710 likes | 872 Views
XM. v/ Poul Hjorth og Steen Markvorsen.
E N D
XM v/ Poul Hjorth og Steen Markvorsen Projekt XM 27. – 28. November 2006
MØRK ER NOVEMBERMørk er november og løvfaldet slut,vandet begynder at fryse,lyset fra solen og blomsterne brudt,da må vort hjerte selv lyse.Synge vil vi, legen er magt,mer end beregning, forstand og foragt,værn mod det sorte og tomme.Om der svæver dødeligt dræ,vil vi dog elske og plante et træ,frugter kan uspået komme. -Thorkild Bjørnvig Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Synopsis • Den Kongelige Danske Funktionsundersøgelse • Et eksempel a’la Feynman • Brand! • Integrator 4 • Kritik der Automatik • Solsikker • Sperner’s Lemma (hvis der er tid) Projekt XM 27. – 28. November 2006
Den Kongelige Danske Funktionsundersøgelse Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Funktionsundersøgelse i én nøddeskal • En konkret funktion f(x) er givet på et reelt interval • Vis, at intervallet er begrænset og afsluttet (hvis det er det!) • Vis, at f(x) er mindst to gange differentiabel (hvis den er det!) • Tegn grafen for f(x) og grafen for f’(x) • Find fortegnsintervallerne for f(x) og for f’(x) • Find ekstremumspunkterne for f(x) og de tilhørende ekstremumsværdier • Find f’’(x) i ethvert ekstremumspunkt for f(x) • Find største- og mindste-værdi for f(x) • Find integralet af f(x), dels ubestemt dels bestemt (over intervallet) Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Funktionsundersøgelse i én nøddeskal En Maple-inspektor (*) Projekt XM 27. – 28. November 2006
Et eksempel a’la Feynman Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM Livredning Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM modellering Livredning mm. med Maple • Find (mindste) redningstid og tilsvarende redningsvej • Verificér Snell’s brydningslov • Maplesession (*) Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM relevans Variabel (differentiabel) brydningsindex: f(y) Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM relevans Ray Tracing Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM: Alle kneb Visualisér, eksperimentér, opdag, forstå! Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM: Alle kneb Visualisér, eksperimentér, opdag, forstå! Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Projekt XM 27. – 28. November 2006
Skovbrande i Canada ( >200 ha, 1959-1999) Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Attack: Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Strategi: Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Head-, Flank-, and Back-Fire Projekt XM 27. – 28. November 2006
Grassland Fire Tikokino, Central Hawkes Bay, New Zealand, 1991 Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Elliptiske øvelser I • Ligning • Parametrisering • Omkreds • Foliering • Areal Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Uden vind Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Med vind Projekt XM 27. – 28. November 2006
Brand! Med variabel vindretning (360 graders drejning) Projekt XM 27. – 28. November 2006
XM i Matematik1 på DTU Integrator4 – en flervariabel Inspektor Eksempel (*) Projekt XM 27. – 28. November 2006
Kritik derAutomatik Projekt XM 27. – 28. November 2006
Integrator 4 i praksis Lad en flade F være givet som skæringen mellem cylinderen {(x,y,z) \in R^3 | x^2 + y^2 \le 4} og den plan der er givet ved ligningen 3x -2y + z = 1. Bestem fluxen af vektorfeltet V = (z-y^2, 3x+sin(y), x(z+1)) igennem fladen F. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Lad en flade F være givet som skæringen mellem cylinderen {(x,y,z)| x^2 + y^2 < 4} og den plan der er givet ved ligningen 3x -2y + z = 1. Bestem fluxen af vektorfeltet V = (z-y^2, 3x+sin(y), x(z+1)) igennem fladen F. ? Projekt XM 27. – 28. November 2006
Integrator 4 er et fantastisk redskab til kurve- flade og rumintegration med brug af Maple -- Integrator 4 har stærk XM karma. • Imidlertid forudsætter effektiv brug af Integrator 4 en grad af sikkerhed mht parameter-repræsentation af flader, en sikkerhed som ikke altid er til stede. • Dette afspejler efter min mening et generelt problem vi ofte står overfor med computer-hjulpen XM: • Det enkelte systems præmisser mht brugerens forkundskaber og brugerens reaktionsmønstre er ikke uniformt afspejlet hos de reelle brugere. • Jeg er optimist: vi kan modvirke dette problem ved at være bevidst om det, og (naturligvis) ved at bruge computer-assistance til at klargøre hvordan matematiske objekter repræsenteres i computeren. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Det værste XM forsøg jeg har været udsat for - • Det bedste XM forsøg jeg har udsat andre for - Projekt XM 27. – 28. November 2006
Keep it simple. ‘Risikoen for afsporing øges eksponentielt med antallet af bevægelige dele’. • Undgå ‘rene’ computer-iscenesættelser. Flex ud & ind af computer-assistance. • Udnyt matematikkens ‘forunderlige uforfærdethed’, dens ældgamle charme og dens ‘urimelige effektivitet’. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Frugter kan uspået komme. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Solsikker Projekt XM 27. – 28. November 2006
Se de smukke spiraler i solsikkens blomsterstand Projekt XM 27. – 28. November 2006
Hvordan vokser frøene frem ? Hvert frø vokser frem i midten og skubbes ud mod randen efterhånden som frøstanden vokser Projekt XM 27. – 28. November 2006
v Det næste frø dannes i en retning som er drejet en vinkel v fra det foregående. Dette frø bevæger sig også ud mod randen. Projekt XM 27. – 28. November 2006
v Næste frø dannes igen med en vinkel v fra det foregående, osv. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Hvilken brøkdel af 360° er denne vinkel v ? Hvis vinklen var en ‘pæn’ (brøk) del af 360, fx1/9 af 360° Så ville en sådan v ikke pakke frøene særlig godt - der ville blive afstand mellem ‘strålerne’. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Et irrationalt tal vil undgå denne ‘stråle’ effekt. Men nogle irrationale tal er bedre end andre. For et endeligt antal frø vil der alligevel dannes stråler hvis det irrationale tal er tæt ved et simpelt rationalt tal. Projekt XM 27. – 28. November 2006
Hvis fx vinkel v er en anelse mindre end 1/2 af 360° : Nærhed ved simple brøker vil resultere i spiraler, hvor antallet af arme fortæller om den simple brøks nævner. Projekt XM 27. – 28. November 2006
≈ 3/5 ≈ 5/8 Hvis det simple rationale tal er større end v buer spiralerne med uret Hvis det simple rationale tal er mindre end v buer spiralerne mod uret Projekt XM 27. – 28. November 2006
Det gælder om at finde et v der så lidt som muligt tillader en rational tilnærmelse. Der findes et tal der i denne forstand er det mest irrationale tal på hele tallinjen. Netop dette tal vil give den allerbedste pakning af frøene, med mindst tendens til stråler og spiraler. Projekt XM 27. – 28. November 2006