Реализация межпредметных связей на элективных курсах по началам математического анализа в классах (стр. 8 из 13)
Заметим, что есть 64 числа
, которые образуют геометрическую прогрессию, первый член которой равен 1 , последний - 
и знаменатель q = 2. Сумма членов такой последовательности вычисляется по формуле: 
Применим к нашему случаю и получим:
Читается это гигантское число так: восемнадцать квинтиллионов четыреста сорок шесть квадриллионов семьсот сорок четыре триллиона семьдесят три миллиарда семьсот девять миллионов пятьсот пятьдесят одна тысяча шестьсот пятнадцать. Такую награду должен дать царь Шерам изобретателю шахмат Сете. Представим себе тот объем, который занимает такое количество зерна. Известно, что 15000000 зерен пшеницы вмещается в 1 кубический метр. Разделив S на 15000000, мы получим, что награда должна занять 12 000000000000 м3 - двенадцать триллионов кубических метров. Для того, чтобы поместить такое количество зерна, достаточно, например, построить амбар, в основании которого лежит прямоугольник со сторонами 8 м и 10 м, а высота равна 150000000000 м = 15000000 км, что совпадает с расстоянием от Земли до Солнца! Совершенно ясно, что такого количества зерен нет ни у какого царя и выполнить просьбу Сете невозможно!
После того, как была рассказана эта легенда, можно переходить непосредственно к самой показательной функции.
Вернемся к количеству зерен, который нужно положить в клетку номер n шахматной доски. Обозначим это число через
.Тогда 
Таким образом, мы определили на множестве натуральных чисел функцию f , значения которой находятся по формуле:
.Заметим, что если некоторая величина на каждом шагу увеличивается вдвое, то она очень быстро возрастает. Такой рост характерен и для живых существ, если у них нет естественных врагов и достаточно ресурсов(пищи, воды, территории и т. д.). Например, когда однажды в Австралии оказалось на воле пара кроликов, то они размножались настолько быстро, что превратились в угрозу всему сельскому хозяйству страны.[6]
Такие несложные примеры из различных областей знаний, которых можно привести множество, помогают учащимся осознать естественную необходимость существования и изучения понятия показательной функции.
Что касается второго способа, то есть показа применения изучаемого понятия в области предмета, являющегося профильным, то возможен такой вариант. После того, как будет введено число е, на занятии элективного курса нужно установить связь числа е с формулой сложных процентов.
Еще в Древнем мире было широко распространено ростовщичество - дача денег в долг под процент. В Древнем Вавилоне Лихва составляла до 20% в год. При этом, если должник не возвращал вовремя долг, на следующий год проценты начислялись уже не только на основную сумму долга, но и на наросшие проценты и т. д. Во многих случаях это приводило к тому, что должник оказывался несостоятельным и попадал в рабство.
Рассмотрим задачу:
Взята в долг сумма а рублей. Какую сумму надо отдать через n лет, если деньги взяты под р % в год?
Ясно, что за первый год нарастает сумма равна
и общая сумма долга равна 
(рублей). На второй год проценты начисляются уже на сумму 
и составляют сумму 
, а потому общая сумма долга равна: 
. Аналогично, к концу третьего года долг будет составлять 
, четвертого: 
. Вообще через n лет сумма долга составит: 
.Полученное равенство называют формулой сложных процентов.
Эту формулу применяют для вычисления суммы и в том случае, когда число протекших лет не является целым. Именно, через х лет надо выплатить сумму
рублей.При а=1 эта формула принимает вид:
и задает показательную функцию с основанием: 
.При р=100 имеем
.Предположим теперь, что начисление процентов происходит не ежегодно, а ежемесячно, но зато процентная ставка в 12 раз меньше. Тогда через х лет сумма долга будет выражаться формулой
.Вычисления показывают, что 
Если начисление процентов будет производиться ежедневно, но процентная ставка будет в 365 раз меньше (29 февраля начисления не производятся), то через х лет сумма долга будет выражаться формулой: 
. Вычисления показывают, что: 
.Это значение весьма близко к значению числа е. Можно показать, что по увеличению n значение числа
приближается к е.Другие примеры применения показательной и логарифмической функции в различных областях знаний представлены в приложении 1 .
Использование таких примеров полезно при введении понятия показательной и логарифмической функции и их свойств.
Учащиеся отвлекаются от сухого изложения материала, формул, которые просто заучивают наизусть, не понимая зачем. Такие примеры позволяют осмысленно применять знания и, пожалуй, самое главное, делают изучение математики интереснее и легче.
Третий способ осуществления межпредметных связей может быть реализован с помощью задач, содержание которых связано профилирующим предметом. Отбирать задачный материал для данного элективного курса необходимо, учитывая принципы, выделенные в I главе.
После того как была установлена связь числа е с формулой сложных процентов можно предложить учащимся следующие задачи:
1. В романе М. Е. Салтыкова-Щедрина «Господа Головлевы» есть такой эпизод. Порфирий Владимирович сидит в кабинете, исписывая цифирными выкладками листы. На этот раз его занимает вопрос: сколько было бы теперь денег, если бы маменька подаренные ему при рождении дедушкой на зубок сто рублей не присвоила себе, а положила их в ломбард на имя малолетнего Порфирия? Выходит,однако, немного: всего 800 рублей. Предполагается, что Порфирию в момент счета было 53 года. Попробуйте установить, по скольку процентов платил в год ломбард.
2. На покупку новой техники фермер взял в банке 20000 рублей. Вычислите сумму долга, если деньги были взяты 6,5 лет тому назад и процентная ставка равна 4%.
3. В новелле О. Бальзака «Гобсек» один из героев, господин Дервиль, взял у ростовщика Гобсека сумму в 150000 сроком на 5 лет по 15% годовых. Какую сумму вернул Дервиль Гобсеку по прошествии этого срока?
4. В магазине «Обувь для Вас» цену на весь товар сначала повысили на 10 %, а через месяц снизили на 10 %. Дороже или дешевле стал товар по сравнению с начальной ценой?
5. За 3 года работы количество читателей в библиотеке увеличилось со 100 человек до 1080. Найдите средний годовой процент увеличения количества читателей.
6. Участник лотереи выиграл 5000 рублей и положил их на хранение в банк. За хранение денег Сбербанк начисляет 8% годовых. В течении 5лет вкладчик не снимал деньги со счета. Сколько денег будет на счете вкладчика через год, через два года, через пять лет? Запишите формулу для вычисления количества денег на счете через n лет.
7. В автоинспекции города подсчитали, что число легковых автомобилей увеличивается на 15 % ежегодно. Во сколько раз увеличилось число автомобилей за 5 лет?
Соответствие предложенных задач с выделенными в I главе принципами достигается за счет:
·связи задач с материалом, изученным на уроке: формула сложных процентов уже известна учащимся;
·сюжета задач;
·используемых методов работы с задачей. Главным образом применяются эвристические приемы: беседа, поиск сходной задачи среди ранее решеных, переформулировка задачи и др.