ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЗИЦИОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
А. А. Коробов, аспирант кафедры БМТ ТГТУ;
Е. И. Глинкин, д-р техн. наук, профессор ТГТУ
Построено семейство динамических характеристик погрешности
и оценки оптимальных параметров позиционного регулирования для
выбора прецизионного критерия как самого эффективного и наиболее
47
оптимального для процесса регулирования. Проведен сопоставитель-
ный анализ мер оценок эффективности по мультипликативно-
симметричному, интегральному и прецизионным критериям для ана-
лиза эффективности каждой меры, из чего ясно, что прецизионный
критерий лучше по погрешности интегрального в 4 раза, а МСК
в 1,3 раза, по оперативности лучше интегрального в 6,25 раза, МСК –
в 3,13 раза. Анализ степенных критериев показывает наибольшую эф-
фективность по погрешности (в 2,3 раза) и времени выхода на режим
(в 3 раза) соответственно с увеличением степени.
Показана низкая точность стандартного критерия из-за неопреде-
ленности нелинейности, требующего подстройки фиксированного ко-
эффициента П-регулирования в диалоговом режиме оператора, что
исключает автоматизацию адаптивного контроля. Доказана высокая
эффективность симметричного критерия с гибким регулированием в
адаптивном диапазоне автоматического контроля за счет оптимизации
относительной погрешности и нелинейности к нормируемым эквива-
лентам, соответствующим нулевой и единичной мере, согласно анали-
тическим закономерностям оптимизации.
СМАРТФОН «ЗДОРОВЬЕ»
А. Барышев, ученик 11 Б класса ПЛИ ТГТУ;
Е. А. Иванов, инженер ТГТУ
Сегодня диабетом страдает более 230 миллионов человек на пла-
нете, это примерно 6% взрослого населения земного шара. По данным
государственного регистра, в России сахарным диабетом страдают
более 3,3 миллиона человек. Предлагается глюкометр встроить в
смартфон, что вкупе со специальным программным обеспечением по-
зволит эффективно контролировать уровень сахара в крови, а функция
отправки показаний уровня глюкозы в крови через sms позволит опе-
ративно реагировать на опасные изменения в организме. Это сделано
для того, чтобы устройством могли пользоваться не только взрослые
люди, но и дети.
УМНЫЙ ДОМ
П. Никулин, ученик 11 Б класса ПЛИ ТГТУ;
Е. А. Иванов, инженер ТГТУ
Любое здание – будь-то административное, производственное
или жилое состоит из некоторого набора элементов, отвечающих за
выполнение определенных функций, которые решают различные за-
48
дачи в процессе функционирования этого здания. По мере усложне-
ния этих элементов и увеличения количества выполняемых ими
функций управление ими становилось все сложнее.
Рассмотрена возможность построения современной интеллекту-
альной системы удаленного управления зданием, сформулированы
основные требования и характеристики ее реализации. Среди суще-
ствующих в мире на сегодняшний день реализаций наиболее полно
удовлетворяют требованиям концепции интеллектуального дома ин-
тегрированные системы управления зданием. В рамках своих стан-
дартов они обеспечивают выполнение всех требований, обладая при
этом несомненными достоинствами: длительная и глубокая прора-
ботка таких систем множеством разработчиков; наличие открытых
стандартов, поддерживаемых широким кругом разработчиков; эко-
номические выгоды как для создателей систем, так и для их пользо-
вателей.
РОССИЙСКИЕ ДОРОГИ
Т. Кунова, С. Тебряева, ученицы 11 А класса ПЛИ ТГТУ;
Е. А. Иванов, инженер ТГТУ
Проблема российских дорог не может быть обрисована в двух
словах. Основная причина плачевного состояния дорог – это некачест-
венное сырье, которое используется при строительстве дорог.
Предлагается добавить в состав асфальта нанолак. Он сможет
придать поверхности асфальта «волшебные» свойства – грязь и пыль
перестанут на ней держаться, влага (дождевые капли, масляная жижа
из-под колес) будет скатываться, как стекает дождь с листьев лотоса.
А это значит, что дорога будет как новая спустя годы верной службы.
Нанолак – это современное однокомпонентное покрытие на основе
нанотехнологий. Оно обеспечивает отторжение до 95% водяных и
масляных субстанций с поверхности. Существенно снижает прили-
пание грязи, насекомых, пыльцы и других вредных и загрязняющих
веществ. Нанолак обеспечивает высокую устойчивость к погодным
условиям.
49
ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
Руководитель Б. И. Герасимов, д-р экон. наук, профессор ТГТУ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В РОССИИ
В. Завьялов, ученик 11 Б класса, лицей № 2, г. Тамбов;
Е. А. Хоменко, учитель математики
Математика – это особый мир, мир безграничных возможностей,
мир в котором и с помощью которого можно воплощать свои идеи в
жизнь. Мы решили рассмотреть и проанализировать прошлое и на-
стоящее математического образования. Все в мире развивается с течени-
ем времени. Развивается и математика. Цель работы: доказать, что ма-
тематическое образование ежедневно совершенствуется и этот процесс
не останавливается уже на протяжении четырех веков (с XVIII по XXI).
Действительно, можно сказать, что математическое образование
постоянно развивается, а вот то, как мы используем это образование –
зависит от нас, что и показано на примере реформы Колмогорова. На-
много ли проще было поступить в вуз в прошлом веке, ведь прошло
более ста лет и знаний, стало быть, стало больше? Если сравнивать с
современным экзаменом, то в прошлом веке требовалось не только
знать определенные формулы и применять их, но также знать ответы
на вопросы: «Почему именно так выглядит определенная формула?
Как она появилась? Зачем ее используют?» С такой точки зрения ма-
тематические знания прошлого века имели крепкую основу и были
непоколебимы. Развитие математического образования также неиз-
бежно, как и старение человека. Это непреложная истина.
МАТЕМАТИКА И МЕДИЦИНА
К. Петрова, ученица 9 класса Моисеево-Алабушской СОШ,
Уваровский р-н; Н. В. Фролова, учитель математики
На первый взгляд, медицина и математика могут показаться несо-
вместимыми областями человеческой деятельности. Но так ли это на
самом деле? Цель работы: показать значимость математики в медици-
не. В работе рассмотрено, какие математические методы применяются
в медицине; показано значение математики для медицинского работ-
ника. Исследовательская часть проекта – это анализ состояния сердца
группы учащихся, регулярно занимающихся спортом, и влияния на
50
сердце физических нагрузок. Мы решили обратить внимание родителей,
тренеров и самих учащихся, занимающихся спортом, на данную про-
блему. Показан ряд способов первичной диагностики состояния сердца.
В своей работе я представила пособие, которое можно использо-
вать как для учеников, которые планируют стать медицинскими ра-
ботниками, так и уже обучающихся в медицинских колледжах. Рабо-
тая над проектом, я выяснила, что математика и медицина неразрывно
связаны друг с другом и без математики невозможно представить со-
временную медицину.
ВЕБ-СЕРВИС «МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ПАРТНЕР»
А. Зайцева, ученица 9 класса Комсомольской СОШ, Тамбовский р-н;
Л. А. Короткова, учитель математики
В нашей школе широко используются информационные техноло-
гии в самых разных сферах: мы делаем компьютерные презентации,
создаем электронные web-ресурсы и даже системы тестирования. Одним
из новых достижений в области символьных вычислений, которое мож-
но применить в образовании, является веб-сервис MathPartner. В разра-
ботке компании Mathparca, в которой принимали участия тамбовские
ученые, реализовано много алгоритмов. Его адрес http://mathpar.com.
Я задумалась: каким образом этот веб-сервис может быть полезен в
учебном процессе ученику и учителю?
Цель исследования: выявить возможности, которые предоставля-
ет система MathPartner для интенсификации образовательного процес-
са по предмету «математика». Представленная работа состоит из двух
частей. В первой рассматриваются структура, возможности и области
применения веб-сервиса Mathpar. Во второй части представлены
опытно-экспериментальное исследование «Применение веб-сервиса
MathPartner при подготовке к основному государственному экзамену»,
анализ полученных результатов, качество освоения программного ма-
териала, темп урока, изменение характера нагрузки на учителя за счет
автоматизации проверки решения задач учащимися.
ЧИСЛА ФИБОНАЧЧИ И ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ
О. Ананьева, ученица 9 класса, Дом детского творчества,
Токаревский р-н; Л. В. Постникова, директор, руководитель НОУ
Во всех школах мира детей учат математике, потому что матема-
тика – самое главное знание, которое даже раньше уважали и обожест-
вляли. Среди множества изобретений, сделанных учеными в прошлых
51
веках, нас заинтересовали: открытие закономерности развития нашего
мироздания в виде системы чисел, и введение арабской системы ис-
числения (числа Фибоначчи) и знания о золотом сечении и его много-
численных приложениях в природе, науке и искусстве.
Цель работы: выяснить взаимосвязь между такими открытиями
человечества, как числа Фибоначчи и «золотое сечение». Задачи: изу-
чить теорию о последовательности чисел Фибоначчи; исследовать
взаимосвязь «золотого сечения» с числами Фибоначчи; практически
построить Золотую Спираль и вычислить коэффициент пропорцио-
нальности, используя ряд Фибоначчи на примере произвольных чисел.
Исследования показывают: несмотря на то, что ряд чисел Фибоначчи
был предложен случайно, это открытие является значительным и под-
тверждает теорию золотого сечения.
СВОЙСТВА ФУНКЦИЙ ПРИ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ
Д. Дударев, ученик 11 А класса гимназии, г. Моршанск;
Н. А. Терехова, учитель математики высшей категории
На различных математических олимпиадах и в ходе подготовок к
ним встречаются уравнения, которые решаются нестандартными спо-
собами. Оказалось, что эти уравнения составляют целый класс уравне-
ний и называются комбинированными. Несмотря на нестандартность,
такие задачи не выходят за рамки школьной программы, поскольку мо-
гут быть решены школьными методами. В основном, это функциональ-
ные методы, т.е. методы, опирающиеся на свойства функций. Цель ра-
боты: научиться применять свойства функций при решении комбиниро-
ванных уравнений. Задачи: изложить теоретический материал по свой-
ствам функций; научиться решать уравнения из вариантов ЕГЭ с ис-
пользованием свойств монотонности, ограниченности и четности; в по-
мощь учителю создать методическое пособие. Практическая значимость
работы заключается в использовании ее на углубленных занятиях по ма-
тематике, при подготовке к математическим олимпиадам и к экзаменам.
РЕАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ ГРАФИКОВ
Ю. Кажаева, Ю. Гончарова, ученицы 10 А класса гимназии,
г. Моршанск; И. С. Гребенникова, учитель математики
Актуальность работы обусловлена, с одной стороны, большим
интересом к теме «Графики», с другой стороны, ее недостаточной раз-
работанностью. Рассмотрение вопросов в работе носит как теоретиче-
скую, так и практическую значимость. Решая на практике задачи
52
типа В5, мы готовимся к ЕГЭ по математике. Целью написания работы
является: рассмотрение необычных способов получения графиков
функций, их свойств и практическое применение. Задачи исследова-
ния: рассмотреть графический способ решения уравнений и систем
уравнений с параметрами; показать применение данных способов при
решении С5 и олимпиадных заданий; подобрать тренировочные зада-
ния для отработки метода решения с помощью графиков; решая прак-
тические задачи, подготовиться к ЕГЭ. Это исследование наглядно и с
успехом может быть использовано на уроках обобщающего повторе-
ния, при углубленном изучении математики, а также на внеклассных и
факультативных занятиях, что позволяет расширить знания в области
математики и повысить интерес к изучению предмета.
МЕТОДЫ ПРИКЛАДНОЙ ГЕОМЕТРИИ В ЧЕРТЕЖАХ
ГОРОДСКИХ ЗАСТРОЕК НА ПРИМЕРЕ ТАМБОВА
И. Стрельникова, А. Хордыкова, ученицы 11 класса ПЛИ ТГТУ;
А. А. Горелов, канд. техн. наук, доцент ТГТУ
Некоторые методы, изучаемые в геометрии, имеют большое при-
кладное значение в чертежной практике. В частности, в архитектурных
разработках и проектах нередко используют нетрадиционные приемы,
которые позволяют с большой степенью наглядности представить
большие участки городских застроек. Они значительно отличаются от
обычных ортогональных способов изображений. Зенитная косоуголь-
ная изометрия является одним из таких вариантов нетрадиционного
изображения. Способ параллельного проецирования изображаемого
объекта на плоскость, расположенную под острым (косым) углом к
направлению проецирования, также дает ирреальное изображение.
Теоретические аспекты этого вопроса подробнее рассмотрены нами в
прилагаемом отчете по исследовательской работе.
Как правило, применение косоугольной зенитной изометрии по-
зволяет дать оптимальное представление о многочисленной группе
изображаемых объектов. Изображенные в косоугольной зенитной изо-
метрии на чертеже, они дают необходимую зрительную информацию и
позволяют решать вопросы метрического и позиционного характера.
Однако, в силу невыясненных обстоятельств, подобных чертежей, от-
носящихся к отдельным участкам нашего города либо других городов
и населенных пунктов Тамбовской области, до последнего времени не
было. В последнее время этот недостаток нами устранен. На этой на-
учно-практической конференции мы впервые представляем результаты
проведенной научно-исследовательской работы по отмеченному на-
правлению.
53
КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА
ПРИ НЕСТАНДАРТНОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ РАССТОЯНИЯ
Е. Захарова, ученица 10 Б класса ПЛИ ТГТУ;
И. В. Петрова, учитель математики
В школьном учебнике геометрии рассматривается определение
расстояния между двумя точками
(
)
1
1
; y
x
А
и
(
)
2
2
; y
x
В
на плоскости
как
(
)
(
) (
)
2
1
2
2
1
2
,
y
y
x
x
В
А
−
+
−
=
ρ
. Однако можно ввести бесконечно
много определений расстояния. «Удобные» определения расстояния
имеют ряд общих свойств и называются метриками. В работе рассмат-
риваются, наряду с приведенным определением, определения расстоя-
ния такси
(
)
1
2
1
2
,
y
y
x
x
В
А
−
+
−
=
ρ
и расстояния Чебышева
(
)
)
;
max(
,
1
2
1
2
y
y
x
x
В
А
−
−
=
ρ
.
Интересно посмотреть, как будут выглядеть известные кривые:
окружность, эллипс, гипербола, парабола при таких определениях рас-
стояния. В работе записаны уравнения указанных кривых второго по-
рядка в метрике такси и метрике Чебышева, а также исследован их
вид. Вид этих линий будет меняться при повороте системы координат.
Нами рассмотрен случай для эллипса и гиперболы, когда их фокусы
лежат на оси абсцисс, а для параболы, когда фокус лежит на оси абс-
цисс, директриса ей перпендикулярна.
ГЕОМЕТРИЯ В НАШЕЙ ЖИЗНИ
Д. Борисов, ученик 10 А класса СОШ № 1, г. Кирсанов;
И. А. Глушкова, учитель математики
Геометрия, с которой начинается история математики, является
одной из самых древних наук. Она изучает такие свойства тел, как
форма и размеры, независимо от их массы, твердости или цвета. Гео-
метрия – это наука о формах и размерах предметов, окружающих нас,
а также их взаимном размещении в пространстве и на плоскости. Цель
исследовательской работы: определение значимости геометрии в жиз-
ни человека. В ходе исследовательской деятельности я ближе позна-
комился с историей возникновения геометрии. Полученные знания
достаточно легко применялись мною на практике, помогли лучше уви-
деть взаимосвязь геометрии с окружающим нас миром, когда исследо-
вал различные способы измерения высоты деревьев, башни, ширины
рек, расширили знания по геометрии. Развивая навыки научно-
54
исследовательской работы, повысился у меня интерес к геометрии.
Теперь могу смело утверждать, что значение геометрии огромно в на-
шей жизни, а ее практическое применение имеет место быть.
СИММЕТРИЯ В АРХИТЕКТУРЕ
Ю. Занорина, ученица 9 Б класса Кочетовской СОШ,
Мичуринский р-н; Л. А. Щекочихина, учитель математики
Ни один из видов искусств так тесно не связан с геометрией как
архитектура. Симметрия является той идеей, с помощью которой че-
ловек веками пытается объяснить и создать порядок, красоту и совер-
шенство. Данная работа представляет собой теоретическое исследова-
ние, где в качестве объекта рассматривается связь между симметрией и
архитектурой сооружений. Предметом исследования является симмет-
рия как одна из математических основ законов красоты. Целью иссле-
дования стало изучение симметрии, ее видов; использование симмет-
ричных форм в архитектурных сооружениях. Для достижения цели
решаются задачи: симметрия выделяется как математическая основа
законов красоты в архитектуре; изучаются основные направления
применения симметрии в истории архитектуры разных стран; прово-
дится фотосъемка архитектурных сооружений города Мичуринска и
села Глазок; анализируются рассмотренные постройки с точки зрения
изученного понятия «симметрия».
КООРДИНАТНО-ВЕКТОРНЫЙ МЕТОД
РЕШЕНИЯ СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Е. Владимирова, ученица 11 класса Моисеево-Алабушской СОШ,
Уваровский р-н; Г. В. Мешкова, учитель математики
Координатный метод решения задач на сегодняшний день самый
мощный и при правильном подходе позволяет решить фактически все
виды математических, физических, астрономических и технических
задач. В работе исследовано: как решаются стереометрические задачи,
если на них взглянуть по-иному, т.е. если рассмотреть задачу в трех-
мерной системе координат. К тому же я решила выяснить историю
появления этого метода решения задач. Для хорошего выполнения
заданий ЕГЭ я проанализировала задания С2 и сделала вывод о том,
задачи какого типа наиболее часто встречаются в предполагаемых
КИМах ЕГЭ-2014. Далее в своей работе я раскрыла содержание ме-
тода, изучила основные формулы и теоремы, показала применение
55
метода на несложных, элементарных задачах. Кроме того, я сочла
необходимым решить сложные стереометрические задачи с исполь-
зованием векторно-координатного метода, сравнить и показать его
преимущества.
ПОТРЕБИТЕЛЬСКАЯ КОРЗИНА
С. Шихорин, ученик 11 А класса Уваровщинской СОШ, Кирсановский р-н;
И. В. Закомолдина, учитель математики
Повышение уровня жизни населения является главной целью лю-
бого прогрессивного общества. Государство обязано создавать благо-
приятные условия для здоровой и благополучной жизни людей, обес-
печивая экономический рост и социальную стабильность в обществе.
Нормы и состав потребительской корзины давно не соответствуют ее
стоимости и потребностям населения. Цель работы: сравнить соответ-
ствие товаров, входящих в потребительскую корзину, и товаров, наи-
более потребляемых населением.
В проекте проведен сравнительный анализ действующей потре-
бительской корзины с «потребительскими корзинами» наших семей;
проведено анкетирование с целью выяснения, как распределяется и от
чего зависит доходная часть бюджета в семьях нашего региона; мы
попытались определить, чем руководствуются жители при выборе тор-
говой точки. Получены доказательства, подтверждающие, что потре-
бительская корзина несовершенна. Есть над чем работать!
ВЫБОР И ПОКУПКА ТОВАРОВ
Ю. Корнеева, О. Суслова, ученицы 10 класса СОШ № 1,
г. Моршанск; Н. Б. Кондрашина, учитель истории и обществознания
В современном мире стало актуальным массовое потребительское
образование. Независимо от того, чем мы будем заниматься в буду-
щем, всем нам предстоит жить в мире экономики, и значит, наше эко-
номическое образование – не дань моде, а насущная необходимость.
Цель работы: выявить уровень умения покупателей при выборе каче-
ственного товара и предлагаемых услуг.
Для каждого современного человека очень важным моментом
является правильный выбор товаров. В результате возникает необхо-
димость искать альтернативное решение в сложившейся ситуации.
Уровень жизни человека зависит не только от размера его заработной
платы или сбережений, но и от того, насколько разумно он тратит
|