Многоликая симметрия. Симметрия в окружающем нас мире Симметрия в архитектуре

Класс: 8

Презентация к уроку

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: обучить строить осевую симметрию геометрических фигур.

Задачи:

1. Образовательная:

• рассмотреть симметричных точек и фигур относительно прямой;
• научить строить симметричные точки и распознавать фигуры, обладающие осевой симметрией;
• рассмотреть осевую симметрию как свойство некоторых геометрических фигур.
• получить представление о симметрии в математике и окружающем нас мире.

• развивать логическое мышление;
• активизировать мыслительную деятельность с помощью применения информационных технологий

Формы организации учебной деятельности: общеклассная, индивидуальная, парная.

Тип урока: Изучение и первичное закрепление новых знаний.

План урока:

• симметрия точки относительно прямой;
• построение осевой симметрии точки на плоскости;
• симметрия фигуры относительно прямой;
• построение осевой симметрии геометрических фигур;
• применение полученных знаний при решении задач.

Оборудование: проектор; экран; двусторонняя доска (мел, маркер); угольник; раздаточный материал; указка учителя; цветные карандаши; линейки.

Ход урока

I . Организация начала урока

Слайд.

Здравствуйте ребята, садитесь.

Сегодня на уроке мы будем выполнять много творческих и занимательных заданий. Итак, внимание на экран!

II. Сообщение темы, цели и задач урока

Тема нашего урока «Симметрия в математике и окружающем нас мире».

Сегодня на уроке мы познакомимся с понятием симметрии, научимся строить точки симметричные относительно прямой; будем решать задачи на построение симметрии геометрических фигур.

При выполнении заданий мы будем оценивать работу. По моему указанию за каждое верно выполненное задание вы закрасите один из кружков, находящихся в верхней части Листа 1 (приложение).

III. Усвоение новых знаний

Слайд.

Начнем с того, что выясним, что определим термин «симметрия».

Как вы думаете, что означает слово «симметрия»?

Где мы можем встретиться с симметрией в жизни?

Обобщу ваши ответы. Симметрия (от греч. Symmetria – соразмерность), в широком смысле – неизменность структуры материального объекта относительно его преобразований.

Симметрия играет огромную роль в искусстве и архитектуре. Но ее можно заметить и в музыке, и в поэзии.

Симметрия широко встречается в природе, в особенности у кристаллов, у растений и животных. Симметрия может встретиться не только в геометрии, но и в других разделах математики, например в алгебре - при построении графиков функций.

Симметрия бывает двух видов: осевая и центральная. Заполним схему в раздаточном материале Листа 1.

Мы сегодня рассмотрим только осевую симметрию.

Найдите предложение, в котором говорится, какие две точки называются симметричными.

ОПР: Две точки А и А1 называются симметричными относительно прямой а, если эта прямая проходит через середину отрезка АА1 и перпендикулярно к нему.

Проанализируем определение. Какие условия должны выполняться, что бы можно было однозначно сказать, что точка А симметрична точке А1 относительно прямой а? ( АА 1 ⊥ а и АО=ОА 1)

Запишем более языком геометрии в скобках условие симметричности точек А и А 1 .

Научимся строить вместе точку симметричную данной относительно прямой. Для этого найдем в раздаточном материале Задание 1 . Возьмем в руки угольник и карандаш. (учитель строит на доске)

Этапы решения задачи: (на экране)

• Построить перпендикуляр из точки А к прямой а;
• О – точка пересечения перпендикуляра и прямой а;
• Продлить перпендикуляр за прямую а;
• Отложить на продолжении перпендикуляра отрезок равный отрезку ОА;
• АО=ОА 1
• Точки А и А 1 – симметричны относительно прямой а.

Выполним устно задание: Какие точки на рисунках являются симметричными?

Ответ: Только рисунок 2.

Кто готов объяснить?

Кто согласен с ответом поднимите руки? Закрась один кружок в верхней части Листа 1 .

Осевой симметрией обладают и многие фигуры.

ОПР: Фигура называется симметричной относительно прямой a , если для каждой точки фигуры симметричная ей точка относительно прямой а также принадлежит этой фигуре.

VI I. Закрепление знаний

Рассмотрим геометрические фигуры и определим, имеют или не имеют они осевую симметрию.

Работаем с заданием 2 Лист2 .

- Задача2: На изображенных геометрических фигурах начертить все оси симметрии и записать, сколько их в столбце «Количество осей».

Вы можете посоветоваться соседом по парте.

Итак, проверим решение задачи по экрану, исправим неточности при решении задачи.

Поднимите руки, кто начертил все оси квадрата? Закрасили один кружок.

Поднимите руки кто, верно, определил оси окружности? Закрасили один кружок.

Как вы думаете, все ли геометрические фигуры имеют оси симметрии? Верно, не все. Давайте посмотрим на экран.

Отложили ручки, устно решим задачу : Сколько осей имеет: отрезок; прямая; луч?

Давайте рассуждать. Каждый случай разбираем последовательно.

Кто готов ответить?

Кто согласен подняли руки. Закрась один из кружков.

Гимнастика для глаз 1 мин.

- Наши глаза устали от напряженной работы. Дадим им возможность немного отдохнуть, выполнив несколько упражнений для глаз.

VIII. Обобщение и систематизация

А теперь решим две практические задачи, используя лист «материалы к уроку».

Задача 3: Построить отрезок, симметричный данному.

Проанализируем условие задачи: Как построить отрезок симметричный данному относительно прямой?

Что такое отрезок? (Часть прямой, ограниченная с двух сторон. )

Что достаточно построить для решения задачи? (Симметрию точек, являющихся концами отрезка. )

Вывод: Так как отрезок ограничен двумя точками, достаточно построить точки симметричные точкам А и В относительно прямой с и соединить их.

Работаем самостоятельно, один человек у доски.

X. Подведение итогов урока

С каким понятием мы познакомились сегодня на уроке? (Симметрия. )

Какой вид симметрии мы рассмотрели? (Осевая. )

Чему вы научились на уроке? (Строить точку симметричную относительно данной прямой; строить ось симметрии геометрических фигур; строить фигуру симметричную данной относительно данной прямой. )

А теперь каждый посчитайте закрашенные кружки.

Поднимите руки у кого закрашенных кружков оказалось ровно 4 или 5? Поставьте рядом с кружками отметку «5».

Поднимите руки у кого закрашенных кружков оказалось ровно 3? Поставьте рядом с кружками отметку «4».

Кто получил меньше кружков не расстраивайтесь – вы просто не сразу смогли найти ответ на поставленный вопрос.

В заключение отметить, что симметрию можно обнаружить почти везде, если знать, как ее искать. Многие народы с древнейших времен владели представлением о симметрии в широком смысле – как об уравновешенности и гармонии. Творчество людей во всех своих проявлениях тяготеет к симметрии. Посредством симметрии человек всегда пытался, по словам немецкого математика Германа Вейля, «постичь и создать порядок, красоту и совершенство».

Спасибо за активную работу.

Заседание математического кружка «Симметрия и окружающий нас мир»

На уроках геометрии в 8 классе мы узнали, что существуют следующие преобразования фигур: (слайд № 2)
Симметрия относительно точки
Симметрия относительно прямой
Параллельный перенос
Поворот

Однако ограничение времени на изучение той или иной темы, на уроках геометрии очень мало времени остаётся на то, чтобы выяснить какие знакомые геометрические законы, а в частности виды преобразований, то есть виды симметрии присутствуют в окружающей нас жизни.

Поэтому на занятиях математического кружка мы решили дать ответы на такие проблемные вопросы как: (слайд № 3)
Какие законы симметрии действуют в той области, которая нам интересна?
Почему природа создаёт симметрию? К чему она стремиться, создавая симметрию?
Во всём ли в жизни должна быть симметрия?

Для нахождения ответов на данные вопросы мы изучили на элективных курсах такие учебные вопросы: (слайд № 4)
Что такое «симметрия» в математике?
Какие существуют виды симметрии? Каковы их свойства?
Где, в окружающем нас мире, используются свойства симметричных и симметрично расположенных фигур?

Для того чтобы «показать» ответы на наши проблемные вопросы мы сейчас вместе повторим: Что такое «симметрия» в математике? Какие виды симметрии существуют?
А затем слово для своих отчётов получите, ребята, вы. (слайд № 5)

Нигметов Тимур и Сафаргалиев Ильдар по теме: «Какие виды симметрии встречаются в растительном мире
Белоусова Вика и Альбаева Юлия по теме: «Какие виды симметрии встречаются в животном мире
Валеев Ильдар и Чернов Андрей по теме: «Какие виды симметрии встречаются в технике»

Итак, начнём наше повторение: (слайд №6)

На слайде представлены три схематичных изображения лица. Какое из этих изображений красиво? Изображение под а) под б) или в)

А вот почему оно красиво? (слайд №7)

Потому что это изображение обладает осевой симметрией

Так что же такое симметрия? (слайд №8)
«Симметрия»-слово греческого происхождения.
«сим» - с, «метрон» - мера,
буквально – «соразмерность», а значит красота, гармония
(слайд №9)
Симметрия! Мы гимн тебе поём
Ты – в Эйфелевой башне, в малой мошке,
Ты – в ёлочке, что у лесной дорожки
Её подробно изучают дети,
Она у ромба и квадрата есть
Но всех фигур с симметрией на свете
Нам всё равно не перечесть

Давайте повторим, какие виды симметрии мы знаем:
(слайд №10) 1. Построим фигуру Ф и отметим точку О Ф
2. Отметим точку Х Ф
3. Построим луч ХО
4. Отложим отрезок ОУ=ОХ

(Речь идёт о центральной симметрии)

(слайд №11) 1. Построим фигуру Ф и прямую «с»
2. Отметим точку Х Ф
3. Построим луч ХМ перпендикулярный прямой с
4. Отложим отрезок МА=ХМ
О каком виде симметрии речь идёт в данном случае?
(Речь идёт об осевой симметрии)
Прямая с называется осью симметрии

В пространстве аналогом оси симметрии является плоскость симметрии. (слайд №12) Например, куб симметричен относительно плоскости, проходящей через его диагональ. Имея ввиду оба случая (ось симметрии и плоскость симметрии) как называют этот вид симметрии? (называют зеркальной.)

О какой симметрии будет речь идти в следующем случае, если говорят, что это такое преобразование, при котором каждая точка фигуры перемещается в одном и том же направлении и на одно тоже расстояние
(слайд №13) Переносная симметрия (трансляционная симметрия) – это такое преобразование, при котором каждая точка фигуры (тела) перемещается в одном и том же направлении и на одно и тоже расстояние

Прямая АВ называется осью переноса, а расстояние а элементом переноса или периодом[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Теперь вспомним, что
(слайд №14) Скользящая симметрия
– это такое преобразование, при котором последовательно выполняются осевая симметрия и параллельный перенос

(слайд №15) Поворотная симметрия
Говорят, что объект обладает поворотной симметрией, если он совмещается сам с собой при повороте вокруг некоторой оси
на угол, равный (n=2,3,4.). В этом случае говорят о поворотной симметрии, а указанную ось называют осью поворота n-ого порядка

Поворотную симметрию иначе могут называть радиальной или лучевой симметрией
(слайд №16)
Радиальная, или лучевая, симметрия означает, что фигура может быть самосовмещена при повороте вокруг некоторой оси.

(слайд №17) Винтовая симметрия
Винтовую симметрию демонстрируют фигуры «винт» и «пружина». К ним применимы операции трансляции с одновременным поворотом

Итак, мы вместе повторили: какие виды симметрии существуют в математике. Теперь, ребята, слово предоставляется вам. Вы изучили соответствующую литературу и можете показать нам: какие виды симметрии встречаются в природе и в технике, то есть
мы сейчас дадим ответ на наш первый проблемный вопрос: Какие виды симметрии действуют в той области, которая вам интересна?
О симметрии в растительном мире расскажут Нигметов Тимур и Сафаргалиев Ильдар (слайд №18) Симметрия в неживой природе
О симметрии в животном мире расскажут Белоусова Вика и Альбаева Юлия
(слайд №19) Симметрия в живой природе
О симметрии в технике расскажут Валиев Ильдар и Чернов Андрей

Товарищи гости, я попрошу, чтобы вы поставили оценку (в диапазоне от 3до 5 баллов) поочерёдно выступающей паре учащихся. Это будет оценка за их практическую часть, за подготовку отчёта о проделанной работе оценку поставлю я. В конце нашего урока один из вас объявит оценку каждой паре учащихся за презентацию (оценку можно прокомментировать).

Симметрия встречается не только в природе, технике, но и:
в прикладном искусстве (слайд №20)
в архитектуре (слайд №21)
в музыке
в поэзии
в живописи
в физике и т.д.
в орнаменте народов мира
то есть симметрия присутствует буквально везде.
Сегодня в нашем классе оформлена мини-выставка отдельных компонентов одежды башкирского и русского народа. В вышивке на атрибутах одежды присутствует орнамент: как геометрический
(является идеологией Жизни и блага, так и растительный).Однако что отличает башкирский орнамент от русского это полное отсутствие реалистических изображений животных, людей и пейзажей, что обусловлено влиянием мусульманской культуры – связано с запретом ислама изображать живое.
Ребята, когда я предложила вам, наряду с другими темами, взять на рассмотрение и такую тему как – орнамент башкирского и русского народа, то вы пошли по пути наименьшего сопротивления и данную сложную, интересную тему никто не взял для рассмотрения. Поэтому я предлагаю на данную тему написать исследовательскую работу. В чём эта исследовательская работа будет заключаться, из каких этапов она состоит. Все эти моменты я обскажу тем, кто этим вопросом заинтересуется.

Теперь нам ещё осталось дать ответ на последний проблемный вопрос: Во всём ли в жизни должна быть симметрия?
Все мы с вами живем в симметричном мире, который обусловлен условиями жизни на планете Земля, прежде всего существующей здесь гравитацией. И, скорее всего, подсознательно человек понимает, что симметрия это форма устойчивости, а значит существования на нашей планете. Поэтому в рукотворных вещах он интуитивно стремится к симметрии.
Симметрия воспринимается человеком как проявление закономерности, а значит внутреннего порядка. Внешне этот внутренний порядок воспринимается как красота.
Симметрия не только радует глаз и вдохновляет поэтов всех времён и народов, а позволяет живым организмам лучше приспособиться к среде обитания и просто выжить (слайд №22)

Антисимметрия – это противоположность симметрии, её отсутствие. Примером антисимметрии в архитектуре является Собор Василия блаженного в Москве, где симметрия отсутствует полностью в сооружении в целом. Однако, удивительно, что отдельные части этого собора симметричны и создают его гармонию.
Диссимметрия – это частичное отсутствие симметрии, расстройство симметрии, выраженное в наличии одних симметричных свойств и отсутствии других. Примером диссимметрии в архитектурном сооружении может служить Екатерининский дворец в Царском Селе под Санкт-Петербургом.
Наличие Дворцовой церкви расстраивает симметрию здания в целом. Если же не принимать во внимание эту церковь, то дворец становится симметричным.

Так во всём ли в жизни, ребята, должна быть симметрия? Как вы считаете и почему?
Подведём итог нашей работы:
Оценочный лист.
Выполнили ли вы, что задумали?
Достаточными ли знаниями и умениями вы обладали или пришлось чему-то научиться?
Что было выполнить легко, а в чём вы испытывали трудности?

МОУ «ООШ с.КУЧУМБЕТОВО ПЕРЕЛЮБСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ»

ОТКРЫТЫЙ УРОК ПО ПРОЕКТУ «СИММЕТРИЯ И ОКРУЖАЮЩИЙ НАС МИР»

УРОК ПОДГОТОВИЛА И
ПРОВЕЛА УЧИТЕЛЬ
МАТЕМАТИКИ
КОРСИКОВА С.А.

2008-2009 УЧЕБНЫЙ ГОД

Рисунок 1gђЗаголовок 1gђЗаголовок 2gђЗаголовок 3gђЗаголовок 4gђЗаголовок 5gђЗаголовок 6gђЗаголовок 7gђЗаголовок 8gђЗаголовок 915

На протяжении веков симметрия остается предметом, который очаровывает философов, астрономов, математиков, художников, архитекторов и физиков. Древние греки были совершенно одержимы ею – и даже сегодня мы, как правило, сталкиваемся с симметрией во всем от расположения мебели до стрижки волос.

Просто имейте в виду: как только вы осознаете это, вы, вероятно, испытаете непреодолимое желание искать симметрию во всем, что видите.

(Всего 10 фото)

Спонсор поста: Программа для скачивания музыки ВКонтакте : Новая версия программы «Лови в контакте» предоставляет возможность легко и быстро скачивать музыку и видео, размещенные пользователями, со страниц самой известной социальной сети vkontakte.ru.

1. Брокколи романеско

Возможно увидев брокколи романеско в магазине, вы подумали, что это ещё один образец генномодифицированного продукта. Но на самом деле это ещё один пример фрактальной симметрии природы. Каждое соцветие брокколи имеет рисунок логарифмической спирали. Романеско внешне похожа на брокколи, а по вкусу и консистенции – на цветную капусту. Она богата каротиноидами, а также витаминами С и К, что делает её не только красивой, но и здоровой пищей.

На протяжении тысяч лет люди удивлялись идеальной гексагональной форме сот и спрашивали себя, как пчелы могут инстинктивно создать форму, которую люди могут воспроизвести только с помощью циркуля и линейки. Как и почему пчелы имеют страстное желание создавать шестиугольники? Математики считают, что это идеальная форма, которая позволяет им хранить максимально возможное количество меда, используя минимальное количество воска. В любом случае, все это продукт природы, и это чертовски впечатляет.

3. Подсолнухи

Подсолнухи могут похвастаться радиальной симметрией и интересным типом симметрии, известной как последовательность Фибоначчи. Последовательность Фибоначчи: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 и т.д. (каждое число определяется суммой двух предыдущих чисел). Если бы мы не спешили и подсчитали количество семян в подсолнухе, то мы бы обнаружили, что количество спиралей растет по принципам последовательности Фибоначчи. В природе есть очень много растений (в том числе и брокколи романеско), лепестки, семена и листья которых отвечают этой последовательности, поэтому так трудно найти клевер с четырьмя листочками.

Но почему подсолнечник и другие растения соблюдают математические правила? Как и шестиугольники в улье, все это – вопрос эффективности.

4. Раковина Наутилуса

Помимо растений, некоторые животные, например Наутилус, отвечают последовательности Фибоначчи. Раковина Наутилуса закручивается в «спираль Фибоначчи». Раковина пытается поддерживать одну и ту же пропорциональную форму, что позволяет ей сохранять её на протяжении всей жизни (в отличие от людей, которые меняют пропорции на протяжении жизни). Не все Наутилусы имеют раковину, выстроенную по правилам Фибоначчи, но все они отвечают логарифмической спирали.

Прежде, чем вы позавидуете моллюскам-математикам, вспомните, что они не делают этого специально, просто такая форма наиболее рациональна для них.

5. Животные

Большинство животных имеют двустороннюю симметрию, что означает, что они могут быть разделены на две одинаковых половинки. Даже люди обладают двусторонней симметрией, и некоторые ученые полагают, что симметрия человека является наиболее важным фактором, который влияет на восприятие нашей красоты. Другими словами, если у вас однобокое лицо, то остается надеяться, что это компенсируется другими хорошими качествами.

Некоторые доходят до полной симметрии в стремлении привлечь партнера, например павлин. Дарвин был положительно раздражен этой птицей, и написал в письме, что «Вид перьев в хвосте павлина, всякий раз, когда я смотрю на него, делает меня больным!» Дарвину, хвост казался обременительным и не имеющим эволюционного смысла, так как он не соответствовал его теории «выживания наиболее приспособленных». Он был в ярости, пока не придумал теорию полового отбора, которая утверждает, что животные развивают определенные функции, чтобы увеличить свои шансы на спаривание. Поэтому павлины имеют различные приспособления для привлечения партнерши.

Есть около 5000 типов пауков, и все они создают почти идеальное круговое полотно с радиальными поддерживающими нитями почти на равном расстоянии и спиральной тканью для ловли добычи. Ученые не уверены, почему пауки так любят геометрию, так как испытания показали, что круглое полотно не заманит еду лучше, чем полотно неправильной формы. Ученые предполагают, что радиальная симметрия равномерно распределяет силу удара, когда жертва попадает в сети, в результате чего получается меньше разрывов.

Дайте паре обманщиков доску, косилки и спасительную темноту, и вы увидите, что люди тоже создают симметричные формы. Из-за того, что круги на полях отличаются сложностью дизайна и невероятной симметрией, даже после того, как создатели кругов признались и продемонстрировали свое мастерство, многие люди до сих пор верят, что это сделали космические пришельцы.

По мере усложнения кругов все больше проясняется их искусственное происхождение. Нелогично предполагать, что пришельцы будут делать свои сообщения все более трудными, когда мы не смогли расшифровать даже первые из них.

Независимо от того, как они появились, круги на полях приятно рассматривать, главным образом потому, что их геометрия впечатляет.

Даже такие крошечные образования, как снежинки, регулируются законами симметрии, так как большинство снежинок имеет шестигранную симметрию. Это происходит в частности из-за того, как молекулы воды выстраиваются, когда затвердевают (кристаллизуются). Молекулы воды приобретают твердое состояние, образуя слабые водородные связи, они выравниваются в упорядоченном расположении, которое уравновешивает силы притяжения и отталкивания, формируя гексагональную форму снежинки. Но при этом каждая снежинка симметрична, но ни одна снежинка не похожа на другую. Это происходит потому, что падая с неба, каждая снежинка испытывает уникальные атмосферные условия, которые заставляют её кристаллы располагаться определенным образом.

9. Галактика Млечный Путь

Как мы уже видели, симметрия и математические модели существуют почти везде, но разве эти законы природы ограничиваются нашей планетой? Очевидно, нет. Недавно открыли новую секцию на краю Галактики Млечного Пути, и астрономы считают, что галактика представляет собой почти идеальное зеркальное отражение себя.

10. Симметрия Солнца-Луны

Если учесть, что Солнце имеет диаметр 1,4 млн. км, а Луна – 3474 км, кажется почти невозможным то, что Луна может блокировать солнечный свет и обеспечивать нам около пяти солнечных затмений каждые два года. Как это получается? Так совпало, что наряду с тем, что ширина Солнца примерно в 400 раз больше, чем Луна, Солнце также в 400 раз дальше. Симметрия обеспечивает то, что Солнце и Луна получаются одного размера, если смотреть с Земли, и поэтому Луна может закрыть Солнце. Конечно, расстояние от Земли до Солнца может увеличиваться, поэтому иногда мы видим кольцевые и неполные затмения. Но каждые один-два года происходит точное выравнивание, и мы становимся свидетелями захватывающих событий, известных как полное солнечное затмение. Астрономы не знают, как часто встречается такая симметрия среди других планет, но они думают, что это довольно редкое явление. Тем не менее, мы не должны предполагать, что мы особенные, так как все это дело случая. Например, каждый год Луна отдаляется примерно на 4 см от Земли, это означает, что миллиарды лет назад каждое солнечное затмение было бы полным затмением. Если и дальше все пойдет так, то полные затмения, в конце концов, исчезнут, и это будет сопровождаться исчезновением кольцевых затмений. Получается, что мы просто находимся в нужном месте в нужное время, чтобы увидеть это явление.

Симметрия в природе является объективным свойством, одним из основных в современном естествознании. Это универсальная и общая характеристика нашего материального мира.

Симметрия в природе - это понятие, которое отражает существующий в мире порядок, соразмерность и пропорциональность между элементами различных систем или объектов природы, равновесие системы, упорядоченность, устойчивость, то есть определенный

Симметрия и асимметрия - понятия противоположные. Последнее отражает разупорядочение системы, отсутствие равновесия.

Формы симметрий

Современное естествознание определяет ряд симметрий, отражающих свойства иерархии отдельных уровней организации материального мира. Известны различные виды или формы симметрий:

• пространственно-временные;
• калибровочные;
• изотопические;
• зеркальные;
• перестановочные.

Все перечисленные виды симметрий можно подразделить на внешние и внутренние.

Внешняя симметрия в природе (пространственная или геометрическая) представлена огромным многообразием. Это относится к кристаллам, живым организмам, молекулам.

Внутренняя симметрия скрыта от наших глаз. Она проявляется в законах и математических уравнениях. Например, уравнение Максвелла, определяющее взаимосвязь магнитных и электрических явлений, или свойство гравитации Эйнштейна, связывающее пространство, время и тяготение.

Для чего нужна симметрия в жизни?

Симметрия в живых организмах была сформирована в процессе эволюции. Самые первые организмы, зародившиеся в океане, имели идеальную сферическую форму. Для того чтобы внедриться в иную среду, им приходилось адаптироваться к новым условиям.

Одним из способов подобной адаптации является симметрия в природе на уровне физических форм. Симметричным расположением частей тела обеспечивается равновесие при движении, жизнестойкость и адаптация. Внешние формы человека и крупных животных имеют довольно симметричный вид. В растительном мире тоже присутствует симметрия. Например, конусообразная форма кроны ели имеет симметричную ось. Это вертикальный ствол, для устойчивости утолщенный книзу. Также симметрично по отношению к нему расположены отдельные ветви, а форма конуса позволяет рационально использовать кроной солнечной энергии. Внешняя симметрия животных помогает им сохранять равновесие при движении, обогащаться энергией из окружающей среды, используя ее рационально.

В химических и физических системах симметрия присутствует тоже. Так, наиболее устойчивыми являются молекулы, которые обладают высокой симметрией. Кристаллы - это высокосимметричные тела, в их структуре периодически повторяются три измерения элементарного атома.

Асимметрия

Иногда внутреннее расположение органов в живом организме бывает асимметричным. Например, сердце располагается у человека слева, печень - справа.

Растения в процессе жизнедеятельности из почвы поглощают химические минеральные соединения из молекул симметричной формы и в своем организме преобразуют их в асимметричные вещества: белки, крахмал, глюкозу.

Асимметрия и симметрия в природе - это две противоположные характеристики. Это категории, которые всегда находятся в борьбе и единстве. Разные уровни развития материи могут носить свойства то симметрии, то асимметрии.

Если предположить, что равновесие является состоянием покоя и симметрии, а движение и неравновесное вызвано асимметрией, то можно сказать, что понятие равновесия в биологии не менее важно, чем в физике. Биологическая характеризуется принципом устойчивости термодинамического равновесия Именно асимметрию, которая является устойчивым динамическим равновесием, можно считать ключевым принципом при решении проблемы зарождения жизни.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа с.Сторожевка»

Татищевского района Саратовской области

Проектно-исследовательская работа

по теме:

Выполнили: учащиеся 11 класса

«МОУ СОШ с.Сторожевка»

Давыдова Катерина Олеговна,

Орешенкова Дарья Олеговна.

Руководитель: учитель математики

Жогаль Марина Александровна

2011г.

Содержание

I. Краткая аннотация…………………………………………………..3

II. Введение ……………………………………………………………4

III. Этот удивительно симметричный мир……………………….......5

1.Что такое симметрия? Место симметрии в окружающем мире…..5

2.Виды симметрии……………………………………………………..8

3.Симметрия в физике и технике …………………………………….10

4.Симметрия в природе ……………………………………………….14

В растительном мире-

В животном мире

5.Симметрия в творчестве…………………………………………….18

В архитектуре

В литературе

В изобразительном искусстве

В музыке и в танце

6.Симметрия рядом ……………………………………………………22

Симметрия в одежде

Симметрия в быту (дома, в школе)

Симметрия посёлка Сторожевка и города Саратова

IV. Заключение………………………………………………………….24

V.Литература…………………………………………………………….25

VI.Приложение…………………………………………………………..26

Краткая аннотация проекта

Данный проект расчитан на учащихся 9-11 классов. Он охватывает изучение учебных тем: «Симметрия» по геометрии, «Города и страны», "Транспорт", "Архитектура" по географии, «Особенности строения растительных и животных организмов» по биологии, литературе, «законы сохранения» по физике. Данный проект формирует осознание того, что нужно жить в мире и согласии с природой, развивает наблюдательность, творческие способности.

При проведении проекта учитель помогает ученикам в развитии их навыков критического мышления, умения находить и обрабатывать большое количество информации, формировании коммуникативных навыков, организует самостоятельные исследования по учебной теме.

Введение

Математика неисчерпаема и многозначна.

Ни один математик, даже самый, самый, самый, уже не в состоянии изучить всю математику, а выбирает лишь какую-нибудь ветвь. Вот и мы сегодня выбираем маленькую ветвь симметрии.

Математики и биологи, кристаллографы и искусствоведы, инженеры и философы, астрономы и селекционеры, физики и врачи пытаются сообща справиться с загадками симметрии.

В школьном курсе математики теме «Симметрия» отведено всего несколько часов. В 8 классе учащиеся знакомятся с осевой и центральной симметрией, в 10 классе вводится понятие зеркальной симметрии. У ребят возникает вопрос: зачем нужна эта тема и где она применяется?

Проект «Этот удивительно симметричный мир» призван расширить познания учащихся по теме «Симметрия» в разных областях науки, техники, живой и неживой природы, в окружающем нас мире.

Основополагающий вопрос:

Как проявляется симметрия в окружающем нас мире?

Цель: изучение понятия симметрии, проведение исследовательской работы по изучению явлений симметрии в природе, архитектуре, технике, в окружающей нас повседневной действительности, приобретение навыков самостоятельной работы с большим объёмом информации.

Задачи:

Углубить и расширить знания по теме «Симметрия»;

Узнать о видах симметрии и уметь отличать один вид от другого;

Получить наглядное представление о проявлении симметрии в природе, различных областях науки и человеческой деятельности;

Развить навыки работы в команде и навыки принятия решений

III. Этот удивительно симметричный мир

§1. Что такое симметрия? Место симметрии в окружающем мире.

«Симметрия является той идеей, посредством которой человек на протяжении веков пытался постичь и создать порядок, красоту и совершенство».

Г. Вейль.

С симметрией мы встречаемся всюду - в природе, технике, искусстве, науке, например, симметрия форм автомобиля и самолета, симметрия в ритмическом построении стихотворения и музыкальной фразы, симметрия орнаментов и бордюров, симметрия атомной структуры молекул и кристаллов. Понятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческого творчества. Оно встречается уже у истоков человеческого знания; его широко используют все без исключения направления современной науки. Принципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии и биологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыке.

Законы природы, управляющие неисчерпаемой в своем многообразии картиной явлений, в свою очередь, подчиняются принципам симметрии.

Что же такое симметрия? Почему симметрия буквально пронизывает весь окружающий нас мир? А какая бывает симметрия? Какие виды симметрии вы уже знаете (осевая и центральная, зеркальная). Симметрия делится на две группы.

К первой группе относится симметрия положений, форм, структур. Это та симметрия, которую можно непосредственно видеть. Она может быть названа геометрической симметрией.

Вторая группа характеризует симметрию физических явлений и законов природы. Эта симметрия лежит в самой основе естественнонаучной картины мира: ее можно назвать физической симметрией. На протяжении тысячелетий в ходе общественной практики и познания законов объективной действительности человечество накопило многочисленные данные, свидетельствующие о наличии в окружающем мире двух тенденций: с одной стороны, к строгой упорядоченности, гармонии, а с другой - к их нарушению.

Для этого обратимся к определению симметрии. Термин “симметрия” по–гречески означает соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей.

Согласно Вейлю, симметричным называется такой предмет, с которым можно проделать какую-то операцию, получив в итоге первоначальное состояние. Люди давно обратили внимание на правильность формы кристаллов, цветов, пчелиных сот и других естественных объектов и воспроизводили эту пропорциональность в произведениях искусства, в создаваемых ими предметах, через понятие симметрии. «Симметрия, - пишет известный ученый Дж. Ньюмен, - устанавливает забавное и удивительное родство между предметами, явлениями и теориями, внешне, казалось бы, ничем не связанными: земным магнетизмом, женской вуалью, поляризованным светом, естественным отбором, теорией групп, инвариантами и преобразованиями, рабочими привычками пчел в улье, строением пространства, рисунками ваз, квантовой физикой, лепестками цветов, интерференционной картиной рентгеновских лучей, делением клеток морских ежей, равновесными конфигурациями кристаллов, романскими соборами, снежинками, музыкой, теорией относительности...".

Слово «симметрия» имеет два значения.

В одном смысле симметричное означает нечто весьма пропорциональное, сбалансированное; симметрия показывает тот способ согласования многих частей, с помощью которого они объединяются в целое. Второй смысл этого слова - равновесие. Еще Аристотель говорил о симметрии как о таком состоянии, которое характеризуется соотношением крайностей. Из этого высказывания следует, что Аристотель, пожалуй, был ближе всех к открытию одной из самых фундаментальных закономерностей Природы - закономерности о двойственности. Пристальное внимание уделяли симметрии Пифагор и его ученики. Исходя из учения о числе, пифагорейцы дали первую математическую трактовку гармонии, симметрии, которая не потеряла своего значения и в наши дни.

К наиболее интересным результатам наука приходила именно тогда, когда устанавливались факты нарушения симметрии. Следствия, вытекающие из принципа симметрии, интенсивно разрабатывались физиками в прошлом веке и привели к ряду важных результатов. Такими следствиями законов симметрии являются, прежде всего, законы сохранения классической физики.

Симметричны животные, довольно симметричны растения, совсем симметричны кристаллы, почти идеально симметрична наша шарообразная планета, близка к симметрии ее траектория. После сказанного, может быть, покажется не столь уж фантастичным утверждение, что все законы природы определяются симметрией мира. (приложение рис 1)

Итак, мы живем в довольно симметричном мире. Не удивительно, что сами мы симметричны и склонны считать красивым все симметричное.

§2.Виды симметрии

Виды симметрии:

ПОВОРОТНАЯ СИММЕТРИЯ. Говорят, что объект обладает поворотной симметрией, если он совмещается сам с собой при повороте на угол 2π /n, где n=2,3,4, и т.д. ось симметрии называется осью симметрии n-го порядка.(рис 2)

ПЕРЕНОСНАЯ (ТРАНСЛЯЦИОННАЯ) СИММЕТРИЯ. О такой симметрии говорят тогда, когда при переносе фигуры вдоль прямой на какое-то расстояние a, либо расстояние, кратное этой величине, она совмещается сама с собой. Прямая, вдоль которой производится перенос, называется осью переноса, расстояние a – элементарным переносом или периодом.

С данным видом симметрии связано понятие периодических структур или решеток, которые могут быть и плоскими и пространственными.(рис 3)

ЗЕРКАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ. Зеркально симметричным считается объект, состоящий из двух половин, которые являются двойниками по отношению друг к другу. Трехмерный объект преобразуется сам в себя при отражении в зеркальной плоскости, которую называют плоскостью симметрии. (рис 4)

Форма всех объектов, которые двигаются по поверхности Земли или возле – шагают, плывут, летят, катятся – обладают плоскостью симметрии.

Все то, что развивается или движется лишь в вертикальном направлении, характеризуется симметрией конуса, то есть имеет множество плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль вертикальной оси. И то и другое объясняется действием силы земного тяготения.

СИММЕТРИИ ПОДОБИЯ представляют собой своеобразные аналоги предыдущих симметрий с той лишь разницей, что они связаны с одновременным уменьшением или увеличением подобных частей фигуры и расстояний между ними.

Простейшим примером такой симметрии являются матрешки.(рис 5)

ПЕРЕСТАНОВОЧНАЯ СИММЕТРИЯ, которая состоит в том, что если тождественные частицы поменять местами, то никаких изменений не происходит.

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это тоже определенная симметрия.(рис 7)

КАЛИБРОВОЧНЫЕ СИММЕТРИИ связаны с изменением масштаба.

Макет является уменьшенной копией оригинала (рис 8)

КОНФОРМНАЯ симметрия(круговая) симметрия - преобразование относительно сферы с центром в т.О радиуса R, которое любую точку Р переводит в точку, лежащую на продолжении радиуса, проходящего через т.Р на расстоянии от центра = R2/ОР. Конформная симметрия обладает большой общностью. Зеркальные отражения, повороты, параллельные сдвиги представляют собой лишь частные случаи конформной симметрии.

(рис 9а,б)

§3.Симметрия в физике и технике.

В физике.

Существует старинная притча о буридановом осле. У одного философа, по имени Буридан, был осел. Однажды, уезжая надолго, философ положил перед ослом две совершенно одинаковые охапки сена – одну слева, а другую справа. Осел не смог решить с какой охапки ему начать, и умер с голоду… Левое и правое на столько одинаковы, что нельзя отдать предпочтение ни тому, ни другому. Иными словами, в обоих случаях мы имеем дело с симметрией, проявляющейся в полном равноправии, уравновешенности левого и правого.

В самом деле, если шарик неподвижен на столе, значит стол ровный и слева наклон тот же самый, что и справа. Если ток не идет по проводу, значит нет разности потенциалов. Если тучка застыла на небе, значит давление вокруг одинаково и стих ветер. Было бы странным, если бы все происходило наоборот. Природа никогда не отдает предпочтения при равенстве.

Симметрия - это и есть равенство в широком смысле этого слова. Например, зеркальная симметрия означает, что правая часть в точности равна левой. Значит, если имеет место симметрия, то чего-то не произойдет и, значит, что-то обязательно останется неизменным, сохранится.

В природе, как и у людей, существует два типа законов. Один тип говорит, что должно происходить при определенных обстоятельствах. Например, закон Ома утверждает, что при таком-то напряжении и таком-то сопротивлении проводника сила идущего по нему электрического тока будет равна частному от деления первого на второе. Ответ единственный. Второй тип законов - так называемые законы сохранения. Они описывают, чего не должно быть. Например, закон сохранения материи и энергии утверждает, что при любом процессе эти величины должны сохраниться.

В 1915 году немецкий математик Эми Нётер чисто математически доказала, что все законы сохранения связаны с симметриями природы. На равноправии места (однородность пространства) покоится закон сохранения импульса. На равноправии направлений (изотропность пространства) - законы сохранения момента количества движения. На равноправии времени - закон сохранения материи и энергии. Это было выдающееся открытие.

В физике существует огромное количество законов и все они пронизаны несколькими общими принципами, которые содержатся в каждом законе. Примерами таких принципов могут служить некоторые свойства симметрии. Одно из важнейших свойств симметрии физических законов – постоянство во времени, сформулированный Ньютоном закон всемирного тяготения описывает не меняющийся во времени факт взаимного притяжения тел. Это притяжение существовало до Ньютона, оно будет существовать и в последующие века. Закон идеального газа широко используется в современной науке и технике. Если бы физические законы изменялись со временем, то каждое физическое исследование имело бы “сиюминутное” значение. Важным законом сохранения в физике является закон сохранения импульса замкнутой системы.

Все симметричное в природе считают отражением фундаментальных качеств мира, а несимметричное - игрой случая.

Говоря о симметрии в неживой природе, возникает точка зрения, что симметрия в неживой природе - отнюдь не частый гость. Например, нагромождение камней, неправильная линия холмов на горизонте. Конечно груда камней это беспорядок, но каждый камень состоит из кристаллов. А кристаллы вносят в мир неживой природы очарование симметрии. Кристаллы какого-либо вещества могут иметь самый разный вид, но углы между гранями всегда постоянны. Для каждого данного вещества существует своя, присущая только ему идеальная форма его кристалла. Симметрия внешней формы кристалла является следствием его внутренней симметрии – упорядоченного взаимного расположения в пространстве атомов(молекул)

Вспомните снежинки. Это маленькие кристаллы замерзшей воды. Они обладают симметрией поворотной и зеркальной (осевой, центральной). Почему снежинки шестиугольные. Почему не бывает пятиугольных снежинок; (пчелиные соты, зернышки граната).

Каждая снежинка – это маленький кристалл замерзшей воды. Форма снежинок может быть очень разнообразной, но все они обладают симметрией (рис 2)

Все твердые тела состоят из кристаллов.

В технике

Симметрию можно наблюдать и в технике, и в быту, и в нашей окружающей жизни. Зачем используется симметрия в технике?

Технические объекты – самолёты, автомашины, ракеты, молотки, гайки – практически все они от мала до велика обладают той или иной симметрией. Случайно ли это? В технике красота, соразмерность механизмов часто бывает связана с их надёжностью, устойчивостью в работе (рис 10 а,б,в)

Симметричная форма дирижабля, самолёта, подводной лодки, автомобиля и т.д. обеспечивает хорошую обтекаемость воздухом или водой, а значит, и минимальное сопротивление движению.

На заре развития авиации наши знаменитые учёные Н. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин исследовали полёт птиц, чтобы сделать выводы относительно наивыгоднейшей формы крыла и условий его полёта.(прил.рис 11а,б)

Большую роль в этом сыграла, конечно, симметрия.

Глядя на транспортные средства, возникает вопрос: Чем объясняется частое присутствие симметрии в технике? Изучив необходимую литературу, понимаешь, что симметрия, прежде всего, определяется целесообразностью. Никому не нужен кривой автомобиль или самолёт с крыльями разной длины. Кроме того, симметричные объекты красивы.

Виды симметрии в технике:

-Осевая

-Центральная

-Поворотная

-Зеркальная

§4.Симметрия в природе

Симметрия пронизывает весь окружающий нас мир.

В настоящее время в естествознании преобладают определения категорий симметрии и асимметрии на основании перечисления определенных признаков. Например, симметрия определяется как совокупность свойств: порядка, однородности, соразмерности, гармоничности. Все признаки симметрии во многих ее определениях рассматриваются равноправными, одинаково существенными, и в отдельных конкретных случаях, при установлении симметрии какого-то явления, можно пользоваться любым из них. Так, в одних случаях симметрия - это однородность, в других - соразмерность и т. д.

С вопросами зеркальной симметрии – асимметрии тесно связана проблема возникновение жизни на Земле– ведь живая материя возникла в свое время из неживой. Это обусловлено нарушением существовавшей до этого зеркальной симметрии, образованием чистых молекул, т.е. зеркально симметричных. Современная наука пришла к выводу, что переход от мира зеркального – симметричных соединений к чистому миру произошел не в процессе длительной эволюции, а скачком в виде своеобразного большого биологического взрыва.

Итак, нашей жизни на Земле мы обязаны нарушению зеркальной симметрии и образованию асимметричных молекул.

С симметрией мы встречается повсюду в живой природе.(рис 12)

Симметрия проявляется и в явлениях природы:

Времен года;

В цветении растений;

В появлении снега относительно смещения во времени на 12 месяцев,

Симметрия присутствует в регулярности смены дня и ночи;

Раскаты грома повторяются через определенный интервал времени.

В растительном мире .

«На Земле жизнь зародилась в сферически симметричных формах, а потом стала развиваться по двум главным линиям: образовался мир растений, обладающих симметрией конуса, и мир животных с билатеральной симметрией»

М. Гарднер

Термин «зеркальная» используется в геометрии и физике, а «билатеральная»- в биологии.

Для цветов характерна поворотная симметрия.

Поворотной симметрией обладают: веточка боярышника, цветок зверобоя, веточка акации, лапчатка гусиная. (рис.13 а,б,в)

Веточка акации имеет зеркальную и поворотную симметрию.(рис.14) Веточка боярышника обладает скользящей осью симметрии. Гусиная лапчатка имеет поворотную симметрию и зеркальную.

Присмотревшись к растениям можно обнаружить многочисленные проявления винтовой симметрии в расположении листьев на стебле, веток на стволе, в строении шишек. Ярко выраженными винтами являются вьющиеся растения.(рис 15а,б,в)

В мире цветов встречаются поворотные оси симметрии разных порядков. Наиболее распространенная поворотная симметрия 5-го порядка.

«Пятерная ось является своеобразным инструментом борьбы за существование, страховкой против окаменения, против кристаллизации…»

(Н. В. Белов)

Поворотная симметрия 5-го порядка встречается: у колокольчика, луговой герани, незабудки, зверобоя, вишни, груши, рябины, боярышника, шиповника.(рис.16 а,б,в)

Симметрия конуса видна на примере фактически любого дерева. Дерево при помощи корневой системы поглощает влагу и питательные вещества из почвы, то есть снизу а, остальные жизненно важные функции выполняются кроной, то есть сверху. (рис.17а,б)

Лучевая симметрия. Присмотритесь внимательно и вы увидите, что лепестки многих цветов расходятся во все стороны, как лучи от источника света. В математике - это симметрия относительно точки, в биологии –лучевая симметрия. (рис.18а,б)

Человек передает свои наследственные признаки из поколения в поколение. Также растения переходя от одного поколения к другому, наблюдается сохранение определенных свойств. Так из семечка вырастает новый подсолнух (подсолнечник) с таким же огромным соцветием- корзинкой, также исправно поворачивается к Солнцу. Это тоже есть симметрия, ее обычно называют наследственностью.

В растительном мире встречается билатеральная (зеркальная), лучевая, поворотная, симметрия конуса, осевая, центральная, наследственная симметрия, винтовая симметрия.

Симметрия в животном мире .

«Что может быть больше похоже на мою руку или ухо, чем их собственные отражения в зеркале? И же руку, которую я вижу в зеркале, нельзя поставить на место настоящей руки…»

И. Кант

Если мысленно провести вертикальную линию, разделяющую пополам человеческую фигуру, то левая и правая стороны тоже превратятся в части симметричной «композиции».(Рис 19а,б)

Форма всех объектов, которые двигаются по земной поверхности или возле – шагают, плывут, летят, катятся,- обладает, как правило, одной более или менее хорошо выраженной плоскостью симметрии.

Еще одним интересным проявлением симметрии жизненных процессов являются биологические ритмы , циклические колебания биологических процессов и их характеристик (сокращения сердца, дыхание, колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности, численности растений и животных), зачастую связанные с приспособлением организмов к геофизическим циклам.

Вопрос о красоте, связанной с симметрией, очевиден. Рассматривая соразмерные, взаимно уравновешенные, закономерно повторяющиеся части симметричного объекта мы ощущаем покой, порядок, стабильность. И в результате объект воспринимаем как красивый. И напротив, случайное отклонение от симметрии (обрушивающийся угол здания, оторванный кусочек буквы, необычно рано выпавший снег), воспринимается отрицательно, как неожиданный эффект, угрожающий нашей уверенности.

Попытаемся вообразить себе мир, который устроен полностью симметрией. Такой мир должен был бы совмещаться сам с собой при любом повороте, при отражении в зеркале. Это было бы что-то однородное, неизменное. Такой мир невозможен. Мир существует благодаря единству симметрии и асимметрии.

§5.Симметрия в творчестве.

Замечательным примером использования симметрии является человеческая деятельность, а именно – творческая.

В архитектуре.

Прекрасные образцы симметрии демонстрируют произведения архитектуры.

Можно сказать, что как искусство архитектура начинается именно тогда, когда удаётся отыскать изящное, гармоничное и оригинальное соотношение между симметрией и асимметрией.

На примере архитектуры хорошо видно диалектическое единство симметрии и асимметрии.

Многие архитектурные объекты окружающего мира имеют ось симметрии или центр симметрии.

А какой симметрией обладает Египетская пирамида? (поворотной, если повернуть на 90 градусов вокруг вертикальной оси, проходящей через вершину пирамиды), зеркальной (совмещается сама с собой при отражении (мысленной) в любой из 4-х вертикальных плоскостей, проходящих через вершину перпендикулярно основанию). (рис20)

Большинство зданий зеркальной симметрии. Общие планы построек, фасады, орнаменты, карнизы, колонны обнаруживают соразмерность, гармонию. Много примеров использования симметрии даёт старая русская архитектура: колокольни, внутренние опорные столбы. Все церковные храмы построены на симметрии, которые имеют оси и центры симметрии.

Примеры симметрии можно увидеть в архитектуре Саратова:

Храм «утоли моя печали», цирк, ЦУМ, дом книги, консерватория, старинные здания в центре города и др.(рис.21а,б,в,г, рис 25а,б)

Пропорция, которая присутствует в симметрии, вносит красоту в архитектуру. Значит симметрия – душа гармонии.

Русский язык и литературное творчество

Обсудим симметрию букв А,В,Д,Е,Ж,З,К,Л,М,Н,П,С,Т,Ф,Х,Ш,Э,Ю,-

это есть пример зеркальной симметрии. Буквы О,Ж, Н,Ф,Х обладают центральной (поворотной) и зеркальной симметрией.

В литературных произведениях красота, связана с симметрией, противопоставляется уродству, обусловленному асимметрией. Так, в Пушкинской «Сказке о царе Салтане» это прекрасная Царевна – Лебедь и окривевшие злодейки ткачихи с поварихой. В литературных произведениях существует целый ряд забавных словесных конструкций, основанных на свойствах зеркальной симметрии. Например слова «топот», «казак», «шалаш» в литературе такой тип слов называют палиндромами.

Вся поэзия- симметрия. Симметрия в творчестве А. А. Фета представлена достаточно широко, как и в творчестве любого русского поэта. Это и кольцевая композиция, и равномерное чередование ударных и безударных слогов: размер

Тихая звёздная ночь…

Трепетно светит луна

Сладки уста красоты

В тихую звёздную ночь.

Дактиль: абсолютно точно повторяются ударные и безударные слоги, создаётся напевность.

Симметричны рефрены: повторение строк через определённый промежуток.

Тихо вечер догорает,

Горы золотя;

Знойный воздух холодает

Спи дитя

Соловьи давно запели,

Сумрак возвестя;

Струны робко зазвенели –

Спи дитя.

Выводы:

Симметрия играет определяющую роль не только в процессе научного познания мира, но также и в процессе его чувственного эмоционального восприятия.

Симметрия – источник эстетического удовлетворения и художественного восприятия.

Симметрия в изобразительном искусстве

Многие художники обращали пристальное внимание на симметрию и пропорции человеческого тела. Леонардо да Винчи открыл, что тело вписывается в круг и в квадрат. Все мы симметричны! Некоторые художники в своих произведениях особенно подчеркивают эту симметрию.

РАФАЭЛЬ. Сикстинская мадонна (рис22а)

Художники разных эпох использовали симметричное построение картины. Симметричными были многие древние мозаики. В симметричной композиции люди или предметы расположены почти зеркально по отношению к центральной оси картины. Такое построение позволяет достигнуть впечатления покоя, величественности, особой торжественности и значимости событий.

Ф. ХОДЛЕР. Озеро Тан (рис 22б)

Симметрия в искусстве основана на реальной действительности. Например, симметрично устроены фигура человека, бабочка, снежинка и многое другое. Симметричные композиции - статичные (устойчивые), левая и правая половины уравновешены.

В. ВАСНЕЦОВ. Богатыри (рис 22в)

Бордюры.

«Математик, так же как художник или поэт, создаёт узоры». Г. Харди.

Периодически повторяющийся рисунок на длинной ленте называют бордюром. Это может быть настенная роспись, украшающая стены зданий, галереи, лестничные переходы. Это может быть чугунное литьё, используемое в оградах парков, решётках мостов и набережных. Это могут быть гипсовые барельефы или керамика. Бордюры обладают зеркальной и переносной симметрией. (рис23-25)

Орнаменты.

Удивительные рисунки, часто встречающиеся в декоративном художественном творчестве называют орнаментами. В них можно обнаружить затейливое сочетание переносной, зеркальной и поворотной симметрии. В зависимости от того, из каких элементов состоит орнамент, его относят к тому или иному типу.) 1геометрический орнамент (чёткое чередование геометрических элементов). 2) растительный орнамент.

3) каллиграфический (может состоять или из отдельных букв, или из целых предложений, высказываний, пословиц, лозунгов).

Геометрический орнамент: чёткое чередование геометрических элементов. Растительный орнамент: растительный мотив. Каллиграфический орнамент: чередование отдельных букв, предложений, пословиц. Фантастический орнамент: изображения мифических существ. Животный орнамент: изображения птиц и зверей. Геральдический орнамент: гербы, атрибуты войны, музыкальное и театральное искусство. (рис 26)

Украшения (рис.27)

Симметрия существует в музыке и хореографии (в танце). Она зависит от чередования тактов. Оказывается, многие народные песни и танцы построены симметрично.(рис.28а,б)

§6. Симметрия рядом.

В одежде

В одежде человек тоже, старается поддерживать впечатление симметричности: правый рукав соответствует левому, правая штанина – левой. Пуговицы на куртке и на рубашке сидят ровно посередине, а если и отступают от нее, то на симметричные расстояния.

Но на фоне этой общей симметрии в мелких деталях мы умышленно допускаем ассиметрию. Например, помещая на костюме ассиметричный кармашек на груди.

Полная безукоризненная симметрия выглядела бы нестерпимо скучно. Именно небольшое отклонение от нее и придает характерные, индивидуальные черты. И вместе с тем порой человек старается подчеркнуть, усилить различие между левым и правым. В средние века мужчины одно время щеголяли в панталонах со штанинами разных цветов. В не столь отдаленные дни были популярны джинсы с яркими заплатами или цветными разводами. Но подобная мода всегда недолговечна. Лишь тактичные, скромные отклонения от симметрии остаются на долгие времена.

Деловая одежда всегда строго симметрична.(рис 29-30) Праздничный наряд можно сделать ассиметричным, чтобы внести индивидуальность образа. Но при этом правый рукав (или штанина) не будет короче левого. Кроят правую и левую часть одежды чаще всего по одной и той же выкройке, накладывая на согнутый вдвое материал выкройку половины изделия.(рис 31)

Обувь всегда строго симметрична.

В быту.

«Изучение археологических памятников показывает, что человечество на заре своей культуры уже имело представление о симметрии и осуществляло в рисунке и в предметах быта.

…Применение симметрии в первобытном производстве определялось не только эстетическими мотивами, но в известной мере и уверенностью человека в большей пригодности для практики правильных форм».

А.В.Шубников

Игрокам в бильярд знакомо действие отражения. Их зеркала – это борта игрового поля, а роль луча исполняют траектории шаров.

Симметричны бытовая техника и мебель, посуда и столовые приборы, одеяла и ковры, портьеры, салфетки, вазочки и т.д.(Рис.40-45)

Симметрия поселка Сторожевка и Саратова

Много примеров симметрии можно увидитесь в архитектуре города Саратова и своего посёлка. (рис 21,25, рис 32-39)

IV. Заключение.

Рассматривая некоторые аспекты использования симметрии в физике, искусстве, технике, биологии, литературе, можно заметить важный аспект – это философский аспект симметрии, или точнее говоря, диалектика симметрии и асимметрии. Она лежит в основе любой научной классификации. Именно она определяет степень красоты, содержащейся в том или ином произведении искусства, зодчества. Если симметрия связана с сохранением, общим, необходимым. То асимметрия связана с изменением, частным, различным, случайным. Мир не мог бы быть абсолютно симметричным (ничто бы не изменялось, не было бы никаких различий, в таком мире ничего не наблюдалось – никаких явлений, объектов). Не мог бы существовать абсолютно асимметричный мир. Это был бы мир, без каких – либо законов, где ничто не сохраняется, где нет каких-либо причинных связей.

V. Использованная литература:

Погорелов Геометрия 7-11, Москва: Просвещение, 1992.

Л. Тарасов, Этот удивительно симметричный мир, Москва: Просвещение,1982

М. Гарднер, Этот правый, левый мир.

Вейль Г.Симметрия. М.: Едиториал УРСС,2003.

Зенкевич И.Г.,Эстетика урока математики: Пособие для учителей. – М.: Просвещение,1981.

Журнал «Вокруг света»

Ресурсы ИНТЕРНЕТ: