Μάθημα : ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (Γ3)

Κωδικός : 1901051489

1901051489 - ΕΥΔΟΞΙΑ ΠΑΤΚΟΥ

Ενότητες μαθήματος

Αναδρομικοί Αλγόριθμοι FRACTAL

Η συζήτηση για τους αναδρομικούς αλγόριθμους  φέρνει στο προσκήνιο λέξεις, όπως  «φράκταλ» και «χάος», που κεντρίζουντο ενδιαφέρον μας. Αν αναζητήσουμε  για περισσότερες σχετικές πληροφορίες  και παραδείγματα θα έρθουμε  σε επαφή με έναν τρόπο περιγραφής,  υπολογισμού και σκέψης πάνω σε σχήματα ακανόνιστα και αποσπασματικά, δαντελωτά και εξαρθρωμένα, σχήματα που περιλαμβάνουν από το περίγραμμα του κρυστάλλου των νιφάδων του χιονιού μέχρι τα σμήνη των γαλαξιών.  Με δομές οργάνωσης κρυμμένες μέσα σε μια απίστευτη πολυπλοκότητα.Νομίζουμε ότι οι μαθητές της Δευτεροβάθμιας Eκπαίδευσης μπορούν αν γνωρίσουν να καταλάβουν τα φράκταλ και να παίξουν μαζί τους .  Η μεγάλη αξία των fractals  στην εκπαίδευση είναι ότι κάνουν τα αφηρημένα μαθηματικά εξαιρετικά ορατά.  Όταν βλέπουμε τα περίπλοκα και όμορφα σχέδια που παράγονται από εξισώσεις, ο φόβος χάνεται και η περιέργεια αναπτύσσεται. Παρόλη την πολυπλοκότητά τους, εμφανίζονται απλά όσο η Ευκλείδεια Γεωμετρία.
Υπάρχουν αρκετά διαφορετικά προγράμματα που παράγουν εντυπωσιακά φράκταλ.   Δείτε μια παρουσίαση που έκαναν άλλα παιδιά στο παρελθόν. https://prezi.com/tsj5lanati0d/httpsprezicom-cbq-yofscvg 

 

 

Πειραματιστείτε

https://www.geogebra.org/m/hh9mnbcr

 

https://aesop.iep.edu.gr/node/15640

 

Από την θεωρία παιγνίων. Τι σχέση έχει η αναδρομή;

Θέματα για συζήτηση:

  • Λοιπόν , ένας έξυπνος άνθρωπος θα έβαζε δηλητήριο στο δικό του κύπελλο διότι θα ήξερε ότι μόνο ένας μεγάλος ηλίθιος θα έπαιρνε αυτό που θα του έδιναν. Εγώ δεν είμαι ένας μεγάλος ηλίθιος, άρα προφανώς δεν μπορώ να διαλέξω το κρασί που βρίσκεται μπροστά σας. Αλλά θα πρέπει να γνωρίζατε ότι δεν είμαι μεγάσλος ηλίθιος -θα το έχετε λάβει υπόψη σας - και προφανώς δεν μπορώ να διαλέξω το κρασί που βρίσκεται μπροστά μου.  (Τρελές ιστορίες έρωτα και φαντασίας)
  • Το να παρασύρει κανείς τον αντίπαλό του σε μια άκαρπη αναδρομή μπορεί να είναι αποτελεσματική στρατηγικη΄σε διάφορα παιιχνίδια. Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα, αλλόκοτα και συναρπαστικά επεισόδια στην ιστορία των αγώνων  σκακιού μεταξύ ανθρώπων και μηχανής συνέβη το 2008, κατά την τελική αναμέτρηση στο blitz (ασταπιαίο σκάκι) ανάμεσα στον Αμερικανό Χακάρου Νακαμούρα και το κορυφαίο πρόγραμμα σκακιού Rybka. Σε ένα παιχνίσι όπου η κάθε πλευρά είχε στη διάθεσή της μόλις τρία λεπτά για να παίξει τις κινήσεις της, διαφορετικά θα έχανε αυτομάτως, το πλεονέκτημα φαινόταν να το έχει σίγουρα ο υπολογιστής χάρις στην ικανότητα να κάνει τις κινήσεις του χωρίς να κουνά ούτε ένα μυ. Αλλά ο Νακαμούρα προκάλεσε αμέσως συμφόρηση στη σκακιέρα προχωρώντας σε επαναλαμβανόμενες κινήσεις, χωρίς νόημα όσο πιο γρήγορα μπορούσε. Εν τω μεταξύ ο υπολογιστής σπαταλούσε χρήσιμο χρόνο  αναζητώντας ανύπαρκτες νικηφόρες παραλλαγές προσπαθώντας πεισματικά να προβλέψει όλες τις μελλοντικές κινήσεις του Νακαμούρα, ο οποίος απλώς χαζολόγαγε. Όταν ο υπολογιστής είχε σχεδόν εξαντλήσει τον χρόνο του, άρχισε να κάνει γρήογρες κινήσεις για να μη χάσει το ρολόι, ο Νακαμούρα έκανε το άνοιγμα και εξαπέλυσε επίθεση.. 
  • Στο πόκερ λέει ο Τζειμς Μποντ δεν παίζεις με τα χαρτιά που έχεις. Παίζεις με τα χαρτιά που έχει αυτός που είναι απέναντί σου. Στην πραγματικότητα αυτό που παίζουμε είναι μια θεωρητικά άπειρη αναδρομή.Υπάρχουν τα χαρτιά που έχουμε στο χέρι μας και τα χαρτιά που έχει ο αντίπαλος, Μετά, τα χαρτιά που πιστεύουμε πως ο αντίπαλός μας πιστεύει πως έχουμε, και τα χαρτιά που πιστεύουμε πως ο αντίπαλος πιστεύει πως πιστεύουμε πως έχει αυτός .....  και ούτω καθεξής.....
Εργασίες

Μάθετε να σχεδιάζετε ένα φράκταλ τρίγωνο Sierpinski και συνδυάστε το δικό σας με άλλα που έχουν κάνει οι συμμαθητές σαςγια να δημιουργήσετε ένα μεγαλύτερο φράκταλ τρίγωνο.

Η δραστηριότητα με το τρίγωνο Sierpinski παρουσιάζει τις θεμελιώδεις αρχές των φράκταλ – πώς ένα μοτίβο μπορεί να επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά σε διαφορετικές κλίμακες και πώς αυτό το σύνθετο σχήμα μπορεί να σχηματιστεί με απλή επανάληψη.  Θα φτιάξετε ο καθένας   το δικό του φράκταλ τρίγωνο που αποτελείται από όλο και μικρότερα τρίγωνα. Στη συνέχεια, θα  κόψετε το δικό σας τρίγωνο και θα  το συναρμολογήσετε  σε ένα μεγαλύτερο φράκταλ μοτίβο που αναπαράγει το ίδιο σχήμα.

Το φράκταλ του Τριγώνου Sierpinski,  περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Πολωνό μαθηματικό Waclaw Sierpinski το 1915. Ωστόσο, το ίδιο το σχέδιο μπορεί να βρεθεί καλλιτεχνικά σε ρωμαϊκά ψηφιδωτά ήδη από τον 11ο αιώνα. Η ίδια η λέξη «Φράκταλ» εισήχθη για πρώτη φορά το 1975 από τον Benoit Mandelbrot.

 

Δίνεται το πρότυπο σχέδιο του τριγώνου για να ξεκινήσετε.

 

1.Προσανατολίστε το πρότυπο έτσι ώστε το τρίγωνο να δείχνει προς τα πάνω. Οι κουκκίδες υποδεικνύουν τα μέσα των άκρων, στη μέση μεταξύ των γωνιών. Συνδέστε τις κουκκίδες όπως φαίνεται παρακάτω για να σχηματίσετε ένα νέο τρίγωνο, που να δείχνει προς τα κάτω. Χρωματίστε το.

Τώρα σας απομένουν τρία λευκά τρίγωνα. Βρείτε τα μέσα σημεία καθενός από αυτά τα τρία τρίγωνα, συνδέστε τα και χρωματίστε τα τρίγωνα που προκύπτουν με κατεύθυνση προς τα κάτω.

Κάθε ένα από τα τρία τρίγωνα μετατρέπεται τώρα σε τρία μικρότερα τρίγωνα, αφήνοντας εννέα μικρά λευκά τρίγωνα.

Συνδέστε τα μέσα σημεία καθενός από τα εννέα λευκά τρίγωνα για να σχηματίσετε 27 μικρότερα τρίγωνα με κατεύθυνση προς τα κάτω. Χρωματίστε τα.

Συνεχίστε αυτή τη διαδικασία για όσο θέλετε, δημιουργώντας τρίγωνα σε διαιρετές του τρία: 81, 243 ή ακόμα και 729! 

Να είσαι όσο δημιουργικός/η θέλεις χρωματίζοντας τα τρίγωνα.

 

Όταν τελειώσετε, κόψτε το μεγάλο τρίγωνο και γράψτε το όνομά σας στο πίσω μέρος.

Στη συνέχεια, ενώστε το φράκταλ τρίγωνό σας με δύο άλλα φράκταλ τρίγωνα για να σχηματίσετε ένα μεγαλύτερο τρίγωνο. Στη συνέχεια, προσθέστε δύο ακόμη ομάδες των τριών τριγώνων για να σχηματίσετε ένα μεγαλύτερο τρίγωνο φτιαγμένο από εννέα τρίγωνα. Αν το κάνετε αυτό με όλη σας την τάξη, μπορείτε να ενώσετε τρεις ομάδες των εννέα για να δημιουργήσετε ένα γιγάντιο τρίγωνο φτιαγμένο από 27 μεμονωμένα τρίγωνα. Αν θέλετε να συνεχίσετε, τρεις τάξεις θα μπορούσαν να ενώσουν και τα 81 τρίγωνά τους σε ένα ακόμα μεγαλύτερο. Και γιατί να σταματήσουμε εκεί;;;