Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Smíchovská střední průmyslová škola2014/2015
POČÍTÁME S JINDROU PETÁKOVOU 8
MATURITNÍ PROJEKT
autor: Pavel Francl, 4. L
vedoucí práce: Mgr. Blanka Čechová
oponent: Mgr. Jana Emingrová
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Zadání
Vytvořte podrobné řešení příkladů ze sbírky Matematika – příprava k maturitě a k
přijímacím zkouškám na vysoké školy. Příklady budou sloužit jako podpůrný výukový materiál
pro předmět matematika. Zvolte si vhodný výstup dle vašeho zaměření (dokument, program,
webová aplikace, apod.). V případě potřeby vytvořte ve vhodně zvoleném programu
obrázky. Práce bude obsahovat výstupy dle zvoleného zaměření a výstupy pro virtuální
školu.
Účel projektu:
Vytvoření podrobného řešení příkladů ze sbírky Matematika – příprava k maturitě a k
přijímacím zkouškám na vysoké školy. Příklady budou sloužit jako podpůrný výukový materiál
pro předmět matematika.
Výstup projektu:
Vytvořit materiál, který bude sloužit především studentům pro samostudium,
procvičování a rozšíření znalostí z matematiky.
Obsah
1. Proveďte analýzu problému a navrhněte postupy pro splnění zadání.2. Sestavte harmonogram prací a hodnotící list s bodovanými úkoly.3. Proveďte vlastní řešení projektu dle schváleného harmonogramu.4. Proveďte závěrečné zhodnocení projektu.5. Odevzdejte závěrečnou zprávu ve formě dokumentu v programu Word.6. Odevzdejte prezentaci projektu v programu PowerPoint.7. Proveďte veřejnou prezentaci svého projektu.
HODNOCENÍ MATURITNÍ PRÁCE
Název maturitní práce:
Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Jméno:
Pavel Francl
Třída: 4. L Školní rok: 2014 - 2015
Termín:
šk. týden
Datum: Maximální zisk bodů:
Hodnocení (Počet bodů):
poznámka
Úvod do PRO, pravidla PRO 2./37. 8. 9.Zadání projektu 3./38. 15. 9.Kontrola zadání projektu 4./39. 22. 9.Příprava analýzy 5./40 29. 9.Analýza 6./41. 6. 10. 5 bodů 5 bodůPříprava harmonogramu 7./42. 13. 10.Harmonogram 8./43. 20. 10. 5 bodů 5 bodůPodzimní prázdniny 9./44. 27. 10. podzimní prázdninyPříprava prvního výstupu 10./45. 3. 11.Odevzdání prvního výstupu – Grafy mocninných funkcí 11./46. 10. 11. 12 bodů 10 bodů
Příprava druhého výstupu 12./47. 17. 11. státní svátekTvorba druhého výstupu 13./48. 24. 11.Odevzdání druhého výstupu –Grafy lineárních lomených funkcí
14./49. 1. 12. 12 bodů 12 bodů
Příprava třetího výstupu 15./50. 8. 12.Odevzdání třetího výstupu –Inverzní funkce k funkci lineární lomené
16./51. 15. 12. 12 bodů 12 bodů
Vánoční prázdniny 17./52. 22. 12. vánoční prázdninyVánoční prázdniny 18./1. 29.12. vánoční prázdninyUcelení dosavadních výstupů docelku 19./2. 5. 1. 14 bodů 14 bodů
Návrh webových stránek 20./3. 12. 1.Tvorba webových stránek 21./4. 19. 1. pololetní klasifikaceTvorba webových stránek 22./5. 26. 1.Odevzdání webových stránek 23./6. 2. 2. 20 bodů 20 bodůPříprava plakátu 24./7. 9. 2.Příprava závěrečné prezentace 25./8. 16. 2.Jarní prázdniny 26./9. 23. 2. jarní prázdninyOdevzdání plakátu 27./10. 2. 3. 5 bodů 5 bodůOdevzdání prezentace k MZ 28./11. 9. 3. 10 bodů 10 bodůOdevzdání projektu a závěrečné zprávy včetně anotace v AJ 29./12. 16. 3. 5 bodů
Třičtvrtěletní klasifikace 30./13. 23. 3.Prezentace projektu 31./14. 30. 3.Prezentace projektu 32./15. 6. 4. Velikonoční pondělíPrezentace projektu 33./16. 13. 4.Prezentace projektu 34./17. 20. 4.Prezentace projektu 35./18. 27. 4.Celkem bodů za průběžnou práci 100 Celkové hodnocení: 94 - 100 bodů ------- výborný
85 - 93 bodů ------- chvalitebný
71 - 84 bodů ------- dobrý
51 - 70 bodů ------- dostatečný
0 - 50 bodů ------- nedostatečný
Pokud žák neřeší libovolný bod, je práce hodnocena jako nedostatečná.
Hodnocení 2/IV …………………………………… Hodnocení 3/IV …………………………………
Hodnocení 4/IV ………………………………… podpis vedoucího práce: ………………………………….
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Čestné prohlášení žáka
Já Pavel Francl, student Smíchovské střední průmyslové školy, narozen 15.3.1996,
bytem Guth-Jarkovského 864, 250 82, Úvaly, čestně prohlašuji, že v dokumentu, jehož je
toto prohlášení nedílnou součástí, jsem uvedl přesné, pravdivé a úplné údaje. Vše jsem tvořil
sám za pomoci garanta a konzultanta. Při práci jsem použil pouze legální SW. Jsem si vědom
toho, že pokud by mnou uvedené informace byly nepravdivé, budu čelit všem z toho
vyplývajícím následkům.
…………………………………………………………….V Úvalech dne 17.3.2015 podpis
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Poděkování
Touto cestou bych chtěl poděkovat všem, kteří se jakkoliv podíleli na vzniku tohoto
projektu. Velké poděkování patří především mému konzultantovi Mgr. Janě Emingrové za
plnohodnotné a odborné konzultace a mému garantovi Mgr. Blance Čechové. V průběhu
tvorby tohoto projektu jsem využil mnoho zkušeností a rad, které vzešly právě od mého
konzultanta, či garanta. Bez jejich vstřícnosti a nasazení by projekt nemohl být zdárně
dokončen.
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Anotace
Cílem mého projektu, který nese název „Počítáme s Jindrou Petákovou“, je vytvoření
matematických učebních materiálů. Toto téma jsem si vybral, protože jsem si chtěl vylepšit
své znalosti v přírodní vědě - matematice. Během projektu jsem spolupracoval s mou paní
učitelkou matematiky Mgr. Janou Emingrovou. Projekt se skládá ze tří částí. První část je
zaměřená na mocninné funkce, druhá na lineární lomené funkce a třetí na inverzní funkce k
funkci lineární lomené. Výstupem těchto částí je dokument ve formátu PDF. Další součástí
mé práce jsou webové stránky. Na webových stránkách si lze prohlédnout celý projekt.
Projekt budou moci využívat budoucí studenti Smíchovské SPŠ.
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Annotation
The aim of my project called “Počítáme s Jindrou Petákovou 8” is to create
mathematical teaching material. I have chosen this topic because I wanted to improve my
knowledge in Mathematics. I have cooperated with my teacher Mgr. Jana Emingrová during
the project. The project consists of three parts. The first part is focused on power functions,
second one on linear fractional functions and the third part is geared to the inverse function
linear fractional function. The output of these parts is in PDF document. Separate part of my
project are web pages. You can see the entire project on the website. The project can be
used for future students of SSPŠ.
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Obsah
1. Analýza řešeného problému..............................................................................................2
2. Popis vlastního řešení........................................................................................................4
2.1. Zpracování analýzy..................................................................................................4
2.2. Vytvoření hodnotícího listu.....................................................................................4
2.3. Výukové materiály..................................................................................................4
2.3.1. První okruh – Mocninné funkce.......................................................................4
2.3.2. Druhý okruh – Lineární lomené funkce............................................................6
2.3.3. Třetí okruh – Inverzní funkce k funkci lineární lomené....................................9
2.4. Tvorba webu.........................................................................................................11
2.5. Plakát.................................................................................................................... 12
2.6. Prezentace............................................................................................................12
3. Závěr................................................................................................................................ 13
4. Seznamy...........................................................................................................................14
4.1. Seznam použitých zdrojů......................................................................................14
4.2. Seznam obrázků....................................................................................................14
4.3. Seznam tabulek.....................................................................................................15
4.4. Seznam příloh.......................................................................................................15
Přílohy..................................................................................................................................... 16
1
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
1. Analýza řešeného problému
Popis úkolu
Mým úkolem je vytvořit podrobné řešení příkladů ze sbírky Matematika – příprava
k maturitě a k přijímacím zkouškám na vysoké školy.
Příklady budou sloužit jako podpůrný výukový materiál pro předmět Matematika.
Popis stávajícího stavu
V současné době existuje již několik projektů podobných tomu mému. Předchozí
řešitelé postupovali obdobně.
Při řešení projektu budu vycházet z vlastních vědomostí a studijních materiálů, které
jsou volně dostupné.
Popis výběru prostředků vhodných pro řešení projektu
Pro digitalizaci mnou vypočítaných příkladů a prezentace využiji software z balíčku
kancelářských programů Microsoft Office 2010. Webové stránky vytvořím v programu
PSpad a pro vytvoření plakátu využiji zkušební verzi grafického programu Adobe
Photoshop. Dále během projektu budu pracovat v matematickém programu
Geogebra. Tento software využiji především pro grafické znázorňování
matematických funkcí.
Popis výběru varianty řešení a výstupů
Mnou vybrané příklady vyřeším na papír, přepíši je do programu Word a následně
dokument převedu na formát PDF. K projektu dále vytvořím prezentaci v programu
PowerPoint a stylizuji plakát v grafickém programu Adobe Photoshop. Jako další krok
vytvořím webové stránky, které budou obsahovat materiál, mnou do té doby
vytvořený.
Tabulka 1: Rozhodovací tabulka (výběr softwaru pro tvorbu webových stránek)
znalost programu
přehlednost cenová dostupnost
součet bodů
pořadí
PSPad 9 8 10 27 1.
NetBeans 6 9 10 25 2.
Visual Studio 5 7 10 22 3.
HTML editor Yugie 3 8 5 16 4.
stupnice 1-10; 1-nejlepší; 10-nejhorší
2
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
3
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Tabulka 2: Rozhodovací tabulka (výběr vhodného softwaru pro tvorbu plakátu)
znalost programu
přehlednost cenová dostupnost
součet bodů
pořadí
Adobe Photoshop
9 9 10 28 1.
CorelDraw 9 8 6 23 2.
Poster Forge 4 7 10 21 3.
stupnice 1-10; 1-nejlepší; 10-nejhorší
Tabulka 3: Rozhodovací tabulka (výběr vhodného softwaru pro práci s mat. funkcemi)
přehlednost cenová dostupnost
potřebná funkčnost programu
součet bodů
pořadí
GeoGebra 9 10 10 29 1.
Funkce 8 6 9 23 2.
Kvadratické funkce
7 10 5 22 3.
stupnice 1-10; 1-nejlepší; 10-nejhorší
Stanovení dílčích úkolů
o Provedení analýzy.
o Sestavení harmonogramu prací a hodnotícího listu.
o Provedení vlastního řešení projektu dle schváleného harmonogramu.
o Postupné zavěšování jednotlivých výstupů na virtuální školu.
o Provedení závěrečného zhodnocení projektu.
o Odevzdání plakátu a prezentace.
o Odevzdání závěrečné zprávy.
o Provedení veřejné prezentace svého projektu před komisí.
4
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
2. Popis vlastního řešení
2.1. Zpracování analýzy
Při tvorbě projektu jsem si nejprve zpracoval analýzu. Analýza se pro mě stala
v pozdějších fázích tvorby velmi důležitou. Právě díky analýze jsem si ujasnil a především
představil, jak bude vytváření mého projektu probíhat. Také jsem se rozhodl, ve kterých
softwarových produktech budu tvořit a jak při tom budu postupovat.
2.2. Vytvoření hodnotícího listu
Po tvorbě analýzy a ucelení dílčích úkolů přišel na řadu hodnotící list. V hodnotícím
listě jsem si rozvrhl harmonogram mé práce na projektu. Akademický školní rok jsem si
rozdělil na pomyslné, pro mě vyhovující, období. Na konci každého období jsem si určil
odevzdání výstupu. Celkem takových výstupů bylo hned několik. U každého výstupu jsem si
určil, kolika bodům by měl odpovídat. Celkový součet bodů všech výstupů odpovídal
hodnotě 100.
2.3. Výukové materiály
Hlavní, nejdůležitější a časově nejnáročnější částí mého projektu bylo vytvoření
výukových materiálů. K vytvoření takových materiálů jsem potřeboval značné množství
znalostí a dovedností. Valnou většinu potřebných znalostí jsem již měl z hodin matematiky a
výpočetní techniky, ostatní jsem si v průběhu práce na projektu doplňoval.
2.3.1. První okruh – Mocninné funkce
Jako první jsem se rozhodl zpracovat okruh, který se týká problematiky mocninných
funkcí. Cílem bylo vypracovat několikastránkový skript. Ve výsledku jsem vytvořil dokument,
který detailně popisuje, krok za krokem, řešení jednotlivých příkladů. Dokument má čtyřicet
dva stran. Pro každý příklad jsem vytvářel graf v programu Geogebra a písemné řešení
v programu MS Word 2010.
Velkou překážkou pro mě byla práce v již zmiňovaném programu Geogebra. Byl to
pro mě úplně nový software. Mým cílem bylo vytvořit co nejpřehlednější a nejsrozumitelnější
grafy. To se mi bohužel dlouhou dobu nedařilo podle mých představ. Po konzultaci s Mgr.
Emingrovou jsem však docílil toužených výsledků.
5
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Nyní už k samotným funkcím. Zjednodušeně řečeno je známo, že mocninné funkce
jsou elementárními matematickými funkcemi a jsou ve tvaru: f : ( x )=a xr ,a ,r ϵ R , kde a a r
jsou konstanty a x je proměnná. Tuto skutečnost jsem uplatnil u všech vypočítaných příkladů
v tomto okruhu.
Na vzorovém příkladu demonstruji, jak takový jeden vyřešený příklad vypadá.
Zadání zní: Načrtněte graf funkce f5: y=2x3−4. Určete definiční obor, obor funkčních
hodnot, vypočítejte souřadnice průsečíků grafu funkce s osou x a s osou y.
Ve vizualizaci grafu je znázorněn pro přehlednost i graf funkce s předpisem
g5: y=2x3. Graf je zpracován v programu Geogebra.
6
Obrázek 1 – Graf mocninné funkce (příklad č. 2/f5)
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Dále přichází na řadu výpočet průsečíků.
Nesmí chybět ani vlastnosti
zadané funkce.
2.3.2. Druhý okruh – Lineární
Druhým okruhem ke zpracování byly lineární lomené funkce. Tyto funkce se pro mě
staly během tvorby funkcemi nejoblíbenějšími. Bavilo mě s nimi pracovat, řešit jejich
složitosti a záludnosti, které příklady s nimi spojené přinášely. Část skriptu věnována tomuto
okruhu čítá celkem třicet tři stran.
Jak už jsem uvedl u mocninných funkcí, tak i zde okrajově přiblížím, co se pod
pojmem lineárních lomených funkcí skrývá. Jedná se tedy o funkce, které lze zapsat ve tvaru
f ( x )=ax+bcx+d
;a ,b , c , d ϵ R , c≠0. Jejich grafem je hyperbola.
Na vzorovém příkladu předvádím, jak vypadá postup řešení.
7
Obrázek 2 – Výpočet průsečíků (příklad č. 2/f5)
Obrázek 3 – Vlastnosti funkce (příklad č. 2/f5)
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Zadání příkladu zní následovně: Nakreslete graf funkce f6 y=1−xx+3 . Určete definiční
obor, obor funkčních hodnot, střed souměrnosti grafu, průsečíky s osou x.
Nejdříve jsem musel určit podmínky a upravit předpis funkce do ideálního tvaru.
Následně bylo možné nakreslit graf funkce.
8
Obrázek 4 – Úprava předpisu lineární lomené funkce (příklad č. 9/f6)
Obrázek 5 - Graf lineární lomené funkce (příklad č. 9/
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Výpočet průsečíků byl nedílnou součástí příkladu.
Posledním krokem je určení vlastností dané funkce.
Obrázek 7 – Vlastnosti funkce (příklad č. 9/f6)
9
)
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
2.3.3. Třetí okruh – Inverzní funkce k funkci lineární lomené
Jako poslední ve tvorbě výukového materiálu jsem vypracovával inverzní funkce
k funkci lineární lomené. Tyto funkce jsem si záměrně nechal k vypracování jako poslední. To
proto, co se obsahu týče, byly nejméně obsáhlé. Jestliže jsem se zmiňoval o tom, že lineární
lomené funkce mě bavily velmi, tak inverzní funkce mě též zaujaly. Je to tím, že při řešení
jejich příkladů se postupuje stejně.
Jako u předešlých okruhů, tak i zde předvedu něco málo z toho, co lze ve mnou
vytvořeném skriptu dohledat.
Graf lineární lomené funkce a funkce k ní inverzní.
10
Obrázek 8 - Graf lineární lomené funkce a funkce k ní inverzní
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Ukázka postupu při řešení jednoho z příkladů
11
Obrázek 9 – Ukázka postupu při řešení příkladu
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
2.4. Tvorba webu
Velice zajímavým bodem v mém harmonogramu se stala práce na vytváření webových
stránek. Webové stránky jsem kódoval v programu k tomu určeném, v PSPadu. Ke kódování
jsem použil především jazyk HTML a CSS. Práce na stránkách byla časově velmi náročná.
Musel jsem si promyslet vzhled, obsah a strukturu stránek a následně své vize zrealizovat.
Byl to relativně komplikovaný proces, za kterým stojí plnohodnotné webové stránky, které
jsou umístěné online na webu. Stránky jsem nahrál na free webhostingovém server
Endora.cz a jsou k dispozici na URL adrese: http://pocitamesjp.maweb.eu/.
12
Obrázek 10 - Vzhled úvodní stránky
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
2.5. Plakát
Nedílnou součástí mého projektu se stal i plakát. Plakát jsem vypracoval v grafickém
programu PhotoShop CS5 (zkušební verze). Plakát jsem barevně ladil do tematických barev
celého projektu, tedy červené a modré. Na plakátu je znázorněno i mnou vytvořené logo.
2.6. Prezentace
Pro tvorbu
závěrečné prezentace jsem využil program z balíčku Microsoft Office 2010, tedy PowerPoint.
Prezentaci jsem se snažil vytvořit přehlednou a zajímavou. Nedílnou součástí je navigační
menu, či navigační lišty na každém snímku.
13
Obrázek 11 - Logo
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
3. Závěr
Závěrem bych chtěl zmínit několik faktů. Celoroční práce na této maturitní práci mi
přinesla mnoho. Především si myslím, že jsem si zlepšil své logické uvažování, posunul o
úroveň výše své dovednosti v práci s některými programy. A co více, částečně mi práce na
tomto projektu usnadnila mou přípravu na maturitní zkoušku z matematiky. Během
akademického školního roku jsem zlepšoval své komunikační a prezentační dovednosti a
přiučil jsem se spoustu nového.
Naopak, kdybych měl zhodnotit, co mi práce na projektu vzala, tak bych určitě zmínil
čas. Díky obsáhlosti a někdy i složitosti tohoto projektu byla práce na něm časově velmi
náročná.
Avšak pokud by se mě někdo zeptal, zda bych si ke zpracování své závěrečné
(maturitní) práce znovu vybral toto téma, tak bych bez váhání řekl, že ano. Někomu se to
může zdát zvláštní, ale mě tato práce velice bavila a naplňovala.
14
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
4. Seznamy
4.1. Seznam použitých zdrojů
Petáková, R. J. (2006). MATEMATIKA - příprava k maturitě a k přijímacím zkouškám na
vysoké školy . Praha: Prometheus, spol. s.r.o.
Richter, J. FUNKCE. Načteno z karlin.mff.cuni.cz:
http://www.karlin.mff.cuni.cz/katedry/kdm/diplomky/jaroslav_richter/
Geogebra.org. Získáno 2015, z Geogebra: https://www.geogebra.org/
Matematika.cz. Získáno 2015, z Matematika.cz: http://matematika.cz/
Wolfram alpha. Získáno 2015, z https://www.wolframalpha.com/
Jakpsatweb.cz. Získáno 2015, z Jak psát web: http://www.jakpsatweb.cz/
4.2. Seznam obrázků
Obrázek 1 – Graf mocninné funkce (příklad č. 2/f5)..................................................................5
Obrázek 2 – Výpočet průsečíků (příklad č. 2/f5)........................................................................6
Obrázek 3 – Vlastnosti funkce (příklad č. 2/f5)..........................................................................6
Obrázek 4 – Úprava předpisu lineární lomené funkce (příklad č. 9/f6)......................................7
Obrázek 5 - Graf lineární lomené funkce (příklad č. 9/f6)..........................................................7
Obrázek 6 – Výpočet průsečíků (příklad č. 9/f6)........................................................................8
Obrázek 7 – Vlastnosti funkce (příklad č. 9/f6)..........................................................................8
Obrázek 8 - Graf lineární lomené funkce a funkce k ní inverzní...............................................9
Obrázek 9 – Ukázka postupu při řešení příkladu.....................................................................10
Obrázek 10 - Vzhled úvodní stránky........................................................................................11
Obrázek 11 - Logo...................................................................................................................12
15
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
4.3. Seznam tabulek
Tabulka 1: Rozhodovací tabulka (výběr softwaru pro tvorbu webových stránek)....................2
Tabulka 2: Rozhodovací tabulka (výběr vhodného softwaru pro tvorbu plakátu).....................3
Tabulka 3: Rozhodovací tabulka (výběr vhodného softwaru pro práci s mat. funkcemi)..........3
4.4. Seznam příloh
A) Plakát.............................................................................................................16
B) CD..................................................................................................................17
16
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
Přílohy
A) Plakát
Plakát v plném rozlišení je k dispozici na přiloženém CD ve složce Plakát (plakat.jpg).
17
Francl Pavel | Počítáme s Jindrou Petákovou 8
B) CD
18