Fizika-matematika fakulteti

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI
FARG’ONA DAVLAT UNIVERSITETI

FIZIKA-MATEMATIKA FAKULTETI
“MATEMATIKA O’QITISH METODIKASI”

TA’LIM YO’NALISHI
K U R S I SH I

Mavzu: “Lobachevskiy geometriyasi”

BAJARDI: MO’M 17.03- guruh talabasi Haydarova Begoyim

Farg’ona-2020

Lobachevskiy geometriyasi

Reja:

Kirish

1. Noyevklid geometriyalar haqida

2. Lobachevskiy geometriyasi uchun Puankare modeli

2.1. Ortogonal aylanalar va ortogonal to`g`ri chiziqlarni yasash

2.2. Inversiya va inversion almashtirishlar

2.3. Puankare modeli

2.4. Cheksiz uzoqlikdagi nuqta

Xulosa

Foydalanilgan adabiyotlar

Vatanimizning kelajagi, xalqimizning ertangi kuni, mamlakatimizning jahon hamjamiyatidagi obro`-etibori, avalambor, farzandlarimizning unib-o`sib, ulg`ayib, qanday inson bo`lib hayotga kirib borishiga bog`liqdir. Biz bunday o`tkir haqiqatni hech qachon unutmasligimiz kerak …

“Yuksak ma`naviyat - yengilmas kuch” asaridan.

I.Karimov
Hech qaysi bir geometriya boshqasi bilan
taqqoslanganda haqiqatga yaqinroq emas…
Anri Puankare
Kirish

Prezidentimiz Islom Karimov tashabbusi bilan 2010 yil “Barkamol avlod yili” deb e`lon qilingan edi. Mamlakatimizning barcha jabhalarida amalga oshirilayotgan keng ko`lamli islohotlar, huquqiy demokratik davlat va erkin fuqorolik jamiyatini qurish zamirida, avvalambor, inson manfaatlari, uning intelektual salohiyatini yuzaga chiqarish, kasb mahoratini oshirish uchun zarur shart-sharoit vazifalari mujassam. Bu borada barkamol avlodni tarbiyalash, umumta`lim maktablari, oliy va o`rta maxsus ta`lim sohasida yuqori malakali kadrlarni tayyorlash, ilm-fan, ta`lim hamda ishlab chiqarish o`rtasidagi o`zaro hamkorlikni yanada rivojlantirishga alohida e`tibor qaratilmoqda.

Davlat ta`limini rivojlantirish davlat umummilliy dasturi doirasida 2005-2009 yillar davomida jami 8541 ta umumta`lim maktabi mebel, o`quv labaratoriya asbob-uskunalari, kompyuter mexakanikalari, sport anjomlari va maxsus jihozlar bilan ta`minlandi. Buning uchun Moliya vazirligi huzuidagi byudjetdan tashqari maktab ta`limi jamg`armasi hisobidan jami 463, 8 milliard; (2005 yili 41,9 milliard; 2006 yili 53,6 milliard; 2007 yili 101,3 millard; 2008 yili 136,8 milliard; 2009 yili 130,2 milliard.) so`m mablag` ajratildi.

O`quv jarayonida samaradorlikka erishish uchun zamonaviy ilg`or pedagogik texnologiyalar, noan`anaviy dars usullari va o`zaro faol o`quv jarayonini tadbiq qilish lozim. O`zaro faol usullarni o`quv jarayoniga qo`llash uchun esa o`tiladigan mavzuni talabalar, o`quvchilar o`zlari mustaqil tayyorlab kelishlari talab etiladi. Jarayonning samaradorligini oshirish maqsadida innovatsion usullarini qo`llashda endi biz – pedagoglar “O`quvchlarni o`qitmaymiz, balki kitobni o`qishga o`rgatamiz” shiorini amalga oshiramiz. Buning sabababi shundaki, agarda talaba va o`quvchilar darsga tayyor holda kelmasalar, hech qanaqa faol usuldan samarali foydalanib bo`lmaydi. Natijada o`qituvchi yana o`z-o`zidan an`anaviy shaklda dars o`tishiga to`g`ri keladi.

Buning uchun talaba yoshlarimiz erkin fikrlash madaniyatiga ega bo`lishlari zarur. Bu masalalar tizimini yaratish talabalarda erkin fikrlash madaniyatini tarbiyalashning tamoyillarini Nizomiy nimidagi Toshkent davlat pedagogika universiteti professori, p.f.n. R.Niyozmetova quyidagilarga ajratdi:

Tarixiylik tamoyili masalalarni tarixiy bilimlarda foydalanib yechish imkoniyatini beradi. Bu esa ilmiy dunyoqarashning, ijodiy fikrning shakllanishi, bitta dalilning o`ziga nisbati turli nuqtai nazarlar mantig`ini va kurashini hisobga olish, sabab-oqibat bog`lanishlarini aniqlashga imkon beradi. Ba`zi tarixiy dalillar ta`lim jarayoniga qiziqarlilik elementini olib kirishi mumkinligi, bu ham erkin fikrlashning rivojlanishiga olib keladi;

Fanlar ichki aloqalarini amalgam oshirish tamoyili bitta fanni o`rganishning turli bosqichlarida masalani yechishda uning turli bo`limlari orasidagi zaruriy aloqalarni aniqlashdan iborat. Bunda, bir tomondan, talabalar o`qitishning ma`lum bosqichida yechiladigan masala qachon va qayerda foydalanilishini hisobga olishlari, ikkinchi tomondan esa yangi masalani yechishda ilgari o`rganilgan qaysi materialga tayanish mumkinligini bilishari zarur;

Fanlararo aloqalarni amalga oshirish tamoyilini turli o`quv fanlarida bilish faoliyati aspektida qarash va shu asosda yaxlit masalalar struktura sini yaratish mumkin. Bu esa pirovard natijada, erkin fikrlashning rivojlanishiga jiddiy ta`sir etadi. Kasbiy yo`nalganlik tamoyilidan erkin fikrlashni rivojlantirish jarayonida foydalanishdan bosh maqsad – bo`lajak pedagog faoliyatning ma`lum sifatlarini rivojlantirishga yo`naltirishni ko`zda tutadi. Talabalarda kasbga yo`nalganlikni rivojlantirish – bu ularda bo`lajak kasbiga munosabat, qiziqish, unga bo`lgan maxsus qobilyatlarini mustahkamlash demakdik;

Mustaqil o`qib bilim orttirish tamoyili shaxsning o`zi tomonidan boshqariladigan maqsadga yo`nalgan bilim faoliyatini ta`minlaydi. Qo`yilgan masalaning o`z yechimini izlash maqsadlarini aniqlash, mustaqil xulosalar qilishga intilish, fan, texnika, madaniyatning turli sohalarida izchil bilim olish shaxs tomonidan erkin fikrlash madaniyati rivojlanganligining yuqori darajasiga erishilganligi haqida guvohlik beradi.

Talaba yoshlarimiz ilmiy va ommabop adabiyotlardan mustaqil foydalanishni, ya`ni mustaqil bilim olish madaniyatiga ega bo`lishi kerak. Fanlardan o`zlashtirishda darslik bilan bir qatorda qo`shimcha adabiyotlardan foydalanish talab etiladi.

Geometriya insoniyat paydo bo`lishi tarixi davomidagi eng qadimiy fanlardan biri hisoblanadi. Fanning tizimli ravishda rivojlanishida (abstraklashuvida) eramizdan avvalgi III asrda yashab ijod qilgan grek olimi Yevklidning “Negizlar” nomli asari sabab bo`ldi. Bu asar 13 ta kitobdan iborat bo`lib, unda Yevklid dastlab ta`riflar, postulotlar (Yevklid bu terminnni geometrik tushunchalar uchun ishlatgan bo`lsa, aksoimalarni algebraik munosabatlar uchun ishlatgan).

Insoniyat tarixida inson yaratgan kitoblar orasida eng ko`p marta qayta nashrdan chiqarilgan ushbu kitobda Yevklid geometriyasini aksiomatik qurilishini bayon etib, nuqta, to`g`ri chiziq va tekislik kabi asosiy tushunchar yordamida keyingi figuralar ta`rifi, ularni bog`lovchi munosabatlat, teoremalar va ularni izchil isbotlash tarzida tizimga solindi.

1826 yil Qozon davlat universiteti professori N.I.Lobachevskiy tomonidan noyeyklid geometriyaga asos solindi. Bu yerda dastlabki to`tta aksiomani o`z o`rnida qoldirib (bu to`rt aksioma o`rinli bo`lgan geometriya absolyut geometriya deb yuritiladi) beshinchi parallellik aksiomasini almashtirish bilan yangi geometriya hosil qilindi.

Yevklidning beshinchi postulotining ingliz pedagogi Pleyfer tomonidan yaratilgan ekvivalanti:

Tekislikda to`gri chiziqdan tashqaridagi nuqtadan u bilan kesishmaydigan yogona to`g`ri chiziq o`tadi.

Ushbu postulotni lobachevskiy quyidagi bilan almashtirdi:

Tekislikda to`gri chiziqdan tashqaridagi nuqtadan u bilan kesishmaydigan kamida ikkita to`g`ri chiziq o`tadi.

Lobachevskiyning deyarli barcha zamondoshlari uning yaratgan geometriyasi xatolikkka ega deb hisoblashar edi. Ular bu geometriyani biz yashab turgan fazoda qo`llab bo`lmasligi bilan birga, bu geometriya qachonlardir ichki qarama-qarshilikka uchraydi deb hisoblashar edi.

Noyevklid geometriya tarafdorlari uchun bu geometriyani zidsiz ekanini asoslash, boshqalarni bunga o`rgatish uchun biror usul yoki yevklid geometriyasi doirasida ushbu geometriyani tushuntira biladigan uning modellarini yaratish zarurati bor edi.

Bunday modellardan biri Keli-Kleyn modeli bo`lib hisoblanadi. Bu model doira va uning oxirlari hisobga olinmagan vatarlari yordamida tushuntiriladi.

Ikkinchi model fransuz matematigi Puankare tomonidan Lobachevskiy geometriyasi uchun taklif qilingan modeldir. Bu model doira va uning ichki nuqtalari Lobachevskiy tekisligi deb olinib, Lobachevskiy tekisligidagi nuqta doira ichidagi nuqtaga, to`g`ri chiziq esa ushbu doiraga orthogonal aylananing doira ichidagi yoyi tushuniladi.

Bu ikki model ham Lobachevskiy geometriyasining keyingi rivojlanishga katta xizmat qilgan modellardir.

Referat mavzusi ana shunday muhim masalani o`rganishni o`z oldiga maqsad qilib qo`ygan. Olingan maqsadga ko`ra referat kirish, ikkita paragraf va xulosa shaklida bajarish rejalashtirildi.

Birinchi paragrafda noyevklid geometriyalar haqida umumiy ma`lumot berildi. Bu yerda noyevklid geometriyalarni asoslash va uni barcha uchun tushunarli tilda bayon etish maqsadida modellari yaratilishi zarurati bor ekanligi va ularning ushbu geometrlarni o`rganishdagi ahamiyati haqida so`z yuritildi.

Ikkinchi paragraf Lobachevskiy geometriyasining Puankare modelini izohlashga bag`ishlandi. Ushbu model uchun zarur bo`lgan ortogonal aylanalar va ularni yasash, inversiya va inversion almashtirishlar kabi tushunchalar bayon etildi. Shundan so`ng “Puankarening sehrli dunyosi” deb ataluvchi modeli kiritildi. Ushbu model yordamida cheksiz uzoqlikdagi nuqta tushunchasi o`z aksini topdi.

Xulosa qismida olingan natijalar tahlil qilingan. Referatni bajarishda foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati keltirilgan.

1. Noyevklid geometriyalar haqida
Geometriyani aksomatik qurilishi tizimli ravishda eramizdan avvalgi III asrda Yevklidning “Negizlar” asari orqali kiritilga edi. Yevklidning parallellar haqidagi mashhur postulotini teorema sifatida qabul qilib isbotlashga bo`lgan o`rinishlar, postulotga teskari jumlani qabul qilib undan xulosa chiqarishga bo`lgan harakatlar noyevklid geometriyalarni yaratilishiga olib keldi.

Noyevklid geometriya tarafdorlariga bu geometriyaning zidsizligi va real fazodagi aniq tadbiqini ko`rsatish muammosi turar edi. Biz yashab turgan fazoni Yevklid geometriyasi to`la ifodalab beradi. Noyevklid geometriyalar qanday fazoni ifoda etadi?

Nemis matematigi K.F.Gauss geometriyaning matematikani boshqa sohalaridan (mexanika singari eksprimental fanlardan) ajratish tarafdori edi. Bu yerda Gauss va u singari Lobachevskiy va Boyyailarga birinchidan, “xayoliy geometriyani” fizik reallikdan holi ravishda mantiqiy qurish mumkinligi, ikkinchidan astranomik masshtablarda bu davrda Yevklid geometriyasining ustunligini olib tashlashni taklif qilish foydasizligi ma`lum edi.

Eramizdan avvalgi ikkinchi asrgacha Evklidning o`n uch tomlik “Negizlar” asari asosida geometriyaning aksiomatik qurilishi o`z nihoyasiga yetgan edi. Amaliy ehtijojlar natijasida hosil qilinan burchakni, uzunlik va yuzani o`lchash izchil matematik nazariyalar aksioma, postulot, teorema, ta`rif va isbotlar yordamida o`z tasdig`ini topdi. Geometriyaning asosiy elementlari nuqta, to`g`ri chiziq va tekislik tushunchalari yuzaga chiqdi.

Shu davrdagi inson amaliy ehtiyojlari uchun foydalaniladigan tushunchalar abstract qiyofasini topgan edi. Bu yerda cheksiz uzoqlikdagi to`g`ri chiziq qanday ifodaga ega bo`ladi degan savol mavjud emas edi. Balkim shuning uchun parallellik haqidagi V postulot Evklid tomonidan juda ehtiyotlik bilan bayon etilgandir: agar to`g`ri chiziq ikki to`g`ri chiziqni kesib o`tsa, bu to`g`ri chiziqlar ichki bir tomonli burchaklari yig`indisi ikkita to`g`ri burchak yig`indisidan kichik bo`lgan tarafda kesishadi.

Qadimgilar yerni juda katta o`lchamdagi (o`lchashning hech iloji bo`lmagan) tekis disk sifatida tasavvur etishgan. Geografik kashfiyotlar natijasida bu chegara masofalar yanada uzoqlashdi. Tevarak atrofdagi borliq haqidagi bilimlarning oshib borishi bilan geometriya ham taraqqiy eta boshladi. XVIII asrda ingliz pedagogi Pleyfer kitobida V postulotning zamonaviy shakli bayon etildi: to`g`ri chiziqdan tashqaridagi nuqtadan u bilan bir tekislikda yotuvchi va kesishmaydigan faqat bitta to`g`ri chiziq o`tkazish mumkin.

XIX asrning yigirmanchi yillarida¹ Lobachevskiy geometriyasi dunyuga keldi. Bu yerda Evklidning V postulotidan boshqa barch postulotlari saqlangan holda V postulotga quyidagicha o`zgartirish kiritdi: to`g`ri chiziqdan tashqaridagi nuqtadan u bilan bir tekislikda yotuvchi va kesishmaydigan kamida ikkita to`g`ri chiziq o`tkazish mumkin.

N.I.Lobachevskiy 1792 yil 2 dekabrda Nijniy Novgorod (hozirgi Gorkiy shaxrida) to`g`ilgan. U Qozon universiteti qoshidagi gimnaziyani, undan keyin Qozon universitetini bitirib, shu yerda o`qituvchi bo`lib ishga qoldirilgan. U 1816 yilda professor, 1827 yildan 1846 yilgacha shu universitetning rektori bo`lib ishlagan. N. I. Lobachevskiy 1856 yil 24 fevralda vafot etgan.

N. I. Lobachevskiy shu universitetda ishlagandan boshlab V postulatni isbotlashga qattiq harakat qilgan. U safdoshlarining urinishlari samaraisizligi, V postulatni isbotlash uchun avvalgi postulatlardan foydalanish yetarli emas degan xulosaga kelgan. Buni isbotlash uchun Yevklidning asosiy yo`nalishlarini saqlagan holda, V postulatni rad qilib, uni teskarisiga almashtirib, mantiqiy tizimni qurdi. Bu mantiqiy sxema yangi geometriyani, Yevklid geometriyasi kabi muvofaqqiyatlarga olib keladi degan xulosaga kelgan.

N.I.Lobachevskiy 1826 yil 7 fevralda Qozon universitetining fizika-matematika fakultetiga uzining “Geometriya qoidalari haqida” degan ma`ruzasini topshirgan. 1829 yilda “Geometriyaning boshlanishi haqida” degan maqolasini “Qozon universiteti olimlarining ishlari” turkumiga kiritgan. Bu esa uning yangi geometriya haqida eng birinshi ishi edi. Keyingi yillarda N.I.Lobachevskiy geometriya haqida ko`p ishlarni o`rgandi. Bu ishlarida u V postulatni yevklidning qolgan aksiomalaridan keltirib chiqarib bo`lmaydi deb asoslagan va aniq ta`rif bergan.

Lobachevskiy o`zining geometriyasini tekislikda va fazoda trigonometrik formulalarni kiritgan holda takomillashtirgan. Bu geometriyani u “hayoliy geometriya” deb atagan.

Yangi-yangi dalillarni ochishda Lobachevskiy o`zining geometriyasida mantiqiy qarama-qarshilikni uchratmadi. Bu geometriyani hech qashon qarama-qarshiliklarga olib kelmasligini ko`rsatishni xoxlagan Lobachevskiy uzining geomeriyasida analitik tekshirishlar olib boradi va zidsizlik muammosini hal qiladi.

Lobachevskiyning deyarli barcha zamondoshlari uning geometriyasi xatolikka ega deb hisoblashar edi. Ular nafaqat bu geometriyaning tashqi olamda qo``llanilmasligi, balki bu geometriyaning keyingi rivojlanishi davomida o`z-o`zida ichki qarama-qarshilik kelib chiqadi deb hisobashgan.

Lobachevskiy geometriyasi bilan bog`liq murakkab savollarni tahlil qilmasakda uning amaliy tadbiqini aytib o`tish mumkin. Lobachevskiy geometriyasi XX asrning boshlarida yaratilgan nisbiylik nazariyasini chuqur va izchil ochib bera oladi.

Lobachevskiy geometriyasining to`g`ri ekanligiga tushunib yetgan olimlar oldida yana bir masala turardi: “qanday qilib Lobachevskiy geometriyasiga qo`yilgan qarama-qarshilik aybini olib tashlash mumkin”.

Shu maqsadda birinchi model 1868 yilda E.Beltrami tomonidan qurildi. Shuningdek nemis matematigi F.Kleyn va fransuz matematigi Anri Puankare modellari mavjud.

2. Lobachevskiy geometriyasi uchun Puankare modeli
1882 yillarda fransuz matematigi Anri Puankare Lobachevskiy geometriyasining modelini qurdi. Buning uchun u oddiy aylanadan foydalangan.
2.1. Ortogonal aylanalar va ortogonal to`g`ri chiziqlarni yasash
Ikkita chiziq, aylana yoki to`g`ri chiziq ortogonal bo`lishi uchun ular to`g`ri burchk ostida kesishishlari kerak. Maktab matematikasidan ma`lumki, ikki aylana orasidagi burchak deyilganda ularning kesishish chizig`idan o`tuvchi urinmalari orasidagi burchak tushunilsa, to`g`ri chiziq va aylana orasidagi burchak deyilganda to`g`ri chiziq va kesishish nuqtasidan o`tkazilgan urinma orasidagi burchak tushuniladi.

Bizga ma`lumki to`g`ri chiziq aylanaga ortogonal bo`lsa, u aylana markazidan o`tadi. Shu bilan birga ikki ortogonal aylanalar kesishgan nuqtasidan har bir aylanaga o`tkazilgan urinmalar ikkinchining markazidan o`tadi (1-chizma). Bu tasdiqlar quyidagi ikki muhim masalalarni yechishda qo`l keladi.

1-chizma

1-masala. aylananing A va B nuqtalaridan unga ortogonal aylana o`tkazing.