31.10.13

Problemas matemáticos da Lusofonía

Non coñecía a existencia da Olimpíada Matemática da Lusofonía ata que a atopei en Mathlinks, que vén sendo o equivalente da wikipedia no ámbito das competicións de problemas matemáticos. Para sermos exactos, a olimpíada deixou de chamarse "da Lusofonía" (nome ben bonito e cargado de significado, curiosamente a Xunta non ten ligazón algunha na súa web) para denominarse actualmente Olimpíada Matemática da Comunidade de Países de Língua Portuguesa polo patrocinio da devandita comunidade.

Non puiden evitar mergullarme nos problemas, dos cales traio dous dos que gustei especialmente:


  • O primeiro é totalmente elemental, no senso de que non require concepto sofisticado ningún, nin operacións complexas... Só unha boa intuición, que non é pouco. Caeu na olimpíada deste ano, e di así: Un evento ten un comportamento periódico. Durante x anos consecutivos ocorre, para pasar a deixar de ocorrer durante os y anos seguintes, e volta a x anos de aparición... Sabemos que ocorreu nos anos 1964, 1986, 1996 e 2008, e que non ocorreu nos anos 1976, 1993, 2006 e 2013. Cal será o seguinte ano no que si vai ocorrer o evento?

  • O outro problema é xeométrico, do tipo que chamamos dinámico porque hai puntos que se moven. O Geogebra é unha ferramenta moi útil para a intuición xeométrica (neste caso resolve por completo o problema, así que non o usedes ata que o resolvades). Apareceu na olimpíada do 2011 (cando aínda se chamaba da Lusofonía): Consideremos dúas circunferencias, tanxentes exteriormente nun punto T, ambas as dúas inscritas nun rectángulo de altura 2 e base 4. Un punto E móvese no sentido contratrio ao das agullas do reloxo na circunferencia da esquerda, e un punto D no sentido das agullas na circunferencia da dereita. Os dous puntos comezan a moverse simultaneamente; E desde o punto T e D desde o punto A, onde a circunferencia da dereita toca superiormente ao rectángulo. Os dous puntos levan a mesma velocidade. Atopa o lugar xeométrico que percorre M, punto medio do segmento que une a E e D.

A figura resume todo ese texto:

Non, non vai ser unha cónica...

Haberá que seguir esta olimpíada, pois as experiencias destes anos coa brasileira e a portuguesa son moi interesantes.




24.10.13

A beleza das Matemáticas


Acabo de atopar este vídeo, Beauty of Mathematics, no blogue The Aperiodical. Nel, partindo da famosa frase de Bertrand Russell que atribúe beleza, aínda que fría, ás Matemáticas, aparecen varios exemplos visuais onde poderemos aprezar a existencia de valores estéticos na nosa ciencia.
Vede vós mesmos:




É moi probable que lles poña este vídeo nalgún momento aos meus alumnos, tanto de 1º de ESO como de 1º de Bacharelato. E seguramente explicarei e intensificarei os exemplos do vídeo para "venderlles" a tese que quere transmitir, que semella ser que a beleza está agochada na aplicación das Matemáticas para interpretar o mundo físico.




Porén, sabedes o que me resulta máis curioso?





...que non poría ningún dos exemplos do vídeo como exemplo de beleza matemática. Así que apuntade como competencia do profesor do século XXI (mira que hai listas desas pola rede, haivos unha morea de expertos...) "ser un impostor"



22.10.13

Breve momento de gloria


Conteillo á familia. Compartino nas redes sociais. Mandeillo por correo electrónico aos compañeiros de departamento (e tamén os asaltei polo instituto).

Pero non lembrei que teño un blogue. E que quizais algún dos meus catro lectores non saiba que o autor do blogue de educación de El País Ayuda al estudiante, Carlos Arroyo, me convidou xentilmente a escribir unha breve reflexión sobre o noso oficio. E algo así fixen, aínda que non volo podo garantir:


No desaprovechemos en el aula la fascinación de lo difícil



  • E xa que estamos, poñamos algo útil de verdade. Igual atopades algo que se poida usar como profesores na versión en español da Khan Academy, eu aínda non o tentei.



  • Ou quizais atopedes algo interesante neste vídeo que vin no blogue de Richard Wiseman (hai que velo ata o final):





  • Ou, finalmente, pode que teñades ganas de ver unha boa explicación visual do Paradoxo de Simpson en Simpson's Paradox

De catro cousas estou seguro que haberá tres interesantes.

18.10.13

A educación dun profesor de Matemáticas-II

James Joseph Sylvester, matemático inglés do XIX
Entre outras cousas demostrou a redución das formas binarias á forma canónica nunha sentada, iso si, axudado por unha botella de Porto para soster as enerxías naturais cando decaían. Igualiño que tantas xeracións de estudantes composteláns...

Continúo a entrada previa sobre a miña educación como matemático co ensino recibido ao saír do instituto e emigrar a Compostela. Neste caso si podería ser totalmente exhaustivo, pois a división en materias cuadrimestrais fai que resulte sinxelo seguir os contidos ano a ano, mais non quero escribir un mamotretto e aínda así isto vai quedar longo. A fin de contas o meu propósito non é elaborar unha guía non oficial da Facultade de Matemáticas, senón dar unha visión xeral do que ten estudado un profesor de Matemáticas ao chegar por primeira vez a un centro educativo, en contraposición nítida co que tería que saber. Imos aló coa enumeración:

  • Saído do COU/Selectividade un atopaba na carreira os fundamentos da Álxebra Linear/Multilinear (espazos vectoriais, aplicacións lineares,matrices, aplicacións multilineares, diagonalización/triangulación, formas canónicas, espazo dual/bidual...), as Funcións dunha variable real I (o precálculo, desde sucesións/series ata a continuidade) e a Informática I (UNIX/Fortran 77). No 2º cuatrimestre, a Álxebra transformábase na Xeometría Afín e Euclidiana, en Análise estudabamos o cálculo infinitesimal en Funcións dunha variable real II (e a multitude de ocasións onde aparecía o nome de Cauchy); comezabamos en Métodos Numéricos I o estudo dunha morea de algoritmos ben aburridos (na miña opinión, claro) aínda que había ideas interesantes como os métodos de punto fixo e o método de Newton, e a materia máis interesante de 1º, que era Topoloxía dos Espazos Euclidianos. Aínda que máis que Topoloxía semellaba Análise tratada desde outro punto de vista, debido a que os espazos euclidianos compartían moitas propiedades cos espazos $\Re^n$ de toda a vida. Por outra banda, a diferenza esencial entre as Matemáticas estudadas no COU e o traballo como estudante de 1º probablemente fose pasar de resolver exercicios a ter que demostrar feitos matemáticos. Máis adiante un vería que isto tamén podía constituír un exercicio máis que un problema...


  • En 2º continuabamos co estudo do Cálculo Infinitesimal en varias variables e as Ecuacións Diferenciais, o Cálculo Numérico entraba nas marxes da análise matricial (só de lembrar os métodos de Gauss con pivote e a factorización LU  entra un sopor...), e comezabamos o estudo da probabilidade (nunha dimensión e en varias). Cousas interesantes: en Álxebra viamos a Xeometría Proxectiva cando eu aínda non tiña moita idea da Euclidiana; en Xeometría&Topoloxía viamos os rudimentos topolóxicos (espazos Hausdorff, topoloxía cociente, obxectos famosos como a faixa de Möbius...); en Probabilidade lograban ocultar todo o interesante (p.ex. o significado do Th. Bayes, experimentos como o da agulla de Buffon e o concepto de regresión) baixo unha morea de formalismos máis feos que outra cousa. Visto en retrospectiva, deste curso salientaría a Proxectiva e a Topoloxía como os dous campos que me abriron os ollos á beleza matemática.

  • O 3º curso introducía a Xeometría Diferencial nos seus aspectos máis tanxibles (curvatura, triedro de Frenet, Gauss-Bonet, Th. Egregium de Gauss...), os Métodos Numéricos III (incontables  en Mathlab ademais de C), os rudimentos da Variable Complexa e a Teoría de Galois/resolubilidade/Ths. de Sylow en Ecuacións Alxébricas, a Inferencia Estatística e as Series de Fourier e as EDP. Neste curso era imposible non quedar abraiado para sempre coa Teoría de Galois (a pesares do mal introducida que estaba) e coa Análise Complexa que tan pouco intuitiva resultaba despois da xeométrica Análise Real.

  • 4ª e 5º xa eran cursos ben distintos. O nivel de abstracción subía varios enteiros, como era obvio no estudo da Xeometría en Variedades Diferenciables, a Análise Funcional en Espazos de Banach, a Teoría de Aneis e Módulos ou a Teoría da Medida, todas materias troncais de 4º. Esta treboada de conceptos era complementada coas Ecuacións Diferenciais. En 5º só tiñamos como materia troncal a Variable Complexa, materia fermosa para calquera que a teña estudado a ese nivel. Para rematar os 300 créditos que representaba a carreira había que coller materias optativas nos dous cursos. Isto podía facerse collendo as materias vinculadas a unha especialidade, ou ben simplemente completando o devandito número de créditos. As tres especialidades daquela eran Estatística e Investigación Operativa, Matemática Aplicada e a que seguín eu, Matemática Pura. De tal xeito que as materias optativas que cursei foron: Teoría de Grupos, Grupos de Lie, Homotopía, Topoloxía de Superficies, Álxebra Conmutativa, Álxebra Homolóxica, Álxebra non Conmutativa (en serio), Teoría Clásica de Números, Curvas Alxébricas e Xeometría Alxébrica. Como podedes ver, algo estudei de Álxebra, e iso que problemas no cambio de planos de estudos non me permitiron cursar Teoría de Números Alxébricos no curso que quería... E tamén había unha pequena cantidade de créditos chamados de libre configuración, que permitían escoller entre case todas as asignaturas do campus. Inicialmente un era moi optimista en canto a horarios e desprazamentos a outras facultades, ata que a realidade facía que collese outras materias optativas da propia carreira (moitos matemáticos aproveitaban para coller materias de Lóxica na Facultade de Filosofía-é obvia a razón). No meu expediente constan como de libre configuración materias da propia facultade: Teoría Clásica de Números (que está entre as miñas materias preferidas da carreira), Códigos e Criptografía, Historia da Matemática; tamén a Didáctica da Matemática en Secundaria (que provocou que o meu CAP durase menos tempo) e unha materia a priori sorprendente, Relixión e Mitoloxía Clásicas, optativa da licenciatura de Filoloxía Inglesa, único divertimento que tiven alén das Matemáticas.

Deixo aquí a miña formación universitaria como matemático. Outro día, esperemos que antes de sete meses, continuarei coa miña breve experiencia no deostado Curso de Adaptación Pedagóxica e a iniciación á docencia. Por se aínda un lector houber...




8.10.13

O Teorema de Pitágoras


É ben coñecido entre os profesores de Matemáticas que a demostración máis rápida do Teorema de Pitágoras vén suxerida polo seguinte esquema:


Demostración minimalista
Non só a máis rápida: Littlewood afirmou que a calquera iniciado nas Matemáticas tería que abondar o trazado desa altura para atopar unha demostración do famoso teorema.
Hoxe quero compartir outra imaxe que oculta (ou amosa) unha demostración, practicamente igual de breve que a anterior. A ver que opinades:

Tampouco moi enleada

Obviamente a idea é utilizar o diagrama para amosar o Teorema de Pitágoras no triángulo rectángulo ABC. Sorte!