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Matemáticas e Informática

Instamaps

Instamaps es una plataforma web abierta creada por el Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña (ICGC) que permite la creación, distribución y compartición de mapas en Internet.​

Es una herramienta pública que permite al usuario la creación de su propia geoinformación, ya sea dibujándola o cargando sus archivos de datos. Para crear un mapa en línea se debe añadir la información propia o de terceros, seleccionar el estilo del mapa, escoger la cartografía de base y compartir el mapa generado.

Con Instamaps se puede acceder a la geoinformación de distintas fuentes de datos tales como el portal de datos abiertos de la Generalitat de Cataluña y otros organismos. También permite consumir datos directamente de las redes sociales, del Web Map Service y acceder a ficheros remotos de datos.

En el ejemplo se muestra un mapa de Cataluña con la distribución de población por comarcas. El mapa se ha construido con la plantilla de las comarcas de Cataluña , que está en la nube, y el fichero «comarquues» , que contiene los datos de población del año 2019 del Instituto de Estadística de Cataluña.

En el mapa COVID-19 se muestra la distribución de infectados (PCR) por la pandemia del coronavirus en las diferentes Comunidades Autónomas en el día 22 de junio de 2020.

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Matemáticas e Informática

KTurtle

KTurtle es una aplicación que funciona en la plataforma KDE de Linux, que implementa el lenguaje Logo desarrollado por el MIT el año 1968.

La característica más explotada de Logo es la realización de «gráficos tortuga», es decir, poder dar instrucciones a una tortuga virtual, un cursor gráfico utilizado para crear dibujos. Esta tortuga o cursor se maneja mediante palabras que representan instrucciones.

Un ejemplo de «gráfico tortuga» es la curva de Sierpinski:

Esta curva se puede obtener escribiendo en KTurle el código siguiente:

learn sierp $l {
if $l > 2 {
repeat 3 {
sierp $l/2
fw $l
tl 120
}}}
reset
canvassize 600, 533
go 50, 483
tr 90
sierp 500

Bibliografía complementaria:

Abelson y Disessa, Geometría de Tortuga. Ediciones Anaya Multimedia. Madrid 1986.

A. Fàbrega, Euclides i la tortuga. Una aproximació experimental a la geometria per ordinador. Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona 1987.

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Actividades

Problemas de ingenio

1.- Los hijos de Rosana

Tengo 6 hijos. Cada hijo tiene una hermana. ¿Cuántos hijos tengo?

2.- Tíos y sobrinos

¿Cuál es el número mínimo de personas que hace falta para conseguir reunir un grupo de dos tíos y dos sobrinos?

3.- El misterio del desierto

En pleno desierto del Sahara encontramos una persona con un trozo de palillo en la mano. A su entorno no hay ninguna huella sobre la arena y es imposible que haya llegado a este punto caminando o en automóvil. ¿Qué ha pasado? . ¿Qué tiene que ver el palillo en esta historia?

4.– El enigma del globo

¿Cómo se puede petar un globo con un cuchillo sin que se escape el aire y sin que el globo haga ruido?

5.- Un animal curioso

¿Qué animal conoces que tenga los pies sobre la cabeza?

6.- El misterio del espía

Durante la Segunda Guerra Mundial los americanos envían un espía a Berlín. El espía habla perfectamente la lengua alemana. La documentación falsa es inmejorable y el uniforme de la SS es auténtico. Pero, por increíble que parezca, lo detienen al poner los pies en la ciudad de Berlín. No lo ha delatado ni su acento, ni su documentación, ni tampoco el uniforme. ¿Qué ha pasado?

7.- Una confesión inexplicable

Antonio dice: «La persona que más quiero en este mundo es, justamente, la suegra de la mujer de mi hermano». ¿Sabes quien es esta persona?

8.- El pastel y el pastel y medio

Si un pastel pesa 2 kg más que el peso de medio pastel. ¿Cuánto pesará un pastel y medio?

9.- El problema de las hermanas

Edurne y Vanesa son hermanas. Edurne tiene dos sobrinas, que no son sobrinas de Vanesa. ¿Cómo lo puedes explicar?

10.- El animal difunto

¿Qué animal da más vueltas después de haber muerto?

11.-

Coloca los números 0,1,2,3,4,5 y 6 en las casillas amarillas de manera que las filas de tres elementos sumen lo mismo. ¿Puede haber más de una solución?

12.- Tenemos una taza ligada por el asa a una cuerda que está sujeta al techo. ¿Cómo podemos cortar la cuerda sin que caiga la taza?. La taza está sujeta en el aire y no se puede coger de ninguna manera.

13.- La nota media conseguida en una clase de 20 alumnos ha sido 6. Ocho alumnos han suspendido con un 3 y el resto ha superado el 5. ¿Cuál es la nota media de los alumnos aprobados?

14.- Un Jeque árabe tenía tres hijos y les dejó al morir 17 camellos, con el mandato expreso de que habían de repartirlos sin matar ningún camello, y de la manera siguiente: El mayor recibirá la mitad; el segundo, la tercera parte, y el menor, la novena parte.
Los hijos del Jeque, al querer hacer el reparto,se dieron cuenta de que para poder cumplir la voluntad de su padre no había mas remedio que descuartizar algunos camellos. Acudieron al cadí, y éste les pidió un día para pensarlo. Pasado ese día, acudió el cadí con un camello suyo y lo unió al grupo de los 17 camellos, y propuso que se procediera a cumplir la voluntad del Jeque sobre esta herencia aumentada. Así, el mayor tomó 9 camellos; el segundo, 6, y el menor, 2. Al terminar el reparto el cadí volvió a llevarse su camello y dejó a los tres hermanos contentos.

Explica la solución dada por el cadí.

15.- En un banco hay 7 sacos de monedas de curso legal, de un mismo valor, cada una de las cuales pesa 10 gramos. Un empleado, por error, ha dejado junto a estos sacos otro saco de monedas falsas pero idénticas en todo menos en el peso, ya que pesan un gramo menos que las auténticas. ¿Cómo se podrá averiguar cuál es el saco de las monedas falsas haciendo una sola pesada?.

16.- El borde de un estanque tiene forma de circunferencia. Un pez llamado Martín comienza su camino en un punto del borde y nada 600m en dirección norte, lo que le lleva a volver al borde del estanque. Entonces nada en dirección este y llega al borde después de recorrer 800m. ¿Cuánto mide el diámetro del estanque?

17.- Un rey que se acerca a su final de su vida se dirige a sus herederos:»Legaré mi fortuna a aquel de vosotros que reúna un número de monedas de un euro igual a la mitad del número de días que me quedan de vida».
¿Si te encontrases en el lugar de los herederos que harías para cobrar la herencia?

18.- Recorta con dos hojas de papel dos cuadrados idénticos, después, corta con unas tijeras los segmentos que unen los centros de los cuadrados con los pies de las perpendiculares a la base.

Superpón los dos cuadrados y con celo pega los lados de los segmentos verticales que tienen el mismo signo (deberás doblar suavemente hacia dentro la parte negativa del cuadrado superior para poder pegarla con la parte negativa del cuadrado inferior). Se obtiene una superficie desarrollable con un punto singular aislado como la que se muestra en la fotografía.

La superficie consta de dos medios conos, uno girado con respecto al otro 90º.

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Geogebra

GeoGebra es un aplicación diseñada para ser utilizada en el ámbito educativo. Permite la manipulación de figuras geométricas (puntos, rectas, circunferencias, ángulos, etc.) de forma sencilla, de manera que el usuario puede visualizar relaciones geométricas con dichos objetos. El proyecto fue iniciado por Markus Hohenwarter como parte de su tesis en el año 2001 en la Universidad de Salzburgo, lo continuó en la Universidad Atlántica de Florida (2006-2008), luego en la Universidad Estatal de Florida (2008-2009) y en la actualidad, en la Universidad de Linz​.

GeoGebra está escrito en Java, se puede utilizar con diversos sistemas operativos: Windows, Linux, Apple macOS​, Android y Apple iOS

El usuario puede crear una cuenta en GeoGebra y compartir sus proyectos con otros usuarios.

Un ejemplo de una applet realizada con Geogebra es: Estudio de la continuidad de una función definida a trozos, que muestra las singularidades de una función real discontinua.

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Scratch

Scratch es un proyecto del Grupo Lifelong Kindergarten del MIT Media Lab. Se ofrece de forma gratuita.

Scratch ayuda a los alumnos a aprender a pensar de forma creativa, a razonar sistemáticamente, y a trabajar de forma colaborativa .

Con Scratch el alumno puede programar sus propias historias interactivas, juegos y animaciones — y compartir sus creaciones con otros en la comunidad online.

Algunos ejemplos de programas realizados con Scratch:

Pong: Juego de tenis

Laberinto: Juego en el que el usuario ha de llegar al final de un laberinto sin ser atrapado por un adversario.

Historia: Se muestra una famosa paradoja lógica.

Tres desafíos: Se plantean tres ejercicios de Matemática recreativa.

Mandelbrot: Programa realizado con Scratch que muestra el conjunto de Mandelbrot.

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Matemáticas Experimentales

Matemáticas Experimentales es un proyecto en varios idiomas (árabe, catalán, francés, español, inglés y portugués) dirigido a un público amplio interesado por las matemáticas.

Está formado por 30 temas –Leer la naturaleza; Pavimentar un suelo; Llenar el espacio; Conectarse; Calcular; Construir; Estimar; Optimizar; Probar; Concluir–, Matemáticas Experimentales propone consultarlos y realizar más de 200 experimentos con material básico accesible (papel, lápiz, tijeras, cartón, cuerda y un ordenador).

El objetivo de esta plataforma virtual es que el alumno experimente, plantee hipótesis, las valide, las intente demostrar y que entienda las matemáticas involucradas.

Además, es posible descargar un dossier en formato PDF (en cada uno de los seis idiomas) para poder realizar los mismos experimentos en cualquier lugar que no disponga de una conexión a Internet.

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Actividades

Sangaku

Sangaku es una palabra japonesa que significa “tablilla de madera” , que hace referencia a las tablas de madera que se colgaban en los templos budistas y santuarios sintoístas. Estas contenían problemas geométricos planteados por personas de diversa procedencia, había desde samurais hasta comerciantes, pasando por granjeros e incluso niños, no sólo por lo que hoy en día llamaríamos un matemático profesional. En ellas sólo se escribía el problema y no su solución, lo cual podía tener una cierta postura de desafío para los que estuviesen interesados en el tema.

Estas tablillas se construyeron durante el periodo EDO que duró desde 1603 hasta 1867. Un periodo caracterizado por el aislamiento de Japón del mundo occidental, lo que provocó que no se conociese en ese país el gran desarrollo que en esos siglos tuvo la Matemática en Europa.

La aparición de las tablillas en este periodo EDO, va desde la más antigua conservada de 1683 en la prefectura de Tochigi, hasta la de Kinshouzan en 1865. En algunos casos se descubrieron muchos años más tarde de su creación, así por ejemplo, una tablilla realizada en 1814, se descubrió en 1994. Actualmente se conservan algo más de 800 tablillas pero se sabe que su número ha sido muy superior, pues se han perdido o quemado un gran número de ellas.

Problema 1

Calcular el radio de la circunferencia inscrita en función del lado
del cuadrado.

Problema 2

Calcular el radio de la circunferencia interna en función del lado
del cuadrado.

Problema 3

Calcular los radios de las circunferencias inscritas y la relación
entre ellos.

Problema 4

Calcular el radio de cualquier circunferencia inscrita (todas son
iguales)

Problema 5

Calcular los radios de las circunferencias inscritas en función del lado del hexágono regular.

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Poliedros Platónicos

Los poliedros regulares convexos son sólidos que tienen caras regulares e iguales, con todos los vértices del mismo orden, es decir, en todos los vértices concurren el mismo número de caras con los mismos ángulos.

Cubo

Tiene 6 caras cuadradas, 12 aristas y 8 vértices de orden 3. El ángulo diedro entre dos caras es 90o .

Tetraedo

Tiene 4 caras formadas por triángulos equiláteros, 6 aristas y 4 vértices de orden 3. El ángulo diedro entre dos caras es 70.53o .

Octaedro

Tiene 8 caras formadas por triángulos equiláteros, 12 aristas y 6 vértices de orden 4. El ángulo diedro entre dos caras es 109.45o .

Icosaedro

Tiene 20 caras formadas por triángulos equiláteros, 30 aristas y 12 vértices de orden 5. El ángulo diedro entre dos caras es 138.2o .

Dodecaedro

Tiene 12 caras formadas por pentágonos regulares, 30 aristas y 20 vértices de orden 3. El ángulo diedro entre dos caras es 116.57o .

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Mandelbrot

Conjunto de Mandelbrot

Para representar el conjunto de Mandelbrot seguiremos el siguiente algoritmo: Dentro del campo de los números complejos z=a+ib aplicamos la fórmula de iteración z=z*z+c tomando siempre z igual a 0 y diferentes valores de c. Hacemos variar los puntos c dentro de un cuadrado en el plano complejo. Si la sucesión generada de puntos tiende a infinito pintamos el punto de un color (verde), en caso contrario pintamos el punto de otro color (azul).

La imagen de la figura se ha obtenido tomando el vértice superior izquierdo en el punto -0.77514-0.12632i y el lado del cuadrado 0.0006. Con el vérticeen -2-2i y el lado 4 se obtiene la figura completa.

Cuando en la fórmula de iteración anterior se toma c fijo y z es el punto inicial dentro de un cuadrado del plano complejo, se obtienen los conjuntos Julia. Estos conjuntos son conexos si tomamos como valor fijo c un punto del conjunto de Mandelbrot.

En la sección ‘Juegos de ordenador’ de la revista ‘Investigación y Ciencia’ de enero de 1988 encontrarás la explicación detallada del algoritmo. Para profundizar en el tema de los fractales puedes leer el libro de Heinz-Otto Peitgen y Dietmar Saupe  ‘The Science of Fractal Images’ publicado por la editorial Springer-Verlag.

En los capítulos V y VI de Dinensions están explicados de forma divulgativa los conjuntos fractales.