- •А.И. Ходанович математическое моделирование на компьютере
- •История математического моделирования на компьютере
- •Задачи аналитического и численного моделирования
- •1. Симметрия и модели с числовыми последовательностями
- •1.1 Формула пути равнопеременного движения
- •1.3 «Золотое сечение» и числа Фибоначчи
- •1.4 Сопротивление бесконечной электрической цепи
- •1.5 Сопротивление конечной электрической цепи
- •1.6 «Золотое сечение» в поле тяготения
- •Равенство тяжелой и инертной массы в свободном падении
- •2.2 Реальная динамика тела в среде
- •2.3 Цепная линия и метод кратных скобок Пуассона
- •2.4 Баллистическая кривая
- •2.5 Модели космической динамики
- •2.6 Посадка «Гюйгенса» на Титан
- •Задача Кеплера
- •Слайд 10. Компьютерно-графическое моделирование в небесной механике
- •2.8 Орбита в пространстве скоростей
- •2.9 Конические сечения в поле тяготения
- •2.10 Прецессия орбиты при малом возмущении
- •2.11 Задача трех тел в небесной механике
- •2.12 Задача о брахистохроне
- •Слайд 11. Иллюстрация экстремальной траектории в поле тяготения
- •2.13 Управление таймером в режиме реального времени
- •2.14 Физический опыт и модель измерений
- •2.15 Водяные часы
- •2.16 Фракталы в комплексной плоскости
- •Слайд 14. Комплексные отображения в нелинейной динамике
- •3. Колебания и адиабатические инварианты
- •3.1 Гармонический осциллятор
- •3.2 Задача «Бездонный колодец»
- •3.3 Фигуры Лиссажу
- •3.4 Параметрические колебания
- •3.5 Маятник Капицы
- •3.6 Хаотическое поведение маятника и отображение Пуанкаре
- •3.8 Задача с соударениями
- •3.9 Хаотические колебания при соударениях
- •3.10 Представление колебаний рядом Фурье
- •3.11 Два тела на пружине
- •3.12 Цепочка Ферми-Паста-Улама
- •3.13 Линейная цепочка связанных осцилляторов
- •3.14 Колебания мембраны в интерактивной графике
- •3.15 Вращение частицы в трехмерной графике
- •4. Вероятностно-статистическая линия математического моделирования
- •4.1 Нормальное распределение и статистический критерий
- •4.2 Распределение расстояний между молекулами газа
- •4.3 Радиоактивный распад изотопа
- •4.4 Флуктуации и биномиальный случай
- •4.5 Статистическое распределение с бесконечной дисперсией
- •4.6 Закон больших чисел и центральная предельная теорема
- •4.7 Статистические усреднения в эксперименте
- •4.8 Диффузия в модели случайных блужданий
- •4.9 Иерархия временных масштабов в броуновской динамике
- •4.10 Метод Монте-Карло с генератором случайных чисел
- •4.11 Алгоритмы числа
- •4.12 Модели плоских фигур
- •4.13 Площадь круга с малым возмущением
- •4.14 «Игла Бюффона»
- •4.15 Выделение сигнала на фоне «шумов»
- •4.16 Регрессионная модель эксперимента и метод наименьших квадратов
- •4.17 Модели линейной регрессии в планировании эксперимента
- •5. Дидактические игры математического моделирования
- •5.1 «Телепат»
- •5.2 Игрушка «Раскидай»
- •5.3 Игрушка «Ванька-встанька»
- •5.4 Игра Баше
- •5.5 «Перевернутая» игра Баше
- •5.6 Игра в 15
- •Литература
- •Ходанович
Литература
Агекян Т.А. Теория вероятностей для астрономов и физиков.- М.: Изд-во Наука, 1974.
Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1990.
Амелькин В. В. Дифференциальные уравнения в приложениях.- М.: Наука, Физматлит, 1987.
Беликов Б. С. Решение задач по физике. Общие методы: Уч. пособие для студентов вузов. _ М.: Высш. шк., 1986.
Белоусов А.А., Кондратьев А.С., Ходанович А.И. Компьютерное моделирование в примерах и задачах. Динамика: Учебное пособие.- Изд-во СПИКиТ, 1997.
Бордовский Г.А., Кондратьев А.С., Чоудэри А.Д.Р. Физические основы математического моделирования.- М.: Изд-во «Академия», 2005.
Борисёнок С.В., Кондратьев А.С., Танкова А.В., Ходанович А.И. Алгебраические методы при решении задач классической механики.- СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2002.
Бурсиан Э.В. Физика. 100 задач для решения на компьютере: Учебное пособие. - СПб: Ид "МиМ", 1997.
Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика в задачах: Учеб. пособие.- Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974.
Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учебник для высших технических учебных заведений.- М.: Наука, 1969.
Васильков Ю. В., Василькова Н. Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании: Уч. пособие._ М.: Финансы и статистика, 1999.
Волошинов А.В. Математика и искусство.- М.: Просвещение, 1992.
Вострова С.Г., Ходанович А.И. Математика и информатика: Сбор-ник задач для решения на компьютере.- СПб.: Изд-во СПбИГО, 2006.
Гегузин Я.Е. Очерки о диффузии в кристаллах.- М.: Изд-во Наука, 1974.
Герасимов И.А., Мушаилов Б.Р. Небесная механика (Общий курс). - М.: МГУ, 2007.
Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике. - В 2-х ч./ Пер.с англ. - М.: Мир, 1990.
Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для вузов. Изд. 7-е, стер.- М.: Высш. школа, 1999.
Грановская Р. М. Развитие ребенка и компьютерные игры / Компьютерные инструменты в образовании. 2001. № 3_ 4.
Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. В 2-х ч.: Учебное пособие для втузов.- М.: Высшая школа, 1999.
Дьяконов В. Maple 6: Учебный курс.- СПб.: Питер, 2001.
Ермаков С.М., Бродский В.З., Жигвянский А.А. Математическая теория планирования эксперимента.- М.: Наука. Гл.ред.физматлит, 1983.
Журнал «Вычислительная техника и ее применение».- М.: Изд-во «Знание», 1990.
Журнал «Информатика и образование».- М., 2003, № 7.
Журнал «Информатика и образование».- М., 2003, № 8.
Журнал «Информатика и образование».- М., 2004, № 3.
Журнал «Квант», 1990, № 2.
Журнал «Квант», 1980, № 1.
Журнал «Квант», 1980, № 2.
Журнал «Квант», 1982, № 2.
Журнал «Квант», 1973, № 6.
Журнал «Квант», 1974, № 2.
Журнал «Квант», 1977, № 5.
Журнал «Квант», 1975, № 5.
Кондратьев А.С., Лаптев В.В., Немцев А.А. Компьютерные модели в школьном курсе физики. Методические рекомендации.- Л.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 1991.
Кондратьев А.С., Ходанович А.И. Методы вычислительного эксперимента: Учебная программа и методические рекомендации для студентов и слушателей всех форм обучения и специальностей.- СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена; Институт гуманитарного образования, 2002.
Кондратьев А.С., Лаптев В.В., Ходанович А.И. Информационная методическая система обучения физике в школе. Монография._ СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2003.
Кондратьев А.С., Прияткин Н.А. Современные технологии обучения физике: Учебное пособие.- СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006.
Ланда П.С. Нелинейные колебания и волны- М.: Наука. Физматлит, 1997.
Кондратьев А.С., Ляпцев А.В. Физика. Задачи на компьютере.- М.: Наука. Физмалит, 2008.
Ланина И. Я. 100 игр по физике._ М.: Просвещение, 1995.
Лаптев В.В., Швецкий М.В. Методическая система фундаментальной подготовки в области информатики.- СПб.: Изд-во СПбГУ, 2000.
Лепендин Л.Ф. Акустика: Учебное пособие для вузов.- М.: Высш. школа, 1978.
Матаев Г.Г. Компьютерная лаборатория. Учеб. пособие для учащихся старших классов.- Мурманск: МГПИ, 1998.
Московский С.Б. Курс статистической физики и термодинамики: Учебник для вузов. – М.: Академический проект: Фонд «Мир», 2005. – 320 с. – («Gaudeamus»).
Мун Ф. Хаотические колебания: Вводный курс для научных работников и инженеров / Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.
Пайтген Х.-О., Рихтер П. Х. Красота фракталов. Образы комплексных динамических систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1993.
Попов С.Е. Методическая система подготовки учителя в области вычислительной физики: Монография.- Нижний Тагил: НТГСПА, 2005.
Прусаков Г.М. Математические модели и методы в расчетах на ЭВМ. - М.: Наука. Физматлит, 1993.
Пярнпуу А.А. Программирование на современных алгоритмических языках: Учеб. пособие для втузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Физматлит, 1990.
Пятницкий Е.С., Трухан Н.М., Ханукаев Ю.И., Яковенко Г.Н. Сборник задач по аналитической механике. Учеб. пособие для вузов.- М.: Наука. Физматлит, 1996.
Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры.- М.: Наука. Физматлит, 1997.
Самарский А.А., Михайлов А.П. Компьютеры и жизнь: Математическое моделирование.- М.: Педагогика, 1987.
Сорокина И.В., Ходанович А.И. Инновации в методике профильного обучения. Методические рекомендации для учителей профильных школ и преподавателей вузов.- СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Гер-цена, СПбГУКиТ, 2006.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 1. Механика: Учебное пособие для вузов.- М.: Наука, 1989.
Структура и содержание обучения в специализированных школах и классах. Тезисы докладов IV Научно-методической конференции. Сборник.- СПб.: Изд-во СПбГУ, 1995.
Сборник трудов международной научно-практической конференции «Физика в системе современного образования».- СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2003.
Ходанович А.И. Компьютерное моделирование в задачах естествознания: Методические рекомендации к элективным курсам.– СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, СПбИГО, 2006.
Худсон Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике / Пер. с англ. В.Ф.Грушина.- М.: Изд-во «Мир», 1967.
Содержание
|
||
История
математического моделирования на
компьютере…………….........................
...ти...м.. |
3 |
|
Задачи аналитического и численного моделирования ……………… |
9 |
|
1. |
Симметрия и модели с числовыми последовательностями ... |
9 |
1.1 |
Формула пути равнопеременного движения…………..…………. |
9 |
1.2 |
Парадокс Зенона в кинематике равномерного движения……...… |
10 |
1.3 |
«Золотое сечение» и числа Фибоначчи…………………………… |
11 |
1.4 |
Сопротивление бесконечной электрической цепи…….…………. |
14 |
1.5 |
Сопротивление конечной электрической цепи…….……..……… |
15 |
1.6 |
«Золотое сечение» в поле тяготения…………..……………….…. |
15 |
2. |
Динамическое моделирование и вычислительный эксперимент ………………………………………………….….… |
16 |
2.1 |
Равенство тяжелой и инертной массы в свободном падении…… |
17 |
2.2 |
Реальная динамика тела в среде…………………..………….…… |
19 |
2.3 |
Задача с гиперболическими функциями…………………………. |
22 |
2.4 |
Баллистическая кривая………………………..…………………… |
24 |
2.5 |
Модели космической динамики…………………………………… |
25 |
2.6 |
Посадка «Гюйгенса» на Титан…………………….………….…… |
26 |
2.7 |
Задача Кеплера………………………………..……….…………… |
28 |
2.8 |
Орбита в пространстве скоростей…………………....……….…… |
30 |
2.9 |
Конические сечения в поле тяготения……………………………. |
31 |
2.10 |
Прецессия орбиты при малом возмущении………………………. |
31 |
2.11 |
Задача трех тел в небесной механике…………………………….. |
32 |
2.12 |
Задача о брахистохроне……………………………………………. |
34 |
2.13 |
Управление таймером в режиме реального времени ………….... |
36 |
2.14 |
Физический опыт и модель измерений……................................... |
37 |
2.15 |
Задача «Водяные часы»……………………………………………. |
38 |
2.16 |
Фракталы в комплексной плоскости……………………………… |
40 |
3. |
Колебания и адиабатические инварианты ................................ |
44 |
3.1 |
Гармонический осциллятор………………………………………. |
44 |
3.2 |
Задача «Бездонный колодец»…………………………..…………. |
45 |
3.3 |
Фигуры Лиссажу……………………………………..……………. |
46 |
3.4 |
Параметрические колебания………………………………………. |
47 |
3.5 |
Маятник Капицы…………………………………………...……… |
48 |
3.6 |
Хаотическое поведение маятника и отображение Пуанкаре……. |
53 |
3.7 |
Циклоидальный маятник………………………………………….. |
55 |
3.8 |
Задача с соударениями………………………….…………………. |
57 |
3.9 |
Хаотические колебания при соударениях……..…………………. |
58 |
3.10 |
Представление колебаний рядом Фурье……….…………………. |
59 |
3.11 |
Два тела на пружине………….……….…………………..……….. |
60 |
3.12 |
Цепочка Ферми-Паста-Улама………………..……………………. |
61 |
3.13 |
Линейная цепочка связанных осцилляторов……….……………. |
63 |
3.14 |
Колебания мембраны в интерактивной графике………..…..……. |
64 |
3.15 |
Вращение частицы в трехмерной графике …………….....……… |
66 |
4. |
Вероятностно-статистическая линия математического моделирования ……………………………………………………. |
67 |
4.1 |
Нормальное распределение и статистический критерий ….……. |
70 |
4.2 |
Распределение расстояний между молекулами газа …………… |
74 |
4.3 |
Радиоактивный распад изотопа …………………………………... |
75 |
4.4 |
Флуктуации и биномиальный случай ……………….………..….. |
75 |
4.5 |
Статистическое распределение с бесконечной дисперсией …….. |
77 |
4.6 |
Закон больших чисел и центральная предельная теорема ……… |
78 |
4.7 |
Статистические усреднения в эксперименте …………………….. |
81 |
4.8 |
Диффузия в модели случайных блужданий ……………………... |
85 |
4.9 |
Иерархия временных масштабов в броуновской динамике ……. |
89 |
4.10 |
Метод Монте-Карло с генератором случайных чисел ………….. |
92 |
4.11 |
Алгоритмы числа ………………………………………………. |
94 |
4.12 |
Модели плоских фигур …………………….……….…………….. |
96 |
4.13 |
Площадь круга с малым возмущением…………….….………….. |
97 |
4.14 |
Задача «Игла Бюффона»………………………………..…………. |
97 |
4.15 |
Выделение сигнала на фоне «шумов»…………………….….…… |
99 |
4.16 |
Регрессионная модель эксперимента и метод наименьших квадратов ……………………………….………………………..…. |
100 |
4.17 |
Модели линейной регрессии в планировании эксперимента …... |
102 |
5. |
Дидактические игры математического моделирования ……. |
105 |
5.1 |
Игра «Телепат» ……………………………………………….……. |
106 |
5.2 |
Игрушка «Раскидай» ………………………………….………….... |
107 |
5.3 |
Игрушка «Ванька- встанька» ………………………..……………. |
108 |
5.4 |
Игра Баше ……………………………………………..……………. |
109 |
5.5 |
«Перевернутая» игра Баше ……………………….……………….. |
110 |
5.6 |
Игра в 15 ………………………………………………….……….... |
110 |
5.7 |
Игра в «Покер» …………………………………..………………… |
111 |
Литература ................................................................................................... |
113 |
|
Содержание …………………………………..…………….……………… |
117 |