JUEGOS DE MATEMÁTICAS CON SOLUCIONES. Manuel García Ruiz.

Orden cronológico de los archivos. Desde septiembre del 2009.

lunes 13 de febrero de 2012

Fracciones egipcias. Egyptian fraction.

Entrada número 347 del blog: http:/juegos-de-mates-manuel.blogspot.com 
FRACCIONES EGIPCIAS
Una fracción egipcia es una fracción unitaria y cualquier fracción es suma de  fracciones unitarias distintas. (Fracciones de numerador 1 y cuyos denominadores sean enteros positivos distintos).
1/2, 1/3, 1/4, 1/5,...,1/n,...son fracciones egipcias o fracciones unitarias.


Pirámide de Keops
   Dibujo en jeroglífico   
Se puede demostrar que cualquier número racional positivo se puede escribir como suma de fracciones egipcias.
Veremos que cualquier fracción unitaria se puede expandir indefinidamente y llegar a una parte de la serie armónica*.
  • Hay diferentes procedimientos para expresar una fracción propia en suma de fracciones egipcias.
Ejemplos:
1.-Expresar la fracción 11/16 en suma de  fracciones  egipcias.
En este caso, el denominador es un número compuesto sencillo. Los divisores de 16 son: 1, 2, 4, 8 y 16.
Se eligen los mayores divisores del denominador que sumen el numerador. Se descompone en fracciones simples y se simplifica. Así de sencillo en este caso.

Solución

2.-Procedimiento gráfico. Descomponer en fracciones egipcias 27/32
Se dibuja un polígono sencillo, se divide en 32 partes iguales y se colorean 27 de ellas.
Observando el siguiente rectángulo 4 x 8 y los divisores de 32 que son: 1, 2, 4, 8, 16, 32 y que el numerador de la fracción 27 = 16 + 8 + 2 + 1, al descomponer la fracción 27 / 32 en fracciones sencillas, queda que 16/32 = 1/2, 8/32 = 1/4, 2/32 = 1/16 y 1/32 = 1/32
Solución

3.- Otro procedimiento. Descomponer en fracciones egipcias 14/15.
Nota: Se trata de que las fracciones egipcias resultantes sean simples y diferentes.
A.-Se amplifica la fracción y se procede como antes.

Solución
 
                  
B.-Otro procedimiento. Extraido de Internet(Wikipedia).
Descomponer 27/32 en suma de fracciones egipcias.
Entre corchetes, en matemáticas, se lee y quiere decir la parte entera del interior.
La fracción 27/32 del ejemplo 2 anterior tiene la siguiente solución, diferente a la gráfica pero es correcta porque son fracciones egipcias.
Al dividir 32 entre 27 nos da 1'185...
Parte entera de 1'185... + 1 = 2
La primera fracción egipcia es 1/2
Calculamos en forma de fracción, 27/32 - 1/2 = 11/32
Dividimos 32/11 = 2'90909091
Parte entera de 2'90909091 + 1 = 3
Segunda fracción egipcia es 1/3
Observe la resta 11/32 - 1/3 = 1/96, que es fracción egipcia. Se acaba el procedimiento.
Tercera fracción egipcia es 1/96.

Solución
Otros ejemplos con este procedimiento:

11/16 = 1/2  + 1/6  +  1/48;      14/15 =1/2 + 1/3 + 1/10;
         

 8/19 = 1/3 + 1/12 + 1/228;      7/11 = 1/2 + 1/8 + 1/88;

       

  • Descomponer 7/9 en fracciones egipcias y graficar su descomposición.
Solución

  • Ejercicio propuesto: Encontrar, utilizando este procedimiento, una fracción que se descomponga en 4 fracciones egipcias. 
  • Descomponer las fracciones siguientes: 11/19, 12/19 y 17/19; dos se descomponen en tres fracciones egipcias, y otra se descompone en 4 fracciones egipcias(unitarias, simples y diferentes).

C.-Caso personalizado de MGR. Descomponer en fracciones egipcias la fracción n/(2n-1) para n cualquier número natural.
Solución:
a) Primer paso: Observa que n/(2n-1) > 1/2 porque 2n > 2n-1
b)Segundo paso: Calculamos B en la ecuación: n/(2n-1) = 1/2 + 1/B;
Resolvemos: 1/B = 1/n(2n-1)

D.-Descomponer en fracciones egipcias 1/n   y    2/n.
Caso 1/n
Para cualquier número natural n, primo o compuesto, se verifica que:
Una fracción egipcia puede expandirse pues se descompone a su vez en otras dos fracciones unitarias.

Si n es un número compuesto, se puede descomponer además así:

Las fracciones egipcias se pueden expandir en otras egipcias indefinidamente y llegar a una parte de la serie armónica.

 Continuará esta entrada si Dios quiere
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Referencias:
  • Matemáticas-6.1991. Manuel García Ruiz. Depósito legal: A-846-1991
  • Curso con Coordinador del Centro de Profesores de London.
  • Este trabajo, los ejercicios elaborados y las ideas pedagógicas son originales.
  • *Serie armónica: 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + 1/5 + 1/6 + 1/7 + ... En matemáticas, esta serie es infinita y la suma es igual a infinito y por esto se dice que diverge o que la suma de la serie armónica es divergente.
Continuará si Dios quiere
Entrada número 347 del blog: http:/juegos-de-mates-manuel.blogspot.com

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domingo 1 de enero de 2012

Pythagorean tangram. TANGRAM PITAGÓRICO.

Entrada número 346 del blog: http:/juegos-de-mates-manuel.blogspot.com 

TANGRAM  PITAGÓRICO
Se presentan a continuación:
El tangram pitagórico que es diferente al tangram chino; ejercicios propuestos a 4 diferentes niveles y juegos con este puzzle. 


Este puzzle rectangular, de proporción: base/altura = 4/5, consta de 7 piezas, cuatro trapecios rectángulos de tres tamaños diferentes, dos triángulos isósceles rectángulos y un pentágono con tres ángulos rectos. 

Con las piezas de este puzzle se pueden formar diferentes figuras geométricas y artísticas: un avión, cruz griega, cruz latina, trapecio, rectángulo, ...
Los juegos son originales del autor y trabajados hace más de 15 años en el aula, con alumnos de 6º de Primaria y Secundaria.
Las medidas de los lados del rectángulo inicial y de las piezas deben ser bien realizadas para dibujar correctamente el puzzle. 

Ejercicios
  • 1.- Calcular el área de cada pieza.
  • 2.- Sumar las áreas de las 7 piezas.
  • 3.- Dibujar en papel milimetrado el tangram y calcular el área de cada pieza en milímetros cuadrados.
  • 4.- Encontrar y demostrar la fórmula de Pick con las piezas de este puzzle.
  • 5.- Realizar, en cartulina o en  papel charol o en tablé, este tangram y separar las 7 piezas para rehacerlo y formar otras figuras.

Actividad propuesta:
Construir figuras artísticas y geométricas con las siete piezas del puzzle anterior.
Ejemplos de figuras: Trapecio, avión, cruz, elefante, llaves, caballo, serpiente,...



SOLUCIONES A LOS EJERCICIOS
1.- 
2.- Suma de las áreas de las 7 piezas anteriores:
6 + 20 + 6 + 12 + 8 + 20 + 8 = 80
3.- 
Tangram pitagórico en cuadrícula milimétrica 
Si las cuadrículas anteriores son de 100 milímetros cuadrados cada una, entonces será: 
a) 6 · 100 = 600 (mm)^2;  b) 20 · 100 = 2.000 (mm)^2; c) 6 · 100 = 600 (mm)^2; d) 12 · 100 = 1.200 (mm)^2; e) 8 · 100 = 800 (mm)^2; f)  20 · 100 = 2.000 (mm)^2; g) 8 · 100 = 800 (mm)^2
Al sumar las 7 áreas dan de resultado 8.000(mm)^2
4.- Se presenta en varios diagramas la solución
4.1.-

4.2.- Paso a paso, se discute el sistema y se resuelve en su caso.
Las ecuaciones iguales no es necesario escribirlas y el orden de los sumandos no altera la suma. Escribimos en forma de matriz los coeficientes para reducirlos de forma escalonada  tipo Gauss.

El orden de los sumandos no altera la suma
En forma de matriz

4.3.-Reducción en forma escalonada para calcular el rango de una matriz.
FI  (se lee F sub-i) y nos indica la fila i-ésima. F1 es fila 1, F2  es fila 2,...




4.4.-
Observamos que el rango de matriz de los coeficientes y la ampliada tienen el mismo rango y por tanto es un sistema compatible y al coincidir con el número de incógnitas es un sistema compatible determinado.


Al resolver el sistema vemos que se corresponde con la fórmula de Pick: 
Área de un polígono = b/2 + i -1, siendo b = número de puntos del borde, i = número de puntos interiores.

SOLUCIONES A LAS FIGURAS


1.- CRUZ GRIEGA                              2.- CABALLO
            


3.- TRAPECIO RECTO                               4.- CASA         
              


5.- TUBERÍA                               6.- LETRA  G
             


7.- CRUZ LATINA


8.- Letra R                                        9.- AVIÓN
                
Referencias:
  • Matemáticas-6. 2ª  Edición. Manuel García Ruiz. Autoedición. Depósito legal nº A-846-1991
  • Este trabajo, los ejercicios elaborados y las ideas pedagógicas son originales.
CONCURSO DE FIGURAS
Con las 7 piezas del tangram pitagórico se pueden formar muchísimas figuras.
 SE PUBLICARÁN CON EL NOMBRE DEL AUTOR 


DOS ROBOTS, MARTILLO, NAVE, NÚMERO 1, NÚMERO 3, NÚMERO 4, NÚMERO 5, NÚMERO 6, ...

DOS ROBOTS                                              MARTILLO
                        


     NÚMERO 1                                                 NAVE ESPACIAL
                              


                                   NÚMERO 3                                                   NÚMERO 4
                              


                                   NÚMERO 5                                                                  NÚMERO 6 
                                   

                               NÚMERO 7                                                          GILLOTINA   

                                       LETRA T                                                                  LETRA L 
                                


      LETRA F                                                                  LETRA J 
                            

                                 LETRAS MGR                                              CASAS
                   

Sugerencia didáctica
 Se presenta una figura de un solo color y se construye con las 7 piezas del tangram.

                          Figura presentada                                  Figura construida 
                      
             
                            Llave para construir                                           Llave construida
                                

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Alicante, Spain
35 años en la enseñanza como Docente. Titulado en Magisterio de Enseñanza Primaria a los 20 años. Títulado como Agente de la Propiedad Inmobiliaria, sin haber ejercido, desde 1975. Licenciado en Ciencias Matemáticas, especialidad "Investigación Operativa". Profesor titular de Matemáticas en Secundaria. Master en Didáctica de las Matemáticas para Secundaria por la Universidad de Alicante, Profesor asociado de la UNED con Venia Docendi. Ha publicado dos libros de texto. Matemáticas-I de C.O.U. y Matemáticas-6. Ahora publicará "Juegos de matemáticas con soluciones".

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