Бастауыш математика - Elementary mathematics

Геометриялық жинақ пішіндер. Берілген түстің барлық формалары ұқсас бір біріне. Пішіндер мен негізгі геометрия - қарапайым математиканың маңызды тақырыптары.
Екі топ та 5-ке тең. Алма балаларға арналған оқулықтарда арифметиканы түсіндіру үшін жиі қолданылады.[1]

Бастауыш математика тұрады математика жиі оқытылатын тақырыптар бастапқы немесе орта мектеп деңгейлер.

Канада оқу бағдарламасында бастауыш математикада алты негізгі бағыт бар: сан, алгебра, мәліметтер, кеңістіктік сезім, қаржылық сауаттылық және әлеуметтік эмоционалды оқыту дағдылары мен математикалық процестер. Бұл алты жіп 1-ден 8-ші сыныпқа дейінгі математикалық білім берудің басты бағыты болып табылады.[2]

Орта мектепте бастауыш математикада тоғызыншы сыныптан он сыныпқа дейінгі негізгі тақырыптар: Сандық сезім және алгебра, Сызықтық қатынастар, Өлшеу және геометрия.[3] Студенттер он бір және он екі сыныпқа кіргеннен кейін студенттер университеттер мен колледждерге дайындық сабақтарына кіріседі, оған: функциялар, есептеу және векторлар, кеңейтілген функциялар және деректерді басқару кіреді.[4]

Бастауыш математиканың бағыттары

Сандық сезім және нөмірлеу

Number Sense - сандар мен амалдарды түсіну. Сандық және сандық тізбектер бойынша оқушылар сандарды бейнелеудің әртүрлі тәсілдерін, сондай-ақ сандар арасындағы қатынастарды үйрету арқылы сандар туралы түсінікті дамытады.[5]

Қасиеттері натурал сандар сияқты бөлінгіштік және бөлу жай сандар, базалық түрде оқылады сандар теориясы, бастауыш математиканың тағы бір бөлігі.

Бастапқы фокус

  • Бөлшектер мен ондық бөлшектер
  • Орын мәні
  • Қосу және азайту
  • Көбейту және бөлу
  • Ақшаны санау
  • Санақ
  • Алгебра
  • Сандарды ұсыну және оларға тапсырыс беру
  • Бағалау
  • Мәселені шешу

Математикада мықты іргетас болу үшін және басқа бағыттарда жетістікке жету үшін оқушылар сандық сан мен санды түсіну керек.

Кеңістіктік сезім

Өлшеу дағдылары мен түсініктері немесе кеңістіктік сезімі студенттер өмір сүретін әлеммен тікелей байланысты. Оқушыларға осы бағытта оқытылатын көптеген ұғымдар жаратылыстану, қоғамтану және дене тәрбиесі сияқты басқа пәндерде де қолданылады[6] Өлшеу тізбегінде студенттер негізгі метрикалық жүйеден басқа объектілердің өлшенетін атрибуттары туралы біледі.

Бастапқы фокус

  • Стандартты және стандартты емес өлшем бірліктері
  • 12 сағаттық және 24 сағаттық уақытты пайдалану
  • объектілерді өлшенетін атрибуттарды қолдану арқылы салыстыру
  • биіктігін, ұзындығын, енін өлшеу
  • сантиметр және метр
  • массасы мен сыйымдылығы
  • температураның өзгеруі
  • күндер, айлар, апталар, жылдар
  • километрді қолданатын қашықтық
  • килограмм және литр өлшеу
  • аудан мен периметрді анықтау
  • грамм мен миллилитрді анықтау
  • үшбұрышты призма сияқты фигуралардың көмегімен өлшемдерді анықтау

Өлшеу тізбегі бірнеше өлшем нысандарынан тұрады, өйткені Мариан Смолл «Өлшеу дегеніміз белгілі бір атрибутқа негізделген объектіге өлшемнің сапалық немесе сандық сипаттамасын беру процесі» дейді.[7]

Теңдеулер мен формулалар

Формула дегеніміз - берілген белгілер мен қалыптасу ережелерін қолданып құрылған нысан логикалық тіл.[8] Мысалы, анықтау көлем а сфера едәуір мөлшерін қажет етеді интегралды есептеу немесе оның геометриялық аналогы сарқылу әдісі;[9] бірақ, мұны кейбіреулер тұрғысынан бір рет жасағаннан кейін параметр ( радиусы мысалы), математиктер көлемді сипаттайтын формула шығарды: Бұл нақты формула:

V = 4/3 π р3

Теңдеу - а формула форманың A = B, қайда A және B болып табылады өрнектер бір немесе бірнеше болуы мүмкін айнымалылар деп аталады белгісіз, және «=» дегенді білдіреді теңдік екілік қатынас. Түрінде жазылғанымен ұсыныс, теңдеу а емес мәлімдеме бұл ақиқат немесе жалған, бірақ мәндерді табудан тұратын проблема деп аталады шешімдер, белгісіздермен ауыстырылған кезде өрнектердің тең мәндері шығады A және B. Мысалы, 2 - бірегей шешім туралы теңдеу х + 2 = 4, онда белгісіз болып табылады х.[10]

Деректер

Мысал гистограмма 31 биіктіктен Қара шие ағаштар. Гистограмма - мәліметтерді ұсыну үшін қолданылатын кең таралған құрал.

Деректер - а орнатылды туралы құндылықтар туралы сапалы немесе сандық айнымалылар; Қайта келтірілген, деректер бөліктері жеке бөліктер болып табылады ақпарат. Деректер есептеу (немесе деректерді өңдеу ) а түрінде көрсетілген құрылым бұл жиі кездеседі кестелік (ұсынылған жолдар және бағандар ), а ағашорнатылды туралы түйіндер бірге ата-ана -балалар қарым-қатынас ) немесе а график (жиынтығы байланысты түйіндер). Деректер, әдетте, нәтиже болып табылады өлшемдер және болуы мүмкін визуалды қолдану графиктер немесе кескіндер.

Ретінде деректер реферат тұжырымдама деңгейінің ең төменгі деңгейі ретінде қарастыруға болады абстракция, одан ақпарат содан соң білім алынған.

Негізгі екі өлшемді геометрия

Екі өлшемді геометрия -ның тармағы математика екі өлшемді фигуралардың пішіні, өлшемі және салыстырмалы орналасуы мәселелеріне қатысты. Бастапқы математикадағы негізгі тақырыптарға көпбұрыштар, шеңберлер, периметр және аймақ жатады.

A көпбұрыш ол түзудің ақырлы тізбегімен шектелген сызық сегменттері а қалыптастыру үшін циклмен жабу жабық тізбек немесе тізбек. Бұл сегменттер оның деп аталады шеттері немесе жақтары, және екі жиектің түйісетін нүктелері - көпбұрыш төбелер (дара: шың) немесе бұрыштар. Көпбұрыштың ішін кейде оны деп атайды дене. Ан n-болды бар көпбұрыш n жақтары. Көпбұрыш - бұл жалпы сипаттың 2-өлшемді мысалы политоп өлшемдердің кез-келген санында.

A шеңбер қарапайым пішін туралы екі өлшемді геометрия бұл бәрінің жиынтығы ұпай ішінде ұшақ берілген нүктеден берілген қашықтықта орналасқан, орталығы.Нүктелердің кез келгені мен центр арасындағы қашықтық деп аталады радиусы. Оны анықталған нүктеден бірдей қашықтықта орналасқан нүктенің локусы ретінде де анықтауға болады.

A периметрі а. қоршап тұрған жол екі өлшемді пішін. Бұл термин жолға немесе оның ұзындығына қатысты қолданылуы мүмкін - оны кескін контурының ұзындығы деп санауға болады. А периметрі шеңбер немесе эллипс оның деп аталады айналдыра.

Аудан болып табылады саны а дәрежесін білдіретін екі өлшемді фигура немесе пішін. Бірнеше танымал формулалар сияқты қарапайым формалардың аймақтары үшін үшбұрыштар, тіктөртбұрыштар, және үйірмелер.

Пропорциялар

Екі шама пропорционалды, егер біреуінің өзгеруі әрқашан екіншісінің өзгеруімен жүрсе, ал егер өзгертулер әрқашан тұрақты көбейткіштің көмегімен байланысты болса. Тұрақты деп аталады коэффициент пропорционалдылық немесе пропорционалдық тұрақты.

  • Егер бір шама әрқашан болса өнім екіншісінің және тұрақтысының екеуі деп аталады тура пропорционалды. х және ж егер тура пропорционалды болса арақатынас тұрақты.
  • Егер екі шаманың көбейтіндісі әрдайым тұрақтыға тең болса, онда екеуі деп аталады кері пропорционалды. х және ж егер өнім егер кері пропорционалды болса тұрақты.

Аналитикалық геометрия

Декарттық координаттар

Аналитикалық геометрия зерттеу болып табылады геометрия пайдалану координаттар жүйесі. Бұл қайшы келеді синтетикалық геометрия.

Әдетте Декарттық координаттар жүйесі манипуляциялау үшін қолданылады теңдеулер үшін ұшақтар, түзу сызықтар, және квадраттар, көбінесе екі, кейде үш өлшемді болады. Геометриялық тұрғыдан біреуін зерттейді Евклидтік жазықтық (2 өлшем) және Евклид кеңістігі (3 өлшем). Мектеп кітаптарында оқылғандай, аналитикалық геометрияны қарапайым түрде түсіндіруге болады: ол геометриялық фигураларды сандық түрде анықтауға және бейнелеуге, сондай-ақ фигуралардың сандық анықтамалары мен кескіндерінен сандық ақпаратты шығаруға қатысты.

Трансформациялар - бұл әртүрлі алгебралық формулаларды қолдана отырып, функцияларды ауыстыру және масштабтау тәсілдері.

Теріс сандар

A теріс сан Бұл нақты нөмір Бұл одан азырақ нөл. Мұндай сандар көбінесе шығын немесе жоғалу мөлшерін көрсету үшін қолданылады. Мысалы, а қарыз қарызды теріс актив немесе кейбір мөлшердің азаюын теріс өсім деп санауға болады. Теріс сандар нөлден төмен шкаладағы мәндерді сипаттау үшін қолданылады, мысалы, Цельсий және Фаренгейт температураға арналған таразылар.

Көрсеткіштер және радикалдар

Дәрежелік көрсеткіш - а математикалық жұмыс, ретінде жазылған бn, екі санды қосқанда, негіз б және көрсеткіш (немесе күш) n. Қашан n Бұл натурал сан (яғни оң бүтін ), дәрежелену қайталанғанға сәйкес келеді көбейту базаның: яғни, бn болып табылады өнім көбейту n негіздер:

Тамырлар экспоненттерге қарама-қарсы болып табылады. The n-ші түбір а нөмір х (жазбаша) ) сан болып табылады р ол билікке көтерілгенде n өнімділікх. Бұл,

қайда n болып табылады дәрежесі тамырдың. 2 дәрежелі түбір а деп аталады шаршы түбір және 3 дәрежелі тамыр, а текше түбірі. Жоғары дәрежелі тамырларға реттік сандарды қолдану арқылы жатқызылады төртінші түбір, жиырмасыншы тамыржәне т.б.

Мысалға:

  • 2 - 4-тің квадрат түбірі, өйткені 22 = 4.
  • −2 де 4-тің квадрат түбірі, өйткені (−2)2 = 4.

Компас және түзу

Компас пен түзу, сонымен қатар сызғыш-компас құрылысы деп аталады, бұл ұзындықтардың құрылысы, бұрыштар, және басқа геометриялық фигуралар тек қана ан қолданады идеалдандырылған сызғыш және компас.

А деп аталатын идеалдандырылған билеуші түзу, ұзындығы бойынша шексіз деп есептеледі және оның белгілері жоқ және тек бір шеті бар. Парақтан көтерген кезде компас құлайды деп есептеледі, сондықтан қашықтықты тасымалдау үшін тікелей қолданылмауы мүмкін. (Бұл маңызды емес шектеу, өйткені көп сатылы процедураны қолдану арқылы қашықтықты құлаған компаспен де беруге болады, қараңыз) компас эквиваленттік теоремасы.) Ресми түрде, тек рұқсат етілген конструкциялар - берілгендер Евклид алғашқы үш постулаттар.

Ұқсастық және ұқсастық

Екі фигура немесе зат бірдей болса, сәйкес келеді пішін және өлшемі, немесе біреуінің пішіні мен өлшемі екіншісінің айна бейнесі сияқты болса.[11] Ресми түрде екі жиынтық ұпай деп аталады үйлесімді егер біреуін екіншісіне айналдыруға болады изометрия, яғни қатаң қозғалыстар, атап айтқанда а аударма, а айналу және а шағылысу. Бұл дегеніміз, кез-келген объектінің орнын ауыстыруға және басқа объектімен дәл сәйкес келуі үшін шағылыстыруға болады (бірақ өлшемін өзгертуге болмайды). Қағаздағы екі нақты жазық фигуралар сәйкес келеді, егер біз оларды қиып алып, содан кейін оларды толық сәйкестендіре алсақ. Қағазды аударуға рұқсат етіледі.

Екі геометриялық нысандар деп аталады ұқсас егер екеуінде бірдей болса пішін, немесе біреуінің айнадағы кескінімен бірдей пішіні бар. Дәлірек айтқанда, біреуін біркелкі жолмен алуға болады масштабтау (үлкейту немесе кішірейту), мүмкін қосымша аударма, айналу және шағылысу. Бұл дегеніміз, кез-келген нысанды басқа объектімен дәл сәйкес келуі үшін оны өзгертуге, қайта орналастыруға және шағылыстыруға болады. Егер екі нысан ұқсас болса, олардың әрқайсысы үйлесімді екіншісінің біркелкі масштабтау нәтижесіне.

Үш өлшемді геометрия

Қатты геометрия дәстүрлі атауы болды геометрия үш өлшемді Евклид кеңістігі. Стереометрия -мен айналысады өлшемдер туралы томдар әртүрлі қатты фигуралар (үш өлшемді сандар), оның ішінде пирамидалар, цилиндрлер, конустар, кесілген конустар, сфералар, және призмалар.

Рационал сандар

Рационалды нөмір кез келген нөмір ретінде көрсетілуі мүмкін мөлшер немесе бөлшек б/q екеуінің бүтін сандар, бірге бөлгіш q нөлге тең емес.[12] Бастап q 1-ге тең болуы мүмкін, әрбір бүтін сан рационалды сан болады. The орнатылды барлық рационал сандардың ішін әдетте жуан әріппен белгілейді Q (немесе қара тақта ).

Үлгілер, қатынастар және функциялар

A өрнек бұл әлемдегі немесе қолдан жасалған дизайндағы айқын заңдылық. Осылайша, өрнектің элементтері болжамды түрде қайталанады. A геометриялық өрнек - геометриялық фигуралардан қалыптасқан және әдетте а түрінде қайталанатын өрнектің бір түрі тұсқағаз.

A қатынас үстінде орнатылды A жиынтығы жұптарға тапсырыс берді элементтері A. Басқаша айтқанда, бұл а ішкі жиын туралы Декарттық өнім A2 = A × A. Жалпы қатынастарға екі санның бөлінуі және теңсіздіктер жатады.

A функциясы[13] Бұл қатынас арасындағы а орнатылды кірістер және әрбір кіріс дәл бір шығысқа қатысты қасиеті бар рұқсат етілген нәтижелер жиынтығы. Мысал ретінде әрбір нақты санды байланыстыратын функция келтіруге болады х оның алаңына х2. Функцияның шығысы f кіріске сәйкес келеді х деп белгіленеді f(х) (оқыңыз «f туралы х«). Бұл мысалда, егер кіріс −3 болса, онда шығыс 9 болады және біз жаза аламыз f(−3) = 9. Кіріс айнымалысы (-лары) кейде функцияның аргументі (лері) деп аталады.

Беткейлер және тригонометрия

The сызықтың көлбеуі екеуін де сипаттайтын сан болып табылады бағыт және тік жолдың.[14] Беткей көбінесе әріппен белгіленеді м.[15]

Тригонометрия болып табылады математика және ұзындыққа байланысты қатынастарды зерттейтін бұрыштар туралы үшбұрыштар. Өріс біздің эрамызға дейінгі 3 ғасырда пайда болды геометрия астрономиялық зерттеулерге.[16] Көлбеуді 8-сыныпта зерттейді.

АҚШ

Ішінде АҚШ, көптеген дамыған елдердегі студенттермен салыстырғанда көптеген оқушылардың математикадан бастауыш деңгейлерінің төмен деңгейіне қатысты алаңдаушылық туды.[17] The Артында қалған бала жоқ Бағдарлама барлық американдық студенттерге бастауыш математикадан тестілеуді талап ететін осы жетіспеушілікті жоюдың бір әрекеті болды.[18]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Эндертон, Герберт (1977). Жиындар теориясының элементтері. Академиялық баспасөз. б. 138. ISBN  0-12-238440-7.: «... екі жиынтықты таңдаңыз Қ және L картамен Қ = 2 және карточка L = 3. Саусақтардың жиынтығы ыңғайлы; алма жиынтықтарына оқулықтар артықшылық береді ».
  2. ^ Онтарио 1-8 сыныптарындағы математика бойынша оқу бағдарламасы. Торонто Онтарио: Онтарио Білім министрлігі. 2005. 8-10 бет. ISBN  0-7794-8121-6.
  3. ^ Онтарионың 9-10-шы сыныптары Математика. Торонто, Онтарио: Онтарио Білім министрлігі. 2005. б. 9.
  4. ^ Онтариодағы оқу жоспары 11-12 сыныптар математика. Торонто Онтарио: Онтарио Білім министрлігі. 2007. 13-14 бет.
  5. ^ Математика, Онтарионың оқу бағдарламасы 1-8 сынып. Торонто, Онтарио: Онтарио Білім министрлігі. 2005. б. 8. ISBN  0-7794-8121-6.
  6. ^ Онтарио курсы математика 1-8 сыныптар. Торонто Онтарио: Онтарио Білім министрлігі. 2005. б. 8. ISBN  0779481216.
  7. ^ Шағын, Мариан (2017). Канадалық студенттерге математиканы мағыналы ету, K-8 3-ші шығарылым. Торонто: Nelson Education. б. 465. ISBN  978-0-17-658255-5.
  8. ^ Ротенберг, Вольфганг (2010), Математикалық логикаға қысқаша кіріспе (3-ші басылым), Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer Science + Business Media, дои:10.1007/978-1-4419-1221-3, ISBN  978-1-4419-1220-6
  9. ^ Смит, Дэвид Е (1958). Математика тарихы. Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN  0-486-20430-8.
  10. ^ «Теңдеу». Dictionary.com. Dictionary.com, LLC. Алынған 2009-11-24.
  11. ^ Клэпэм, С .; Николсон, Дж. (2009). «Оксфордтың қысқаша математикалық сөздігі, келісілген фигуралар» (PDF). Аддисон-Уэсли. б. 167. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2013-10-29 жж. 2013 жылдың қыркүйек айында алынды. Күннің мәндерін тексеру: | рұқсат күні = (Көмектесіңдер)
  12. ^ Розен, Кеннет (2007). Дискретті математика және оның қолданылуы (6-шы басылым). Нью-Йорк, Нью-Йорк: МакГрав-Хилл. 105, 158-160 бб. ISBN  978-0-07-288008-3.
  13. ^ Сөздер карта немесе картаға түсіру, трансформация, корреспонденция, және оператор синоним ретінде жиі қолданылады. Halmos 1970, б. 30.
  14. ^ Клэпэм, С .; Николсон, Дж. (2009). «Оксфордтың қысқаша математикалық сөздігі, градиент» (PDF). Аддисон-Уэсли. б. 348. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2013-10-29 жж. 2013 жылдың қыркүйек айында алынды. Күннің мәндерін тексеру: | рұқсат күні = (Көмектесіңдер)
  15. ^ Вайсштейн, Эрик В. «Көлбеу». MathWorld - Wolfram веб-ресурсы. 2013 жылдың қыркүйек айында алынды. Күннің мәндерін тексеру: | рұқсат күні = (Көмектесіңдер)
  16. ^ Р.Нагель (ред.), Ғылым энциклопедиясы, 2-ші басылым, Гейл тобы (2002)
  17. ^ Липинг Ма, Бастауыш математиканы білу және оқыту: Қытай мен АҚШ-тағы мұғалімдердің фундаменталды математиканы түсінуі (математикалық ойлау мен оқудағы зерттеулер.), Лоуренс Эрлбаум, 1999, ISBN  978-0-8058-2909-9.
  18. ^ Фредерик М. Хесс және Майкл Дж. Петрилли, Артында қалған бала жоқ, Питер Ланг баспасы, 2006, ISBN  978-0-8204-7844-9.