Koch Snowflakes
Grade Level:
High School
Type:
Mathematics, Geometry
Objective:
This experiment will explore the possibility of creating an infinite object by hand.
Research Questions:
Is it possible to ascertain the geometric parameters for an infinite object?
Can an object have both finite properties and infinite properties?
Introduction:
Although an in-depth study of fractals was not possible before computers, the theory is not totally new. Helge von
Koch, a Swedish mathematician, discovered a fractal in the early 20
th Century, and now you can recreate and
study his “snowflake” on paper.
Materials:
Large piece of paper
Ruler
Computer
Pencil
Eraser
Experimental Procedure:
1. Draw a large equilateral triangle on the piece of paper. Use the ruler to make the triangle as accurate as
possible.
2. Divide each line segment of the triangle into equal thirds, and erase the middle portion of each line.
3. In its place, draw another equilateral triangle. You should end up with a “Star of David” shape.
4. Repeat steps 2 to 4 until you can’t draw any more triangles. The shape should resemble a very complex
snowflake. A computer could repeat this until infinity, but humans are bounded by the materials.
5. Knowing how you created the snowflake, represent its properties in an equation.
6. The area of a triangle, if s the length of a side, is (s^2(√3))/4. Using this information, attempt to figure out the
area of your object.
7. Analyze this data. What is finite about the snowflake, and what is infinite? Does the perimeter continually
increase? Does the area?
Concepts: fractals, Koch’s curve, geometry
คอช เกล็ดหิมะระดับชั้น :โรงเรียนมัธยมประเภท :คณิตศาสตร์ , เรขาคณิตวัตถุประสงค์ :การทดลองนี้จะสำรวจความเป็นไปได้ของการสร้างวัตถุอนันต์โดยมือคำถามงานวิจัยมันเป็นไปได้ที่จะวินิจฉัยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของวัตถุที่ไม่มีที่สิ้นสุด ?สามารถวัตถุที่มีคุณสมบัติทั้งสองวิธีและคุณสมบัติอนันต์ ?บทนำ :ถึงแม้ว่าการศึกษาในเชิงลึกของ Fractals เป็นไปไม่ได้ก่อนที่คอมพิวเตอร์ , ทฤษฎีไม่ได้เป็นใหม่ทั้งหมด Helge vonKoch , นักคณิตศาสตร์ชาวสวีเดนพบเศษส่วนในช่วงต้น 20ศตวรรษ , และตอนนี้คุณสามารถสร้างและการศึกษาของเขา " เกล็ดหิมะ " บนกระดาษวัสดุ :ชิ้นใหญ่ของกระดาษไม้บรรทัดคอมพิวเตอร์ดินสอยางลบทดลอง :1 . วาดเป็นสามเหลี่ยมของปาสกาลขนาดใหญ่บนแผ่นกระดาษ ใช้ไม้บรรทัดให้ถูกต้อง เหมือนสามเหลี่ยมเป็นไปได้2 . แบ่งแต่ละส่วนของสามเหลี่ยมเป็นสามเท่า และลบส่วนกลางของแต่ละบรรทัด3 . ในสถานที่วาดใหม่รูปสามเหลี่ยมด้านเท่า . คุณควรจะจบลงด้วย " ดาวของดาวิด " รูปร่าง4 . ทำซ้ำขั้นตอนที่ 2 ถึง 4 จนคุณไม่สามารถวาดสามเหลี่ยมใด ๆเพิ่มเติม รูปร่างก็คล้ายมากซับซ้อนเกล็ดหิมะ คอมพิวเตอร์สามารถทำซ้ำนี้จนไม่มีที่สิ้นสุด แต่มนุษย์ถูกล้อมรอบ ด้วยวัสดุ5 . ทราบวิธีการสร้างเกล็ดหิมะ , แสดงคุณสมบัติของสมการ6 . พื้นที่ของสามเหลี่ยม ถ้าความยาวของด้านเป็น ( s ^ 2 ( √ 3 ) / 4 การใช้ข้อมูลนี้และพยายามที่จะคิดออกพื้นที่ของวัตถุของคุณ7 . วิเคราะห์ข้อมูลนี้ สิ่งที่แน่นอนเกี่ยวกับเกล็ดหิมะและสิ่งที่เป็นอนันต์ ? มีอาณาเขตต่อเนื่องเพิ่ม ? ไม่พื้นที่ ?แนวคิด : Fractals , โคช์สโค้ง เรขาคณิต
การแปล กรุณารอสักครู่..
