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domingo, 6 de abril de 2014

La mejor circunferencia a mano alzada

Los profesores de matemáticas tenemos un problemilla cuando estamos enseñando geometría. A menudo tenemos que dibujar circunferencias en la pizarra y, como por lo general somos olvidadizos, solemos tener el compás grandote muy muy lejos de la clase. Para los alumnos no es un problema. Se les dice que dibujen las circunferencias en la libreta con una moneda (la mejor la de 2€). Pero ¿y nosotros qué?



Pues no hay solución, sólo sirve el entrenamiento. Y ya sabéis que el mundo de la ciencia y de las matemáticas está lleno de frikis. Aunque no os lo creáis se han llegado a organizar campeonatos mundiales de dibujo de circunferencias a mano alzada.

El siguiente vídeo es de 2007.



A partir de hoy, antes de que llegue el profe, a ver quién dibuja en la pizarra la mejor circunferencia.

Esta entrada extrae las ideas de la publicada en http://gaussianos.com el 9 de noviembre de 2012.

lunes, 10 de marzo de 2014

Ramanujan, un genio.

Srinivasa Ramanujan fue uno de esos genios asombrosos que se cuentan muy pocos a lo largo de la historia. Nació en la India a finales de 1887 y falleció en Londres a los 33 años. En tan corto espacio de tiempo se convirtió en uno de los enigmas humanos más increíbles. Aunque contaba con formación muy básica en matemáticas, su pasión hizo que desde muy pequeño destacara. De hecho, no lograba aprobar ninguna otra materia. Un matemático de Cambridge recibió una carta de Ramanujan en la que le comunicaba algunos de sus resultados. Lo normal habría sido que los papeles terminaran en la papelera. Los profesionales reciben cartas de personas que afirman haber descubierto tal o cual cosa casi siempre sin pies ni cabeza. Sin embargo les echó un ojo. No, el tal Ramanujan no era un loco sino un genio como nunca antes se había visto. Hacia 1914 llegó Ramanujan a Inglaterra. Los siguientes años, hasta su temprana muerte, los pasó dando vida a matemáticas nunca vistas antes, asombrando a los sabios de todo el mundo.


Os voy a contar una de las anécdotas más curiosas de su vida:

Al final de su vida, el genio indio Srinivasa Ramanujan yacía moribundo en un hospital de Londres. Mientras los fríos vientos ingleses consumían sus pulmones, su amigo, el matemático G.H. Hardy, le hizo una visita. Paralizado por sus escrúpulos, a Hardy solo se le ocurrió decir, tal como había ocurrido, el número del taxi que le había llevado al hospital, el 1.729.
“No creo que sea un número muy interesante”, añadió.
“¡Oh, no!, Hardy —replicó de inmediato Ramanujan—, es el número más pequeño que se puede expresar como la suma de dos cubos de dos formas diferentes.”
Y así es: 1.729 = 13 + 123 = 93 + 103. Ningún número menor tiene esa propiedad.

El 1.729 es lo que se conoce hoy día como un Número Hardy-Ramanujan y, de una generalización de este caso aparecen los conocidos como Números Taxicab.


Esta entrada es un extracto de la publicada en Tecnologóa obsoleta el 15 de octubre de 2010.

lunes, 16 de diciembre de 2013

El dragón te mira

Hoy vamos a divertirnos un poco, es día de manualidades. Fijaros en el siguiente vídeo:


Es sorprendente pero el dragón nos mantiene la mirada. ¡Sorprendente!

En el siguiente vídeo podéis ver cómo está hecho:


Creemos estar viendo algo en relieve. Sin embargo es todo lo contrario, es un hueco relieve. Nuestro cerebro espera ver un relieve en la cara del dragón. Cuando lo que hay es un hueco relieve reacciona de forma inesperada.

Si queréis hacerlo y tenerlo en casa, aquí está la plantilla.


Esta entrada es una pequeña adaptación de la publicada en curiosoperoinutil.com el 9 de febrero de 2007.

lunes, 18 de noviembre de 2013

Homer y las matemáticas




El otro día, leyendo el magnífico blog Principia Marsupia aprendí  un poco más de matemáticas. Parece ser que en el equipo que elabora la serie de dibujos animados de los Simpson hay varios matemáticos y que, a la mínima, se les nota el plumero.
Un ejemplo: en uno de los episodios, Homer y Marge están viendo un partido de béisbol. Por un instante aparece esta imagen del vídeomarcador del estadio.

Esta secuencia, que apenas dura un segundo, no tiene ninguna repercusión en el episodio. Sin embargo, esconde una deliciosa referencia matemática.
Así lo explica el autor del blog:
Fijáos en los tres números: 8128, 8208 y 8191. Podrían parecer cifras al azar, pero en realidad se trata de números muy especiales. 8128 es un “número perfecto”, 8208 es un “número narcisístico” y 8191 es un “número primo de Mersenne”.
Los números perfectos son aquellos cuya suma de sus divisores es igual al número mismo. El primer número perfecto es el 6: los divisores de 6 son 1, 2, 3 y 1+2+3=6. El segundo número perfecto es el 28, el tercero es el 426 y el cuarto número perfecto es nuestro 8128. Simon Singh nos recuerda la reflexión de René Descartes: “los números perfectos, al igual que los hombres perfectos, son muy raros”.
8208 es un “número narcisístico” porque si elevamos sus dígitos a la cuarta potencia, obtenemos el número mismo. 84 + 24 + 04 + 84 = 8208.
8191 es un “número primo” porque sólo puede dividirse por 1 y por sí mismo. Además pertenece a los llamados “primos de Mersenne” por el matemático francés Marin Mersenne que descubrió que 8191=213 – 1.
¡Y todo escondido en un fotograma de apenas un segundo!

lunes, 11 de febrero de 2013

Yo soy el Papa

Bertrand Russell fue un filósofo y matemático de la lógica que vivió el siglo pasado en Inglaterra. Era también un gran escritor y le dieron el Nóbel de literatura por ello.


En cierta ocasión, en sus trabajos sobre lógica, estaba estudiando los enunciados condicionales de la forma:

"Si apago la luz no podré verte"

Llegó a la conclusión de que si damos por bueno un enunciado que en realidad es falso, podremos probar cualquier cosa a partir de él. Un graciosillo que oyó hablar a Russell sobre esto le formuló un desafío:

"¿Quiere decir que si aceptamos que 2 + 2 = 5 puede probar que usted es el Papa?"

A lo que Russell contestó que sí, y lo razonó así:


"Si suponemos que 2 + 2 = 5, entonces estará de acuerdo que si restamos 2 de cada lado obtenemos 2 = 3. Invirtiendo la igualdad y restando 1 de cada lado, da 2 = 1. Como el Papa y yo somos dos personas y 2 = 1 entonces el Papa y yo somos uno, luego yo soy el Papa"



Espabilado que salió el amigo Bertrand.

Esta entrada es una pequeñísima modificación de la publicada en http://erizbadiola.blogspot.com.es el 11 de noviembre de 2012.

sábado, 5 de enero de 2013

Solución a la hormiga

La cosa es más fácil de lo que parece si unimos los centros de las 4 bolas con segmentos. Como son de cristal, podemos verlo. Lo que queda es una pirámide cuya base es un triángulo equilátero:



Sabemos que de la base triangular a la mesa hay un distancia de 1, pues es el radio de las esferas pequeñas. Y desde el vértice superior hasta la 'cima del mundo' hay 2, que es el radio de la esfera grande. Si conseguimos calcular la altura de la pirámide sólo habrá que sumarle 1 + 2 y ya tendremos la altura a la que está la hormiga.

Veamos entonces cómo hacerlo ¿Qué sabemos de la pirámide? Los lados de la base miden 2 (es la suma de los radios de dos de las bolas de abajo. Los lados de las caras laterales miden 3. Además, como el triángulo de la base es equilátero, la altura de la pirámide arranca desde su incentro (que es lo mismo en este caso que baricentro, ortocentro o circuncentro).

Consideremos entonces el triángulo que forman uno de los vértices de la base (A), el vértice superior de la pirámide (V) y ese incentro (I).
La distancia IV es justo la altura que queremos calcular. La distancia AV es 3, como ya sabemos. ¿Y la distancia AI? Veámosla sobre el triángulo de la base:
Es fácil calcular AI por trigonometría, pero como quiero que lo comprendan los que aún no la han visto, usaremos otro argumento. Si prolongamos AI acabaremos en el lado opuesto al vértice A, llamemos M a ese punto. El segmento AM es una altura del triángulo, y su longitud se puede calcular con el Teorema de Pitágoras.
Como I es el baricentro, la distancia AI son las dos terceras partes de AM. En conclusión

Y en el triángulo de antes (AIV), que es rectángulo, conocemos la hipotenusa AV y el cateto AI. Al aplicar el T. de Pitágoras obtenemos el otro cateto, que es la altura que queríamos calcular. Si lo hacéis obtendréis la altura deseada desde hace tiempo:

Y ya terminamos. La hormiga está sobre la mesa a una altura

un poco menos de 6, como cabía esperar.



PD. Dedicado a los apasionados de la geometría.

lunes, 17 de diciembre de 2012

La hormiga en la cima del mundo

Este es un desafío matemático muy curioso.

Te pongo en antecedentes. Mi amiga Andrea estaba ayer preparando los adornos navideños y colocó 3 bolas de cristal de radio 1 sobre la mesa, de manera que las tres se tocan entre sí.


Después, apoyada en las tres bolas anteriores, puso otra de radio 2, como veis en la foto:


Y en esto llegó una hormiga y, con mucho trabajo, se subió a la cima del mundo... Bueno, no tanto, se subió al punto más alto de la bola más grande, arriba del todo.

La pregunta que se hizo Andrea y que me preguntó a mi fue ¿A que altura está esa hormiga de la mesa? Y yo, que soy un vago que no quiere pensar, os lo pregunto a vosotros ¿Qué distancia hay entre la mesa y el punto más alto de la bola más grande, donde está la hormiga?

¡Qué graciosos estamos hoy! dirán algunos. ¡Menudo problema de hormigas tiene Andrea en casa! dirán otros. ¡Qué poco gusto tiene Andrea con los adornos navideños! digo yo...

PD. Los radios son 1 y 2 en las unidades que queráis. Hombre, calcularlo en años-luz o en kilómetros no parece muy lógico (más que nada porque la hormiga se iba a hartar de pasear), pero si os gustan esas, vale.

PD2. ¡NO ES OBLIGATORIO RESOLVER EL PROBLEMA! A mi me gusta y estaría bien que lo hiciérais si os mola, pero no quiero a nadie estrujándose los sesos sin obligación. Los sesos solo se estrujan por placer.

domingo, 25 de noviembre de 2012

La cuerda. Solución

Aquí está la solución del problema del lunes.

Aproximación A: Bueno, la Tierra es mucho más grande que el balón, así que para alejar la cuerda 10cm de la superficie habrá que alargar la cuerda mucho más que en el caso del balón.

Aproximación B: Hagamos cuentas.

Diámetro de un balón: 22cm, luego el radio es de 11cm.
La cuerda lo rodea en una circunferencia de longitud L = 2*pi*r = 2*3.14*11 = 69 cm
Ahora alejamos la cuerda 10cm, luego el nuevo radio es 21cm y L sale ahora 132 cm

La cuerda hubo que alargarla 132 - 69 = 63cm.

Radio de la Tierra: 6378 km que son 637800000 cm
La cuerda que lo rodea tiene L = 2*pi*r = 2*3.14* 637800000 = 4 007 415 589 cm
Alejando la cuerda 10cm el radio será  637800010 cm y L sale ahora = 4 007 415 652 cm

La cuerda hubo que alargarla  4 007 415 652 cm -  4 007 415 589 cm = 63 cm !!!!

¡¡Hay que alargar la cuerda exactamente lo mismo!!

Aproximación C:

La cosa es más fácil de lo que parece. La longitud de la circunferencia es L = 2*pi*r

La nueva longitud L', resultado de aumentar el radio 10cm, será L' = 2*pi*(r+10)

Pero L' = 2*pi*(r+10) = 2*pi*r + 2*pi*10 = L + 2*pi*10.

O sea que L'= L + 2*pi*10. La longitud que hay que alargar la cuerda es siempre 2*pi*10 = 63cm, y no depende del radio. Podríamos haber rodeado el Sol, y para alejar la cuerda 10cm de su superficie sólo tendríamos que alargar la cuerda los mismos 63cm de antes.

¡A que cuesta creerlo! Acéptalo, es así...

lunes, 19 de noviembre de 2012

La cuerda que rodea la Tierra

El artículo de hoy es un sencillo problema matemático. Que nadie se asuste. No es difícil y en realidad lo planteo para que juntos descubramos una cosa. Eso sí, no diré qué es lo que quiero enseñar hasta que publique la solución.

Vamos allá. Supón que tienes un balón de fútbol y le atas una cuerda. Vamos a considerar que el balón es una esfera perfecta y también supondremos que la cuerda lo rodea alrededor del ecuador imaginario del balón, que es, claro, una circunferencia del mismo radio que el balón. En esta situación, ¿cuánto deberías alargar la longitud de la cuerda para lograr que la distancia entre ella y la superficie del balón fuera, por ejemplo, de 10cm en todos sus puntos? No contestes todavía y sigue leyendo.




A continuación nos olvidamos del balón de fútbol y pensamos en una esfera mucho más grande, la Tierra. (Vale, ya sé que está ligeramente achatada por los Polos, pero...). Nos buscamos una cuerda de algo más de cuarenta mil kilómetros y rodeamos con ella la Tierra por el Ecuador.  Y ahora nos hacemos la misma pregunta que antes. ¿Cuánto deberías alargar la longitud de la cuerda para lograr que la distancia entre ella y la superficie fuera de 10cm a lo largo de todo el ecuador?



Lo que nos interesa es comparar los dos casos. Piénsalo. Es muy sencillo. Primero atrévete a dar soluciones que te parezcan lógicas, sin cálculos. Después, intenta algunas cuentas (puede que necesites buscar algún dato) y me dices.

La solución en unos días.

jueves, 28 de junio de 2012

Encuesta: Ocupación del tiempo de ocio

Cinco alumnos de 2º de ESO, Nairoby Hiraldo, Jairo Felgueres, Víctor Gutiérrez, Olai Castro y Loreto López han completado un trabajo sobre la ocupación del tiempo de ocio y las relaciones sociales del alumnado del centro entre 12 y 17 años.
Dirigidos por su profesora de Matemáticas han seleccionado sistemáticamente una muestra de 58 alumnos y desde este blog queremos hacernos eco de sus resultados, muy interesantes e ilustrativos.

Cuestión 1: ¿Cómo te relacionas con tus amigos?


Cuestión 2: ¿Cuánto tiempo dedicas diariamente al ordenador?


Cuestión 3: ¿Para qué utilizas el ordenador?


Cuestión 4: ¿Cuánto tiempo estudias o haces los deberes cada día?


Cuestión 5: ¿Cuánto tiempo diario ves la televisión?


Los autores explican el procedimiento de trabajo y extraen conclusiones de sus datos. Es muy recomendable leerlo al completo. Para ello lo ponemos al alcance de los lectores en este enlace.

Gracias a Nairoby, Jairo, Víctor, Olai y Loreto.

viernes, 27 de abril de 2012

Aviones en el mundo

Esta mañana, en clase de 2º de E.S.O. hablamos de la esfera y de la geodésica, es decir, la línea más corta entre dos puntos de la esfera. Cuando eso se proyecta en un mapamundi, no es una línea recta.

El siguiente vídeo muestra los aviones volando entre los continentes durante un día completo:


Fijaros que entre Nueva York (Costa este de los Estados Unidos) y Europa, los aviones NO vuelan en línea recta. Lo que sucede es que si en vez de un mapamundi viéramos un globo terráqueo, irían en una goedésica, que sí nos parecería recta:




lunes, 9 de enero de 2012

La mujer más inteligente del mundo

La foto siguiente es la de Marylin Von Savant, la persona con el cociente de inteligencia más alto del mundo, 228. Para entender bien lo que significa, lo normal es 100. Es columnista, escritora y conferenciante.
En 1986 Marilyn tenía 40 años y se la incluyó en el libro Guiness de los records por su C.I. Entonces, la revista Parade, un suplemento dominical de muchos periódicos de Estados Unidos, creó la sección Ask Marylin, en la que los lectores le hacen preguntas y ella responde. En 1990, un lector le hizo la siguiente pregunta:

"Supón que estás en un concurso, y se te ofrece escoger entre tres puertas: detrás de una de ellas hay un coche, y detrás de las otras, cabras. Escoges una puerta, digamos la nº1, y el presentador, que sabe lo que hay detrás de las puertas, abre otra, digamos la nº3, que contiene una cabra. Entonces te pregunta: "¿No prefieres escoger la nº2?". ¿Es mejor para ti cambiar tu elección?"

Se trata del conocido problema de Monty Hall, que se había inventado en un concurso de la TV llamado "Let's make a deal". La primera idea que tenemos todos ante el problema es que da igual. En la puerta que elegimos y en la que queda por abrir hay las mismas posibilidades de encontrar el coche.

Contra todo pronóstico, la respuesta de Marylin fue:


"Conviene cambiar de puerta, ya que cambiar a la puerta #2 nos da una probabilidad de \textstyle{\frac{2}{3}} de llevarnos el coche frente a una probabilidad \textstyle{\frac{1}{3}} que tendríamos si nos quedamos con la elección inicial, la puerta #1.

Supongamos que elegimos la puerta #1 (el número que tomemos es lo de menos) y el presentador, que sabe qué hay detrás de cada puerta, nos enseña la #3 y hay una cabra. ¿Qué ocurre si cambiamos a la #2? Hay tres posibles casos:
Caso 1: Detrás de la puerta #1 estaba el coche. Si cambiamos a la #2 nos quedaríamos con una cabra.
Caso 2: Detrás de la puerta #1 estaba una de las cabras. Si cambiamos a la #2 nos llevaríamos el coche, ya que el presentador nos habría enseñado la otra cabra en la #3.
Caso 3: Detrás de la puerta #1 estaba la otra cabra. Cambiando a la #2 volvemos a llevarnos el coche."
En resumen, en dos de los tres casos te llevas en coche. Si no cambias, la probabilidad de llevarse en coche es la original, 1/3.
Puede que se vea mejor con este esquema, traducido de la wikipedia:

Vamos, que Marylin dio la respuesta correcta, y además razonada, aunque eso sí, parecía ir contra la intuición. La revista empezó a recibir montones y montones de cartas diciendo que Marylin se había equivocado. Algunas eran completamente ofensivas:
Como matemático profesional, estoy muy preocupado por la falta de habilidad matemática del público en general. Por favor, ayuda confesando tu error y, en el futuro, sé más prudente.
Quizás las mujeres ven los problemas matemáticos de forma diferente a los hombres.
¡Tú eres la cabra!
Incluso muchos matemáticos creían que se había equivocado. Uno de ellos era Paul Erdös, uno de los más grandes de la historia de las Matemáticas. Según él lo que decía Marylin era imposible y sólo se creería su respuesta cuando viera simulaciones por ordenador que la respaldaran.
Y claro, las simulaciones se hicieron y dieron la razón a Marylin. Todos, incluido Erdös, se rindieron a la evidencia y tuvieron que admitir que Marylin von Savant, la persona más inteligente del mundo, tenía razón.

Nota: Esta historia ha sido adaptada de la publicada en gaussianos el 22 de diciembre de 2011.

miércoles, 21 de diciembre de 2011

La lotería de Navidad

Como mañana es el sorteo de la Lotería de Navidad, voy a dar unos consejos rápidos:

Consejo número 1: si juegas no leas el resto de este artículo hasta que haya pasado el sorteo.

Consejo número 2: si no juegas, lee el artículo y así estarás más tranquilo.



¿Cuánto ganaremos en la lotería de Navidad?

Vamos a hacer unos cálculos muy sencillos. Como cada billete cuesta 200€, si compramos n billetes nos estaremos gastando 200n euros.

Ahora hay que pensar en los premios. Hay de varios tipos, así que tendremos que hacer una media de los premios posibles. Ese cálculo se puede hacer mirando la tabla de premios. Resumiendo, el premio medio es de 135,12€ (teniendo en cuenta también los números no premiados = con premio 0€).

Así, si compramos n billetes, el premio medio que podemos esperar es de 135,12 n euros. Esto es lo que en matemáticas se llama esperanza matemática.

Y ahora el cálculo es sencillo. Si jugamos n billetes nos costarán 200n y esperamos ser premiados con 135,12n. En consecuencia, la resta nos dirá cuanto ganaremos 135,12n - 200n = -64,89n.

Muy sencillo. Lo esperable es que perdamos casi 65€ por cada 200€ que juguemos. ¡Pues qué chollo!

¿Jugaréis el próximo año?

lunes, 12 de diciembre de 2011

Cómo funciona el radar

Seguro que a vuestros padres les han pillado alguna vez con el radar. A mí, la primera vez, me resultó ligeramente molesto pero dediqué en silencio palabras de ánimo a la Guardia Civil y a la DGT. Después de eso me pregunté, pero bueno, ¿cómo podían ellos saber que iba a 85km/h en una zona de 80?

Me puse a investigar y averigüé que el culpable era un matemático austríaco del siglo XIX, Christian Doppler. Lo que descubrió se llama desde entonces efecto Doppler y os lo voy a explicar con ejemplos.

Cuando una fuente de ondas se mueve, las ondas se apelotonan delante de ella y se apartan unas de otras detrás.

Como se ve en el vídeo, cuando el niño se mueve a la derecha, las ondas se juntan a su derecha y se apartan a su izquierda. Pues bien, el señor Doppler hizo cálculos matemáticos y encontró fórmulas exactas para el fenómeno. Si os gusta más así, también se ve muy bien:

¿Y qué pasa con el radar? Muy sencillo. El aparatejo que tiene la Guarcia Civil emite ondas con una longitud de onda conocida. Las ondas rebotan en el coche que acaba de pasar frente al radar. Tras el rebote vuelven al detector con menor longitud de onda que la que tenían. Y la longitud de onda será tanto menor cuanto más rápido vaya el coche. El dispositivo mide esa longitud de onda y calcula la velocidad del coche con mucha precisión.

¡Multa al canto!

La próxima vez, en lugar de acordaros de la DGT acordaros de Doppler.