Ə. A. Quliyev
İnformatikada kəmiyyət anlayışı
Download 10.77 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1.5. Fermanın kiçik teoremi (X s).
- 1.6. İnteqral (XI s).
1.4. İnformatikada kəmiyyət anlayışı. Bu kursun başlanğıcında “k əmiyyətlərlə işləmə alqoritmləri” mövzusuna baxılır. Burada “kəmiy- y ətlər” mövzusunu öyrənərkən şagirdlərin fizika və riyaziyyat kursla- rında bu haqda aldıqları biliklərdən istifadə etmək lazımdır. İnforma- tika, fizika v ə riyaziyyat kurslarında istifadə edilən kəmiyyətlərin xüsusiyy
ətlərinə diqqət vermək məqsədəuyğundur. Fizika v
ə riyaziyyatda əsasən ədədi kəmiyyətlərə baxılır. Bunlar is ə iki qrupa bölünür: Vektorial və skalyar. Odur ki, çox vaxt şagird- l ərdə belə təsəvvür yaranır: kəmiyyəti həmişə ölçmək mümkündür. Par- 24
çanın uzunluğu, fiqurun sahəsi və həcmi, cismin hərəkət sürəti, qüvvə v ə s. bunlar şagirdlərin tanıdıqları kəmiyyətlərdir. İnformatikanın öyrə- nilm əsi zamanı kəmiyyət anlayışını genişləndirmək lazım gəlir. Yeni anlamda k əmiyyət təkcə ədədi deyil, qrafiklər, mətnlər, həndəsi fiqur- lar, ümumiyy ətlə müxtəlif təbiətli obyektlər də kəmiyyətdir. Belə kə- miyy ətlərə baxmağın zəruriliyi kompüterin müxtəlif informasiyaların işləməkdə hərtərəfli imkanların olması ilə əlaqədardır. Bu informasi- yalar xüsusi halda ədədlər (ədədi kəmiyyətlər), qrafiklər (qrafik kəmiy- y ətlər), mətinlər (liter kəmiyyətlər) ola bilər. Ədədi kəmiyyətlər ara- sındakı münasibətlər (kiçikdir, böyükdür, bərabərdir) şagirdlərə cəbr kursundan m əlumdur, liter kəmiyyətlər arasındakı münasibətlər isə m əktəblilər üçün yenidir. Qiymətləri sözlər və ya mətnlər olan kəmiy- y ətlər liter kəmiyyətlər adlanır. Şagirdlər sözlərlə və ya münasibət işarələri ilə (
≠ = > , 0 ,
v ə s.) ifadə edilmiş münasibətlərə bax
dıqdan sonra dəyişən kəmiyyətlər arasındakı münasibət anlayışı ümumil
əşdirmə nəticəsində yaranır. Belə ümumiləşdirmə üçün “infor- matika” v ə “riyaziyyat” fənlərinin sıx əlaqəli öyrənilməsini məqsədəuy- ğun hesab edirəm. Şagirdlər “casio” firmasının yeni təhsil kalkulyator- la rından istifadə etməyi bacarmalıdırlar. 1.5. Fermanın kiçik teoremi (X s). Asanlıqla isbat etmək olar ki, ...
, , , 5 3 2 n n n n n n − − − f
ərqləri uyğun olaraq 2, 3, 5, ... sadə ədədlərinə bölünür. Fermanın məlum kiçik teoremini həmin sadə çalış- ma ların ümumiləşdirilməsi kimi daxil etmək olar: n n m − f ərqi ixtiyari N n ∈ v ə ixtiyari sadə m ədədi üçün m-ə bölünür. Teoremin isbatında n üzr
ə riyazi indukiya mtodundan istifadə etmək olar. Belə ki, n=0 olduqda hökm doğrudur. n=k üçün teoremin doğruluğunu qəbul edək. Onda
+ = +1 , burada A – tam ədəddir, Nyuton binomunun açılışından istifadə etməklə bunu asanlıqla əsaslandırmaq olar. Be- l əliklə tələb ediləni alırıq. Bu teoremdən belə bir nəticədə alınır: n və p ədədləri qarşılıqlı sadədirsə, onda 1 1 − −
n ifad
əsi p-yə bölünür. Doğ- rudan da ( )
1 − = − −
p n n n n -d
ən bu aydın görünür. 1.6. İnteqral (XI s). Keçmiş sovet dövründə istifadə etdiyimiz d ərslikdə [15] “qeyri müəyyən inteqral” istilahı heç bir yerdə işlədilmir, ( ) ∫
a dx x f (1) “mü
əyyən inteqrala” isə sadəcə inteqral deyilir və ibtidai 25
funksiyanın ( ) ( )
a F b F −
artımı kimi tərif verilir. Həmin vəsaitin 1976-
cı il nəşrində məcburi olmayan 104-cü bənddə və tarixdən m əlumatda (b107), habelə 1991-ci il nəşrinin əyrixətli trapesiyanın sah əsi (b29) anlayışı və tarixi məlumatla əlaqədar inteqralın cəmin limiti kimi alına bilməsindən danışılır. Hazırkı dərslikdə “qeyri-müəy- y ən inteqral” işlənir. Lakin əsas fikir qalır. İşə belə yanaşma ali mək- t əbdə illərdən bəri olan yanaşmadan fərqlənir. Odur ki, A.N.Koloqo- rovun m əktəb üçün münasib hesab etdiyi bu ideyaya etiraz edənlər də olmuşdur. Məsələn Doneski Dövlət Universitetinin bir qrup elmi işçiləri “Cəbr və analizin başlanğıcı” dərsliyində “inteqral” mövzusu- nun şərhini ətraflı təhlil edərək aşağıdakı nəticələrə gəlmişlər. 1) Mövzunun öyr ədilməsində məqsəd şagirdləri diferensiallamanın t ərsi olan ibtidai funksiya və müəyyən inteqral əməliyyatları ilə tanış etm ək olmalıdır. Bu anlayışlar, onların mahiyyətini, müasir təbiətşünas- lıqda yerini göstərməklə, az sayda hesablamalarla möhkəmləndirməklə, d əqiq verilməlidir. 2) Dərslikdə ibtidai funksiya anlayışı yaxşı şərh edilmişdir. Yalnız müəllif qeyri müəyyən inteqral istilahından istifadə etmir.
( ) ∫
x f
işarəsinin köməyi ilə ibtidai funksiyanın xassələrini asanlıqla ifadə etmək və hesablanmasını göstərmək olar. Zənnimizcə h əmin istilahı XI sinifdə daxil etmək mümkündür. 3) Müəyyən inteqral anlayışı nəzəri və metodik cəhətdən təminedici verilməmişdir. Məlum- dur ki, mü əyyən inteqralın mahiyyəti inteqral cəmində limitə keç- m əkdən ibarətdir. Məktəbdə də əsas tərif belə verilməlidir. Çünki bu t ərif inteqral anlayışının mahiyyətini ifadə edir, riyazi anlayışların təc- rüb ənin tələbi nəticəsində necə yarandığını göstərir, terminologiyanı (integrtio) v ə ( ) ∫ b a dx x f
işarəsini izah edir, inteqralın tətbiqi üzrə məz- munlu m əsələlərin əksəriyyətinin həlli belə təriflə əlaqədardır. Baxılan v əsaitdə isə əksinə: müəyyən inteqralın mənası haqqında düzgün təsəv- vür verilmir, onun mahiyy əti açılmır, nəzəri olaraq ciddi deyil, birbaşa t əcrübəyə tətbiq üçün yaxşı uyğunlaşdırılmamışdır. Hər dəfə Nyuton- Leybni s düsturunun isbatına yaxın mühakimə aparmaq lazım gəlir. “İnteqral tipdə” bir çox məsələləri (ağırlıq mərkəzinin tapılması, fırlanma fiqurların səthinin sahəsi və s.) dərslikdə təklif edilən sxemlə 26
daxil etm ək olduqca çətindir; bu tərifdə, elementlərini ( ) ∫
a dx x f -in
daxil edilm əsilə sinifdən kənar məşğələdə vermək mümkün olan, ikiqat v ə əyri xətli inteqrallara ümumiləşdirməyə demək olar ki, imkan yarat- mır. Müəlliflər mövzunu aşağıdakı sxemdə şərh etməyi məsləhət bilirl
ər: 1) İbtidai funksiya; 2) qeyri-müəyyən inteqral; 3) müəyyən in- teqrala g ətirilən məsələlər; 4) inteqral cəmin limiti kimi; 5) inteq- rallanan funksiyalar sinfi; 6) Nyuton-Leybnis teoreminin ifad əsi; 7) ( )
∫ b a dx x f - in hesablanması və onun tətbiqləri; 8) Əyri xətli trapesiyanın sah əsi, yuxarı sərhəddi dəyişən inteqral, Nyuton-Leybnis teoreminin isbatı; 9) İnteqralın hesablanmasının üç qaydası və bunlara aid çalış- malar h
əlli. Bu sxemd
ə ümumiləşdirməyə nisbətən xüsusiləşdirməyə daha çox üstünlük verilir. Lakin A.N.Kolmoqorovun onlara verdiyi cavabdan görünür ki, o ümumil əşdirməyə xüsusi diqqət vermişdir. İndi bu nöq- teyi n əzərə baxaq. 1) İbtidai funksiya və qeyri-müəyyən inteqral “Qeyri-müəyyən inteqral” anlayışı riyazi istilahlara hazırda verilən tələblərdən uzaq dövrl ərdə yaranmışdır. Anlaşılmazlıq ali məktəblərin hazırkı dərslik- l ərində də qalır. Çox vaxt ibtidai funksiyada qeyri-müəyyən inteqral deyilir. B əzən bunun əvəzində bütün ibtidai funksiyaların ümumi şəkli olan ( )
C x F + ifad əsinə (F ibtidai funksiyalardan biridir) ( )
∫ dx x f
(2) qeyri mü əyyən inteqralı deyilir. Göründüyü kimi sonuncu halda ibtidai funksiyalar çoxluğu əvəzində yeganə bir ifadənin alındığı n əzərdə tutulur. Nahaq belə ümumiləşdirmə aparılır, çünki həmin tərifə əsaslandıqda iki müxtəlif ( ) C x + − 2 1 v ə C x x + − 2 2 ifad
ələrinin hər ikisi eyni bir ( ) ( )
2 − = x x f funksiya sının “qeyri müəyyən inteqralı” olar. Şübhəsiz (2) hesablamalarda ixtiyari ibtidai funksiyanın işarəsi kimi faydalıdır. O, “additiv sabitə qədər dəqiqliklə” aparılan hesablamalarda yararlıdır. Lazımı şərtləşmə ilə ( )
∫ + − = − = C x x dx x x xdx 1 ln ln ln
yazılışı doğrudur. Lakin nəzərə almaq lazımdır ki, buradakı bərabərlik ə qədər dəqiqliklə bərabərlik” kimi başa düşülür və ( )
x x f ln = - in bütün ibtidai funksiyalarını almaq üçün yalnız axırda C 27
sabiti yazılır. Lakin hazırda məktəbdə “çoxqiymətli funksiya” işarə- sind
ən istifadə edilmir. Məsələn, əvvəllər kvadrat kökün
işarəsi bel ə idi. “İbtidai funksiyanın tapılması çoxqiymətli əməliyyat üçün işarə daxil etməkdə xüsusi izahat tələb olunardı bunu, məktəbdə ibtidai funksiyaların hesablanmasında cəld texnikanı mənimsətmək tələb olun- ma dığından, artıq hesab edirik. Bu zaman “qeyri müəyyən inteqralın” sad əcə ibtidai funksiyanın başqa adı olduğunu, (2) işarəsinin isə hesab- lamalarda işlədilməsi üsullarını izah etməklə ixtiyari ibtidai funksiyanın yazılışı olması fikrinə əsaslanmağı lazım bilirik. 2) T ərifin seçilməsinə gəldikdə bilmək lazımdır ki, şagirdlər sis- tematik olaraq riyaziyyatda eyni bir anlayışın müxtəlif tərifləri ola bil- diyini anlamalıdırlar. Odur ki, (1) inteqralına ibtidai, funksiyanın artımı v ə cəmin limiti kimi baxmağın, zərərli olmasını demək doğru deyil. Mü əllim isə cəmin limitindən istifadə olunmayan müəyyən inteqralın v ə bilavasitə diferensiallama əməlinin tərsi kimi inkişaf edən inteqral- lamanın geniş ümumiləşdirmələri olduğunu bilməlidir. İxtiyari sayda ölçü-f
əzasında və ixtiyari µ ölçüsünd ə ( )
( ) ∫ = A dx x f A F
inteqralına tör əməsi
( ) dx dF x f = olan additiv funksi yalar çoxluğu kimi tərif verm
ək olar. İnteqral anlayışının ən ümumi vəziyyətdə belə yanaşma tex
nikası üzərində dayanmağa ehtiyac yoxdur. Tamamı ilə elementar şəkildə ali texniki məktəblər üçün baxılan törəmə sahəsində additiv funksiyalar kimi çoxqat inteqrallar daxil edil ə bilər. Məsələn, A.F.Ber- man tın analiz kursunda belə yanaşma vardır. İnteqrala cəmin limiti və törəməsi verilmiş additiv funksiya kimi bax
maq olar. Bu inteqral anlayışının iki eyni mənalı cəhətləridir. Bir ölçülü halda v ə ikinci konsepsiya parçasında məhdudlaşmada (1) inteq- ralının ibtidai funksiyanın artımı kimi tərifini alırıq. İnteqral anlayışının t ərifinin əsaslandırılması bu deyilənlərlə əlaqədardır. İnteqral cəminin limitin ə keçmək yanaşması kimi dərslikdəki ibtidai funksiyanın artımı kimi veril ən tərifindən ilk addım olaraq gələcəyi vardır. Belə yanaş- mada inteqralın əsas xassələri olduqca sadəliklə isbat edilir. İnteqrala c əmin limiti kimi baxmağı şagirdlərə öyrətmək məsləhətdir. İnteqralın t ətbiqləri ilə əlaqədar dəyişən qüvvənin işi üçün düsturun çıxarılışı ona c əmin limiti kimi baxmaq nöqteyi nəzərdən verilir. Aşkardır ki, bu düsturu inteqralın ibtidai funksiyanın artımı kimi tərifinə əsasən sahə 28
düsturunun çıxarılması nümunəsi üzrə də almaq olar. Dərslikdəki fizika v ə mexanikadan götürülmüş digər məsələlər üçün də işə belə yanaşmaq mümkündür. D ərsliyin son variantında baxılan mövzu bu ardıcıllıqda izah edilir: ibtidai funksiya onun əsas xassələri və tapılmasının üç qay- dası, əyrixətli trapesiyanın sahəsi, inteqral cəmin limiti kimi, Nyuton- Leybnis düsturu, inteqralın tətbiqləri, tarixi məlumat. Beləliklə əsas tən- qidi qeydl ər və ümumiləşdirmə . 3) K əsilməyən funksiyanın inteqrallanması haqda. İbtidai funksi- yanın artımı kimi (1) müəyyən inteqralı kəsilməyən funksiya halında inteqral c əminin limiti tərifi ilə birgüclüdür. Bir t
ərəfdən Rimana görə inteqrallanmayan dəqiq törəmə vardır. Onun üz
ərində, ümumiyyətlə yalnız Danjua inteqralının köməyi ilə, ibtidai funksiya additiv sabit ə qədər birqiymətli bərpa olunur. Digər t ərəfdən Rimana görə inteqrallanan, dəqiq törəməsi olmayan, funk- siyalar vardır. İki tərif arasında uzlaşmanın elementar vasitələrlə bərpa olunan k
əsilən funksiyalar sinfini göstərək. Bu sonlu sayda kəsilməsi olan birinci növ funksiyalardır. Bir çox elementar məsələlərin həlli ilə əlaqədar belə funksiya yaranır. Məsələn [16]-da ( ) ( )
x f x F = ′ b ərabər-
liyini, sonlu sayda nöqt ələr çoxluğu müstəsna olmaqla, ödəyən ixtiyari k əsilməz F funksiyasına f funksiyasının ümumiləşdirilmiş ibtidai funksiyası deyil. (1) inteqralına ümumiləşdirilmiş ibtidai funksiyasının artımı kimi tərif verilir. Diferensial anlayışının öyrənilməsi zamanı inteqralın daxil edilməsi üçün müəyyən hazırlıq görmək və bu zaman müqayis
ədən istifadə etmək mümkündür. Diferensiallanmanın öyrənil- m əsi zamanı, inteqrallama haqqında heç nə demədən, müəyyən çalış- malardan istifad ə etməklə, bu haqda hazırlıq işi aparmaq olar. Bununla da XI sinifd ə “inteqral”ın öyrənilməsi üçün zəruri olan bacarıq və v ərdişlər yaradılır. X sinifdə qüvvət funksiyasının törəməsi ilə əlaqədar: “h ər hansı funksiyanın törəməsi 2x-dir, bu funksiyanı tapın” kimi tapşırıqlar verm ək məqsədəuyğundur. Bu zaman ( ) ′ = x 2
yazılışından istifadə etmək olar.
( ) ( )
( ) ′ = ′ = ′ = x x x 5 ; 1 ; 3 2 2
yazılışları ilə analoji çalışmalar t ərtib edilə bilər. Triqonometrik funksiyaların törəməsi ilə əlaqədar olan bu iş davam etdirilir: ( )
( ) ( )
′ = ′ = ′ = x x x 3 sin ; sin
; cos
v ə s. Belə çalış- malar tör əmənin öyrənilməsi üzrə məşğələlərin müxtəlifliyini təmin edir, düşüncənin inkişafına səbəb olur, başlıcası inteqrallama işinə
29
şagirdləri hazırlayır. “İbtidai funksiya” istilahı da asanlıqla mənimsə- nilir.
4) M əktəbdə
( ) ∫
a dx x f mü
əyyən inteqral anlayışına əsasən b a <
halında baxılır. İndi bu anlayışı ümumiləşdirək və tərifə əsasən ( ) 0 = ∫ b a dx x f ,
a > olduqda ( ) ( )
∫ ∫ − = a b b a dx x f dx x f yazmaq olar. Bu t əbiidir, çünki, oturacağı bir a nöqt
əsindən ibarət əyrixətli trapesiyanın sah
əsi sıfra bərabərdir. a v
ə b nöqt
ələri yerlərini dəyişdikdə isə k k k x x x − = ∆ +1 f ərqinin işarəsi dəyişir, odur ki, inteqralın da işarəsi d əyişir. Fərz edək ki, ( ) x f y =
funksiyası [ ]
b a,
parçasında kəsilmə- y əndir və c bu
parçanın daxili
nöqtəsidir. Onda ( )
( ) ( )
∫ ∫ ∫ + =
c c a b a dx x f dx x f dx x f b
ərabərliyi doğrudur. c b a , , nöq- t ələrinin ixtiyari vəziyyətində bu bərabərlik ödənilir. Məsələn, c b a < <
is ə onda ( )
( ) ( )
( ) ( )
∫ ∫ ∫ ∫ ∫ − = + = b c b a c b b a c a dx x f dx x f dx x f dx x f dx x f . Odur ki, ( ) ( )
( ) ∫ ∫ ∫ + = b c c a b a dx x f dx x f dx x f . Eyni qayda il ə qalan hallar araşdırılır. İbtidai funksiyaya aid məsələ həlli ilə əlaqədar şagirdlərin diqq ətini bir çox ümumiləşdirmələrə yönəltmək olar. Dərslikdəki [3] m ətində həlli ilə verilən 5, sonra çalışma kimi təqdim olunan 35/, 352 N li m əsələlər bu baxımdan maraqlıdır. Bundan əlavə ibtidai funksiyanın ( ) C x F +
şəkildə yazılışı C-in tamamı ilə konkret, lakin ixtiyari qiymətlər ala bilm
əsini göstərir. Riyazi analiz kursunda f funksiyasının bütün ibtidai funksiyaları çoxluğuna sonra daxil edilən müəyyən inteqraldan f ərqli olaraq f-in qeyri müəyyən inteqralı deyilir. Məktəb riyaziyyatında is ə “ibtidai funksiya” istilahı işlədilir. Beləliklə, baxılan mövzunun öy- r ənilməsi zamanı müəyyən inteqralın qeyri müəyyən inteqralın (ibtidai funksiyanın) xüsusi halı olmasına şagirdlərin diqqətini cəlb etmək lazımdır. Ümumi və xüsusi halları şagirdlərə öyrətmək üçün inteqral 30
hesabından və diferensial tənliklərin həlli nümunələrindən istifadə et- m ək məqsədəuyğundur. Download 10.77 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling