CIKLOISOK GÖRBE A KÁVÉSCSÉSZÉBEN. Gabika és a Slepp július 25. Miskolci Herman Ottó Gimnázium

Hasonló dokumentumok
A dinamikus geometriai rendszerek használatának egy lehetséges területe

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

1. A komplex számok ábrázolása

I. Vektorok. Adott A (2; 5) és B ( - 3; 4) pontok. (ld. ábra) A két pont által meghatározott vektor:

Kinematikus geometria. Strommer: Ábrázoló geometria 469. o. Petrich: Ábrázoló geometria o. Dr. Vaskó Lászlóné: Ábrázoló geometria o.

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Koordinátarendszerek

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Egy feladat megoldása Geogebra segítségével

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Optika gyakorlat 1. Fermat-elv, fénytörés, reflexió sík és görbült határfelületen

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

Számítógépes Grafika mintafeladatok

8. előadás. Kúpszeletek

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Matematika III előadás

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Geometriai Tanszék AZ EVOLUTÁK VILÁGA. BSc szakdolgozat. tanári szakirány. Budapest, 2013.

NULLADIK MATEMATIKA szeptember 13.

3. tétel Térelemek távolsága és szöge. Nevezetes ponthalmazok a síkon és a térben.

x = cos αx sin αy y = sin αx + cos αy 2. Mi a X/Y/Z tengely körüli forgatás transzformációs mátrixa 3D-ben?

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

A csavarvonal axonometrikus képéről

17. előadás: Vektorok a térben

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

1 2. Az anyagi pont kinematikája

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Matematikai háttér. 3. Fejezet. A matematika hozzászoktatja a szemünket ahhoz, hogy tisztán és világosan lássa az igazságot.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Egybevágósági transzformációk. A geometriai transzformációk olyan függvények, amelyek ponthoz pontot rendelnek hozzá.

2014/2015. tavaszi félév

Matematika A1a Analízis

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

A tér lineáris leképezései síkra

Egyenletek, egyenlőtlenségek grafikus megoldása TK. II. kötet 25. old. 3. feladat

Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

5. előadás. Skaláris szorzás

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

Differenciálgeometria feladatok

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

Érettségi feladatok: Trigonometria 1 /6

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

2.1. A fogaskerekek csoportosítása, a fogaskerékhajtások alapfogalmai, az evolvens foggörbe tulajdonságai.

Vektorok és koordinátageometria

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

Optika gyakorlat 1. Fermat-elv, fénytörés, reexió sík és görbült határfelületen. Fermat-elv

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Kalkulus S af ar Orsolya F uggv enyek S af ar Orsolya Kalkulus

1. tétel. 1. Egy derékszögű háromszög egyik szöge 50, a szög melletti befogója 7 cm. Mekkora a háromszög átfogója? (4 pont)


3. előadás. Elemi geometria Terület, térfogat

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz

Egyenes mert nincs se kezdő se végpontja

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar. Érdekes síkgörbék. BSc szakdolgozat

10. Koordinátageometria

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Skaláris szorzat: a b cos, ahol α a két vektor által bezárt szög.

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek

Nagy András. Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály 2010.

EGY ABLAK - GEOMETRIAI PROBLÉMA

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Analízis III. gyakorlat október

Regresszió számítás. Tartalomjegyzék: GeoEasy V2.05+ Geodéziai Kommunikációs Program

HÁZI FELADATOK. 1. félév. 1. konferencia A lineáris algebra alapjai

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény (A feladatok megoldásai a dokumentum végén találhatók)

IV. INTEGRÁLSZÁMÍTÁS Feladatok november

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Polárkoordinátás és paraméteres megadású görbék. oktatási segédanyag

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Befordulás sarkon bútorral

9. Írjuk fel annak a síknak az egyenletét, amely átmegy az M 0(1, 2, 3) ponton és. egyenessel;

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

Matematika 11 Koordináta geometria. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Trigonometria II.

Függvényhatárérték és folytonosság

Bevezetés az elméleti zikába

2. ELŐADÁS. Transzformációk Egyszerű alakzatok

1. A komplex számok definíciója

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

Vektorgeometria (1) First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Néhány szó a mátrixokról

Geometria 1 normál szint

10. Differenciálszámítás

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

Matematika (mesterképzés)

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Síkbeli egyenesek Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

1. Komplex számok. x 2 = 1 és x 2 + x + 1 = 0. egyenletek megoldását számnak tekinthessük:

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

GBN304G Alkalmazott kartográfia II. gyakorlat

Átírás:

CIKLOISOK GÖRBE A KÁVÉSCSÉSZÉBEN Gabika és a Slepp 2016. július 25. Miskolci Herman Ottó Gimnázium

Tartalomjegyzék Kausztikus görbék Ruletták, Cikloisok Egy kis tudománytörténet A cikloisok alapvető csoportosításai A közönséges ciklois Az Epiciklois A Hipociklois Cikloisok előfordulása

Hogy mi a kapcsolat a reggeli csésze kávéd, a Milánói dóm és Galilei között? Jelen előadásunk - többek között - erre is keresi a választ.

A KÁVÉBAN LÉVŐ GÖRBE MESÉJE

A kávéban lévő görbe meséje Biztosan mindannyian észrevettétek már azt a bizonyos görbét, ami a reggeli kávéscsészében rajzolódik ki a korai napsugarak első nyújtózkodásaik által.

A kávéban lévő görbe meséje Biztosan mindannyian észrevettétek már azt a bizonyos görbét, ami a reggeli kávéscsészében rajzolódik ki a korai napsugarak első nyújtózkodásaik által. Nem?

A kávéban lévő görbe meséje Biztosan mindannyian észrevettétek már azt a bizonyos görbét, ami a reggeli kávéscsészében rajzolódik ki a korai napsugarak első nyújtózkodásaik által. Nem?

KAUSZTIKUS GÖRBÉK

Kausztikus görbék Legyen adott az r(s) görbe és egy P pont. Bocsássunk fénysugarakat a pontból a görbére, ahonnan azok a fizikai törvénynek megfelelően visszaverődnek. Az így keletkezett egyparaméteres egyenessereg burkolóját (ha van), kausztikus görbének nevezzük.

Két speciális kausztikus görbe * Cardioid

Két speciális kausztikus görbe * Nefroid

Cardioid Olyan kausztikus görbe, mely tükröződő r(s) görbéje kör, s a pontszerű P fényforrás, mely létrehozza, rajta van a körön.

Cardioid Olyan kausztikus görbe, mely tükröződő r(s) görbéje kör, s a pontszerű P fényforrás, mely létrehozza, rajta van a körön. A megtört fénysugár és a kör metszéspontjának meghatározása: x(t) a cos(t)(1 cos(t)) y(t) a sin(t)(1 cos(t))

Cardioid a valóságban

Nefroid Olyan kausztikus görbe, mely tükröződő r (s) görbéje kör, s a pontszerű P fényforrás, mely létrehozza, egy végtelen távoli pont, azaz a fénysugarak párhuzamosan érkeznek a körre.

Nefroid Olyan kausztikus görbe, mely tükröződő r (s) görbéje kör, s a pontszerű P fényforrás, mely létrehozza, egy végtelen távoli pont, azaz a fénysugarak párhuzamosan érkeznek a körre. A megtört fénysugár és a kör metszéspontjának meghatározása: x(t) a(3 cos(t) cos(3t)) y(t) a(3 sin(t) sin(3t))

RULETTÁK

Csúszásmentes gördülés Adott λ 1 és λ 2 görbék esetén mozgassuk a λ 1 görbét a rögzített λ 2 görbe mentén úgy, hogy azok folyamatosan érintkezzenek a mozgás során. Ha a λ 1 görbe bármely P 1 és P 2 pontja közötti ívhossz megegyezik a λ 2 -beli, megfelelő P 1 és P 2 pontok közötti ívhosszal, akkor azt mondhatjuk, hogy a λ 1 görbe csúszásmentesen gördül a λ 2 görbén.

Ruletta A λ 1 és λ 2 görbék legyenek egy síkban. Ha a λ 1 görbe síkját rögzítjük és a λ 2 görbét síkjával együtt csúszásmentesen mozgatjuk a λ 1 mentén, akkor a λ 2 görbe síkjának tetszőleges kiszemelt P pontja egy pályagörbét, úgynevezett rulettát ír le. Ekkor λ 1 -et a ruletta alapgörbéjének, λ 2 -t generáló görbéjének, P-t generálópontjának nevezzük.

CIKLOISOK

Általános Ciklois Azt a görbét, amelyet egy irányított görbén csúszásmentesen legördülő kör egy meghatározott pontja ír le, általános cikloisnak nevezzük. Azaz, az általános ciklois egy olyan ruletta, amelynek a generáló görbéje egy kör.

Egy kis tudománytörténet A cikloisokat először Nicolaus Cusanus, német püspök vizsgálta az 1400-as években.

Egy kis tudománytörténet A cikloisokat először Nicolaus Cusanus, német püspök vizsgálta az 1400-as években. A pontos definíciójuk csak 100 évvel később tudta Marin Mersenne, francia szerzetes megadni.

Egy kis tudománytörténet A cikloisokat először Nicolaus Cusanus, német püspök vizsgálta az 1400-as években. A pontos definíciójuk csak 100 évvel később tudta Marin Mersenne, francia szerzetes megadni. Nevüket Galileitől kapták.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása generálópontjuk elhelyezkedése szerint

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása generálópontjuk elhelyezkedése szerint Csúcsos ciklois A generálópont a generálókör körvonalán van.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása generálópontjuk elhelyezkedése szerint Csúcsos ciklois A generálópont a generálókör körvonalán van. Nyújtott ciklois A generálópont a generálókör belső pontja.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása generálópontjuk elhelyezkedése szerint Csúcsos ciklois A generálópont a generálókör körvonalán van. Nyújtott ciklois A generálópont a generálókör belső pontja. Hurkolt ciklois A generálópont a generálókörhöz rögzített, a körön kívül eső pont.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása alapgörbéjük szerint

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása alapgörbéjük szerint Közönséges ciklois Az alapgörbe egyenes.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása alapgörbéjük szerint Közönséges ciklois Az alapgörbe egyenes. Hipociklois A ciklois alapgörbéje kör, mely körön belül gördül végig a generálókör.

A cikloisok csoportosítása A cikloisok csoportosítása alapgörbéjük szerint Közönséges ciklois Az alapgörbe egyenes. Hipociklois A ciklois alapgörbéje kör, mely körön belül gördül végig a generálókör. Epiciklois A ciklois alapgörbéje kör, mely körön kívül gördül végig a generálókör.

KÖZÖNSÉGES CIKLOISOK

Közönséges ciklois Adott egy Descartes-féle derékszögű koordináta-rendszer, abban az y 0 egyenes (az x-tengely) és a x 2 + (y r) 2 r 2 kör. Ekkor ha ezt a kört végig szeretnék csúszásmentesen görgetni ezen az egyenesen, azt úgy tehetjük meg, hogy elforgatjuk ezt a kört a középpontja körül α szöggel negatív irányba, majd az ehhez a szöghöz tartozó ívhossz hosszával eltoljuk párhuzamosan az x-tengellyel pozitív irányba.

Közönséges ciklois K α P i 1. 2. B 3. 4. 5. C 6.

Közönséges ciklois K α P i 1. 2. B 3. 4. 5. C 6. α 2π 2 r π i

Közönséges ciklois K α P i 1. 2. B 3. 4. 5. C 6. α 2π 2 r π i αr i

Közönséges ciklois Gördülés során a kör középpontja csak vízszintesen halad, azaz csak az x koordinátája változik, a szög függvényében:

Közönséges ciklois Gördülés során a kör középpontja csak vízszintesen halad, azaz csak az x koordinátája változik, a szög függvényében: K(α r, r)

Közönséges ciklois Gördülés során a kör középpontja csak vízszintesen halad, azaz csak az x koordinátája változik, a szög függvényében: K(α r, r) A körvonal egy általános pontja mind vízszintesen halad a körrel együtt, mind folyamatosan kering a kör középpontja körül r távolságban:

Közönséges ciklois Gördülés során a kör középpontja csak vízszintesen halad, azaz csak az x koordinátája változik, a szög függvényében: K(α r, r) A körvonal egy általános pontja mind vízszintesen halad a körrel együtt, mind folyamatosan kering a kör középpontja körül r távolságban: P(α r + cos(α), r + sin(α))

Közönséges ciklois Gördülés során a kör középpontja csak vízszintesen halad, azaz csak az x koordinátája változik, a szög függvényében: K(α r, r) A körvonal egy általános pontja mind vízszintesen halad a körrel együtt, mind folyamatosan kering a kör középpontja körül r távolságban: P(α r + cos(α), r + sin(α)) Egy szabadon választott ilyen P pont a mozgás során egy ciklois alakú pályán mozog.

Közönséges ciklois Ha éjjel egy világító led-et fogatunk a kerékpárunk egy küllőjére, majd nagyon gyorsan tekerünk vele, a led is egy fénycikloist fog kirajzolni az éjszaka sötétjébe.

Közönséges ciklois Ha éjjel egy világító led-et fogatunk a kerékpárunk egy küllőjére, majd nagyon gyorsan tekerünk vele, a led is egy fénycikloist fog kirajzolni az éjszaka sötétjébe. Ne próbáljátok ki otthon!

Közönséges ciklois Ha éjjel egy világító led-et fogatunk a kerékpárunk egy küllőjére, majd nagyon gyorsan tekerünk vele, a led is egy fénycikloist fog kirajzolni az éjszaka sötétjébe. Ne próbáljátok ki otthon!

EPI- ÉS HIPOCIKLOISOK

járól A GeoGebra egy könnyen használható geometriai és algebrai oktatóprogram. Kapcsolatot teremt a matekfüzetben lévő képletek és azok vizuális szemléltetései között. Remekül lehet vele függvényeket ábrázolni és animációkat készíteni.

A hipociklois generálókörének középpontja

A hipociklois generálókörének középpontja 6. 4. 2. r 1 r 2 B (r 1 + r 2 )sinα α P 4. 2. A 0 2. (r 1 + r 2 )cosα 4. 6. 8. 2.

Az epiciklois paraméteres egyenlete ( ) x(t) (r 1 + r 2 ) cos(t) + d cos t r1 + 1 ( r 2 ) y(t) (r 1 + r 2 ) sin(t) + d sin t r1 + 1 r 2

A hipociklois paraméteres egyenlete ( ) x(t) (r 1 r 2 ) cos t + d cos t r2 r 1 r 2 ( ) y(t)(r 1 r 2 ) sin(t) + d sin t r2 r 1 r 2 (1) (2)

CIKLOISOK ELŐFORDULÁSA A NAGYVILÁGBAN

Cikloisok előfordulása a nagyvilágban - avagy mi értelme van ennek az egésznek? Már láthattuk, hogy a természetben is előfordulhatnak cikloisok (lásd: a kávés kezdésünk), de igazán jelentős szerepük a művészetekben és a technikai eszközökben mutatkozik meg. Ahogy a képzőművészet számos területén találkozhatunk cikloisokkal, úgy nem kevés technikai eszközben is felhasználták feltalálóik a cikloisokról megszerzett tudásukat. Lássunk néhány példát!

A brachistochrone probléma "Ha adott egy A pont és egy tőle alacsonyabban elhelyezkedő B pont, akkor melyik az az út a tér eme két pontja között, amelyet egy golyó az A pontból elindulva a legrövidebb idő alatt tesz meg (ha csak a nehézségi erő hat rá)?" - fogalmazódott meg a kérdés Galilei fejében, miközben híres, pisai ferde tornyos kísérletnek eredményeit nézegette.

A brachistochrone probléma "Ha adott egy A pont és egy tőle alacsonyabban elhelyezkedő B pont, akkor melyik az az út a tér eme két pontja között, amelyet egy golyó az A pontból elindulva a legrövidebb idő alatt tesz meg (ha csak a nehézségi erő hat rá)?" - fogalmazódott meg a kérdés Galilei fejében, miközben híres, pisai ferde tornyos kísérletnek eredményeit nézegette. Kérdését végül (többek között) Johann Bernoulli válaszolta meg: a pálya kezdőpontja egy ciklois tűhegyében van, s a golyó egy közönséges fél ciklois íven gördül le.

A brachistochrone probléma Érdekessége még ennek a problémának, hogy ha többször, különböző magasságokból is engedjük el ezt a golyót, bármilyen magasságból is indítsuk el, ha a mozgásának kezdőpontjai egyazon cikloison vannak, akkor ugyanannyi idő alatt fogja elérni a golyó a ciklois végpontját, B-t.

A brachistochrone probléma

Fogaskerekek Bizonyos fogaskerekek fogazat ciklois alakot követ.

Fogaskerekek Bizonyos fogaskerekek fogazat ciklois alakot követ. Ez azért előnyös, mert kis fogszámmal is gyárthatóak, így kis helyen nagy áttétel valósítható meg.

Fogaskerekek Bizonyos fogaskerekek fogazat ciklois alakot követ. Ez azért előnyös, mert kis fogszámmal is gyárthatóak, így kis helyen nagy áttétel valósítható meg. Kis méretük miatt főként mechanikus órákban használják őket.

Fogaskerekek

Cikloison alapuló 3D-s ábra Az ábrán látható kardioidon alapuló 3D szobrok a kardioidot előállító körök különböző szögű forgatásaival keletkeztek. Ez a két kép például ugyanazt a testet ábrázolja két különböző szemszögből.

Spirográf A spirográf által létrehozott virágok valójában nyújtott hipocikloisok, így látványos demonstrációs eszköz a hipocikloisok előállításának bemutatására.

A mandala A mandala szerkezetének lényege, hogy a motívum a középpontból indul ki, forgásszimmetrikus és ívekből épül fel. Ezen kritériumoknak az epi- és hipocikloisok teljes mértékben megfelelnek, így gyönyörű mandalák készítésére is alkalmasak.

A mandala A mandala szerkezetének lényege, hogy a motívum a középpontból indul ki, forgásszimmetrikus és ívekből épül fel. Ezen kritériumoknak az epi- és hipocikloisok teljes mértékben megfelelnek, így gyönyörű mandalák készítésére is alkalmasak.

Egy kis zene Az Amati és Stradivari hegedűk hátának görbülete a tökéletes hangzás elérésének érdekében zsugorított cikloisok.

Egy kis zene Az Amati és Stradivari hegedűk hátának görbülete a tökéletes hangzás elérésének érdekében zsugorított cikloisok.

Ciklois karakterisztikájú mikrofonok A gömb karakterisztikájú mikrofon nyitott, membránja mindkét oldalára hat a hangnyomás, minden irányból érzékel. Az úgynevezett irányított (pl. kardioid) karakterisztika főirányba maximális érzékenységű, egyéb irányokba fokozatosan gyengülő érzékenységű.

Kimbell Art Museum, Texas A texasi Kimbell Art Museum előkertjének tetőszerkezete is ciklois formát követ.

Milánói dóm A Milánói dómot figyelve is sokfelé vehetünk észre ciklois alakokat.

Milánói dóm

Milánói dóm

CIKLOISOK A TERMÉSZETBEN

Cikloisok a természetben (a kávén túl) A sejtek osztódásának speciális tulajdonságai miatt a természetben számtalan helyen találkozhatunk cikloisokkal.

Napraforgó magjainak elrendezo dése

Meggy vagy cseresznye alakja

Pávák tollazata

Pávák tollazata

Pávák tollazata

KÖSZÖNJÜK A FIGYELMET!