sábado, 28 de diciembre de 2013

Enigmatemágico 5: Una secuencia que se desinfla



Si les gustó la secuencia del enigmatemágico 4, esta les va a gustar más. Es el resultado de una sencilla modificación en la anterior: en vez de anotar el de la derecha menos el de la izquierda, escribimos el mayor menos el menor, y terminamos cuando se obtiene 0:

 ¿Prestaron atención a esta última?

Más ejemplos:



Hay muchas preguntas para hacerse. Una que se me ocurre: 

Para dos números iniciales, ¿en cuántos pasos se obtiene 0?

¿Y a ustedes?

viernes, 27 de diciembre de 2013

Enigmatemágico 4: Jugar un poco, jugar bastante, jugar mucho. Una secuencia obsesiva.

Pocas veces, en una clase de matemáticas, los profes promovemos actividades que estimulen la creatividad y/o la exploración en cuanto a plantear nuevos problemas o  buscar resoluciones más sencillas y/o novedosas para problemas conocidos. Es más, pocas veces nos permitimos -alumnos y profes- jugar matemáticamente. En buena parte esto se debe a que los docentes estamos formateados por el modo en que nos enseñaron y porque la mayor parte del tiempo la dedicamos a cumplimentar la imprescindible tarea cotidiana de desarrollo de las clases, llenado de planillas de seguimiento, integración de mesas de examen, confección de trabajos prácticos y evaluaciones,  planificación y diseño de los actos que nos corresponden, etc. A esta lista se pueden agregar la elaboración de planificaciones y el llenado de libros de temas, acciones que, de la manera en que se llevan a cabo en la actualidad, considero -me van a pegar duro por esto- no cumplen el objetivo para las cuales fueron creadas. Por su puesto, para quien quiera debatirlo tengo argumentos y algunas alternativas que creo más rápidas y eficientes en lugar de llenar papeles porque lo solicitan directivos, supervisores, gabinetes, ministro de educación y presidente de la nación pero rara vez lo leen.

Después de esta breve digresión -que seguramente merece una discusión más amplia- vamos a lo que realmente importa.

La intención es, a partir de algún concepto o idea matemática (por ejemplo los números naturales o un subconjunto de ellos y las operaciones básicas, objetos geométricos con algún parámetro constante como perímetro, área, volumen, número de lados, de caras, o vértices, etc), divagar, dejar volar la imaginación para inventar o hacer algo fuera de lo común: disponerlos sobre un tablero bajo ciertas condiciones, operar con algunos a ver cuando se obtiene otro, formar un subconjunto en el cual cada elemento sea el resultado de ciertas operaciones con los otros, operar con los dígitos de un número e investigar si se obtiene el número o su doble o con las cifras invertidas; o explorar si hay alguna relación entre sus divisores y la suma de sus cifras, si la suma de sus cifras impares da igual que la suma de sus cifras pares, si es divisible por el número formado con algunas de sus cifras, si tiene las mismas cifras pero en otro orden en una base diferente, figuras o cuerpos con números en sus vértices de tal manera que la suma o la multiplicación de tanto, …

A continuación, un ejemplo concreto:

Elegimos dos enteros no negativos cualesquiera, por ejemplo 12 y 5. A continuación, escribimos a la derecha, la diferencia entre estos dos: el de la derecha menos el de la izquierda.


  
Y sucesivamente, repetimos el procedimiento: escribimos a la derecha la diferencia entre este último y su inmediato a la izquierda: 




Una vez más por si quedan dudas:



Continuamos hasta que -vaya uno a saber por qué- aparecen en el mismo orden los dos números iniciales:


Más ejemplos:





Algunas conjeturas después de mirar varios ejemplos (suposiciones acerca de "lo que ocurre", de las cuales no se sabe con certeza si son V o F):
No importa cuales sean los números iniciales, en la secuencia aparecen tres positivos y tres negativos

No importa cuales sean los números iniciales, en segundo y tercer lugar aparecen los opuestos


No importa cuales sean los números iniciales, la suma de los positivos que aparecen en la secuencia es el doble del número mayor inicial

No importa cuales sean los números iniciales, la suma de los seis números en la secuencia es 0

Se las dejo picando. A ver quien chutea y convierte...

domingo, 22 de diciembre de 2013

Enigmatemágico 3: Caminos en el rombotriangulado

Cierre del año y cierre de planillas de notas, explosiones de alegría o tristeza, reclamos, llantos, discusiones, agradecimientos, más oportunidades y demás han absorbido con exclusividad mi tiempo impidiéndome publicar en este espacio.
El sábado de la semana pasada, un poco más aliviado, un día especial, dediqué buena parte del día a rememorar y diagramar como contarles este problema con el que me topé hace poco más de dos años. Trataré de dar detalles porque es muy ilustrativo a mi entender en cuanto a como muchos quisiéramos que funcione -al menos en parte- el aula de matemáticas.
Todo comenzó, como muchas veces, por un problema de olimpíada, cuya autoría pertenece a las doctoras Patricia Fauring y Flora Gutiérrez, que siempre han sido y son fuente de inspiración para encontrar, pensar, plantear y resolver problemas, más allá de las diferencias que sostengo con algunos modos de gestión y organización de OMA (Olimpíada Matemática Argentina).
Flora Gutiérrez

Patricia Fauring
Se tiene un rombo con ángulos de 60° y 120° y una medida n de lado. Además, trazando paralelas a los lados y a la diagonal menor, el rombo queda triangulado. A cada triángulo equilátero determinado lo llamamos casilla. Vemos en la figura los ejemplos para n = 1, n = 2, n = 3 y n = 4:



Alejado del problema original, imbuído de un espíritu erdösiano, me enfoqué en determinar cuántos caminos existen para ir de la casilla extrema superior a la casilla extrema inferior, teniendo en cuenta que sólo es posible pasar de una casilla a otra si estas tienen un lado en común
Por ejemplo, en la figura vemos el único camino posible para n = 1 y los 2 caminos posibles para n = 2:



Encaré el desafío como a fines de agosto de 2011, convencido de que no me demandaría mucho tiempo resolverlo. Mientras estudiaba algunos casos particulares, advertía ciertas regularidades, lo cuál me entusiasmaba aún más. Sin embargo, no podía terminar de definir qué era lo que tenían en común esas regularidades. Sabía por instinto que la solución estaba ahí, delante de mis ojos, en medio de innumerables diagramas, gráficos, anotaciones al margen, etc. Pasó un mes, y en cada ratito libre volvía a los apuntes y los revisaba. Nada. Intentaba un diagrama nuevo, rotaba la figura, y en ocasiones establecía nuevos patrones, pero no me ayudaban. En una oportunidad di con una forma sistemática de contar, pero se complejizaba al extremo cuando n superaba 5 o 6. Otro mes había pasado.
Mi hijo Tomás es testigo en qué grado el problema me tenía capturado. Compartíamos los días jueves desde que iba a buscarlo a la escuela al mediodía. Terminábamos de almorzar y cuando el se ponía a hacer su tarea, yo me ponía con la mía. Observaba los diagramas y preguntaba "...todavía estás con eso...?" y mi respuesta era la misma: "...si, no logro resolverlo...". Hasta las 19, momento en que me aprontaba para llevarlo a su clase de inglés, no paraba. A veces hacía una pequeña siesta por el fastidio o por el cansancio de ir hacia atrás y hacia adelante, revisar y no hacer progreso alguno. Así transcurrió un mes más.
Cierto día que creo que era miércoles -en estos disponía de más tiempo- encontré una conexión, un puente, entre mi problema y un concepto requeterrearchiconocido por cualquier aficionado a las matemáticas.  Había pasado por alto cómo esta idea "encajaba" en una regularidad que había repasado una y mil veces. En 30 segundos volví a plantear el problema y en otros 30 quedó resuelto. Fin de la historia. Vericuetos de la mente humana, vió...

domingo, 17 de noviembre de 2013

Teorema del seno

En primer lugar, una demostración del teorema del seno o ley del seno, basada en descomponer al triángulo original ABC en cuatro triángulos rectángulos -CAD, ADB, AIB y CIB- trazando las alturas ha y hb correspondientes a los lados a = CB y b = AC. 
Y más abajo, pinchando en los puntos A, B o C y arrastrando, puedes modificar los lados a, b y c del triángulo ABC y observar como se verifica la doble igualdad que constituye la identidad del teorema del seno.


Teorema del coseno

Aquí tienes, en primer lugar, una demostración del teorema del coseno o ley del coseno, basada en descomponer al triángulo original ABC en dos triángulos rectángulos -CAD y ADB- trazando la altura correspondiente al lado a = CB. 
Y más abajo, pinchando en los puntos A, B o C y arrastrando, puedes modificar los lados a, b y c del triángulo ABC y observar como se verifica la igualdad de los dos miembros que constituyen la identidad del teorema del coseno.

jueves, 7 de noviembre de 2013

Enigmatemágico 1: Pirámide con propiedades

Mirando una vieja revista con pasatiempos, encontré unas pirámides numéricas. Y, medio resolviendo y medio divagando, se me planteó el problema que describo a continuación.

Si armamos pirámides que tengan como base a una fila con los números naturales desde 1 hasta n, y luego, cada elemento en una fila superior es la suma de los dos que tiene debajo, entonces en la última fila o cima aparece un número  que llamaremos número final
Vemos las pirámides para los primeros 5 intervalos iniciales naturales:
Si observas, las filas presentan algunas regularidades interesantes: por ejemplo, en la segunda fila (de abajo hacia arriba), aparecen los números impares. ¿Y en la tercera?
Más allá de esta y otras cuestiones que puedes descubrir, la pregunta que me interesó es: 
¿Cómo calcular el número final f(n) a partir  de n sin necesidad de construir la pirámide?


martes, 5 de noviembre de 2013

Ecuaciones, segunda estación: ecuamágicas


Por ejemplo, supongamos que recuerdas que en el kiosko de la escuela un agua saborizada  y una barrita de cereal cuestan $10:


Además sabes que el agua saborizada  cuesta  $2,50 más que una barrita:

 Luego:

Por lo tanto:

Entonces:



y, en consecuencia:

domingo, 6 de octubre de 2013

Conexiones: una intro a las expresiones algebraicas

En la siguiente actividad, la idea es establecer que relación hay entre el número de figura y el número de objetos en cada figura
Conexiones entre variables 1

También la puedes realizar aquí abajo. Los colores usados, son pura casualidad. Cualquier similitud con la realidad es mera coincidencia.
 

lunes, 26 de agosto de 2013

Identidades trigonométricas

De la definición de las seis funciones trigonométricas para un ángulo orientado,



podemos establecer algunas relaciones entre ellas que son válidas para cualquier valor del ángulo.
Por ejemplo, si elegimos cosecante y tangente de un cierto ángulo orientado β y multiplicamos, tenemos:
Esto significa que, cualquiera sea el valor del ángulo β,  la cosecante de ese ángulo β multiplicada por la tangente de β da como resultado la secante de β.
La elección no es casual: hemos elegido dos funciones para las cuáles se pueda hacer alguna simplificación al multiplicarlas.
Análogamente, podemos elegir dos funciones para las cuales se pueda simplificar al dividirlas:
Otras identidades importantes son las llamadas pitagóricas:
Cualquiera sea el ángulo α, xα e yα  son los catetos y r la hipotenusa de un triángulo rectángulo, por lo cual, verifican el teorema de Pitágoras:














Si a esto agregamos que:
















entonces: