תשובה 2

Download Report

Transcript תשובה 2

‫גשרי קניגסברג‬
‫מגישים‪ :‬דן ברודסקי‪ ,‬יונתן לפידוס‪ ,‬גבי סולודקי וגיל סנדלר‬
‫מורה‪ :‬בלה שוורץ‬
‫קריית החינוך ע"ש עמוס דה שליט כיתה ז'‪ 3‬חטיבה ב'‪ ,‬רחובות ‪2014‬‬
‫מבוא‬
‫בגן המדע אשר במכון ויצמן ברחובות‪ ,‬ישנם הרבה מתקנים מיוחדים‬
‫המיועדים לילדים אשר רוצים להעשיר את הידע שלהם בתחומי‬
‫המדע והמתמטיקה‪ .‬בנוסף יש שם דגם של גשרים ושם מסופר‬
‫הסיפור הבא‪:‬‬
‫בעיר קניגסברג שבגבול ליטא ‪ -‬רוסיה היו שבעה גשרים אשר חיברו‬
‫בין ארבעת חלקי העיר‪ .‬סוחרי העיר רצו למכור את סחורתם בצורה‬
‫היעילה ביותר‪ ,‬הם רצו שהקונים יעברו בכל הגשרים ויחזרו לרובע‬
‫בו הם התחילו (גדות הנהר או האיים)‪ .‬לאחר ניסיונות רבים הם לא‬
‫הצליחו והחליטו לקרוא לאוילר‪ ,‬מתמטיקאי מפורסם בזמנו‪.‬‬
‫בעקבות התעסקותו של אוילר בבעיית גשרי קניגסברג‪ ,‬הוא פיתח את‬
‫מה שבימינו נודע כתורת הגרפים‪.‬‬
‫ליאונרד אוילר‬
‫ליאונרד אוילר‬
‫אוילר היה מתמטיקאי ופיזיקאי שווייצרי דגול‪ ,‬שבילה את‬
‫רוב חייו ברוסיה ובגרמניה‪ .‬אוילר תרם תרומה מכרעת‬
‫לתחומים רבים ומגוונים במתמטיקה‪ .‬הוא גם הגה רבים‬
‫מהמינוחים ומסימני המתמטיקה המודרניים‪ .‬כמו כן‪ ,‬הוא ידוע‬
‫בזכות עבודותיו במכניקה‪ ,‬באופטיקה ובאסטרונומיה‪.‬‬
‫אוילר נחשב למתמטיקאי המוביל של המאה ה‪ 18-‬ולאחד‬
‫מהבולטים ביותר בכל הזמנים‪ .‬הוא פרסם ‪ 886‬ספרים‬
‫ומאמרים בימי חייו‪ ,‬ונחשב ליותר פורה מאשר כל מתמטיקאי‬
‫אחר בהיסטוריה‪ .‬ישנם מאות מושגים במתמטיקה הנקראים‬
‫על שמו‪ .‬אמרה המיוחסת לפייר סימון לפלס באה לתאר את‬
‫גדולתו והשפעתו של אוילר במתמטיקה‪" :‬למדו מאוילר‪ ,‬למדו‬
‫מאוילר‪ ,‬הוא המאסטר של כולנו"‪.‬‬
‫הגשרים‬
‫‪.1‬החידה המקורית‬
‫המשימה הראשונה הייתה למצוא דרך לעבור בכל הגשרים פעם‬
‫אחת ולחזור לאותו הצד של העיר‪ ,‬האם זה בכלל אפשרי??‬
‫מה דעתכם? מצאו את הפתרון אם יש‪ .‬ואם אין הסבירו למה‬
‫לא‪.‬‬
‫חוק אוילר‬
‫ההסבר(לתשובה ‪ )1‬והניסוח הנכון של החוק‪:‬‬
‫‪ ‬במידה ויש ‪ 2‬או פחות צמתים שמספר הקווים היוצאים מהם‬
‫הוא אי זוגי ומעל ל‪ 1-‬אז אפשר לעשות את כל המסלול אך לא‬
‫לחזור לאותה נקודה‪.‬‬
‫‪ ‬אם יש רק צמתים זוגיים אז אפשר לעבור בכל המסלול וגם‬
‫לחזור לאותה נקודה‪.‬‬
‫‪ ‬אם יש יותר מ‪ 2-‬צמתים שמספר הקווים אשר יוצאים מהם אי‬
‫זוגי אז זה לא אפשרי כלל‪.‬‬
‫‪.2‬משימה קטנה‬
‫א)‬
‫ה)‬
‫ד)‬
‫ב)‬
‫ג)‬
‫ו)‬
‫ז)‬
‫הוראות‪:‬‬
‫לכל צורה תצטרכו לקבוע האם אפשר להתחיל מנקודה כלשהי‬
‫ולסיים בה ולעבור בכל ה"גשרים" (לכל היותר פעם אחת) או לא‪.‬‬
‫‪.3‬חידת גשרים מילולית‬
‫היו היה פעם איכר‪ ,‬זאב‪ ,‬כבשה וכרוב‪ .‬האיכר היה צריך‬
‫להגיע לשוק ולמכור את החיות והירק‪ ,‬אך לאיכר הייתה‬
‫בעיה‪ :‬השוק היה בצד השני של הנהר!‬
‫עזרו לאיכר‪ ,‬איך הוא יכול להעביר את שתי החיות והכרוב‬
‫לצד השני אם ידוע ש‪:‬‬
‫אסור להשאיר לבד זאב עם כבשה‪.‬‬
‫אסור להשאיר כבשה עם כרוב‪.‬‬
‫והסירה יכולה להכיל רק אותו ועוד חיה או כרוב‪.‬‬
‫‪.4‬חידה קטנה לסיום‬
‫לחץ על הסרטון בכדי להפעיל או לעצור אותו‬
‫בכדי לעבור לשקופית הבאה‪ ,‬יש ללחוץ על‬
‫המסגרת שמסביב לסרטון!‬
‫‪.4‬המשימה מהסרטון‬
‫צריך להעביר את הפסנתר לחדר ‪ 6‬ואת‬
‫הארון לחדר ‪.3‬‬
‫חוץ ממה שהחידה מבקשת‪ ,‬מצב‬
‫הרהיטים לא משנה בסוף‪.‬‬
‫ניתן להשתמש בכרטיסיות לפתרון‬
‫הבעיה‪.‬‬
‫בהצלחה!‬
‫ביבליוגרפיה‬
‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫ויקיפדיה גשרי קניגסברג‬
‫עלון גן המדע של גשרי קניגסברג‪ ,‬מכון ויצמן‪ ,‬רחובות‬
‫חוברת בר אילן לכיתות ז' ‪2013‬‬
‫קהל היעד‬
‫קבוצות הגילאים‪+12 :‬‬
‫רמת הידע המתמטי הנדרשת‪:‬‬
‫‪ .1‬לדעת מה זה זוגי ומה זה אי‪-‬זוגי‪.‬‬
‫‪ .2‬חשיבה מתמטית ויצירתית‪.‬‬
‫‪ .3‬הגיון‪.‬‬
‫תהליך היצירה‬
‫תהליך היצירה התחלק לשני חלקים עיקריים‪:‬‬
‫בחירת הנושא ויצירת המצגת‪.‬‬
‫בהתחלה‪ ,‬אנו התלבטנו לגבי נושא המחקר זמן מה עד שבחרנו את הנושא אשר‬
‫הצגנו קודם ‪ -‬גשרי אוילר‪ .‬בחרנו את הנושא הזה מכיוון שמספר מכותבי המצגת‬
‫הם גם תלמידים מבר אילן (התוכנית למצוינות במתמטיקה) אשר למדו השנה על‬
‫הנושא ורצו להעמיק יותר בנושא הנלמד ולהעשיר את הידע שלהם במתמטיקה‬
‫בכלל ובתחום של גשרי אוילר בפרט‪ .‬כאשר בחרנו את הנושא‪ ,‬הלכנו לגן המדע‬
‫ובו צילמנו את הגשרים אשר בנויים שם במטרה להמחיש את הבעיה הבלתי‬
‫אפשרית אשר ניצבה בפני אוילר‪.‬‬
‫אחרי בחירת הנושא‪ ,‬אנו חשבנו רבות על התכנים וכיצד להעביר אותם בצורה‬
‫יצירתית ומעניינת‪ .‬אנו בחרנו לעשות זאת בעזרת מצגת ובה נסביר על החידה‬
‫המקורית וניתן עוד משימות משלנו‪ .‬מבחינת כולנו התהליך היה מעניין ומפתח‬
‫אשר עזר לנו לחשוב "מחוץ לקופסא"‪.‬‬
‫זכויות יוצרים‬
‫כל הזכויות על המצגת שמורות ל‪:‬‬
‫סנדלר גיל ™‬
‫סולודקי גבי ™‬
‫ברודסקי דן ™‬
‫ולפידוס יונתן ™ ‪© 2014‬‬
‫ותודה ל‪:‬‬
‫רון מלכיור עבור עזרה טכנית‬
‫התשובות לשאלות‬
‫תשובה ‪ :1‬אין פתרון‪.‬‬
‫תשובה ‪:2‬‬
‫א) אפשר ב) אי אפשר ג) אפשר ד) אי אפשר ה) אי אפשר ו) אי אפשר ז) אפשר‬
‫תשובה ‪:3‬‬
‫‪‬‬
‫מעבירים את הכבשה לצד השני וחוזרים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מעבירים את הזאב לצד השני ומחזירים את הכבשה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫משאירים את הכבשה ומעבירים את הכרוב לצד השני וחוזרים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מעבירים את הכבשה לצד השני‪.‬‬
‫תשובה ‪ 17 :4‬מהלכים‪)1(:‬פסנתר‪)2( 2-‬ארון‪)3( 3-‬שולחן‪)4( 6-‬פסנתר‪ )5( 5-‬ספה‪2-‬‬
‫(‪)6‬שידה‪)7( 1-‬פסנתר‪)8( 4-‬שולחן‪)9( 5-‬ארון‪)10( 6-‬ספה‪ )11( 3-‬שולחן‪ )12( 2-‬פסנתר‪5-‬‬
‫(‪ )13‬שידה‪ )14( 4-‬שולחן‪ )15( 1-‬ספה‪ )16( 2-‬ארון‪ )17( 3-‬פסנתר‪.6-‬‬