DIDACTIC POTENTIAL OF ISOPERIMETRIC TYPE PROBLEMS IN THE SCHOOL COURSE OF MATHEMATICS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31110/2616-650X-vol14i4-009

Keywords:

isoperimetric problems; mathematical competencies; interdisciplinary connections; mathematical modeling; STEM education; didactic potential

Abstract

The article examines the problem of the formation of mathematical competencies of students in the modern conditions of reforming school education. The relevance of the topic is due to the presence of difficulties for schoolchildren when solving applied problems. Particular attention is paid to isoperimetric problems as an effective means of implementing the competence approach in teaching mathematics. Their didactic potential in the formation of students' skills of mathematical modeling, optimization and research activities is revealed. The historical origins of isoperimetric problems are analyzed, in particular the ideas of Zenodor, who proved that among polygons with a given perimeter, a regular polygon has the largest area, and a circle among all figures. It is shown that these ideas reflect the fundamental principle of optimality and symmetry, which remains relevant in modern mathematical education. The paper analyzes Ukrainian and foreign educational materials on the use of isoperimetric problems in the school course of mathematics. It has been established that such problems are widely used in the study of geometry, algebra and mathematical analysis, but their potential for the integration of knowledge and the development of competencies is not fully used. The paper proposes approaches to the design of problems that combine applied content and intramathematical ideas, which allows taking into account the interests of students of different educational areas. The expediency of using modern digital tools, such as GeoGebra, Desmos and others for the implementation of research teaching methods, which contributes to the development of logical and critical thinking, the ability to put forward and test hypotheses, is substantiated. Examples of practical problems on isoperimetry are given, for the solution of which it is enough to know the properties of quadratic functions. It is concluded that the systematic use of isoperimetric problems contributes to the formation of a holistic view of mathematical patterns, the development of interdisciplinary and intra-subject relationships, as well as the effective implementation of STEM/STEAM/STREAM approaches in teaching mathematics.

121 152

References

Бурда, М. І., Тарасенкова, Н. А., Богатирьова, І. М., Коломієць, О. М., & Сердюк, З. О. (2020). Геометрія. Підручник для 11 класу закладів загальної середньої освіти (профільний рівень). Оріон.

Василишин, М. С., Миляник, А. І., Працьовитий, М. В., Простакова, Ю. С., & Школьний, О. В. (2023). Модельна навчальна програма «Математика. 7–9 класи» для закладів загальної середньої освіти (НОН України № 883 від 24.07.2023)

Іванова, Н. (2026). Історія математики у культурній спадщині Європи. Т. 1: Давній світ, математика корінних народів Америки. Інститут математики НАН України. https://imath.kiev.ua/books/1/

Істер, О. (2025). Геометрія. Підручник для 8 класу класу закладів загальної середньої освіти. Генеза.

Кабінет Міністрів України. (2020). Про деякі питання державних стандартів базової середньої освіти (Постанова №989. https://www.kmu.gov.ua/npas/pro-deyaki-pitannya-derzhavnih-standartiv-povnoyi-zagalnoyi-serednoyi-osviti-i300920-898

Кабінет Міністрів України. (2024). Про затвердження Державного стандарту профільної середньої освіти (Постанова №851). https://www.kmu.gov.ua/npas/pro-zatverdzhennia-derzhavnoho-standartu-profilnoi-serednoi-osvity-851-250724

Лисиця, В.Т., & Ломоносова, Н.О. (2025). Симетрія як інструмент формування міжпредметних зв’язків і розвитку математичних компетентностей. Актуальні питання у сучасній науці, 11 (41), 1639 – 1653. https://doi.org/10.52058/2786-6300-2025-11(41)-1639-1653

Мазорчук, М. (осн. автор), Вакуленко, Т., Терещенко, В., Бичко, Г., Шумова, К., Раков, С., Горох, В., та ін. (2019). Національний звіт за результатами міжнародного дослідження якості освіти PISA-2018. Український центр оцінювання якості освіти. https://pisa.testportal.gov.ua/wp-content/uploads/2019/12/PISA_2018_Report_UKR.pdf

Мерзляк, А., & Якір, М. (2024). Геометрія. Підручник для 7 класу закладів загальної середньої освіти. Гімназія.

Овсяннікова, Л. (Перекл.), & Терещенко, В. (Наук. ред.) (2024). Результати PISA 2022. Том І. Стан навчання та рівності в освіті. Український центр оцінювання якості освіти. https://testportal.gov.ua/wp-content/uploads/2024/08/Mizhnarodnyj-zvit-PISA-2022-T1.pdf

Швець, В., & Прус, А. (2026). Система прикладних задач з математики: критерії створення, особливості розв’язування. Фізико-математична освіта, 41(1), 37-47. https://doi.org/10.31110/fmo2026.v41i1-06

Alcaide, F., Hernández, J., Moreno, M., Sanz, L., & Serrano, E. (2017). Matemàtiques aplicades a les ciències socials. Cruïlla.

Bugliarello, G. (2023) A New Trivium and Quadrivium. Bulletin of Science, Technology & Society, 23(2). https://doi.org/10.1177/0270467603251296

Cambridge University Press. (2018). Cambridge International AS & A Level Mathematics. Pure Mathematics 1. https://www.scribd.com/document/790571225/2018-Cambridge-International-as-a-Level-Mathematics-Pure-Mathematics-1

De Castris, R., Tortoriello, F. S., & Veronesi I. (2025). Exploring the integration of Mathematics and Music within the STEAM Framework. In Proceedings of the 11th International Conference on Higher Education Advances (HEAd’25) (pp. 9–17). https://doi.org/10.4995/HEAd25.2025.20116

Ernst Klett Verlag. (2018). Lambacher Schweizer: Mathematik für Gymnasien (Analysis). https://asset.klett.de/assets/dabf6df7/DO01_735380_Teildruck_gesamt_mWZ.pdf

Heath, T. (1921). A History of Greek Mathematics. (Vol. 2). Clarendon Press. https://archive.org/details/historyofgreekma029268mbp/page/n7/mode/2up

Larson, R. (2014) Precalculus with Limits. Houghton Mifflin Harcourt. http://www.cobaehtolcayuca.com/LECTURAS/Calculo%20Larsson%208%20edicion.pdf

Lysytsya, V., & Gonsalez, J. (2026). Isoperimetric problems as an effective means of developing mathematical thinking. In Proceedings of the IV International Conference in honor of O. V. Pogorelov (pp. 204–206). https://pogorelov.karazin.ua/2026/wp-content/uploads/2026/04/Tezy_Pohorielov_2026.pdf

Pearson Education. (2018). Edexcel AS & A Level Mathematics: Pure Mathematics Year 1. https://www.scribd.com/document/536766882/389788543-Edexcel-Pure-Maths-Year-1

Stewart, J. (2016). Calculus: Early Transcendentals (8th ed.). Cengage Learning. https://studylib.net/doc/27155396/calculus-early-transcendentals-8th-ed--2015-?p=369#google_vignette

Valleriani, M. (2022). From the Quadrivium to Modern Science. HoSt – Journal of History of Science and Technology, 16(1). https://doi.org/10.2478/host-2022-0007

Published

2026-04-30

Issue

Section

Статті

How to Cite

Lysytsya, V., & González, J. M. C. (2026). DIDACTIC POTENTIAL OF ISOPERIMETRIC TYPE PROBLEMS IN THE SCHOOL COURSE OF MATHEMATICS. Education. Innovation. Practice, 14(4), 70-77. https://doi.org/10.31110/2616-650X-vol14i4-009