2024年初,多地文旅部门用各种形式展现祖国大美河山,掀起了一波旅游热潮.某地游乐园一迷宫票价为8元,游客从处进入,沿图中实线游玩且只能向北或向东走,当路口走向不确定时,用抛硬币的方法选择,硬币正面朝上向北走,否则向东走(每次抛掷硬币等可能出现正反两个结果)直到从号出口走出,且从号出口走出,返现金元.
判断能否在犯错误的概率不超过的前提下,认为喜欢走迷宫与性别有关?
附:
(2)走迷宫“路过路口”记为事件,从“号走出”记为事件,求和的值;
(3)设每天走迷宫的游客为500人,则迷宫项目每天收入约为多少?
(1)随机调查了进游乐园的50名游客,统计出喜欢走迷宫的人数如表:
男性 | 女性 | 总计 | |
喜欢走迷宫 | 12 | 18 | 30 |
不喜欢走迷宫 | 13 | 7 | 20 |
总计 | 25 | 25 | 50 |
附:
0.10 | 0.05 | 0.025 | 0.010 | 0.005 | 0.001 | |
2.706 | 3.841 | 5.024 | 6.635 | 7.879 | 10.828 |
(2)走迷宫“路过路口”记为事件,从“号走出”记为事件,求和的值;
(3)设每天走迷宫的游客为500人,则迷宫项目每天收入约为多少?
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更新时间:2024-04-15 09:06:16
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
【推荐1】近年来我国电子商务行业迎来蓬勃发展的新机遇,2019年元旦期间,石嘴山市某物平台的销售业绩高达1271万人民币.与此同时,相关管理部门推出了针对电商的商品和服务的评价体系,现从评价系统中选出200成功交易,并对其评价进行统计,对商品的好评率为0.6,对服务的好评率为0.75,其中对商品和服务都做出好评的交易为80次.
(1)完成下面的列联表,并回答是否有99%的把握认为商品好评与服务好评有关?
(2)若将频率视为概率,某人在该购物平台上进行的3次购物中,设对商品和服务全好评的次数为随机变量,求对商品和服务全好评的次数的分布列,数学期望和方差.
附:
(,其中)
(1)完成下面的列联表,并回答是否有99%的把握认为商品好评与服务好评有关?
对服务好评 | 对服务不满意 | 合计 | |
对商品好评 | |||
对商品不满意 | |||
合计 | 200 |
附:
0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.025 | 0.010 | 0.005 | 0.001 | |
2.072 | 2.706 | 3.841 | 5.024 | 6.635 | 7.879 | 10.828 |
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】在某中学高中某学科竞赛中,该中学100名考生的参赛成绩统计如图所示.
(1)求这100名考生的竞赛平均成绩(同一组中数据用该组区间中点作代表);
(2)记70分以上为优秀,70分及以下为合格,结合频率分布直方图完成下表,并判断是否有99%的把握认为该学科竞赛成绩与性别有关?
附:.
(1)求这100名考生的竞赛平均成绩(同一组中数据用该组区间中点作代表);
(2)记70分以上为优秀,70分及以下为合格,结合频率分布直方图完成下表,并判断是否有99%的把握认为该学科竞赛成绩与性别有关?
合格 | 优秀 | 合计 | |
男生 | 18 | ||
女生 | 25 | ||
合计 | 100 |
0.050 | 0.010 | 0.005 | |
3.841 | 6.635 | 7.879 |
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】为了解观众对球类体育节目的收视情况,随机抽取了200名观众进行调查.下面是根据调查结果绘制的观众日均收看球类体育节目时间的频率分布直方图、2×2列联表(将日均收看球类体育节目时间不少于40分钟的观众称为“球迷”).
(1)根据已知条件完成上图的2×2列联表;
(2)据此调查结果,是否有的把握认为“球迷”与性别有关?
附:(其中).
临界值表:
性别 | 非球迷 | 球迷 | 合计 |
男 | |||
女 | 20 | 110 | |
合计 | 200 |
(2)据此调查结果,是否有的把握认为“球迷”与性别有关?
附:(其中).
临界值表:
0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.025 | 0.010 | 0.005 | 0.001 | |
2.072 | 2.706 | 3.841 | 5.024 | 6.635 | 7.879 | 10.828 |
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解答题-证明题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】中秋节起源于我国,是我国的传统节日之一,吃月饼是中秋节的重要习俗.某超市为了解月饼销售情况,随机调研了某日来店购买月饼的200位顾客,并将调研结果整理如下:
(1)根据已知条件,试判断是否有的把握认为顾客购买袋装月饼或礼盒月饼与年龄有关?
(2)假设表示事件“在该超市购买月饼礼盒赠送玉兔望月挂件”,表示事件“顾客在该超市购买月饼礼盒”,,根据以往经验,在赠送礼品的情况下顾客在该超市购买月饼礼盒的概率会增大,证明:.
附:,其中.
参考数据:
年龄 | 购买袋装月饼 | 购买礼盒月饼 |
50岁及以上 | 80 | 20 |
不超过50岁 | 60 | 40 |
(2)假设表示事件“在该超市购买月饼礼盒赠送玉兔望月挂件”,表示事件“顾客在该超市购买月饼礼盒”,,根据以往经验,在赠送礼品的情况下顾客在该超市购买月饼礼盒的概率会增大,证明:.
附:,其中.
参考数据:
0.10 | 0.05 | 0.025 | 0.010 | |
2.706 | 3.841 | 5.024 | 6.635 |
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】某单位有8名青年志愿者,其中男青年志愿者5人,记为,女青年志愿者3人,记为.现从这8人中选4人参加某项公益活动.
(1)求男青年志愿者或女青年志愿者被选中的概率;
(2)在男青年志愿者被选中的情况下,求女青年志愿者也被选中的概率.
(1)求男青年志愿者或女青年志愿者被选中的概率;
(2)在男青年志愿者被选中的情况下,求女青年志愿者也被选中的概率.
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】邮件管理是一类非常常见的二元分类问题.如果将“非垃圾邮件”归类为正类邮件,“垃圾邮件”归类为负类邮件,试回答以下问题:
(1)若在邮件中正类邮件与负类邮件的占比分别为和,由于归类模型的误差,归类判断可能出错的概率均为0.05.若某个邮件归类为正类邮件,求它原本是正类邮件的概率;
(2)在机器学习中,利用算法进行归类,常用分别表示将正类邮件归类为正类邮件的个数,将负类邮件归类为负类邮件的个数,将负类邮件归类为正类邮件的个数,将正类邮件归类为负类邮件的个数.统计发现,收到邮件的种类可能与是否在工作日有关.为了验证此现象,在一段时间内,从数据库中随机抽取若干邮件,包含有正类邮件和负类邮件,按照机器学习的方法进行分类后,得到以下数据:.并给出了下表,试回答以下问题:
(ⅰ)求(充分大)封邮件归类正确的概率;
(ⅱ)补充上表,依据小概率值的独立性检验,分析收到邮件的种类与是否在工作日有关?
附:.
(1)若在邮件中正类邮件与负类邮件的占比分别为和,由于归类模型的误差,归类判断可能出错的概率均为0.05.若某个邮件归类为正类邮件,求它原本是正类邮件的概率;
(2)在机器学习中,利用算法进行归类,常用分别表示将正类邮件归类为正类邮件的个数,将负类邮件归类为负类邮件的个数,将负类邮件归类为正类邮件的个数,将正类邮件归类为负类邮件的个数.统计发现,收到邮件的种类可能与是否在工作日有关.为了验证此现象,在一段时间内,从数据库中随机抽取若干邮件,包含有正类邮件和负类邮件,按照机器学习的方法进行分类后,得到以下数据:.并给出了下表,试回答以下问题:
时间 邮件 | 工作日 | 休息日 | 合计 |
正类 | 70 | ||
负类 | 18 | ||
合计 |
(ⅱ)补充上表,依据小概率值的独立性检验,分析收到邮件的种类与是否在工作日有关?
附:.
0.10 | 0.05 | 0.001 | 0.005 | |
2.706 | 3.841 | 6.635 | 7.879 |
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】从2016年1月1日起全国统一实施全面两孩政策.为了解适龄民众对放开生二孩政策的态度,某市选取70后作为调查对象,随机调查了8人,其中打算生二胎的有3人,不打算生二胎的有5人.
(1)从这8人中随机抽取3人,记打算生二胎的人数为,求随机变量的分布列和数学期望;
(2)若以这8人的样本数据估计该市的总体数据,且以频率作为概率,从该市70后中随机抽取3人,记打算生二胎的人数为,求随机变量的分布列和数学期望.
(1)从这8人中随机抽取3人,记打算生二胎的人数为,求随机变量的分布列和数学期望;
(2)若以这8人的样本数据估计该市的总体数据,且以频率作为概率,从该市70后中随机抽取3人,记打算生二胎的人数为,求随机变量的分布列和数学期望.
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解答题-问答题
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适中
(0.65)
【推荐2】一次测验共有4个选择题和2个填空题,每答对一个选择题得20分,每答对一个填空题得10分,答错或不答得0分,若某同学答对每个选择题的概率均为,答对每个填空题的概率均为,且每个题答对与否互不影响.
(1)求该同学得80分的概率;
(2)若该同学已经答对了3个选择题和1个填空题,记他这次测验的得分为,求的分布列和数学期望.
(1)求该同学得80分的概率;
(2)若该同学已经答对了3个选择题和1个填空题,记他这次测验的得分为,求的分布列和数学期望.
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解答题-作图题
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适中
(0.65)
【推荐1】一 测量学校内、外建筑物的高度项目的过程性评价
[目的] 给出过程性评价,体现如何让学生在交流过程中展现个性、学会交流、归纳总结,发现问题、积累经验、提升素养.
[评价过程] 在每一个学生都完成“测量报告”后,安排交流讲评活动.安排讲评的报告应当有所侧重.例如,测量结果准确,测量过程清晰,测量方法有创意,误差处理得当,报告书写认真等;或误差明显而学生自己没有察觉,测量过程中构建的模型有待商榷等.事实表明,这种形式的交流讲评,往往是数学建模过程中学生收获最大的环节.
附件:某个小组的研究报告的展示片段摘录.
测量不可及“理想大厦”的方法
1.两次测角法
(1)测量并记录测量工具距离地面h m;
(2)用大量角器,将一边对准大厦的顶部,计算并记录仰角α;
(3)后退a m,重复(2)中的操作,计算并记录仰角β;
(4)楼高x的计算公式为:
x=+h,
其中α,β,a,h如图所示.
两次测角法示意图
2.镜面反射法
(1)将镜子(平面镜)置于平地上,人后退至从镜中能够看到房顶的位置,测量人与镜子的距离;
(2)将镜子后移a m,重复(1)中的操作;
(3)楼高x的计算公式为x=,其中a1,a2是人与镜子的距离,a是两次观测时镜面之间的距离,h是人的“眼高”,如图所示.根据光的反射原理,利用相似三角形的性质联立方程组,可以得到这个公式.
镜面反射法示意图
实际测量数据和计算结果,测量误差简要分析.
(1)两次测角法
实际测量数据:
后退距离为25 m,人的“眼高”为1.5 m,计算可得理想大厦的高度约为71.5 m,结果与期望值(70 m~80 m)相差不大.误差的原因是铅笔在纸板上画出度数时不够精确.减小误差的方法是几个人分别测量高度及仰角,再求平均值,误差就能更小.
(2)镜面反射法
实际测量数据:
镜子的相对距离10 m,人的“眼高”为1.52 m.计算可得理想大厦的高度约为217 m,结果与期望值相差较大.
产生误差有以下几点原因:
镜面放置不能保持水平;
两次放镜子的相对距离太短,容易造成误差;
人眼看镜内物像时,两次不一定都看准镜面上的同一个点;
人体不一定在两次测量时保证高度不变.
综上所述,要做到没有误差很难,但可以通过某些方法使误差更小,我们准备用更多的测量方法找出理想的结果.
对上面的测量报告,教师和同学给出评价.例如,对测量方法,教师和同学评价均为“优”,因为对不可及的测量对象选取了两种可行的测量方法;对测量结果,教师评价为“良”,同学评价为“中”,因为两种方法得到的结果相差较大.
对测量结果的评价,教师和同学产生差异的原因是,教师对测量过程的部分项目实施加分,包括对自制测量仰角的工具等因素作了误差分析;同学则进一步分析产生误差的主要原因,包括:
(1)测量工具问题.两次测角法的同学,自制量角工具比较粗糙,角度的刻度误差较大;镜面反射法的同学,选用的镜子尺寸太大,造成镜间距测量有较大误差.
(2)间距差的问题.这是一个普遍的问题.间距差a值是测量者自己选定的,因为没有较长的卷尺测量距离,有的同学甚至选间距差a是1 m.由于间距太小,两次测量的角度差或者人与镜的距离差太小,最终导致计算结果产生巨大误差.当学生意识到了这个问题后,他们利用运动场100 m跑道的自然长度作为间距差a,使得测量精度得到较大提高.
(3)不少学生用自己的身高代替“眼高”,反映了学生没有很好地理解测量过程中的“眼高”应当是测量的高度,如照片所示.
在结题交流过程中,教师通过测量的现场照片,引导学生发现问题,让学生分析测量误差产生的原因.学生们在活动中意识到,书本知识和实践能力的联系与转化是有效的学习方式.
测量现场的照片和观察说明:
[分析] 建模活动的评价要关注结果,更要关注过程.
对测量方法和结果的数学评价可以占总评价的60%,主要由教师作评价.评价依据是现场观察和学生上交的测量报告,关注的主要评价点有:
(1)测量模型是否有效;
(2)计算过程是否清晰准确,测量结果是否可以接受;
(3)测量工具是否合理、有效;
(4)有创意的测量方法(可获加分);
(5)能减少测量误差的思考和做法(可获加分);
(6)有数据处理的意识和做法(可获加分);
……
非数学的评价可以占总评价的40%,主要评价点有:
(1)每一名成员在小组测量和计算过程中的工作状态;
(2)测量过程中解决困难的机智和办法;
(3)讨论发言、成果汇报中的表现等.
非数学的评价主要是在同学之间进行,可以要求学生给出本小组以外其他汇报小组的成绩,并写出评价的简单理由.
二 黄金数的应用
班 级:高三( )班
指导老师:
组 长:
组 员:
研究背景:黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.我们在数学、物理、化学、生物及美学中都存在很多的最好、最优化的问题,如何实现最优化从而达到我们的要求,使得我们在各方面都能取得很好的成绩.
研究目的和意义:
1.培养学生对数学的学习兴趣;
2.提高学习的查找、分析、集中能力;
3.拓宽学生的知识面,感受古代数学家高超的证题思想和刻苦钻研的精神;
4.通过集体配合较好完成对本课题的研究,增加同学间团结合作的精神.
研究分工:搜集整理资料;撰写研究方案;写开题报告;撰写结题报告.
研究步骤:查阅资料、实际调查、计算、总结.
预期成果:在这次研究性学习中,我们组成员互相合作,共同完成了这一课题研究.从中我们了解到黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.
研究结果:
一、黄金数的发展“历史”
黄金数是公元前六世纪古希腊数学家毕达哥拉斯所发现的.一天,毕达哥拉斯从一家铁匠铺路过,被铺子中那有节奏的叮叮当当的打铁声所吸引,便停下来仔细聆听,似乎这声音中隐匿着什么秘密.他走进作坊,拿出一把尺量了一下铁锤和铁砧的尺寸,发现它们之间存在着一种十分和谐的关系.回到家里,毕达哥拉斯拿出一根线,想将它分为两段.怎样分才最好呢?经过反复比较,他最后确定1∶0.618的比例截断最优美.
0.618在数学中叫黄金比值,又称黄金数.这是意大利著名画家达·芬奇给它的美称.其实数学上有许多几何图形蕴涵了黄金比,如五角星等.
代数上也有许多黄金数的知识,其中最有名的裴波那契数列,也就是1,1,3,5,8,13,21,34,55,89…,或许大家要问这里面没有黄金数啊,其实如果用前一项比后一项,它的比值将会在0.618上下波动,如果你有兴趣还可以算下去,最后你还会得到一个数,一个无限接近于黄金数的比值,不信你可以试一试.
二、黄金数的广泛应用
1.艺术中的黄金数
“0.618”,这个比值因具有美学价值而被古希腊美学家运用到造型艺术中,因为凡符合黄金分割律的形体总是最美的形体.在美术史上曾经把它作为经典法则来应用.有许多美术家运用它创造了不少不朽的名著.例如达·芬奇的《蒙娜丽莎》、拉斐尔笔下温和俊秀的圣母像,都有意无意地用上了这个比值.
黄金分割对摄影画面构图可以说有着自然联系.例如照相机的片窗比例:135相机就是24×36即2∶3的比例,这是很典型的.只要我们翻开影集看一看,就会发现,大多数的画幅形式,都是近似这个比例.
2.饮食、生活作息中的黄金数
“黄金分割”的比值为0.618,它不仅是美学造型方面常用的一个比值,也是一个饮食参数.日本人的平均寿命多年来稳居世界首位,合理的膳食是一个主要因素.在他们的膳食中,谷物、素菜、优质蛋白、碱性食物所占的比例基本上达到了黄金分割的比值.
医学专家分析后还发现,饭吃六七成饱的人几乎不生胃病.
还有喝5杯水.人体内的水分占体重的61.8%,不计出汗,每天失去和需要补充的水达2 500毫升.其中半固体食物供给的水和人体内部合成的水约1 500毫升,大约占61.8%.其余1 000毫升需要补充,才能保持水平衡.因此,每人一天要喝5杯水.
一天合理的生活作息也应该符合黄金分割,24小时中,2/3时间是工作与生活,1/3时间是休息与睡眠;在动与静的关系上,究竟是“生命在于运动”,还是“生命在于静养”?从辩证观和大量的生活实践证明,动与静的关系同一天休息与工作的比例一样,动四分,静六分,才是最佳的保健之道.掌握与运用好黄金分割,可使人体节约能耗,延缓衰老,提高生命质量.
3.植物中的黄金数
植物叶子,千姿百态,生机盎然,给大自然带来了美丽的绿色世界.
尽管叶子形状随种而异,但它在茎上的排列顺序(称为叶序),却是极有规律的.你从植物茎的顶端向下看,经细心观察,发现上下层中相邻的两片叶子之间约为137.5°.如果每层叶子只画一片来代表,第一层和第二层的相邻两叶之间的角度差约是137.5°,以后二到三层,三到四层,四到五层……两叶之间都成这个角度数.植物学家经过计算表明:这个角度对叶子的采光、通风都是最佳的.叶子的排布,多么精巧叶子间的137.5°中,藏有什么“密码”呢?我们知道,一周是360°,360°-137.5°=222.5°,137.5°∶222.5°≈0.618.瞧,这就是“密码”!叶子的精巧而神奇的排布中,竟然隐藏着0.618.
有些植物的花瓣及主干上枝条的生长,也是符合这个规律的.
4.建筑中的黄金数
世界上最有名的建筑物中几乎都包含“黄金分割比”.遍布全球的众多优秀近现代建筑,尽管其风格各异,但在构图布局设计方面,都有意无意地运用了黄金分割的法则,给人以整体上的和谐与悦目之美.
举世闻名的巴特农神庙也是这样一个例子,神庙外部呈长方形,长228英尺,宽101英尺,有46根多立克式环列圆柱构成柱廊.
文明古国埃及的金字塔,形似方锥,大小各异.但这些金字塔底面的边长与高之比都接近于0.618,能使平直单调的塔身变得丰富多彩;在现代建筑中,一些摩天建筑中使用“黄金分割点”进行处理,在这类高层建筑物的黄金分割处布置腰线或装饰物,则可使整个楼群显得雄伟雅致.如举世闻名的法国巴黎埃菲尔铁塔、当今世界最高建筑之一的加拿大多伦多电视塔(553.33米),都是根据黄金分割的原则来建造的.上海的东方明珠广播电视塔,塔身高达468米.为了美化塔身,设计师巧妙地在上面装置了晶莹耀眼的上球体、下球体和太空舱,既可供游人登高俯瞰地面景色,又使笔直的塔身有了曲线变化.更妙的是,上球体所选的位置在塔身总高度5∶8的地方,即从上球体到塔顶的距离,同上球体到地面的距离大约是5∶8这一符合黄金分割之比的安排,使塔体挺拔秀美,具有审美效果.
三、开展生活中实际调查的研究及成果
经过我们的讨论,我们觉得应该自己去寻找生活中的黄金数.
1.下面就是我们实地测量结果的统计表格,从中我们发现其实黄金数就在我们的身边.只要稍微留心一下便可发现它离我们的生活有多近!在生活中,只要我们善于观察,善于思考,将所学的知识与生活结合起来将会感到数学的乐趣,生活中处处都应用着数学的知识.
2.在实地调查、相关问题的访问、同学们之间互相交流讨论后,我们从中获得了不少的生活小知识.
如(1)报幕员应站在舞台的什么地方报幕最佳?
答:根据黄金分割,应站在舞台宽度的0.618处以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播得最好.
(2)假如您打算买台25寸的国产彩色电视机,要想物美价廉,最佳价位是多少?
答:如上所述,要想确定最佳价格,我们得知道同一品牌的最高价与最低价,然后根据公式:(最高价位-最低价位)×0.618+最低价位=最佳价位.
以下是我们的调查结果
(3)请问在夏季,人们为什么格外留恋春天的感觉?
答:人在春季感到舒畅,那是因为这时的环境温度正好在22至24摄氏度之间,而这种气温与人的正常体温37摄氏度正呈现微妙之处:人的正常体温37摄氏度与0.618的乘积为22.8摄氏度,人在这一环境温度中,机体的新陈代谢、生理活动均处于最佳状态.
四、问题与建设
在这次研究性学习中,我们组成员互相合作,共同完成了这一课题研究.从中我们了解到黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.
在研究中,当然也会遇到各种无法预料的问题.刚开始,大家对于黄金数的知识都很缺乏,只是带着一份好奇去探询其中的奥秘,而且黄金数的资料学校图书馆比较缺乏,网上资料又是十分杂乱,对于信息需要筛选,留下对课题研究有用的部分.在学习大量资料以后,我们渐渐了解了黄金数,我们惊奇地发现小小的“黄金数”竟然有这么多神奇的应用!既然知道了,我们就更应该在生活中使用黄金数,美化生活.
[目的] 给出过程性评价,体现如何让学生在交流过程中展现个性、学会交流、归纳总结,发现问题、积累经验、提升素养.
[评价过程] 在每一个学生都完成“测量报告”后,安排交流讲评活动.安排讲评的报告应当有所侧重.例如,测量结果准确,测量过程清晰,测量方法有创意,误差处理得当,报告书写认真等;或误差明显而学生自己没有察觉,测量过程中构建的模型有待商榷等.事实表明,这种形式的交流讲评,往往是数学建模过程中学生收获最大的环节.
附件:某个小组的研究报告的展示片段摘录.
测量不可及“理想大厦”的方法
1.两次测角法
(1)测量并记录测量工具距离地面h m;
(2)用大量角器,将一边对准大厦的顶部,计算并记录仰角α;
(3)后退a m,重复(2)中的操作,计算并记录仰角β;
(4)楼高x的计算公式为:
x=+h,
其中α,β,a,h如图所示.
两次测角法示意图
2.镜面反射法
(1)将镜子(平面镜)置于平地上,人后退至从镜中能够看到房顶的位置,测量人与镜子的距离;
(2)将镜子后移a m,重复(1)中的操作;
(3)楼高x的计算公式为x=,其中a1,a2是人与镜子的距离,a是两次观测时镜面之间的距离,h是人的“眼高”,如图所示.根据光的反射原理,利用相似三角形的性质联立方程组,可以得到这个公式.
镜面反射法示意图
实际测量数据和计算结果,测量误差简要分析.
(1)两次测角法
实际测量数据:
第一次 | 第二次 | |
仰角 | 67° | 52° |
(2)镜面反射法
实际测量数据:
第一次 | 第二次 | |
人与镜子的距离 | 3.84 m | 3.91 m |
产生误差有以下几点原因:
镜面放置不能保持水平;
两次放镜子的相对距离太短,容易造成误差;
人眼看镜内物像时,两次不一定都看准镜面上的同一个点;
人体不一定在两次测量时保证高度不变.
综上所述,要做到没有误差很难,但可以通过某些方法使误差更小,我们准备用更多的测量方法找出理想的结果.
对上面的测量报告,教师和同学给出评价.例如,对测量方法,教师和同学评价均为“优”,因为对不可及的测量对象选取了两种可行的测量方法;对测量结果,教师评价为“良”,同学评价为“中”,因为两种方法得到的结果相差较大.
对测量结果的评价,教师和同学产生差异的原因是,教师对测量过程的部分项目实施加分,包括对自制测量仰角的工具等因素作了误差分析;同学则进一步分析产生误差的主要原因,包括:
(1)测量工具问题.两次测角法的同学,自制量角工具比较粗糙,角度的刻度误差较大;镜面反射法的同学,选用的镜子尺寸太大,造成镜间距测量有较大误差.
(2)间距差的问题.这是一个普遍的问题.间距差a值是测量者自己选定的,因为没有较长的卷尺测量距离,有的同学甚至选间距差a是1 m.由于间距太小,两次测量的角度差或者人与镜的距离差太小,最终导致计算结果产生巨大误差.当学生意识到了这个问题后,他们利用运动场100 m跑道的自然长度作为间距差a,使得测量精度得到较大提高.
(3)不少学生用自己的身高代替“眼高”,反映了学生没有很好地理解测量过程中的“眼高”应当是测量的高度,如照片所示.
在结题交流过程中,教师通过测量的现场照片,引导学生发现问题,让学生分析测量误差产生的原因.学生们在活动中意识到,书本知识和实践能力的联系与转化是有效的学习方式.
测量现场的照片和观察说明:
照片 | 说明 |
测量角的工具(量角器)太小,造成仰角的测量误差很大. 用腕尺法测量时,腕尺应与地面垂直,手臂水平,否则就没有相似的直角三角形. 用镜子反射法时,要保持镜面水平,否则入射三角形和反射三角形就不相似. | |
测量仰角的工具好:把一个量角器放在复印机上放大4倍复印.在中心处绑上一个铅垂,这样测量视线和铅垂线之间的夹角可以在图上直接读出,这个角是待测仰角的余角. | |
测量工具好:用自行车来测距离,解决了皮尺长度不够的问题. |
对测量方法和结果的数学评价可以占总评价的60%,主要由教师作评价.评价依据是现场观察和学生上交的测量报告,关注的主要评价点有:
(1)测量模型是否有效;
(2)计算过程是否清晰准确,测量结果是否可以接受;
(3)测量工具是否合理、有效;
(4)有创意的测量方法(可获加分);
(5)能减少测量误差的思考和做法(可获加分);
(6)有数据处理的意识和做法(可获加分);
……
非数学的评价可以占总评价的40%,主要评价点有:
(1)每一名成员在小组测量和计算过程中的工作状态;
(2)测量过程中解决困难的机智和办法;
(3)讨论发言、成果汇报中的表现等.
非数学的评价主要是在同学之间进行,可以要求学生给出本小组以外其他汇报小组的成绩,并写出评价的简单理由.
二 黄金数的应用
班 级:高三( )班
指导老师:
组 长:
组 员:
研究背景:黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.我们在数学、物理、化学、生物及美学中都存在很多的最好、最优化的问题,如何实现最优化从而达到我们的要求,使得我们在各方面都能取得很好的成绩.
研究目的和意义:
1.培养学生对数学的学习兴趣;
2.提高学习的查找、分析、集中能力;
3.拓宽学生的知识面,感受古代数学家高超的证题思想和刻苦钻研的精神;
4.通过集体配合较好完成对本课题的研究,增加同学间团结合作的精神.
研究分工:搜集整理资料;撰写研究方案;写开题报告;撰写结题报告.
研究步骤:查阅资料、实际调查、计算、总结.
预期成果:在这次研究性学习中,我们组成员互相合作,共同完成了这一课题研究.从中我们了解到黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.
研究结果:
一、黄金数的发展“历史”
黄金数是公元前六世纪古希腊数学家毕达哥拉斯所发现的.一天,毕达哥拉斯从一家铁匠铺路过,被铺子中那有节奏的叮叮当当的打铁声所吸引,便停下来仔细聆听,似乎这声音中隐匿着什么秘密.他走进作坊,拿出一把尺量了一下铁锤和铁砧的尺寸,发现它们之间存在着一种十分和谐的关系.回到家里,毕达哥拉斯拿出一根线,想将它分为两段.怎样分才最好呢?经过反复比较,他最后确定1∶0.618的比例截断最优美.
0.618在数学中叫黄金比值,又称黄金数.这是意大利著名画家达·芬奇给它的美称.其实数学上有许多几何图形蕴涵了黄金比,如五角星等.
代数上也有许多黄金数的知识,其中最有名的裴波那契数列,也就是1,1,3,5,8,13,21,34,55,89…,或许大家要问这里面没有黄金数啊,其实如果用前一项比后一项,它的比值将会在0.618上下波动,如果你有兴趣还可以算下去,最后你还会得到一个数,一个无限接近于黄金数的比值,不信你可以试一试.
二、黄金数的广泛应用
1.艺术中的黄金数
“0.618”,这个比值因具有美学价值而被古希腊美学家运用到造型艺术中,因为凡符合黄金分割律的形体总是最美的形体.在美术史上曾经把它作为经典法则来应用.有许多美术家运用它创造了不少不朽的名著.例如达·芬奇的《蒙娜丽莎》、拉斐尔笔下温和俊秀的圣母像,都有意无意地用上了这个比值.
黄金分割对摄影画面构图可以说有着自然联系.例如照相机的片窗比例:135相机就是24×36即2∶3的比例,这是很典型的.只要我们翻开影集看一看,就会发现,大多数的画幅形式,都是近似这个比例.
2.饮食、生活作息中的黄金数
“黄金分割”的比值为0.618,它不仅是美学造型方面常用的一个比值,也是一个饮食参数.日本人的平均寿命多年来稳居世界首位,合理的膳食是一个主要因素.在他们的膳食中,谷物、素菜、优质蛋白、碱性食物所占的比例基本上达到了黄金分割的比值.
医学专家分析后还发现,饭吃六七成饱的人几乎不生胃病.
还有喝5杯水.人体内的水分占体重的61.8%,不计出汗,每天失去和需要补充的水达2 500毫升.其中半固体食物供给的水和人体内部合成的水约1 500毫升,大约占61.8%.其余1 000毫升需要补充,才能保持水平衡.因此,每人一天要喝5杯水.
一天合理的生活作息也应该符合黄金分割,24小时中,2/3时间是工作与生活,1/3时间是休息与睡眠;在动与静的关系上,究竟是“生命在于运动”,还是“生命在于静养”?从辩证观和大量的生活实践证明,动与静的关系同一天休息与工作的比例一样,动四分,静六分,才是最佳的保健之道.掌握与运用好黄金分割,可使人体节约能耗,延缓衰老,提高生命质量.
3.植物中的黄金数
植物叶子,千姿百态,生机盎然,给大自然带来了美丽的绿色世界.
尽管叶子形状随种而异,但它在茎上的排列顺序(称为叶序),却是极有规律的.你从植物茎的顶端向下看,经细心观察,发现上下层中相邻的两片叶子之间约为137.5°.如果每层叶子只画一片来代表,第一层和第二层的相邻两叶之间的角度差约是137.5°,以后二到三层,三到四层,四到五层……两叶之间都成这个角度数.植物学家经过计算表明:这个角度对叶子的采光、通风都是最佳的.叶子的排布,多么精巧叶子间的137.5°中,藏有什么“密码”呢?我们知道,一周是360°,360°-137.5°=222.5°,137.5°∶222.5°≈0.618.瞧,这就是“密码”!叶子的精巧而神奇的排布中,竟然隐藏着0.618.
有些植物的花瓣及主干上枝条的生长,也是符合这个规律的.
4.建筑中的黄金数
世界上最有名的建筑物中几乎都包含“黄金分割比”.遍布全球的众多优秀近现代建筑,尽管其风格各异,但在构图布局设计方面,都有意无意地运用了黄金分割的法则,给人以整体上的和谐与悦目之美.
举世闻名的巴特农神庙也是这样一个例子,神庙外部呈长方形,长228英尺,宽101英尺,有46根多立克式环列圆柱构成柱廊.
文明古国埃及的金字塔,形似方锥,大小各异.但这些金字塔底面的边长与高之比都接近于0.618,能使平直单调的塔身变得丰富多彩;在现代建筑中,一些摩天建筑中使用“黄金分割点”进行处理,在这类高层建筑物的黄金分割处布置腰线或装饰物,则可使整个楼群显得雄伟雅致.如举世闻名的法国巴黎埃菲尔铁塔、当今世界最高建筑之一的加拿大多伦多电视塔(553.33米),都是根据黄金分割的原则来建造的.上海的东方明珠广播电视塔,塔身高达468米.为了美化塔身,设计师巧妙地在上面装置了晶莹耀眼的上球体、下球体和太空舱,既可供游人登高俯瞰地面景色,又使笔直的塔身有了曲线变化.更妙的是,上球体所选的位置在塔身总高度5∶8的地方,即从上球体到塔顶的距离,同上球体到地面的距离大约是5∶8这一符合黄金分割之比的安排,使塔体挺拔秀美,具有审美效果.
三、开展生活中实际调查的研究及成果
经过我们的讨论,我们觉得应该自己去寻找生活中的黄金数.
1.下面就是我们实地测量结果的统计表格,从中我们发现其实黄金数就在我们的身边.只要稍微留心一下便可发现它离我们的生活有多近!在生活中,只要我们善于观察,善于思考,将所学的知识与生活结合起来将会感到数学的乐趣,生活中处处都应用着数学的知识.
物品 | 宽(cm) | 长(cm) | 比值 |
教室墙体砖块 | 18 | 29 | 0.621 |
一片叶子 | 0.9 | 104 | 0.6428 |
学生 | 92 | 150 | 0.613 |
安中学生证 | 6.1 | 10 | 0.61 |
安中校园雕像 | 51 | 83 | 0.614 |
安中课桌 | 40 | 65 | 0.615 |
如(1)报幕员应站在舞台的什么地方报幕最佳?
答:根据黄金分割,应站在舞台宽度的0.618处以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播得最好.
(2)假如您打算买台25寸的国产彩色电视机,要想物美价廉,最佳价位是多少?
答:如上所述,要想确定最佳价格,我们得知道同一品牌的最高价与最低价,然后根据公式:(最高价位-最低价位)×0.618+最低价位=最佳价位.
以下是我们的调查结果
名牌 | 高档的价格(元) | 低档的价格(元) | 最佳的价格(元) |
长虹彩电 | 1 350 | 1 280 | 1320 |
创维彩电 | 1 295 | 1100 | 1 221 |
答:人在春季感到舒畅,那是因为这时的环境温度正好在22至24摄氏度之间,而这种气温与人的正常体温37摄氏度正呈现微妙之处:人的正常体温37摄氏度与0.618的乘积为22.8摄氏度,人在这一环境温度中,机体的新陈代谢、生理活动均处于最佳状态.
四、问题与建设
在这次研究性学习中,我们组成员互相合作,共同完成了这一课题研究.从中我们了解到黄金数不仅仅是那简简单单的一串数字,它在美术、建筑甚至是人的饮食都可以起到作用.那些世界建筑大师设计的作品中常常会用到黄金数的知识.
在研究中,当然也会遇到各种无法预料的问题.刚开始,大家对于黄金数的知识都很缺乏,只是带着一份好奇去探询其中的奥秘,而且黄金数的资料学校图书馆比较缺乏,网上资料又是十分杂乱,对于信息需要筛选,留下对课题研究有用的部分.在学习大量资料以后,我们渐渐了解了黄金数,我们惊奇地发现小小的“黄金数”竟然有这么多神奇的应用!既然知道了,我们就更应该在生活中使用黄金数,美化生活.
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解答题-应用题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】为实现有效利用扶贫资金,增加贫困村民的收入,扶贫工作组结合某贫困村水质优良的特点,决定利用扶贫资金从外地购买甲、乙、丙三种鱼苗在鱼塘中进行养殖试验,试验后选择其中一种进行大面积养殖,已知鱼苗甲的自然成活率为,鱼苗乙、丙的自然成活率均为,且甲、乙、丙三种鱼苗是否成活相互独立.
(1)试验时从甲、乙、丙三种鱼苗中各取一尾,记自然成活的尾数为,求的分布列.
(2)试验后发现乙种鱼苗较好,扶贫工作组决定购买尾乙种鱼苗进行大面积养殖,若将(1)中满足数学期望不超过2.6的的最大值作为乙种鱼苗成活的概率,养殖后发现乙种鱼苗有个别因不能适应环境而不能自然成活,对这些因不适应环境而不能自然成活的80%鱼苗采取增氧、换鱼塘等措施,采取措施后成活的概率为62.5%.若每尾乙种鱼苗最终成活后可获利100元,不成活则亏损20元,若扶贫工作组的扶贫目标是获利不小于376万元,问需至少购买多少尾乙种鱼苗?
(1)试验时从甲、乙、丙三种鱼苗中各取一尾,记自然成活的尾数为,求的分布列.
(2)试验后发现乙种鱼苗较好,扶贫工作组决定购买尾乙种鱼苗进行大面积养殖,若将(1)中满足数学期望不超过2.6的的最大值作为乙种鱼苗成活的概率,养殖后发现乙种鱼苗有个别因不能适应环境而不能自然成活,对这些因不适应环境而不能自然成活的80%鱼苗采取增氧、换鱼塘等措施,采取措施后成活的概率为62.5%.若每尾乙种鱼苗最终成活后可获利100元,不成活则亏损20元,若扶贫工作组的扶贫目标是获利不小于376万元,问需至少购买多少尾乙种鱼苗?
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解答题-应用题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】为普及航空航天科技相关知识、发展青少年航空航天科学素养,贵州省某中学组织开展“筑梦空天”航空航天知识竞赛.竞赛试题有甲、乙、丙三类(每类题有若干道),各类试题的每题分值及小明答对概率如下表所示,各小题回答正确得到相应分值,否则得分,竞赛分三轮答题依次进行,各轮得分之和即为选手总分.
其竞赛规则为:
第一轮,先回答一道甲类题,若正确,进入第二轮答题;若错误,继续回答另一道甲类题,该题回答正确,同样进入第二轮答题,否则,退出比赛.
第二轮,在乙类题或丙类题中选择一道作答,若正确,进入第三轮答题;否则,退出比赛.
第三轮,在前两轮未作答的那一类试题中选择一道作答.
小明参加竞赛,有两种方案选择,方案一:先答甲类题,再答乙类题,最后答丙类题;
方案二:先答甲类题,再答丙类题,最后答乙类题.各题答对与否互不影响.请完成以下解答:
(1)若小明选择方案一,求答题次数恰好为次的概率;
(2)经计算小明选择方案一所得总分的数学期望为,为使所得总分的数学期望最大,小明该选择哪一种方案?并说明理由.
项目 题型 | 每小题分值 | 每小题答对概率 |
甲类题 | ||
乙类题 | ||
丙类题 |
第一轮,先回答一道甲类题,若正确,进入第二轮答题;若错误,继续回答另一道甲类题,该题回答正确,同样进入第二轮答题,否则,退出比赛.
第二轮,在乙类题或丙类题中选择一道作答,若正确,进入第三轮答题;否则,退出比赛.
第三轮,在前两轮未作答的那一类试题中选择一道作答.
小明参加竞赛,有两种方案选择,方案一:先答甲类题,再答乙类题,最后答丙类题;
方案二:先答甲类题,再答丙类题,最后答乙类题.各题答对与否互不影响.请完成以下解答:
(1)若小明选择方案一,求答题次数恰好为次的概率;
(2)经计算小明选择方案一所得总分的数学期望为,为使所得总分的数学期望最大,小明该选择哪一种方案?并说明理由.
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