Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

🏀 Η Τετραγωνική Εξίσωση σε δράση – το Doodle της ημέρας


Το σημερινό Google Doodle & η τετραγωνική εξίσωση… στο παρκέ!

Σήμερα το Google Doodle τιμά την εξίσωση δευτέρου βαθμού (τετραγωνική), ένα εργαλείο με εφαρμογές στη Φυσική, τη Μηχανική, τα Οικονομικά και φυσικά στην καθημερινή ζωή. Αν έχετε χαζέψει ποτέ ένα σουτ στο μπάσκετ — στυλ Σπανούλη— τότε έχετε δει μια τετραγωνική εξίσωση «σε δράση».

Παραβολή και κίνηση βολής

Η τροχιά της μπάλας είναι μια παραβολή και μπορεί να μοντελοποιηθεί με τη συνάρτηση $$ y = ax^2 + bx + c, $$ όπου:

  • y: το ύψος της μπάλας (σε μέτρα),
  • x: η οριζόντια απόσταση από το σημείο απελευθέρωσης (σε μέτρα),
  • a, b, c: συντελεστές που καθορίζονται από τις αρχικές συνθήκες της βολής.

Τι «λένε» οι συντελεστές

  • a: σχετίζεται με τη βαρύτητα και κάνει την παραβολή κοίλη (να «ανοίγει» προς τα κάτω). Στο συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς έχουμε πάντα a < 0.
  • b: σχετίζεται με την αρχική κατακόρυφη συνιστώσα της ταχύτητας και τη γωνία βολής.
  • c: το αρχικό ύψος της μπάλας τη στιγμή της απελευθέρωσης του παίκτη από τα χέρια του, δηλαδή $y(0)=c$. Αν η μπάλα είναι στο έδαφος, τότε c = 0. To c δεν εκφράζει το ύψος του παίκτη (μόνο αν ρίχνεις σουτ όπως ο Κόρφας!) αλλά το ύψος της μπάλας που φεύγει από τα χέρια του. 

Παράδειγμα μοντελοποίησης βολής

Ας υποθέσουμε ότι ένας παίκτης απελευθερώνει την μπάλα σε ύψος 2,13 m. Άρα $c=2{,}13$ και η εξίσωση γράφεται: $$ y = ax^2 + bx + 2{,}13. $$ Επιπλέον, από την παρατήρηση γνωρίζουμε ότι το μέγιστο ύψος είναι 3,86 m και επιτυγχάνεται σε οριζόντια απόσταση 6,7 m. Η κορυφή της παραβολής είναι λοιπόν το σημείο $$(h,k)=(6{,}7,\;3{,}86).$$

Χρησιμοποιούμε τη μορφή κορυφής: $$ y = a\,(x-h)^2 + k = a\,(x-6{,}7)^2 + 3{,}86. $$ Γνωρίζουμε επίσης ότι $y(0)=2{,}13$. Άρα: $$ 2{,}13 = a\,(0-6{,}7)^2 + 3{,}86 \;\;\Rightarrow\;\; a = \frac{2{,}13 - 3{,}86}{6{,}7^2} \approx -0{,}03854. $$

Επεκτείνοντας στη γενική μορφή $y=ax^2+bx+c$ και χρησιμοποιώντας ότι $c=2{,}13$ και $h=-\dfrac{b}{2a}=6{,}7$, προκύπτει $$ b = -2ah \approx -2\cdot(-0{,}03854)\cdot 6{,}7 \approx 0{,}5164. $$

Τελικό μοντέλο της βολής
$$ \boxed{\,y \;\approx\; -0{,}03854\,x^2 + 0{,}5164\,x + 2{,}13\,} $$ (με μέτρα ως μονάδες και αγνοώντας αντίσταση αέρα).

Για την τάξη & το γήπεδο

  • Η κορυφή $(6{,}7,\;3{,}86)$ δίνει την μέγιστη ανύψωση και τη θέση όπου συμβαίνει.
  • Ο έλεγχος πρόσημου του $a$ (<0) επαληθεύει ότι η τροχιά είναι κυρτή (στρέφει τα κοίλα προς τα πάνω) ή κοίλη (στρέφει τα κοίλα προς τα κάτω ή αλλιώς «κάμπτει» προς τα κάτω).
  • Μπορείτε να ζητήσετε από τους μαθητές σας να αλλάξουν $c$ (ύψος απελευθέρωσης) ή να εκτιμήσουν το $b$ από διαφορετικές γωνίες βολής του παίκτη.

🔗 Δείτε το επίσημο Doodle: Learning the Quadratic Equation (Google Doodles)


Σημείωση: Το μοντέλο είναι ιδανικό (χωρίς αντίσταση αέρα, στροβιλισμό κ.λπ.). Για πιο ρεαλιστική προσομοίωση μπορούν να ενσωματωθούν διορθώσεις ή να γίνει πειραματική προσαρμογή (fit) πάνω σε πραγματικά δεδομένα βολών.

Μερικά γνωμικά για το θέμα μας!

  1. Κάθε σουτ γράφει την εξίσωσή του στον αέρα· το καλάθι είναι απλώς η απόδειξη.
  2. Ο αθλητισμός είναι γεωμετρία σε κίνηση· οι παραβολές του παρκέ σπάνια λένε ψέματα.
  3. Τα μαθηματικά δεν βλέπουν το ματς∙ απλά το περιγράφουν
  4. Αλλάζει η γωνία; Αλλάζει η ιστορία! Οι εξισώσεις το γνωρίζουν πριν απ’ όλους.
  5. Στο γήπεδο, οι αριθμοί δεν χειροκροτούν — εξηγούν.
  6. Τα μαθηματικά είναι παντού· στο παρκέ διδάσκονται καλύτερα.
  7. Παρατήρησε την τροχιά∙ τα μαθηματικά σου μαρτυρούν την έκβαση πριν μπει το καλάθι.
  8. Κάθε παραβολή κρύβει μια ιστορία· φυσική, γεωμετρία, και λίγο θάρρος.

Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Μαθηματικά Α' Γυμνασίου: Φύλλα εργασίας στο 1ο κεφάλαιο

126.243  κλικ, 20 σχόλια και συνεχίζει να μονοπωλεί το ενδιαφέρον σας! Ένα φυλλάδιο που είχα παρουσιάσει στους μαθητές του 6ου Γυμνάσιου Ιλίου περίπου πριν δεκατέσσερα χρόνια (2008) παρόλα αυτά στην αρχή κάθε σχολικής χρονιάς το αρχείο αυτό είναι πρώτο στις εμφανίσεις! Ένα αρχείο που το αγαπήσατε! Το ανανεώσαμε λίγο και το αναρτούμε εκ νέου. Παρουσιάζει το πρώτο κεφάλαιο της Α΄ τάξης με θεωρία και ασκήσεις. Περιέχει 13 υποδειγματικά φύλλα εργασίας που θα τα αγαπήσουν οι μαθητές! Τελευταία ενημέρωση: 20/9/2022 Για απευθείας αποθήκευση πατήστε εδώ. Κεφάλαιο 1ο - Φύλλα εργασίας 1 μέχρι 13 from Μάκης Χατζόπουλος

Κριτήρια αξιολόγησης στα Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου για το σχολικό έτος 2026 - 27

Στο άρθρο αυτό θα συγκεντρώνονται Κριτήρια Αξιολόγησης στα Μαθηματικά Προσανατολισμού της Γ΄ Λυκείου για το σχολικό έτος 2026–2027 . Το υλικό θα προετοιμάζεται με τη συνεργασία εκπαιδευτικών που συμμετέχουν στην προσπάθεια αυτή. Θα προστίθενται σταδιακά κριτήρια που καλύπτουν την εξεταστέα ύλη και μπορούν να αξιοποιηθούν στην προετοιμασία των μαθητών και των μαθητριών για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις του 2026 - 27. Κάθε κριτήριο θα αναρτάται με τα αντίστοιχα θέματα και, όπου είναι διαθέσιμες, τις ενδεικτικές λύσεις. Καλή σχολική χρονιά και καλή μελέτη! Σημείωση: Η σειρά παρουσίασης των Κριτηρίων ακολουθεί την πορεία της διδακτέας ύλης, σύμφωνα με τον προγραμματισμό του σχολείου. Η πιο πρόσφατη ανάρτηση αφορά την ενότητα που διδάσκεται αυτή την περίοδο. Τελευταία ενημέρωση: 27/10/26 4) Επαναληπτικό διαγώνισμα με λύσεις στο Κεφάλαιο 1ο από τον Νίκο Παπαγγελή Καλύπτει όρια και συνέχεια, το Κριτήριο Παρεμβολής και το Θεώρημα Ενδιάμεσων Τιμών, καθώς και σύνθεση και αντίστροφες συναρτήσει...

Σημειώσεις και θέματα για το διαγωνισμό του "ΘΑΛΗ"

Θαλής: 9 Νοεμβρίου 2019 Ευκλείδης: 18 Ιανουαρίου 2020 Αρχιμήδης: 22 Φεβρουαρίου 2020 Η Ελληνική Μαθηματική Εταιρεία διοργανώνει κάθε έτος τέσσερις Πανελλήνιους Μαθητικούς Διαγωνισμούς.  Ο σκοπός των διαγωνισμών της ΕΜΕ είναι η διάδοση και καλλιέργεια της Μαθηματικής σκέψης, η ανάδειξη νέων μαθηματικών ταλέντων και η προώθησή τους στα πλαίσια των καθιερωμένων Διεθνών Μαθηματικών Διαγωνισμών. Οι τέσσερις αυτοί διαγωνισμοί χαρακτηρίζονται με τα ονόματα :   "ΘΑΛΗΣ", "ΕΥΚΛΕΙΔΗΣ" , "ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ"  και ΠΡΟΚΡΙΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ Ο πρώτος διαγωνισμός "ΘΑΛΗΣ" διενεργείται τέλη Οκτωβρίου με αρχές Νοεμβρίου. Φέτος θα διεξαχθεί το Σάββατο  9  Νοεμβρίου 2019 και ώρα 09:00 π.μ . Έχουν δικαίωμα να λάβουν μέρος μαθητές όλων των τάξεων των Λυκείων και των Β΄ και Γ΄ τάξεων των Γυμνασίων της χώρας. Πρέπει να δηλώσουν συμμετοχή μέχρι και την Παρασκευή 1 Νοεμβρίου 2019. Τα θέματα του διαγωνισμού είναι διαφορετικά για κάθε τάξη. Ο μαθητής που ...

Παραγώγιση σύνθετων συναρτήσεων

Αρχικές σύνθετων συναρτήσεων