о симметрии, поиск симметричных предметов рукоделия.

Задачи исследования:

· Теоретические: изучить понятия симметрии, ее видов.

· Практические: найти симметричные поделки, определить вид симметрии.

Симметрия. Виды симметрии

Симметрия (означает «соразмерность») - свойство геометрических объектов совмещаться с собой при определенных преобразованиях. Под симметрией понимают всякую правильность во внутреннем строении тела или фигуры.

Симметрия относительно точки - это центральная симметрия, а симметрия относительно прямой - это осевая симметрия.

Симметрия относительно точки (центральная симметрия) предполагает, что по обе стороны от точки на одинаковых расстояниях находится что-либо, например другие точки или геометрическое место точек (прямые линии, кривые линии, геометрические фигуры). Если соединить прямой симметричные точки (точки геометрической фигуры) через точку симметрии, то симметричные точки будут лежать на концах прямой, а точка симметрии будет ее серединой. Если закрепить точку симметрии и вращать прямую, то симметричные точки опишут кривые, каждая точка которых тоже будет симметрична точке другой кривой линии.

Поворотом вокруг данной точки O называется такое движение, при котором каждый луч, исходящий из этой точки, поворачивается на один и тот же угол в одном и том же направлении.

Симметрия относительно прямой (оси симметрии) предполагает, что по перпендикуляру, проведенному через каждую точку оси симметрии, на одинаковом расстоянии от нее расположены две симметричные точки. Относительно оси симметрии (прямой) могут располагаться те же геометрические фигуры, что и относительно точки симметрии. Примером может служить лист тетради, который согнут пополам, если по линии сгиба провести прямую линию (ось симметрии). Каждая точка одной половины листа будет иметь симметричную точку на второй половине листа, если они расположены на одинаковом расстоянии от линии сгиба на перпендикуляре к оси. Ось симметрии служит перпендикуляром к серединам горизонтальных ограничивающих лист прямых. Симметричные точки расположены на одинаковом расстоянии от осевой прямой - перпендикуляра к прямым, соединяющим эти точки. Следовательно, все точки перпендикуляра (оси симметрии), проведенного через середину отрезка, равноудалены от его концов; или любая точка перпендикуляра (оси симметрии) к середине отрезка и равноудалена от концов этого отрезка.

Колл" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">коллекциях Эрмитажа особым вниманием пользуются золотые украшения древних скифов. Необычайно тонка художественная работа золотых венков, диадем, дерева и украшенных драгоценными красно-фиолетовыми гранатами.

Одним из самых наглядных использований законов симметрии в жизни служат строения архитектуры. Это то, что чаще всего мы можем увидеть. В архитектуре оси симметрии используются как средства выражения архитектурного замысла.

Еще одним примером использования человеком симметрии в своей практике - это техника. В технике оси симметрии наиболее четко обозначаются там, где требуется оценить отклонение от нулевого положения, например на руле грузовика или на штурвале корабля. Или одно из важнейших изобретений человечества, имеющих центр симметрии, является колесо, также центр симметрии есть у пропеллера и других технических средств.

Осевые и центрально-симметричные орнаменты

Композиции, построенные по принципу коврового орнамента могут иметь симметричное построение. Рисунок в них организуется по принципу симметрии относительно одной или двух осей симметрии. В ковровых орнаментах часто присутствует сочетание нескольких видов симметрии - осевой и центральной.

На рисунке 1 дана схема разметки плоскости под ковровый орнамент, композиция которого будет строиться по осям симметрии. На плоскости по периметру определяются место и размер каймы. Центральное поле займет основной орнамент.

Варианты различных композиционных решений плоскости приведены на рисунке 1 б-д. На рисунке 1 б композиция строится в центральной части поля. Очертания ее могут варьироваться в зависимости от формы самого поля. Если плоскость имеет форму вытянутого прямоугольника, композиции придают очертания вытянутого ромба или овала. Квадратную форму поля лучше поддержит композиция, очерченная окружностью или равносторонним ромбом.

Рисунок 1. Осевая симметрия.

На рисунке 1в приводится схема композиции, рассмотренная в предыдущем примере, которая дополнена небольшими угловыми элементами. На рисунке 1г схема композиции строится вдоль горизонтальной оси. Она включает в себя центральный элемент с двумя боковыми. Рассмотренные схемы могут служить основой для составления композиций, которые имеют две оси симметрии.

Такие композиции одинаково воспринимаются зрителями со всех сторон, они, как правило, не имеют ярко выраженного верха и низа.
Ковровые орнаменты могут содержать в своей центральной части композиции, имеющие одну ось симметрии (рисунок 1д). У таких композиций выраженная ориентация, у них существует верх и низ.

Центральная часть может быть не только выполнена в виде абстрактного орнамента, но и иметь тему.
Все рассматриваемые выше примеры разработки орнаментов и композиций, построенных на их основе, относились к плоскостям, имеющим прямоугольную форму. Прямоугольная форма поверхности - часто встречаемый, но не единственный вид поверхностей.

Шкатулки, подносы, тарелки могут иметь плоскости в форме круга или овала. Одним из вариантов их декора могут быть центрально-симметричные орнаменты. Основой создания такого орнамента является центр симметрии, через который может пройти бесконечное множество осей симметрии (рисунок 2а).

Рассмотрим пример разработки орнамента, ограниченного окружностью и имеющего центральную симметрию (рисунок 2). Структура орнамента лучевая. Его основные элементы располагаются вдоль линий радиусов окружности. Граница орнамента оформлена каймой.

Рисунок 2. Центрально-симметричные орнаменты .

II . Симметрия в рукоделии

II . 1. Симметрия в вязании

Нами были найдены вязаные поделки с центральной симметрией:

https://pandia.ru/text/78/640/images/image014_2.jpg" width="280" height="272">https://pandia.ru/text/78/640/images/image016_0.jpg" width="333" height="222">.gif" alt="C:\Users\Семья\Desktop\obemnaya_snezhinka_4.jpg" width="274" height="275">.gif" alt="P:\Моя информация\Мои документы\5 класс\Симетрия\SDC15972.JPG" width="338" height="275">.jpg" width="250" height="249">.jpg" width="186" height="246">.gif" alt="G:\Мариетта\_resize-of-i-9.jpg" width="325" height="306">.jpg" width="217" height="287">.jpg" width="265" height="199">.gif" alt="G:\Мариетта\cherepashkaArsik.jpg" width="323" height="222">

Сегодня мы с вами поговорим о явлении, с которым каждому из нас приходится постоянно встречаемся в жизни: о симметрии. Что такое симметрия?

Приблизительно мы все понимаем значение этого термина. Словарь гласит: симметрия – это соразмерность и полное соответствие расположения частей чего-нибудь относительно прямой или точки. Симметрия бывает двух видов: осевая и лучевая. Сначала рассмотрим осевую. Это, скажем так,«зеркальная» симметрия, когда одна половина предмета полностью тождественна второй, но повторяет ее как отражение. Поглядите на половинки листа. Они зеркально симметричны. Симметричны и половины человеческого тела (анфас) – одинаковые руки и ноги, одинаковые глаза. Но не станем заблуждаться, на самом деле в органическом (живом) мире абсолютной симметрии не встретить! Половинки листа копируют друг друга далеко не в совершенстве, то же относится к человеческому телу (присмотритесь сами); так же обстоит дело и с другими организмами! Кстати, стоит добавить, что любое симметричное тело симметрично относительно зрителя только в одном положении. Стоит, скажем, повернуть лист, или поднять одну руку и что же? – сами видите.

Подлинной симметрии люди добиваются в произведениях своего труда (вещах) - одежде, машинах… В природе же она свойственна неорганическим образованиям, например, кристаллам.

Но перейдем к практике. Начинать со сложных объектов вроде людей и животных не стоит, попробуем в качестве первого упражнения на новом поприще дорисовать зеркальную половинку листа.

Рисуем симметричный предмет - урок 1

Следим, чтобы получилось как можно более похоже. Для этого будем буквально строить нашу половинку. Не подумайте, что так легко, тем более с первого раза, одним росчерком провести зеркально-соответствующую линию!

Разметим несколько опорных точек для будущей симметричной линии. Действуем так: проводим карандашом без нажима несколько перпендикуляров к оси симметрии - средней жилке листа. Четыре-пять пока хватит. И на этих перпендикулярах отмеряем вправо такое же расстояние, какое на левой половине до линии края листика. Советую пользоваться линейкой, не очень-то надейтесь на глазок. Нам, как правило, свойственно уменьшать рисунок - на опыте замечено. Отмерять расстояния пальцами не порекомендуем: слишком большая погрешность.

Полученные точки соединим карандашной линией:

Теперь придирчиво смотрим - действительно ли половины одинаковы. Если всё правильно - обведём фломастером, уточним нашу линию:

Лист тополя дорисовали, теперь можно замахнуться и на дубовый.

Нарисуем симметричную фигуру - урок 2

В этом случае сложность заключается в том,что обозначены жилки и они не перпендикулярны оси симметрии и придётся не только размеры но ещё и угол наклона точно соблюдать. Ну что ж - тренируем глазомер:

Вот и симметричный лист дуба нарисовался, вернее, мы его построили по всем правилам:

Как нарисовать симметричный предмет - урок 3

И закрепим тему - дорисуем симметричный лист сирени.

У него тоже интересная форма - сердцевидная и с ушками у основания придётся попыхтеть:

Вот и начертили:

Поглядите на получившуюся работу издали и оцените насколько точно нам удалось передать требуемое сходство. Вот вам совет: поглядите на ваше изображение в зеркале, и оно вам укажет, есть ли ошибки. Другой способ: перегните изображение точно по оси (правильно перегибать мы с вами уже научились) и вырежьте листик по изначальной линии. Посмотрите на саму фигуру и на отрезанную бумагу.

Центральная симметрия. Центральная симметрия является движением.

Картинка 9 из презентации «Виды симметрии» к урокам геометрии на тему «Симметрия»

Размеры: 1503 х 939 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока геометрии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Виды симметрии.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 1936 КБ.

Скачать презентацию

Симметрия

«Симметрия в природе» - В 19 веке, в Европе, появились единичные работы, посвящённые симметрии растений. . Осевая Центральная. Одним из основных свойств геометрических фигур является симметрия. Работу выполнили: Жаворонкова Таня Николаева Лера Руководитель: Артёменко Светлана Юрьевна. Под симметрией в широком смысле понимают всякую правильность во внутреннем строении тела или фигуры.

«Симметрия в искусстве» - II.1. Пропорция в архитектуре. Каждый конец пятиугольной звезды представляет собой золотой треугольник. II. Центрально-осевая симметрия присутствует чуть ли не в каждом архитектурном объекте. Площадь Вогезов в Париже. Периодичность в искусстве. Содержание. Сикстинская мадонна. Красота многогранна и многолика.

«Точка симметрии» - Кристаллы каменной соли, кварца, арагонита. Симметрия в животном мире. Примеры вышеупомянутых видов симметрии. B А О Любая точка прямой является центром симметрии. Такая фигура обладает центральной симметрией. Круглый конус обладает осевой симметрией; ось симметрии – ось конуса. Равнобочная трапеция имеет только осевую симметрию.

«Движение в геометрии» - Движение в геометрии. Как движение используется в различных сферах деятельности человека? Что называется движением? К каких науках применяется движение? Группа теоретиков. Математика красива и гармонична! Можем ли мы видеть движение в природе? Понятие движения Осевая симметрия Центральная симметрия.

«Математическая симметрия» - Симметрия. Симметрия в математике. Типы симметрии. В х и м и и. Вращательная. Математическая симметрия. Центральная симметрия. Вращательная симметрия. Физическая симметрия. Тайна зеркального мира. Однако у сложных молекул, как правило, отсутствует симметрия. ИМЕЕТ МНОГО ОБЩЕГО С ПОСТУПАТЕЛЬНОЙ СИММЕТРИЕЙ В МАТЕМАТИКЕ.

«Симметрия вокруг нас» - Центральная. Один вид симметрии. Осевая. В геометрии есть фигуры, которые имеют. Вращения. Вращения (поворотная). Симметрия на плоскости. Горизонтальная. Осевая симметрия относительно прямой. Греческое слово симметрия означает «пропорциональность», «гармония». Два вида симметрии. Центральная относительно точки.

Всего в теме 32 презентации

Цели:

• образовательные:
  • дать представление о симметрии;
  • познакомить с основными видами симметрии на плоскости и в пространстве;
  • выработать прочные навыки построения симметричных фигур;
  • расширить представления об известных фигурах, познакомив со свойствами, связанных с симметрией;
  • показать возможности использования симметрии при решении различных задач;
  • закрепить полученные знания;
• общеучебные:
  • научить настраивать себя на работу;
  • научить вести контроль за собой и соседом по парте;
  • научить оценивать себя и соседа по парте;
• развивающие:
  • активизировать самостоятельную деятельность;
  • развивать познавательную деятельность;
  • учить обобщать и систематизировать полученную информацию;
• воспитательные:
  • воспитываать у учащихся “чувство плеча”;
  • воспитывать коммуникативность;
  • прививать культуру общения.

ХОД УРОКА

Перед каждым лежат ножницы и лист бумаги.

Задание 1 (3 мин).

– Возьмем лист бумаги, сложим его попалам и вырежем какую-нибудь фигурку. Теперь развернем лист и посмотрим на линию сгиба.

Вопрос: Какую функцию выполняет эта линия?

Предполагаемый ответ: Эта линия делит фигуру пополам.

Вопрос: Как расположены все точки фигуры на двух получившихся половинках?

Предполагаемый ответ: Все точки половинок находятся на равном расстоянии от линии сгиба и на одном уровне.

– Значит, линия сгиба делит фигурку пополам так, что 1 половинка является копией 2 половинки, т.е. эта линия непростая, она обладает замечательным свойством (все точки относительно ее находятся на одинаковом расстоянии), эта линия – ось симметрии.

Задание 2 (2 мин).

– Вырезать снежинку, найти ось симметрии, охарактеризовать ее.

Задание 3 (5 мин).

– Начертить в тетради окружность.

Вопрос: Определить, как проходит ось симметрии?

Предполагаемый ответ: По-разному.

Вопрос: Так сколько осей симметрии имеет окружность?

Предполагаемый ответ: Много.

– Правильно, окружность имеет множество осей симметрии. Такой же замечательной фигурой является шар (пространственная фигура)

Вопрос: Какие еще фигуры имеют не одну ось симметрии?

Предполагаемый ответ: Квадрат, прямоугольник, равнобедренный и равносторонний треугольники.

– Рассмотрим объемные фигуры: куб, пирамиду, конус, цилиндр и т.д. Эти фигуры тоже имеют ось симметрии.Определите, сколько осей симметрии у квадрата, прямоугольника, равностороннего треугольника и у предложенных объемных фигур?

Раздаю учащимся половинки фигурок из пластилина.

Задание 4 (3 мин).

– Используя полученную информацию, долепить недостающую часть фигурки.

Примечание: фигурка может быть и плоскостной, и объемной. Важно, чтобы учащиеся определили, как проходит ось симметрии, и долепили недостающий элемент. Правильность выполнения определяет сосед по парте, оценивает, насколько правильно проделана работа.

Из шнурка одного цвета на рабочем столе выложена линия (замкнутая, незамкнутая, с самопересечением, без самопересечения).

Задание 5 (групповая работа 5 мин).

– Определить визуально ось симметрии и относительно нее достроить из шнурка другого цвета вторую часть.

Правильность выполненной работы определяется самими учениками.

Перед учащимися представлены элементы рисунков

Задание 6 (2 мин).

– Найдите симметричные части этих рисунков.

Для закрепления пройденного материала предлагаю следующие задания, предусмотренные на 15 мин.:

Назовите все равные элементы треугольника КОР и КОМ. Каков вид этих треугольников?

2. Начертите в тетради несколько равнобедренных треугольников с общим основанием равным 6 см.

3. Начертите отрезок АВ. Постройте прямую перпендикулярную отрезку АВ и проходящую через его середину. Отметьте на ней точки С и D так, чтобы четырехугольник АСВD был симметричен относительно прямой АВ.

– Наши первоначальные представления о форме относятся к очень отдаленной эпохе древнего каменного века – палеолита. В течение сотен тысячелетий этого периода люди жили в пещерах, в условиях мало отличавшихся от жизни животных. Люди изготовляли орудия для охоты и рыболовства, вырабатывали язык для общения друг с другом, а в эпоху позднего палеолита украшали свое существование, создавая произведения искусства, статуэтки и рисунки, в которых обнаруживается замечательное чувство формы.
Когда произошел переход от простого собирания пищи к активному ее производству, от охоты и рыболовства к земледелию, человечество вступает в новый каменный век, в неолит.
Человек неолита обладал острым чувством геометрической формы. Обжиг и раскраска глиняных сосудов, изготовление камышовых циновок, корзин, тканей, позже – обработка металлов вырабатывали представления о плоскостных и пространственных фигурах. Неолитические орнаменты радовали глаз, выявляя равенство и симметрию.
– А где в природе встречается симметрия?

Предполагаемый ответ: крылья бабочек, жуков, листья деревьев…

– Симметрию можно наблюдать и в архитектуре. Строя здания, строители четко придерживаются симметрии.

Поэтому здания получаются такие красивые. Также примером симметрии служит человек, животные.

Задание на дом:

1. Придумать свой орнамент, изобразить его на листе формат А4 (можно нарисовать в виде ковра).
2. Нарисовать бабочек, отметить, где присутствуют элементы симметрии.

Гомотетия и подобие. Гомотетия - преобразование, при котором каждой точке М (плоскости или пространства) ставится в соответствие точка М", лежащая на ОМ (рис. 5.16), причем отношение ОМ":ОМ= λ одно и то же для всех точек, отличных от О. Фиксированная точка О называется центром гомотетии. Отношение ОМ": ОМ считают положительным, если М" и М лежат по одну сторону от О, отрицательным - по разные стороны. Число X называют коэффициентом гомотетии. При Х< 0 гомотетию называют обратной. При λ = - 1 гомотетия превращается в преобразование симметрии относительно точки О. При гомотетии прямая переходит в прямую, сохраняется параллельность прямых и плоскостей, сохраняются углы (линейные и двугранные), каждая фигура переходит в ей подобную (рис. 5.17).

Верно и обратное утверждение. Гомотетия может быть определена как аффинное преобразование, при котором прямые, соединяющие соответствующие точки, проходят через одну точку - центр гомотетии. Гомотетию применяют для увеличения изображений (проекционный фонарь, кино).

Центральная и зеркальная симметрии. Симметрия (в широком смысле) - свойство геометрической фигуры Ф, характеризующее некоторую правильность ее формы, неизменность ее при действии движений и отражений. Фигура Ф обладает симметрией (симметрична), если существуют нетождественные ортогональные преобразования, переводящие эту фигуру в себя. Совокупность всех ортогональных преобразований, совмещающих фигуру Ф с самой собой, является группой этой фигуры. Так, плоская фигура (рис. 5.18) с точкой М, преобразующая-

ся в себя при зеркальном отражении, симметрична относительно прямой - оси АВ. Здесь группа симметрии состоит из двух элементов - точка М преобразуется в М".

Если фигура Ф на плоскости такова, что повороты относительно какой-либо точки О на угол 360°/n, где n > 2 целое число, переводят ее в себя, то фигура Ф обладает симметрией n-го порядка относительно точки О - центра симметрии. Пример таких фигур - правильные многоугольники, например звездчатый (рис. 5.19), обладающий симметрией восьмого порядка относительно своего центра. Группа симметрии здесь - так называемая циклическая группа n-го порядка. Окружность обладает симметрией бесконечного порядка (поскольку совмещается с собой поворотом на любой угол).

Простейшими видами пространственной симметрии является центральная симметрия (инверсия). В этом случае относительно точки О фигура Ф совмещается сама с собой после последовательных отражений от трех взаимно перпендикулярных плоскостей, т. е. точка О - середина отрезка, соединяющего симметричные точки Ф. Так, для куба (рис. 5.20) точка О является центром симметрии. Точки М и М" куба