SAEM "THALES". SEVILLA XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” SOCIEDAD ANDALUZA DE EDUCACIÓN MATEMÁTICA "THALES". SEVILLA No hay modo de entender bien al hombre si no se repara en que la Matemática brota de la misma raíz que la poesía: del don imaginativo. JOSE ORTEGA Y GASSET (1883-1955), filósofo y ensayista español. INTRODUCCIÓN Está claro que vivimos en una sociedad muy competitiva, se precisa de gente que esté preparada en muchos a aspectos de la vida cotidiana y, en especial, se quiere gente que sea competente. Por eso, desde hace unos pocos años, se insiste en la enseñanza en que los que estáis estudiando desarrolléis una serie de competencias básicas que os puedan servir para desenvolveros en vuestra vida adulta. Una de esas competencias es la matemática, que busca aplicar los conocimientos matemáticos en contextos cotidianos y qué mejor que mirar a vuestro alrededor y ver qué matemáticas podéis encontrar. Ese es uno de los objetivos de esta actividad. Cada año, muchos alumnos y alumnas como vosotros, de distintos niveles educativos, se fijan en las matemáticas que les rodean en forma de imágenes que captan su atención. Envían una foto o una imagen fotográfica al concurso que organiza la Sociedad Andaluza THALES en su sede provincial de Sevilla y con una selección del material recibido se monta la exposición que vas a visitar. ¿Qué puedes encontrar en ella? Pues cosas corrientes: tapas de alcantarilla, edificios, esculturas, farolas, grupos de gente, etc. Pero todas están vistas con unas “gafas” especiales que saben reconocer las matemáticas que hay dentro de ellas. Seguro que a diario usáis las matemáticas: en transacciones económicas, para medir el tiempo en llegar al colegio o instituto o a una cita con amigos, para ordenar las cosas en la mochila de forma que ocupen el menor espacio, para optimizar el tiempo que dedicáis a estudio y a ocio, etc., pero si os fijáis un poco veréis que se pueden encontrar en otra multitud de aspectos: en el deporte, en la música, en el cine, en la literatura, y en muchos lugares más. XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 1 SAEM "THALES". SEVILLA No es necesario seguir para asegurar que vivimos en un mundo matemático, lo que ocurre es que muchas veces nuestra vista no está acostumbrada a ver con claridad esos detalles y por eso necesitamos unas “gafas” para verlos. Para formar nuestros ojos en esa otra vista la Sociedad Thales de Sevilla organiza los Concursos de Fotografía y de Imágenes Matemáticas y esta exposición a partir de ellos. Podréis ver imágenes muy cotidianas, que podéis encontrar al pasear por la ciudad o al hojear cualquier revista o diario y donde hay referencias matemáticas. Algunas son montajes realizados, con mucho arte y a veces humor, por sus autores para expresar un concepto matemático que queda reflejado en la foto o el lema que le acompaña. Para los que no la hayáis visto anteriormente solo comentar que vais a encontrar una serie de imágenes muy corrientes, acompañadas de una pequeña frase con contenido matemático, que hace alusión a algo de lo que aparece en la imagen y que se referirá a conceptos que habréis trabajado en clase. Quizás alguna no la comprendáis porque ese tema aún no lo hayáis estudiado, pero siempre podréis disfrutar visualmente de la imagen que encontraréis. Los autores se han esforzado por plasmar sus ideas y veréis cómo conceptos que inicialmente pueden parecer muy abstractos o difíciles de imaginar como el redondeo de decimales o la raíz cuadrada, también pueden ser presentados de una forma visual y atractiva. Estamos seguros de que si os lo proponéis, también vosotros podéis hacer una fotografía, un dibujo, recortar una imagen de las que se encuentran en periódicos o revistas o incluso hacer un montaje tomando trozos de imágenes y después, lo que quizás sea más complicado, darle un título matemático. Si es así el año próximo podéis ver vuestro trabajo colocado en la exposición, por lo que os animamos a ver estos paneles con atención, responder a las preguntas que os señale vuestro profesor y a pensar en participar el año próximo en el concurso. ¡Ánimo! Para ayudaros a entender mejor las fotos e imágenes, y que podáis trabajar en clase con ellas, hemos elaborado este cuaderno de actividades, deseando que le saquéis el mayor rendimiento y disfrutéis con las matemáticas. ACTIVIDADES En estos días podéis ver las fotos e imágenes que componen la exposición sobre el XIX Concurso Provincial de "Fotografía y Matemáticas" y el XII Concurso Provincial de “Imágenes Matemáticas”, organizados por la Sociedad Andaluza de Educación Matemática "Thales" de Sevilla. Cada foto o imagen está acompañada de un lema o frase donde aparece algún concepto matemático, al mismo tiempo que hace referencia a lo reflejado en la fotografía. Como veis, las fotografías del concurso se complementan con fotos sacadas de periódicos y revistas, con dibujos o montajes que demuestran que aunque no se tengan conocimientos fotográficos, también se pueden relacionar, si se quiere, imágenes y matemáticas. Ahora vais a visitar la exposición y después tendréis que contestar individualmente a las siguientes cuestiones, que hemos agrupado en distintos bloques temáticos. XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 2 SAEM "THALES". SEVILLA Generales Elige las tres fotografías o imágenes de la exposición que más te gusten y explica la razón de tu elección. Elige ahora las dos que menos te gusten e indica los motivos de ello. Escoge dos imágenes o fotografías, escribe sus lemas e invéntate otros distintos que tengan contenido matemático. Explica la relación de los lemas que has puesto con las imágenes o fotografías que has elegido. Elige alguna foto que creas que puede representar dos conceptos distintos e indica cuáles serían a través de los títulos que te inventes. Si te fijas con cuidado en los títulos de las fotos e imágenes, encontrarás algunas en las que la frase que la acompaña no es correcta, bien porque tenga algún fallo matemático, o porque el concepto matemático del que habla no aparece exactamente en la foto. Intenta encontrar alguna foto o imagen con esa cualidad. Si la encuentras, indica cuál es y por qué es incorrecto el lema que la acompaña. Números y medida Haz un visionado rápido de la exposición y escribe el tipo de números que aparecen y alguna foto o imagen donde se encuentren. Por ejemplo, números enteros, decimales, fracciones, irracionales, etc. Hay una imagen de título “Los números revoltosos” en la que aparecen varios recortes, realiza las siguientes actividades: o En la imagen de las bolas, ¿qué números faltan? o Aparece un círculo con los números del 1 al 9, divide ese círculo, mediante líneas, en tres partes de forma que los números de cada parte sumen lo mismo. o ¿Qué operaciones aparecen en la imagen superior derecha? Un concepto que suele aparecer casi todos los años en esta exposición es el de fracción, escribe su definición y pon un par de ejemplos. Dentro de los tipos de números, el que está más representado es el conjunto de los números racionales. Indica cuál es ese conjunto. En la fotografía “Porción de manzanas” indica en cuántas partes se divide la manzana que aparece, ¿qué fracción del total es cada uno de los pedazos de la manzana? Hay una imagen de la exposición que se llama “4/16, 7/16, 5/16”, ¿qué representa cada fracción respecto del dibujo? ¿Qué tienen de particular estas fracciones? ¿Qué obtienes si las sumas? Alguna de las fracciones anteriores, ¿se puede simplificar? En caso afirmativo indica cuál sería la fracción irreducible. Ordena las anteriores fracciones de menor a mayor. ¿Hay alguna fracción de denominador 16 que esté comprendida entre ellas? Escribe, en dicho caso, la fracción y su equivalente simplificada. Escribe las fracciones que aparecen rellenas en la imagen “Fracciones triviales” y simplifícalas. Algo que suele relacionarse con las fracciones es el tanto por ciento y en la exposición hay una foto de título “El tanto por ciento humano”. Define ese concepto e indica en qué situaciones cotidianas lo has encontrado aplicado. XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 3 SAEM "THALES". SEVILLA Hay en la exposición fotografías o imágenes en las que aparece el número π. Localízalas. Explica qué es ese número y qué aplicaciones tiene. Busca alguna información sobre ese número. “Epi y Blas” de Carmen del Río Sánchez-Matamoro Mención especial de Imágenes de secundaria El número π no puede escribirse como un cociente de dos números enteros, es decir, no es un número racional, ¿qué nombre recibe entonces?, ¿qué caracteriza a esos números? Pon algún otro ejemplo de números famosos que conozcas en las mismas circunstancias. En una de las imágenes anteriores aparece otro número de la misma familia que π, el número e. Indica qué número es e y cuánto vale. Haz una aproximación por redondeo de los dos números anteriores a la centésima y a la milésima. En la imagen “Raíz de pato” se representa un número, ¿qué número es?, ¿a qué conjunto numérico pertenece? Define qué se entiende por la raíz cuadrada de un número. ¿De qué otra operación es la operación inversa el calcular la raíz de un número? “Centímetros cuadrados” de Marta Lestau Núñez XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 4 SAEM "THALES". SEVILLA En “Potencia negativa” tenemos la definición de un tipo de potencia. Define lo que se entiende por potencia de un número. Las potencias de exponente negativo, ¿a qué corresponden? Los radicales también se pueden escribir como potencia, en este caso, ¿qué tipo de potencia es? Escribe como potencia el número que has escrito antes. Una de las fotos viene acompañada del lema “Mis amigas son infinitas”. El infinito es otro elemento matemático muy corriente, ¿es un número? En caso afirmativo ¿de qué tipo? Explica con tus palabras qué entiendes tú por infinito. Busca otras fotografías o imágenes en las que aparezca el infinito. Una imagen en concreto se titula “i3” para hablar de tres palabras que empiezan por esa letra, una de ellas es infinito. Sin embargo la letra i se utiliza en matemáticas para representar un número, ¿sabes a cuál nos referimos? ¿en qué tipo de números se utiliza? También es usual que en la exposición aparezcan referencias a unidades de medida. En este caso hay una leyenda que dice “Centímetros cuadrados”. Describe lo que aparece en la imagen correspondiente y escribe su relación con el título. ¿Cuál sería el área del cuadrado central si tenemos en cuenta que los centímetros corresponden a las divisiones más altas? Un procedimiento muy usual para resolver problemas suele ser la llamada “Regla de tres”. Busca la fotografía con ese título e indica cómo se ha representado ese concepto. Explica en qué consiste la regla de tres. Álgebra y Funciones Una foto tiene por título “a² = b² + c²” que indica la relación entre los lados de un triángulo rectángulo. Busca tres números, del tipo que sea, que cumplan esa relación. “Progresión geométrica” de Carmen Gómez Serván Mención especial de Fotografía de Secundaria Un concepto algebraico que aparece en la exposición es el de progresión. Una progresión es un caso particular de sucesión de números, ¿puedes explicar qué es una sucesión? XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 5 SAEM "THALES". SEVILLA Una foto lleva el nombre de “Progresión geométrica”, búscala y explica qué es lo que da idea de progresión en esa foto. Define lo que se entiende por progresión geométrica. En dicha progresión indica cuál sería el primer término, cuál la razón y cuál el término general. Existen otros tipos de progresiones, indica el nombre de alguna de ellas explicando cuál es su característica principal. En la fotografía “4/16, 7/16, 5/16” si consideramos el número de latas que hay en cada fila, ¿se podría considerar que es una progresión? En caso afirmativo, ¿de qué tipo? “Eje de coordenadas en Lisboa” de Carlos García Polo Mención especial de Fotografía de Primaria Para representar funciones es imprescindible disponer de unos ejes de coordenadas. Explica qué son esos elementos. Existe una foto titulada “Eje de coordenadas en Lisboa”, ¿quienes serían en esa foto los ejes de coordenadas? ¿Que función parece estar representada en esa foto? ¿Cuál sería el vértice de la parábola? ¿Cómo estaría situado dicho vértice respecto al supuesto eje que forma el puente? Los ejes de coordenadas nos dividen el plano en cuadrículas como la que aparecen en la foto “Cuadrículas gigantes de la Mancha”. ¿Que representan las cuadriculas? Hay otra imagen donde aparece el mismo concepto. Búscala, escribe su nombre e indica cómo está representado ese elemento. En la fotografía “Sevilla y Triana unidas por las matemáticas” aparecen una serie de circunferencias que son tangentes a dos funciones, ¿cuáles serían esas funciones?, ¿de qué grado serían los polinomios correspondientes? Geometría Haz un vocabulario con todas las palabras (al menos diez) que encuentres relacionadas con la Geometría e indica su significado. Los elementos más simples que hay en la matemática son los puntos y las rectas. En concreto, estas últimas aparecen con mucha naturalidad en nuestra vida cotidiana y por eso hay muchos elementos en la exposición que se refieren a ellas. Por ejemplo, XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 6 SAEM "THALES". SEVILLA en la fotografía “Paralelas en el cielo” aparecen líneas que cumplen esa propiedad. Define qué son líneas paralelas. Busca otras imágenes en las que aparezca el concepto anterior. Las paralelas son rectas que tienen la peculiaridad de que no se cortan nunca. ¿Como se llaman las líneas que sí se cortan? Las rectas pueden cortarse de muchas formas, un caso particular son las líneas perpendiculares. Indica qué ángulo forman las líneas que se cortan perpendicularmente. Hay una foto de nombre “Líneas paralelas y perpendiculares en casa”. En esa imagen, ¿son todas las líneas paralelas o perpendiculares? ¿Cuáles de las líneas que aparecen cumplen esas características? Las líneas oblicuas que hay en la misma foto, ¿son paralelas o perpendiculares a algunas otras líneas? Razona la respuesta. En la fotografía con el lema “Plantación de perpendiculares”, ¿cómo son en realidad las líneas que aparecen? En la imagen de título “Barreras infinitas” la perspectiva nos tiende una trampa. A simple vista, ¿cómo son las líneas que forman los travesaños? ¿Son en realidad las rectas tal como se ven? ”Barreras infinitas” de Antonio Gil Alonso Primer premio de Foto de secundaria Otra foto se llama “Paralelas y secantes”, ¿a quienes serían secantes las líneas de las que se habla? En la exposición existen polígonos de distinto tipo. Haz una lista de los que encuentres, junto con el lema de su foto, clasificándolos según su número de lados. ¿Cuál es el de mayor número de lados? En la foto “Polígonos regulares en la autopista” aparecen dos señales de tráfico que corresponden a dos polígonos. ¿Cuáles son esos polígonos? Indica qué otros polígonos dan forma a señales de tráfico. ¿Cuándo se dice que un polígono es regular? ¿Todas las señales de tráfico son polígonos regulares? XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 7 SAEM "THALES". SEVILLA Busca la imagen “Triángulos rectángulos de carretera”. ¿Qué forma tiene otra señal blanquinegra que aparece? ¿Cómo se llama la línea que divide a la figura y da lugar a los triángulos? En la foto “Matemáticas en nuestras manos” se ve un reloj dentro de un triángulo formado por las dos manos. ¿De qué tipo es ese triángulo? Justifica tu respuesta. Busca la fotografía de título “Pentágonos unidos en serie”. Nosotros pensamos que el título está mal puesto, ¿sabrías decirnos por qué? “Simetría en la naturaleza” de Daniel Delgado Díaz Mención especial de Imágenes de secundaria Hay una imagen con el nombre “Octógono multitriángulos”. ¿En cuántas partes está dividido el octógono? ¿Son todas iguales? ¿De qué tipo son los polígonos en que se divide? ¿Cuánto vale el ángulo central de cada triángulo? ¿Cuánto valen los otros dos ángulos? La foto “Octógonos contra el agua” podríamos retitularla como “Octógonos concéntricos” ¿Por qué? ¿Qué significa concéntricos? El concepto anterior aparece a menudo en las exposiciones pero sobre todo relacionado con las circunferencias. Busca una imagen donde se represente ese concepto y escribe su título. En la fotografía “Alicatados estrellados” aparecen triángulos divididos en cuatro partes. ¿Qué relación hay entre los triángulos pequeños y el grande? ¿Cuánto mide el lado del triángulo grande respecto del pequeño? ¿Es posible dividir el hexágono en partes iguales trazando sus diagonales? ¿En cuántas partes? ¿Qué tipo de polígonos se obtendrían? Otra figura que está dividida en partes es la que aparece en la foto “Claridad geométrica”. ¿En cuántas partes está dividida la circunferencia que aparece? Si las líneas que surgen de la circunferencia las prolongáramos hasta el centro, ¿qué ángulo formarían? Algunos de los polígonos regulares sirven, repitiéndolos, para hacer mosaicos que recubran el plano. Busca ese concepto en la exposición. En la fotografía en la que habrás encontrado el concepto de mosaico aparecen una serie de telas agrupadas dentro de un poliedro. ¿Qué tipo de poliedro es? En la fotografía “Interferencias” aparecen elementos relacionados con la circunferencia. ¿Cómo se llaman esos elementos? Reseña otros elementos que tengan relación con la circunferencia. Hablando de estos elementos hay una foto con el nombre “Circunferencia goniométrica”. Define qué se conoce por ese título. En varias imágenes aparece el concepto de simetría. Define simetría y busca en la exposición elementos simétricos. XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 8 SAEM "THALES". SEVILLA ¿Qué es un eje de simetría? En la imagen “Simetría en la Alhambra”, ¿cuál sería el eje de simetría? En la imagen “Simetría paralela urbana”, ¿es posible señalar más de un eje de simetría? ¿Cuáles serían? Aparte de la simetría axial, ¿conoces algún otro tipo de simetría? ¿Aparece esa simetría en la exposición? ¿Dónde? Otro concepto geométrico muy corriente es el de semejanza. Explica qué entiendes por semejanza de dos objetos. Hay una fotografía con el título “Semejanzas triangulares”, ¿cómo se refleja la semejanza en esa foto? Busca otros lugares en los que se puede encontrar la idea de semejanza y explica por qué te dan esa idea. “Lunas crecientes” de César Gil Alonso Primer premio de Fotografía de Secundaria Uno de los resultados más aplicados en el tema de la semejanza es lo que se conoce como Teorema de THALES. Busca el enunciado de ese teorema y explica qué es lo que dice. Busca la fotografía “Pentagramas en la hipotenusa” (en la exposición aparece, por error, como “Pentagramas en la naturaleza”) e indica dónde se puede aplicar ahí el teorema anterior. Ya hemos hablado anteriormente de líneas que son secantes. Otras líneas son llamadas tangentes. ¿Qué se entiende por tangencia entre dos líneas? Dinos en “Fuga de círculos” qué tipo de tangencia aparece. En “Tangencia precaria”, ¿qué tipo de elementos son tangentes? Habla del tipo de tangencia que aparece en “Sevilla y Triana unidas por las matemáticas”. Hasta ahora hemos estado jugando con el plano, pero también podemos pasar al espacio. Por ejemplo en la foto “Geometría en mi cocina”, ¿qué elemento geométrico de tres dimensiones aparece? ¿Cómo se llaman los objetos geométricos de tres dimensiones? En la foto “Mira a tu alrededor CONO-ce las matemáticas” aparece reflejado un objeto cotidiano con la forma de un cono, ¿pero es realmente un cono? Los dos elementos anteriores se generan cuando una línea recta gira alrededor de otra recta. ¿Cómo deben estar situadas las rectas entre sí para que se obtenga un cuerpo o el otro? XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 9 SAEM "THALES". SEVILLA Otro elemento que se obtiene al girar una línea alrededor de un eje es la esfera, como la que puedes ver en “La esfera del día a día”. ¿Qué elemento gira y alrededor de quién para que se obtenga una esfera? Indica lugares de la vida cotidiana en los que puedas encontrarte con esferas. Otro lugar en el que aparecen elementos de tres dimensiones es en “Vajilla geométrica”. Nombra los elementos geométricos que aparecen. En la foto “Polígonos estrellados” aparece, en parte, un elemento que tendría 20 puntas, ¿qué nombre recibe ese elemento? En la fotografía “Lunas crecientes” aparece un elemento parecido a la espiral, pero en tres dimensiones, ¿cómo se llama ese objeto matemático? Si la imagen anterior correspondiera a un elemento del plano, ¿qué tipo de espiral obtendríamos? Varios Una de las fotografías lleva por lema “Análisis en serie”. En ese título aparecen dos conceptos matemáticos muy importantes. Uno de ellos se consigue con el doble sentido de la palabra análisis, según se considere dentro del ámbito matemático o sanitario. Indica qué parte de la matemática compone el Análisis. Indica qué es una serie. De los elementos que has visto en la exposición ¿cuáles se pueden considerar series? “Derivada” de Carmen Gómez Serván Primer premio de Imágenes de secundaria Otro concepto muy importante es la derivada. Busca una imagen con ese título e indica como se refleja dicho concepto. ¿Qué se entiende por derivada de una función? ¿Cuál es la interpretación geométrica de la derivada de una función en un punto? Existe una imagen con el nombre de “Moda geométrica”. ¿Qué se conoce como moda en el mundo de la matemática? En la foto “4/16, 7/16, 5/16”, ¿cuál sería la moda de los elementos que aparecen? Aparte de la moda hay otros dos parámetros estadísticos muy usuales como medidas de centralización. Indica sus nombres y explica qué representan. En la foto “Musgo fractal” aparece un árbol con un concepto matemático que es uno de los elementos más recientes de las matemáticas, un fractal. Busca la definición de fractal y comprueba si se corresponde con lo que aparece en la imagen. XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 1 0 SAEM "THALES". SEVILLA Los fractales son muy corrientes en la naturaleza, busca en algún diccionario, o en otros lugares, ejemplos de fractales que aparezcan en la naturaleza. En la foto “Mosaicos en el aire” aparece una figura alabeada formada por tela, ¿sabrías indicar qué función, de dos variables, corresponde a esa superficie? CUESTIONARIO FINAL Una vez realizadas las actividades anteriores, contesta las siguientes cuestiones: ¿Te ha gustado la exposición? ¿Por qué? Destaca algún aspecto que te parezca interesante de la experiencia de hacer fotografías matemáticas. ¿Te ha servido la exposición para tener una idea distinta de las matemáticas? ¿Por qué? ¿Te has fijado en cosas de tu entorno en las que no te habías dado cuenta de que también hay matemáticas? En caso afirmativo indica alguna. "Después de ver la exposición nos damos cuenta de que las matemáticas están omnipresentes en nuestro entorno" ¿Estás de acuerdo con esta frase? ¿Por qué? ¿Eres capaz de hacer fotografías o buscarlas en periódicos y revistas y ponerles un lema matemático, igual que has visto en la exposición? ¿Te animarías a participar en el próximo concurso de "Fotografía y Matemáticas" o en el de "Imágenes Matemáticas"? Autores: José Muñoz Santonja Mª Jesús Serván Thomas Antonio Fernández-Aliseda Redondo Juan Antonio Hans Martín XIX CONCURSO "FOTOGRAFÍA Y MATEMÁTICAS" y XII CONCURSO “IMÁGENES MATEMÁTICAS” 1 1