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sábado, 29 de junio de 2013

La suma de los ángulos de un triángulo

Eso de que los ángulos de un triángulo suman 180º es un enunciado que nos lo enseñan de tan pequeños que no parece necesario demostrarlo. Formalizarlo requiere un cierto esfuerzo, pero visualizarlo no tanto.

La figura adjunta es un redibujo de la prueba que se encuentra aquí (y a la que he llegado por @jjgjibaja).

Trazando una paralela a la base del triángulo que pase por el vértice opuesto, los tres ángulos se transportan fácilmente sobre dicha recta y se ve que la cubren de lado a lado, media circunferencia (PI/2, o 180º). 

También hay una versión en vídeo dónde lo explican, un poquito más largo que ver la figura, pero poco:


Una más para la colección de visualizaciones: Pitágoras, binomio cuadrado, seno cuadrado más coseno cuadrado, sumas de potencias, ...

lunes, 23 de abril de 2012

Visualización del teorema de Pitágoras

Dos figuras, cuadrados del mismo tamaño. En el primero hay cuatro triángulos (rectángulos) iguales, y el espacio restante es un cuadrado cuyo lado es la hipotenusa del triángulo rectángulo, de cualquiera de ellos.

En la segunda figura los mismos cuatro triángulos están colocados de otra forma, emparejados dos a dos. El espacio restante lo ocupan dos cuadrados, y cada uno tiene como lado uno de los catetos.

Como los dos cuadrados grandes, son iguales, y en ambos hay cuatro triángulos iguales, el espacio restante (cuadrado menos cuatro triángulos) ha de ser igual en las dos figuras, luego el cuadrado rosa es igual a la suma de los cuadrados azules, que es el enunciado del teorema de Pitágoras, qed.

O directamente sin palabras:



El significado del teorema de Pitágoras, el hecho de que se conocía empíricamente antes pero él fue quien lo formalizó y cómo fue su prueba (que es muy parecida a esta "visualización) está contado en los siguientes 7 minutos de vídeo (en inglés, eso si) por uno de los primeos grandes divulgadores científicos televisivos, Jacob Bronowski:


La anterior construcción se puede realizar también en papiroflexia (ver aquí, en 3,14 minutos curiosamente). Menos demostrativo, pero también curiosa y muy bonita es esta construcción en la que se comprueba que el agua que cabe en el cuadrado de la hipotenusa es la misma que llena los dos cuadrados de los catetos (con el mismo espesor, se supone):



Cuando en vez de entenderlo se intenta simplemente recordar es muy fácil equivocarse. Para muestra un par de ejemplos: el espantapájaros del mago de Oz y Homer Simpson. Al final del vídeo se arregla el entuerto:


Es impresionante la cantidad de vídeos sobre el teorema de Pitágoras que se pueden encontrar en la red, pero con los que llevamos vistos debería ser suficiente

Un par de referencias muy interesantes: demostraciones visuales, representaciones artísticas del teorema.

sábado, 31 de marzo de 2012

Dibujar raíces cuadradas

Ayer me encontré (por Fran Hidalgo en G+) una preciosa construcción geométrica que muestra como se pueden calcular dibujando las raíces cuadradas de los números naturales. 

Para comprobarlo sólo hace falta el teorema de Pitágoras. En un triángulo rectángulo de catetos 1 (el primero) es claro que la hipotenusa valdrá raíz de 2. En el segundo triángulo los catetos valen 1 y raíz de 2, luego el cuadrado de los catetos es 1 y 2, que suman 3, con lo que la longitud de la hipotenusa es raíz de 3. Y así sucesivamente con todos los triángulos. Construyendo un ángulo recto y midiendo sobre él una unidad avanzamos un número más.

No sé si la figura estará realmente bien construida, porque en esa sucesión de triángulos el ángulo que comparten, el que pincha el centro, se va haciendo progresivamente más pequeño (aunque no demasiado). Cada ángulo tiene como tangente 1 dividido por la raíz correspondiente (el cateto opuesto siempre es 1 y el contiguo es la raíz que veíamos). Así que para el primero el ángulo es 45º, pero para el tercero 30º, y en el 17 ha bajado hasta 13,6º. La verdad es que así a ojo es fácil ver si el último ángulo cabe tres veces y media en el primero, probablemente si.

Dándole vueltas a esta figura me he acordado de Don Aurelio, el profesor que me dio clase de dibujo técnico en 1º de BUP y filosofía en 3º de BUP y COU. Era un personaje verdaderamente convencido de lo que explicaba, que se declaraba platónico y que asumía personalmente el lema de la Academia "que nadie entre aquí si no sabe geometría".

Decía al principio que para comprobar la construcción de la figura sólo necesitamos el teorema de Pitágoras. Esa maravilla que está en el borde entre lo evidente y lo incomprensible está explicada con detalle en ESTA otra entrada.

viernes, 23 de diciembre de 2011

Numerismo animal


Me llega hoy la noticia sobre un estudio publicado en la revista Science en el que se presentan resultados sobre la capacidad de las palomas de contar hasta 3, del mismo modo que los monos cuentan hasta 9. Francis también reseña el estudio, incluyendo algunas figuras que demuestran que el trabajo realizado es complejo y concienzudo (también incluye las referencias a trabajos originales sobre la capacidad numérica de primates y abejas). 

A mi me ha recordado un experimento (más primario) que relata Georges Ifrah en su "historia de las cifras". Cuenta que había un nido de cuervos en lo alto de una torre deshabitada, y que cuando entraban en ella grupos de personas abandonaban el nido y no regresaban hasta que las personas salían. Lo interesante es que si entraban cuatro y salían dos no volvían hasta que salieran las dos restantes. Parece que los cuervos son capaces de una percepción numérica relativamente sofisticada (¿restar?) con números relativamente pequeños, hasta el 6 aproximadamente. Hay un estudio de 2006 en Animal Cognition que concluye que los loros pueden contar hasta 6 (Pepperberg, IM (2006) Grey parrot numerical competence: a review. Animal Cognition9(4):377–391 doi 10.1007/s10071-006-0034-7). Es muy interesante el artículo de la Wikipedia (en inglés) sobre la inteligencia de los pájaros.

Habría una capacidad numérica básica mediante la que percibimos si hay un elemento o varios o si esos varios son dos o cuatro; y esas percepciones son instantáneas, no hace falta "contar". Contar sería una operación compleja diferente de la anterior que requiere un aprendizaje. La capacidad numérica básica está tan arraigada que en el lenguaje utilizamos distintas formas de las palabras para el caso de un elemento (singular) y varios (plural). Comenta Ifrah de un lenguaje polinesio en el que hay tres formas, además del singular (uno) y del plural (muchos) hay una forma intermedia para las parejas. Esa capacidad numérica básica es la que compartiríamos con cuervos y otros animales. Todo esto según recuerdo del libro de Georges Ifrah.

En los decálogos sobre cómo hacer bien una presentación se menciona a menudo "la regla del 6": no poner más de 6 ideas en una transparencia (ideas, dibujos o frases). Yo siempre había supuesto que esa regla empírica tendría su base en ese límite entre la capacidad numérica básica y la compleja, de forma que la presentación se mueva siempre en la primera. Pero no tengo ninguna evidencia (i.e. referencia) que lo apoye.

La sorprendente inteligencia de los cuervos la podemos apreciar en este vídeo de 40 segundos:



Vemos como el cuervo encadena tres herramientas diferentes para realizar su tarea. Aun más detalles sobre la inteligencia de los cuervos, en el siguiente vídeo (10 min), una "TED talk" por Joshua Klein:



Publicado en el otro blog el 23 de diciembre de 2011