sábado, 30 de abril de 2011

El valor de las constantes

Los precios de los productos que hay en el mercado son constantes, al menos durante un tiempo si no los sube el propietario, lo cual nos permite controlar la economía doméstica. Así, el precio de un kilo de café en una determinada época puede ser de 2 euros, un valor constante mientras no suba. En ese período en que es constante, utilizamos el dato para realizar cálculos con el que hacer compras de ese café. Por ejemplo, si queremos comprar 4 kilos de café multiplicamos 4·2 y nos da 8 euros. Si fuesen 5 kilos, serían 5·2=10 euros. Lo que tenemos delante es una fórmula que nos permite obtener el precio a pagar según los kilos que se compren. Pero también, podemos calcular la cantidad de café que podemos comprar con ese dinero. Por ejemplo, con 15 euros se pueden comprar 15/2=7'5 kilos de café. Podemos calcular los kilos según el dinero que queramos gastar. Ambas situaciones las podemos representar por la expresión:
precio/2=kilos de café
precio=2·kilos de café
o bien,
precio/kilos de café=2
Cuando dos magnitudes tiene una relación de este tipo, el cociente entre sus valores correpondientes es constante, se dice que son directamente proporcionales:
y/k=x
y=k·x
o bien,
y/x=k
Estas constantes son temporales por lo que la validez de las fórmulas depende de lo que estén vigente esas constantes, pero hay otras magnitudes que no cambian sus constantes de proporcionalidad directa. Por ejemplo, la razón entre la longitud de una circunferencia y su diámetro siempre es pi=3'1415... También, la razón entre la altura de cada uno de los árboles de una alameda y su sombra, en un instante dado, también es constante, y está relacionada con la inclinación de los rayos de sol que haya en ese momento.

viernes, 15 de abril de 2011

Tantos por ....

Hay proporcionalidad directa entre dos magnitudes relacionadas cuando la razón entre los valores medidos, en cualquier instante o lugar, es constante. 
Por ejemplo, si un coche va a velocidad constante significa que la razón entre el espacio recorrido y el tiempo transcurrido en todo momento es constante, las magnitudes espacio y tiempo son en este caso directamente proporcionales.
Si el coche tarda 2h en recorrer 120 km, entonces, la razón constante es 120/2=60 que representa lo que recorre en una hora, lo que llamamos velocidad del coche. Representa el tanto por uno, el espacio recorrido en una hora.
Otro ejemplo, si en una tienda rebajan por fin de temporada 12 euros en un vestido que costaba 120 euros, si suponemos que la razón entre el descuento y el precio antiguo debe de permanecer constante, entonces por un hipotético vestido de 100 euros deben de descontar una cantidad x que encontramos igualando la razón en los dos casos:
12/120=x/100
x=12·100/120=10 euros.
Hacen una rebaja de 10 euros por cada vestido que cueste 100 euros, es el tanto por ciento de descuento, el 10%.
Unas veces interesa presentar la razón constante de proporcionalidad como el tanto por uno y otras como el tanto por ciento. Pero también hay más representaciones de la razón de proporcionalidad directa.
Otro ejemplo, en una población de 25000 habitantes nacen al año 24 nuevos individuos. Si medimos el número de habitantes que nacerían en la misma proporción en una población de 1000 habitantes tendríamos:
24/25000=x/1000
x=24·1000/25000=0,96 habitantes
Aproximadamente nace un nuevo individuo por cada mil habitantes, es el tanto por mil, 0,96º/oo
El tanto por millón se denota como ppm, partes por millón, y se usa en cuestiones de concentraciones de pequeñas partículas. Por ejemplo, si se estudia la concentración de materia orgánica que hay en una zona del océano y se llega a que hay 567 mg de ese tipo por cada millón de mg de agua del océano (1 Kg), tenemos una concentración de 567 ppm. Siguiendo el mismo razonamiento también se puede hablar de partes por billón, ppb.

domingo, 3 de abril de 2011

Ambigüedades a favor

En matemáticas se utilizan ciertas ambigüedades en beneficio de una mayor simplificación. Una de ellas es la de usar indistintamente el signo menos de los números negativos y el operador de la resta. Veamos un ejemplo: si tengo 6 euros y contraigo una deuda de 4 euros, dispongo de 2 euros en propiedad; si tengo 6 euros y gasto 4 me quedan 2.
6 + (-4) = 2 ; 6 - 4 = 2
El guión de menos cuatro representa en el primer caso al número negativo, la deuda, y en el segundo a la resta, el gasto. Las expresiones son equivalentes porque dan el mismo resultado:
6 + (-4) ~ 6 - 4
y podemos poner:
6 + (-4) = 6 - 4 = 2
con lo cual el simbolo de igualdad y equivalencia se equiparan. Me quedo igual en ambos casos, con sólo 2 euros.

lunes, 21 de febrero de 2011

Lenguaje algebraico


Una propiedad: La suma de dos naturales es independiente del orden en que se haga. a+b=b+a 
Una regla: Si la suma de los dígitos de un número es múltiplo de 3 el número es divisible por 3.
Una función: En una recta la razón entre el incremento de la ordenada y de la abscisa es constante. y=mx+n
Una fórmula: El área del círculo es igual a pi veces el radio al cuadrado. A=π·r2
Un método: Para sumar fracciones con igual denominador se pone como numerador la suma de numeradores y como denominador el denominador común. a/b+c/b=(a+c)/b

sábado, 12 de febrero de 2011

Operaciones con enteros

Los números enteros los forman los enteros positivos +1, +2, +3, +4,....., el cero, 0, y los enteros negativos, -1, -2, -3, -4,... Salvo el cero, todos los enteros tiene signo, y nos sirven, por ejemplo, para medir las temperaturas. El cero es el que correponde al punto de congelación del agua, por encima de cero es la temperatura que hace un día soleado y por debajo, cuando nieva. El refrigerador suele estar a 5ºC (+5) y el congelador a -15ºC (-15). Por los general, en los Polos necesitamos medir la temperatura ambiente con los números negativos y en el Ecuador con los positivos.
Para sumar y restar utilizamos los mismos signos, + y -, que empleamos para indicar los enteros positivos y negativos. En principio esto supondría una dificultad, usar el mismo signo para representar dos cosas diferentes. Sin embargo esta desventaja se convierte en virtud, ya que resulta engorroso estar continuamente poniendo un signo menos o más delante de los números. Para simplificar se asume que el signo más para los positivos no es necesario ponerlo, por defecto si un número no tiene signo suponemos que es positivo. Así +3=3. Solamente usamos el signo menos para indicar un número negativo y, si está  implicado en medio de operaciones, hay que usar el paréntesis para estos números cuando operamos con ellos. Así +4+(-5) = 4+(-5). Aquí viene la ventaja de usar el mismo signo para la operación y para especificar el número, puesto que sumar a un número positivo uno negativo (bajar la temperatura en los ejemplos), es equivalente a restar a ese número positivo el opuesto del negativo. Por ejemplo: 4+(-5) = 4-(+5) = 4-5. Es decir, se cumple la regla del producto de signos, + · + = +, + · - = -, - · + = -, - · - = +, que permite simplificar el tema de los signos y los paréntesis, hasta el punto de convertir todo en sumas y restas de positivos. Por ejemplo: (-4)+(-5)-(-3)+(+4) = (-4)+(-5)-(-3)+4 = (-4)-5+3+4 = -4-5+3+4

viernes, 4 de febrero de 2011

Sustitución

Resolver por el método de sustitución el sistema de ecuaciones siguiente:
3x+4y=11
5x-2y=1

Paso 1: Despejar la x en la primera ecuación para obtener una expresión de la variable x en función de la y
x=(11-4y)/3

Paso 2: Sustituir la expresión de x obtenida en la segunda ecuación para obtener una ecuación de primer grado en y
5(11-4y)/3-2y=1

Paso 3: Resolver la ecuación para obtener el valor de y
55-20y -6y=3
-26y=-52
y=2

Paso 4: Obtener el valor de x a partir de la expresión anterior sustituyendo el valor de y
x=(11-4·2)/3
x=1

Paso 5: Comprobar la correctitud del resultado poniendo los valores de x e y en el sistema inicial
3·1+4·2=11
5·1-2·3=-1


En el paso 1 se puede despejar la x en lugar de la y también.
En cada paso se realiza una acción y se obtiene un dato que se emplea en el paso siguiente o posteriores.

lunes, 17 de enero de 2011

Problemas

Silvia compra un pañuelo, una falda, y un abrigo en 505 euros. Calcula los precios respectivos, si la falda vale 25 veces más que el pañuelo, y el abrigo, el triple de la falda.

Un camión de reparto ha traído a un bar agua, cervezas y refrescos de cola. En total son 505 botellas. Calcula cuántas botellas han traído de cada clase teniendo en cuenta que por cada agua hay 25 cervezas y por cada cerveza hay 3 colas. 

En una cadena trófica la especie A come a la B y esta a la C. Cada individuo de la especie A come 25 de la B, y cada uno de la B come 3 de la C. En una comunidad en la que hay 505 individuos de las tres especies, ¿cómo tienen que estar distribuidos para que todos los individuos de la especie A puedan comer?

¿Dónde estamos atrapados?
Desconocemos la cantidad de individuos de cada especie. Supongamos que  hay x individuos de la especie A (botellas de agua/precio del pañuelo), entonces tiene que haber 25x de la B (cervezas/precio de la falda), y 3·25x de la C (colas/precio del abrigo). Los 25x individuos de la especie B comen los 3·25x de la C y los x de la A a los 25x de la B.

¿A dónde queremos llegar?
El conocimiento que tenemos es que en conjunto son 505 individuos, y si juntamos el principio con la llegada obtenemos que: x+25x+3·25x=505, esto es, una ecuación de primer grado.

¿Cómo salimos?
Resolviendo la ecuación de primer grado:
x+25x+75x=505
101x=505
x=505/101=5

Comprobación
El resultado de x=5  representa a los 5 individuos de la especie A
Los de la especie B eran 25x, o sea, 25·5=125
Y, por último, los de la C eran 3·25x=75x=375. 
En conjunto 5+125+375=505 


Polya establece cuatro partes: Entender el problema, concebir un plan, ejecutarlo y comprobar los resultados.

jueves, 13 de enero de 2011

Calendarios

El reloj biológico de los seres vivos viene determinado en gran medida por el Sol y por la Luna. Los días solares van aumentando desde el solsticio de invierno hasta el de verano, pasando por el equinocio de primavera, y disminuyendo de nuevo desde el de verano al de invierno, pasando por el equinocio de otoño (corresponden al cambio de las cuatro estaciones del año). El aumento o disminución de la luz lo perciben los seres vivos para determinar la época de apareamiento, hay procesos fisiológicos que están determinados por la cantidad de luz que disparan la actividad reproductiva. De igual forma la Luna hace cuatro fases, nueva, cuarto creciente, llena y cuarto menguante, en 28 días aproximadamente. Las mareas vivas se producen en la Luna llena o nueva y las muertas en  la Luna en cuarto creciente o menguante, este reloj lo aprovechan los animales que viven entre el medio marino y terrestre para controlar el recorrido que hacen al buscar alimento.

martes, 4 de enero de 2011

El día

El día solar es el tiempo que tarda el Sol en pasar dos veces consecutivas por el mismo meridiano del lugar. De 12h a 12h en el cómputo ordinadio. Por tanto, el día solar dura 24h, pero ¿que pasaría si en lugar de considerar el Sol empleamos otra estrella y computamos el tiempo que tarda en pasar dos veces por el meridiano del lugar?, pues veríamos que ese tiempo es de 23 h 56 min 4,0905 s. A ese tiempo de duración se le llama día sideral y como se ve es inferior al día solar. Si se observa el gráfico se ve que  la Tierra va moviendose en su traslación y tiene que rotar un mayor ángulo para orientar un meridiano con el Sol (>360º) que con una estrella de referencia lejana (aprox. 360º). Por esta razón, al observar en el cielo nocturno una estrella determinada en el plano meridiano, ésta va cambiando cada día, se va adelantando casi cuatro minutos.

sábado, 1 de enero de 2011

Años bisiestos

El año solar, el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa alrederor del Sol, dura un poco más de 365 días, casí un cuarto de día más, lo cual hace que tengamos que añadir un día al computo del año de vez en cuando, para no quedarnos retrasados. Los años que se añade un día son de 366 días, con el 29 de Febrero, y se llaman bisiestos. Se consideran bisiestos aquellos años que son divisibles por 4, salvo que sean divisibles por 100 y no por 400.
Así, el próximo año bisiesto será el 2012, luego el 2016, y así sucesivamente de 4 en 4. Pero el año 2100 no es bisiesto, aún siendo divisible por 4, porque es divisible por 100 y no por 400. El año 2400, divisible por 4, es bisiesto porque aunque es divisible por 100 también lo es por 400.
De esta forma se controla en el cómputo del tiempo que el calendario gregoriano que tenemos no se desfase con el solar.

Uno de enero de dos mil once

Uno de Enero de 2011, uno de enero de 2011, 1 de enero de 2011, 1/enero/2011, 1/1/2011 o 1/1/11. Tenemos varias opciones de escribir la fecha, el mes en mayúsculas o en minúsculas (esta última parece ser la correcta), los números del día y del mes separados por guiones o por barras,..., en cualquier caso el orden es, DIA, MES, AÑO. En inglés se pone primero el mes, luego el día y luego el año, January, 1st 2011,  y en USA lo ponen en número separado por barras, 1/1/11, en cualquier caso el orden es MES, DIA, AÑO. Este año tenemos varias fechas curiosas por la simetría de su notación, por su carácter palindrómico, sin ir mas lejos el once de enero, 11/1/11, o todos los once de mes salvo en octubre y diciembre. El más vistoso es el once de noviembre (11/11/11).

Nota: Si consideramos la fechas como operaciones tenemos para una persona que nazca el 1/1/11=0.090909... Otra que nazca el 14/5/11=0.25454545... El del 11/11/11=0.090909..., igual que el del 1/1/11.

viernes, 24 de diciembre de 2010

Solsticio de invierno

El 24 de Diciembre se celebra la Navidad y es una fecha que coíncide aproximadamente con el solsticio de invierno que cae entre el 21 y el 22 de Diciembre.  Este año el solsticio fue el 21 de Diciembre a las 23:38h (UTC) y es el momento de la máxima declinación sur del Sol (-23º 27'). En el hemisferio norte comienza el invierno astronómico y en el sur el verano astronómico. En el hemisferio norte se alcanza la noche más larga del año y en el sur el día más largo, y, a partir de ahí, en el norte empiezan a crecer los días hasta el día más largo que es en el solsticio de verano, que en el año 2011 será el 21 de Junio a las 17:16h (UTC).









jueves, 16 de diciembre de 2010

Perfil y frente

Ejercicio PISA(4)

Vamos a suponer que es una construcción en la que se emplea el máximo número posible de cubos.
En la base, según la visión lateral, hay 4 cubos por un lado, y, según la frontal, otros 4 por el otro lado. La base es un cuadrado 4x4 (4 filas x 4columnas), es decir, está formado (en una construcción de máximos) por 16 cubos.
En el nivel superior, hay 2 cubos en la fila primera y otros 2 en la fila tercera, si consideramos que se están ocultando estos últimos, en la visión lateral, por los primeros.
En una construcción de máximos hay, por tanto, 16+4=20 cubos.

Vamos a suponer que es una construcción con el mínimo número de cubos.
Considerando el nivel superior, con solo 2 cubos en las columnas segunda y tercera tenemos las visiones de frente y perfil. En la base hay que situar un cubo debajo de cada uno de los 2 cubos del nivel superior. Entonces sólo faltan otros 2 cubos, uno en la fila segunda y otro en la cuarta, que definan la primera y cuarta columna de la base en la visión lateral.
En una construcción de mínimos hay, por tanto, 4+2=6 cubos

En conclusión, se tienen que emplear entre 6 y 20 cubos para formar el objeto con esa planta y ese perfil.

lunes, 13 de diciembre de 2010

Ejercicio PISA (4)

Ejemplo de ejercicio PISA:
¿Cuántos cubos se han empleado en la construcción de este objeto?.

sábado, 11 de diciembre de 2010

Caminando

Primero despejamos n. La fórmula que relaciona n con P es n/P=140. Despejando n, pasando la P dividiendo al segundo miembro de la igualdad, obtenemos que n=140P.
Ahora calculamos n para el caminar de Bernardo. En este caso P=0'80m, luego, sustituyendo en la última expresión, obtenemos que n=140·0'80=112p/min. En metros por minuto es 112·0'80=89'6.
Por últimos, hay que pasar esta velocidad a kilómetros por hora. Para ello los metros se ponen en kilómetros, dividiendo por mil, 89'6m=0'0896km. También ponemos los minutos en horas, dividiendo por 60, 1min=1/60h. Entonces la velocidad queda:
n=89'6m/min=0'0896km/(1/60)h=60·0'0896 km/h=5'376km/h