Las Matemáticas, además de útiles, son divertidas.

























LAS MATEMÁTICAS , ADEMÁS DE ÚTILES, SON DIVERTIDAS:





TRABAJITO PARA ESTE VERANO:

"Serías capaz de hallar las áreas coloreadas de la estrella siguiente, insertada en una circunferencia de radio 10 cm?






jueves, 28 de abril de 2011

SOLUCIÓN AL PROBLEMILLA DE LA NIEVE PARA PASCUA

        Este problema, en apariencia sencillo, necesita de unos conocimientos matemáticos un poco avanzados para su resolución; en cualquier caso merece la pena intentarlo y, ahora, analizar su solución:
        Recordemos el encuciado:

       Un día empieza a nevar, y sigue nevando con regularidad. A medio día sale una máquina quitanieves y, en la 1ª hora recorre 2 Km y en la 2ª hora 1 Km. ¿A qué hora empezó a nevar?

       Pues, vamos a meterle mano:

       - Una máquina quitanieves desplaza un volumen de nieve por hora igual a C (m3/hora), barriendo una anchura L (m) de la carretera. Su velocidad al avanzar por la carretera varía, según la cantidad de nieve precipitada, para mantener C constante en el tiempo.
       - Nieva regularmante, de forma que la altura de nieve crece en la carretera a razón de υ (m/hora). Después de empezar a nevar, la máquina inicia la limpieza de la carretera en t = 0 (horas).
      Observemos en primer lugar que t = 0 es el instante en el que la máquina empieza a funcionar, por tanto la hora en la que empezó a nevar será t0 anterior.
      - Si h(t) es la altura de nieve en la carretera en el instante t y hi la altura de nieve inicial (cuando la máquina empieza a funcionar) teniendo en cuenta que nieva regularmente con constante υ tenemos:
                   h(t) = hi + υt.
      - Además como la máquina debe mantener el volumen de nieve quitado constante debe verificarse:
                   C = h(t) x'(t) L,
donde x(t) es la longitud de carretera limpiada por la máquina. Por tanto,
                  x'(t) = C / L (hi + υt),  es la ecuación diferencial que verifica x(t).
       - La condición inicial es x(0) = 0. Para resolver la ecuacióon basta integrar:
                  x(t) = C/L ∫ (dt / hi + υt ), entre 0 y t.
                  x/t) = (C/Lυ) ( ln(hi + υt ) − ln(hi ))   = w ln(1 +υt/hi)
donde w = C/Lυ
      - Sabemos que x(1) = 2 Km, y x(2) = 3 Km., si llamamos α = υ / hi ,  tenemos el siguiente sistema de ecuaciones:
               w ln(1 + α ) = 2
               w ln(1 + 2α ) = 3, que da lugar a:   3 ln(1 + α ) = 2  ln(1 + 2α )  y aplicando las propiedades de los logaritmos:   (1 + 2α ) =   (1 + α )3/2
       Elevando al cuadrado la igualdad obtenemos la siguiente ecuación:
                α3 – α2 – α = 0, que tiene las siguientes soluciones:  α = 0  ,  α =  (1 + √5) /2  y α =  (1 - √5) /2, de las que solamente tiene sentido  α =  (1 + √5) /2 .

      Teniendo en cuenta que la máquina quitanieves salió a las 12 horas, tenemos que:
               0 = h (t0 - 12) = hi + υ (t0 - 12);       hi = υ (12 - t0) = υ / α ;   por tanto,
              t0 = 12 - 2 / (1 + √5), es decir:     t0 = 11,38 horas , si lo pasamos a minutos y segundos, teniendo en cuenta que 1 hora = 60 minutos y 1 minuto = 60 segundos, obtenemos definitivamente:

          Empezó a nevar a las 11 horas 22 minutos 48 segundos.

martes, 19 de abril de 2011

PROBLEMILLA PARA LA PASCUA

         Un día empieza a nevar, y sigue nevando con regularidad. A medio día sale una máquina quitanieves y, en la 1ª hora recorre 2 Km y en la 2ª hora 1 Km. ¿A qué hora empezó a nevar?

   (Sugerido por un amigo: Eugenio)

miércoles, 6 de abril de 2011

NOTAS PROBLEMAS DE LA QUINCENA 3º Y 4º ESO

ALUMNO/A             CURSO                   P-1            P-2           P-3         P-4         P-5         P-6


CARLOS CERVERA 3º A                           7               1                                                         10

BORJA CUESTA       3º A                                                             5

MIGUEL LLUESMA 3º A                           3                                                                            3

JOAN CABO             3º B                                           7

ZORAIDA CÁDIZ     3º B                           3

JOSÉ JIMÉNEZ BAILACH 3º B                                 7

ANABEL MARTÍN    3º B                          6             10              6

JESSICA MATAMOROS 3º B                   6             10              6

IVÁN SORIANO       3º B                                          5               1

DANIEL FERNÁNDEZ 3º C                                      1

DANIEL BERTOMEU 4º A                                                                                    10            10

MARIA ESTELLÉS     4º A                        5             10             10            10           8

NURIA ESTELLÉS     4º A                        5             10             10            10           5             8

MARIA PALOMAR   4º A                      10
  
MYROSLAVA H.      4º C                       10               2             10            10          10          10

SILVIA MARTÍNEZ  4º C                                          1

LAURA PALANCA   4º C                                                                           9            7          10

martes, 5 de abril de 2011

PROBLEMA DE LA QUINCENA Nº 7 (3º y 4º de ESO)

PROBLEMA DE LA QUINCENA Nº 7 (3º y 4º de ESO)


(Presentación hasta el 3 de Mayo)

       1) Tenemos una vaca atada con una cuerda de 10 metros a una estaca situada en el punto medio de un lado de una caseta de planta cuadrada de lado 5 metros. Calcula el área de hierba que podrá comer.

       2) ¿Y si está colocada en el centro del lado de una caseta de planta que forma un hexágono regular de lado 2,5 m?

sábado, 2 de abril de 2011

LA ESTRELLA PITAGÓRICA (SOLUCIÓN)

         Este problemilla es un pequeño homenaje al número áureo, de oro o mágico y al estudio de figuras semejantes:

         Hemos de partir de unos pequeños conocimientos previos.
         1) Si dibujamos la estrella pitagórica uniendo los vértices de un pentágono regular, se cumplen las siguientes relaciones:
los segmentos rojo y azul, azul y verde, verde y morado, están relacionados por el número aúreo  Ф, siendo Ф =  ( 1 + √5 ) / 2 = 1.618033989 aproximadamente, ya que es un número irracional de infinitas cifras decimales que no se repiten. 
                        Rojo/Azul = Ф, Azul/Verde = Ф, Verde/Morado = Ф

         2) La relación entre el lado de la estrella pitagórica y del pentágono
                                              es también b / a =  Ф.

           3) El área de un triángulo es:

                       A = b.h / 2

           4) El área de un pentágono regular en función de su lado es:                           
                    (véase Polígono Regular en Wikipedia, la enciclopedia libre)
            A =  ( 5L2 / 4 ) . ( tan (3π / 10)) = ( 5L2 / 4 ) . ( tan 27º)
           
           5) Con estas relaciones, viendo que las figuras coloreadas de la misma forma son semejantes y paciencia podemos calcular las distintas áreas.

        lado del pentágono verde =  5 / Ф3
        lado del pentágono azul claro = 5 / Ф4      
        lado del pentágono fucsia  = 5 / Ф5  
        lado mayor del triángulo rojo 5 / Ф2
        lado mayor del triángulo verde oscuro 5 / Ф2     
        lado mayor del triángulo azul oscuro = 5 / Ф3
        lado del triángulo amarilllo = 5 / Ф4
            Así, pues las distintas áreas son:
             Área del pentágono  verde   
 
           A  = ( 5L2 / 4 ) . ( tan 27º) = ( 125 / 4 Ф6) . ( tan 27º) 
      Área del pentágono azul claro  
      A = ( 5L2 / 4 ) . ( tan 27º) = ( 125 / 4 Ф8) . ( tan 27º)
        Área del pentágono fucsia              
     A = ( 5L2 / 4 ) . ( tan 27º) = ( 125 / 4 Ф10) . ( tan 27º)
     Área roja = 5. área del triángulo rojo 
        A =5.b.h / 2 = 5.( 5 / Ф3 ). ( 5 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф3 = 125 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф6
       Área verde oscura = 10. área del triángulo verde oscuro 
       A =  10. ( 5 / Ф2 ). 5 √( 4Ф – 1 ) / 2Ф2 =125 . √ ( 4Ф – 1 ) /  Ф4  
       Área azul oscura = 25 . área del triángulo azul oscuro         
       A = 5 . ( 5 / Ф4 ). ( 5 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф4 = 625 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф8
       Área amarilla = 25. área del triángulo amarillo 
       A = 25 . ( 5 / Ф5 ). ( 5 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф5 = 625 . √ ( 4 Ф2 – 1 ) / 2 Ф10

            Para un estudio más detallado de la presencia del número de oro, áureo o mágico, en nuestra vida os recomiendo la siguiente página:
         http://www.caminos.upm.es/matematicas/Fdistancia/MAIC/actividades/conferencias/conferencias/11.Numero%20de%20oro.pdf