Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä

Tämän tutkielman tarkoituksena on esitellä lukijalle paperintaittelu tasogeometrian konstruktioiden työkaluna. Tutkielmassa esitellään ensin kaikki mahdolliset tavat taittaa paperi annettujen pisteiden ja suorien perusteella. Paperin taittamista tarkastellaan tason peilauksena jonkin suoran suhteen,...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Palomäki, Stina
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2023
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/91021
_version_ 1826225778316017664
author Palomäki, Stina
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Palomäki, Stina Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Palomäki, Stina Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Palomäki, Stina
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman tarkoituksena on esitellä lukijalle paperintaittelu tasogeometrian konstruktioiden työkaluna. Tutkielmassa esitellään ensin kaikki mahdolliset tavat taittaa paperi annettujen pisteiden ja suorien perusteella. Paperin taittamista tarkastellaan tason peilauksena jonkin suoran suhteen, ja mahdolliset taitokset määräytyvät sen mukaan, miten peilaus kuvaa annetut pisteet ja suorat. Mahdollisia taitoksia kutsutaan origamiaksioomiksi, vaikka ne eivät muodosta varsinaista aksioomajärjestelmää. Kaikkien origamiaksioomien olemassaolo tason antamassa mallissa todistetaan ja jotkin niistä johdetaan toisista origamiaksioomista. Näytetään, että yhden taitoksen origamiaksioomia ei ole enempää kuin tässä tutkielmassa esitellyt seitsemän. Tämän jälkeen tarkastellaan, millaisia lukualueita eri origamiaksioomia käyttämällä saadaan aikaan kompleksitasossa. Käsitellään neljä lukualuetta, jotka muodostuvat lisäämällä edellisiin origamiaksioomiin jokin lisää. Suppein käsiteltävä joukko on Thaleen joukko, joka muodostuu origamiaksioomien O1 ja O2 pohjalta. Origamiaksiooman O1 mukaan kahden pisteen kautta voidaan tehdä taitos, ja origamiaksiooman O2 mukaan voidaan tehdä taitos, joka kuvaa annetun pisteen toiseksi annetuksi pisteeksi. Osoitetaan, että näillä origamiaksioomilla muodostuva Thaleen joukko on kunta. Lisätään edellisiin origamiaksiooma O3, jonka mukaan suoran voi kuvata toiseksi suoraksi. Näin saadaan Pythagoraan kunta. Eukleideen kunta saadaan lisäämällä edellisiin origamiaksiooma O5, jonka mukaan voidaan taittaa piste suoralle taitoksella, joka kulkee toisen pisteen kautta. Erityisen huomionarvoinen kunta on Vietan kunta. Se saadaan ottamalla käyttöön origamiaksiooma O6, jonka mukaan yhdellä taitoksella voidaan taittaa kaksi eri pistettä yhtäaikaisesti kahdelle eri suoralle. Origamiaksiooman O6 avulla voidaan konstruoida mielivaltaisen luvun kuutiojuuri ja jakaa mielivaltainen kulma kolmeen osaan. Näin Vietan kunta on suurempi kuin esimerkiksi harpin ja viivaimen avulla muodostettava. Origamiaksiooma O6 mahdollistaa kolmannen asteen yhtälön ratkaisemisen geometrisella menetelmällä. Lopuksi tarkastellaan erityisesti kolmannen asteen yhtälön ratkaisemista taittelemalla. Esitellään Lill'n menetelmä, jolla ratkaistaan polynomiyhtälöitä geometrisesti. Menetelmässä piirretään yhtälöä kuvaava polku, joka muodostuu yhtälön kertoimien määräämistä janoista. Tämän jälkeen muodostetaan toinen janoista koostuva polku, joka noudattaa määrättyjä sääntöjä alkaen ja loppuen samoihin pisteisiin kuin ensimmäinen polku. Polkujen väliin muodostuu kulma $\theta$, jonka avulla saadaan yhtälön yksi juuri $x=-\tan\theta$. Kun on käsitelty Lill'n menetelmä, selvitetään, miten sitä voi käytännössä hyödyntää origamitaittelussa kolmannen asteen yhtälöiden ratkaisemiseksi. Tämä on mahdollista origamiaksiooman O6 avulla ratkaisemalla Belochin neliöksi kutsuttu konstruointiongelma. Siinä taitellaan neliö, jonka kaksi vierekkäistä kulmaa ovat annetuilla suorilla ja kaksi sivua kulkee annettujen pisteiden kautta. Kun hyödynnetään tätä konstruktiota, voidaan löytää Lill'n metodissa tarvittava polku kolmannen asteen yhtälölle. Tällä tavalla taittelemalla löydetään kaikki kolmannen asteen yhtälön reaaliset juuret.
first_indexed 2023-10-30T21:06:07Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "\u00c4kkinen, Tuomo", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Palom\u00e4ki, Stina", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2023-10-30T07:11:05Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2023-10-30T07:11:05Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2023", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/91021", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman tarkoituksena on esitell\u00e4 lukijalle paperintaittelu tasogeometrian konstruktioiden ty\u00f6kaluna. Tutkielmassa esitell\u00e4\u00e4n ensin kaikki mahdolliset tavat taittaa paperi annettujen pisteiden ja suorien perusteella. Paperin taittamista tarkastellaan tason peilauksena jonkin suoran suhteen, ja mahdolliset taitokset m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyv\u00e4t sen mukaan, miten peilaus kuvaa annetut pisteet ja suorat. Mahdollisia taitoksia kutsutaan origamiaksioomiksi, vaikka ne eiv\u00e4t muodosta varsinaista aksioomaj\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4. Kaikkien origamiaksioomien olemassaolo tason antamassa mallissa todistetaan ja jotkin niist\u00e4 johdetaan toisista origamiaksioomista. N\u00e4ytet\u00e4\u00e4n, ett\u00e4 yhden taitoksen origamiaksioomia ei ole enemp\u00e4\u00e4 kuin t\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa esitellyt seitsem\u00e4n.\n\nT\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen tarkastellaan, millaisia lukualueita eri origamiaksioomia k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 saadaan aikaan kompleksitasossa. K\u00e4sitell\u00e4\u00e4n nelj\u00e4 lukualuetta, jotka muodostuvat lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 edellisiin origamiaksioomiin jokin lis\u00e4\u00e4. Suppein k\u00e4sitelt\u00e4v\u00e4 joukko on Thaleen joukko, joka muodostuu origamiaksioomien O1 ja O2 pohjalta. Origamiaksiooman O1 mukaan kahden pisteen kautta voidaan tehd\u00e4 taitos, ja origamiaksiooman O2 mukaan voidaan tehd\u00e4 taitos, joka kuvaa annetun pisteen toiseksi annetuksi pisteeksi. Osoitetaan, ett\u00e4 n\u00e4ill\u00e4 origamiaksioomilla muodostuva Thaleen joukko on kunta.\n\nLis\u00e4t\u00e4\u00e4n edellisiin origamiaksiooma O3, jonka mukaan suoran voi kuvata toiseksi suoraksi. N\u00e4in saadaan Pythagoraan kunta. Eukleideen kunta saadaan lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 edellisiin origamiaksiooma O5, jonka mukaan voidaan taittaa piste suoralle taitoksella, joka kulkee toisen pisteen kautta.\n\nErityisen huomionarvoinen kunta on Vietan kunta. Se saadaan ottamalla k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n origamiaksiooma O6, jonka mukaan yhdell\u00e4 taitoksella voidaan taittaa kaksi eri pistett\u00e4 yht\u00e4aikaisesti kahdelle eri suoralle. Origamiaksiooman O6 avulla voidaan konstruoida mielivaltaisen luvun kuutiojuuri ja jakaa mielivaltainen kulma kolmeen osaan. N\u00e4in Vietan kunta on suurempi kuin esimerkiksi harpin ja viivaimen avulla muodostettava. Origamiaksiooma O6 mahdollistaa kolmannen asteen yht\u00e4l\u00f6n ratkaisemisen geometrisella menetelm\u00e4ll\u00e4.\n\nLopuksi tarkastellaan erityisesti kolmannen asteen yht\u00e4l\u00f6n ratkaisemista taittelemalla. Esitell\u00e4\u00e4n Lill'n menetelm\u00e4, jolla ratkaistaan polynomiyht\u00e4l\u00f6it\u00e4 geometrisesti. Menetelm\u00e4ss\u00e4 piirret\u00e4\u00e4n yht\u00e4l\u00f6\u00e4 kuvaava polku, joka muodostuu yht\u00e4l\u00f6n kertoimien m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4mist\u00e4 janoista. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen muodostetaan toinen janoista koostuva polku, joka noudattaa m\u00e4\u00e4r\u00e4ttyj\u00e4 s\u00e4\u00e4nt\u00f6j\u00e4 alkaen ja loppuen samoihin pisteisiin kuin ensimm\u00e4inen polku. Polkujen v\u00e4liin muodostuu kulma $\\theta$, jonka avulla saadaan yht\u00e4l\u00f6n yksi juuri $x=-\\tan\\theta$.\n\nKun on k\u00e4sitelty Lill'n menetelm\u00e4, selvitet\u00e4\u00e4n, miten sit\u00e4 voi k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 origamitaittelussa kolmannen asteen yht\u00e4l\u00f6iden ratkaisemiseksi. T\u00e4m\u00e4 on mahdollista origamiaksiooman O6 avulla ratkaisemalla Belochin neli\u00f6ksi kutsuttu konstruointiongelma. Siin\u00e4 taitellaan neli\u00f6, jonka kaksi vierekk\u00e4ist\u00e4 kulmaa ovat annetuilla suorilla ja kaksi sivua kulkee annettujen pisteiden kautta. Kun hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n t\u00e4t\u00e4 konstruktiota, voidaan l\u00f6yt\u00e4\u00e4 Lill'n metodissa tarvittava polku kolmannen asteen yht\u00e4l\u00f6lle. T\u00e4ll\u00e4 tavalla taittelemalla l\u00f6ydet\u00e4\u00e4n kaikki kolmannen asteen yht\u00e4l\u00f6n reaaliset juuret.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2023-10-30T07:11:05Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2023-10-30T07:11:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2023", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "47", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": null, "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Origami geometristen konstruktioiden ja yht\u00e4l\u00f6nratkaisun v\u00e4lineen\u00e4", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202310307048", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikan opettajankoulutus", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teacher education programme in Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matematiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "geometria", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "origamit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "polynomit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_91021
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:55:52Z
main_date 2023-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2023
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/9d19242f-b1c5-432e-9c80-d83c6e72f7fa\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202310307048.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2023
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Palomäki, Stina Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka geometria origamit polynomit
title Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_full Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_fullStr Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_full_unstemmed Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_short Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_sort origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
title_txtP Origami geometristen konstruktioiden ja yhtälönratkaisun välineenä
topic Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka geometria origamit polynomit
topic_facet 4041 Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics geometria matematiikka origamit polynomit
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/91021 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202310307048
work_keys_str_mv AT palomäkistina origamigeometristenkonstruktioidenjayhtälönratkaisunvälineenä