Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris Problemes. Mostrar tots els missatges
Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris Problemes. Mostrar tots els missatges

dilluns, 18 d’abril del 2022

El problema de Nadal, per Pasqua!


A sants i minyons, no els prometis si no els dons 

Hi ha un refrany en castellà que diu que "lo prometido es deuda". Els catalans, més rigorosos en les condicions, tenim que "A sants i minyons, no els prometis si no els dons" (en diverses versions, és cert, però a mi m'agrada aquesta). Com que suposo que els migrats llegidors del blog no sou ni sants ni minyons, m'haureu de perdonar el retard en acomplir la promesa que us vaig fer en l'entrada Felicitacions matemàtiques: Cap al 2022! Anem fent! Allà us comentava que, en breu, us faria arribar "el problema de Nadal". Avui, dilluns de Pasqua ("el dia de la mona" a TV3!), us faig el present.


El problema de Nadal d'Ignasi del Blanco

Per a més inri, el problema no és meu, però ja he fet meva la tradició d'incorporar-lo al blog. Infatigable, com sempre, Ignasi del Blanco va proposar un problema numèric per Nadal de l'any passat. En d'altres ocasions se li havia fet una presentació més lluïda, però aquesta vegada només el vaig saber trobar en forma de tuit a @matesAbeam (cliqueu en l'enllaç anterior i el veureu en el seu estat primigeni).

En faig una captura:

Felicitació de Nadal de 2021 (Carme i Ignasi del Blanco)

























No és massa complicat, però, si voleu fer més senzill el procés de càlcul,  us recomano que implementeu un full de càlcul amb les operacions indicades.


I la solució és..

Dono per fet que, si ho intentat, l'haureu trobat; però, per a ànimes vagarívoles, no em costa res incorporar la solució a l'entrada:


Bon any 2022 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)
Aquí la teniu:





Amb tot el retard acumulat, l'entrada de Setmana Santa arribarà, com a molt d'hora, el mes de maig (hi parlarem d'alguns magnífics problemes de les proves Cangur d'enguany).

Espero que hàgiu passat una Bona Pasqua!


divendres, 31 de desembre del 2021

Felicitacions matemàtiques: Cap al 2022! Anem fent!


Introit
 
No patiu que només escriuré la paraula virus i la paraula malaltia en aquesta introducció. El primer virus que es va identificar, a finals del segle XIX, va ser el virus del mosaic del tabac (TMV) que provoca la malaltia anomenada mosaic en les plantes del tabac (no cal dir que si l'haguéssim descobert ara, li hauríem adjudicat un nom més pompós: amb tot de numerets i majúscules). Com que jo no fumo, ho deixarem aquí. Algun saberut, em dirà que el TMV també afecta a les tomaqueres i a d'altres solanàcies, però això no ens farà perdre el son, ara que els tomàquets ja no suquen.
 
Això sí, en la felicitació matemàtica del 2019 (Felicitacions matemàtiques: cap al 2019. Anar-hi anant!) vaig optar per un profètic "anar-hi anant" i enguany em conformo amb un "anem fent". Algú em replicarà que són expressions gairebé sinònimes. Els catalans, modestets i prudents, contestem amb aquest "anem fent" a la pregunta ¿Què tal? (en general, la resta de cultures són més optimistes).
 
Les propietats del nombre 2022
 
Anem per feina! Com d'altres anys comencem pel recurs matemàtic més senzill, ¿quines propietats numèriques té la xifra que ens indicarà el proper any? La descomposició factorial no sembla massa remarcable:


Descomposició factorial de 2022 (Aplicació: OnlineMSchool)

Com d'altres any, he acudit als webs de Tanya Khovanova a la recerca d'ajuda per tal de conèixer les característiques destacables de la xifra 2022:


Les propietats numèriques comunes més destacables de 2022 (Font: Number Gossip)

Khovanova en destaca, però, una propietat única:

Unique Properties of 2022
2022 is the smallest number n such that n, n+1, n+2, and n+3 have the maximal exponents in prime factorization equal 1, 2, 3, and 4 correspondingly

Si ho desxifrem, vol dir que com:

n = 2022 = 2 ·3 · 377

n +1 = 2023 = 7 · 172

n + 2 = 2024 = 23 · 11 · 23

n + 3 = 2025 = 34 · 52

 
els màxims exponents dels factors de la descomposició són, respectivament, 1, 2, 3 i 4, i que 2022 és el nombre més petit amb aquesta propietat.

Més curiós i interessant em sembla el comentari d'Amadeo Artacho (2022 y las ternas pitagóricas), us ho resumeixo en una imatge de la mateixa entrada:
 
2022 i les ternes pitagòriques. Font primigènia: Antonio Roldán?

Si cliqueu en la font de la imatge anterior, podreu accedir al recomanable Twitter "Con números" d'Antonio Roldán.

Addenda de l'1 de gener de 2022

Algun ocellot m'ha fet arribar algunes correccions i observacions a aquest apartat i cal agrair-li amb aquest afegitó.
 
Primera esmena: No he fet constar que 2022 és un any esfènic. Aquesta condició té relació amb que és un nombre lliure de quadrats, però és més específica. Tot i ser esfènic, no està rodejat d'esfènics! Si us perdeu amb l'embarbussament, podeu consultar Felicitacions matemàtiques. Bons anys esfènics! Si ho feu, us quedarà clar que no penso tornar a parlar d'aquesta propietat subsidiària fins el 2665 .
 
Segona esmena: Això m'ha passat per córrer i per confiar en les xarxes (canalla, no us refieu d'Internet o del que diuen els mestres!). És veritat que 2022 forma part de dues ternes pitagòriques, però n'hi ha unes tres més de possibles. Podeu completar aquesta informació a, per exemple, ¡¡Felices Fiestas y Feliz Año Esfénico 2022!!   
 
 
 
Que no tindrem problemes?
 
 
Deixaré per a una propera entrada el problema més nostrat de Cap d'Any: el que proposa, infatigable, l'Ignasi del Blanco. Tinc el d'enguany resol, però no tinc prou marge per escriure'n la solució.
 
Per anar fent boca, en lloc d'ennuegar-vos amb el raïm, us proposo els reptes matemàtics del The Guardian:
  
 
 
Ritu de comiat
 
 
Prometo que abans de tornar al tripalium, si els vents em són propicis, us castigo amb la continuació d'aquesta entrada. Mentrestant:
 
Bon Any, Pau i estigueu bonets!

dilluns, 4 de gener del 2021

Venim de l'any emmascarat i comencem el 2021!


Introducció i divertiment


Ni en els meus pitjors desvaris enfebrats m'hagués imaginat que, quan vaig escriure la darrera entrada d'aquest bloc (Ha arribat el 2020! Que Janus us sigui propici!), tindríem un any 2020 tan emmascarat! Emmascarat, en les dues accepcions del diccionari (DIEC):

emmascarar1

v. tr. [LC] Embrutar amb carbó, amb sutge. Tocant la paella s’ha emmascarat les mans.

emmascarar2

v. tr. [LC] Cobrir amb una màscara.

Vist que com a harúspex no em puc guanyar la vida, he continuat en la docència (presencial, online o per osmosi) i aquest fet no m'ha deixat temps per escriure una trista entrada en aquest bloc... quan hi he tornat, el Senyor Google o el mateix Satanàs han canviat la interfície de Blogger per complicar-nos una mica més l'experiència.
 
I ara tornem a enfilar un canvi d'any...
-“The distinction between the past, present and future is only a stubbornly persistent illusion.” (Albert Einstein)
-D'acord, Herr Einstein, però podrà entendre que la resta de mortals, necessitem representar-nos el temps de forma circular (com les societats agrícoles), de forma lineal o, si molt em forceu, com una cicloide!

Telegrafio un intent de felicitació...

2021, un nombre semiprimer


Si factoritzem 2021, ens adonarem que és un nombre semiprimer; és a dir, producte de dos nombres primers (amb la particularitat de la seva proximitat):

Descomposició factorial de 2021 (Aplicació: OnlineMSchool)

 
Com en els darrers anys, he demanat ajuda virtual als webs de Tanya Khovanova per tal de conèixer les característiques destacables de la xifra 2021:

Les propietats numèriques més destacables de 2021 (Font: Number Gossip)

I com sempre, hi ha algú que té la mateixa idea (tampoc és per tirar coets el fet de diseccionar numèricament la xifra que representa l'any entrant) i la porta a terme abans i d'una forma més elegant: vegeu ¡¡Felices Fiestas y Feliz Año Semiprimo 2021!! al meu bloc de capçalera Gaussianos.

2021, felicitació problemàtica


L'inesgotable Ignasi del Blanco ens proposa un nou repte-felicitació amb la xifra 2021 com a resultat de les operacions aritmètiques bàsiques:

Font:@matesAbeam

No és un problema complicat i s'agraeixen les condicions: a mi m'ha ajudat particularment la que diu que "el resultat de la fila quarta és superior en una unitat al de la fila segona". He trobat a faltar l'aplicació que facilitava els càlculs, però, si us voleu estalviar el llapis i el paper, és molt ràpid introduir les fórmules de les operacions en un senzill full de càlcul.

Si hi heu passat prou estona i no l'heu solucionat o us fa mandra treballar-hi, us dono la solució:



Bon any 2021 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)




I per acabar...

Manllevo les paraules de Pep Mita, jo no ho sabria dir amb tanta concisió i elegància:
  

trio la lluna

i m’oblido del cove

de tant somiar

Salut i pau!


divendres, 3 de gener del 2020

Ha arribat el 2020! Que Janus us sigui propici!


Sempre han tingut bec les oques

Mai m'han agradat els jocs d'atzar, però, preparant aquest text, m'he adonat que aquest 2019 que acabem de traspassar me l'he passat jugant al joc de l'Oca. Ep! em refereixo a la frenètica activitat d'aquest bloc: ni una trista entrada. No és tan sols un "d'oca a oca i tiro perquè em toca": durant les vacances d'estiu vaig començar a redactar un article que s'iniciava amb un comentari sobre la canícula estival, però em va fer mandra continuar-lo. Més aviat hem arribat a un "de pont en pont i tiro perquè em correspon"...

Per als que que no coneixeu l'antiquíssim joc de l'oca (us recomano la lectura de Història i simbolisme del Joc de l'Oca), la casella del pont ens permet passar de la casella 6 a la 12 i tornar a tirar. Metafòricament, m'ha passat ben bé això: del 2019 (Felicitacions matemàtiques: cap al 2019. Anar-hi anant!) hem saltat al 2020.

Però deixem l'Oca i anem per feina, fins i tot en el parxís hi juga menys l'atzar.


Janus, el déu al que no li calen girs de 180º

Per acabar-ho d'adobar no us puc desitjar una bona entrada d'any perquè, si porteu velocitats semblants a la meva, ja fa dies que, per a vosaltres, el Cap d'Any correspon al passat.Per tant, us desitjo un bon gener i un millor febrer! I com que el mes de gener està dedicat al déu Janus, aprofito per convidar-vos a prendre una petita píndola de cultura clàssica:

JANO. Jano es un dios romano arcaico y elemental. Es el dios de la puerta -ianua- y el que dio su nombre al mes que inicia el año: ianuarius (enero). Es el dios del paso de uno a otro ámbito. De ahí que se le represente con doble rostro, mira hacia atrás y hacia adelante; bifronte y sin espalda, su cabeza se alza sobre un pilar cuadrangular o sobre un mojón de los que mar- can las lindes. Guardián de los caminos y protector de los nuevos tiempos. Era venerado en Roma con un gran santuario en el Foro, que mantenía su entrada abierta. Su templo sólo se cerraba, de modo ostentoso, en tiempo de paz total, algo que no fue nada frecuente en la belicosa República romana. El emperador Augusto mandó cerrar las puertas del templo de Jano con un gesto simbólico de propaganda: bajo su égida comenzaba un áureo tiempo de paz, la pax augusta.

No hay mitos sobre Jano, que es, como las divinidades romanas arcaicas, un dios funcional: el guardián de las puertas, relacionado con los momentos peligrosos del cruce de un sitio a otro, un movimiento que para una mentalidad supersticiosa y primitiva aparece como arriesgado, el señor del umbral que conviene cruzar con buen pie y bajo buenos augurios. Por eso el dios mira hacia adelante y hacia atrás al mismo tiempo. Puede ser visto como un símbolo también del presente, que es sólo un momento decisivo de tránsito entre el pasado y el futuro. En ese simbolismo se agota la función crucial de Jano, dios romano y sin antecedente griego.
(Carlos García Gual, Diccionario de mitos)

El déu Janus en els Museus Vaticans (Font: Wikimedia Commons)
  
2020: un nombre autobiogràfic de descomposició elegant

La descomposició factorial de 2020 no té cap particularitat interessant (2020 = 22·5·101), però si ens fixem en els successius quocients de la divisió (2020, 1010, 505, 101, 1) hi podem trobar una simetria interessant.

Descomposició factorial de 2020 (Aplicació: OnlineMSchool)

Com en els darrers anys, he demanat ajuda virtual als webs de Tanya Khovanova per tal de conéixer les característiques destacables de la xifra 2020:

Les propietats més destacables de 2020 (Font: Number Gossip)

En d'altres fonts (vegeu, per exemple, ¡¡FELIZ NAVIDAD Y FELIZ AÑO AUTOBIOGRÁFICO 2020!!) destaquen, a més que 2020 és un nombre autobiogràfic (prefereixo, però, el terme "autodescriptiu"): el seu primer dígit, 2, indica quants zeros té; el segon, 0, quants uns té; el tercer, 2, quants dosos té i, el tercer, ens indica el nombre de tresos (qui no té feina, el gat pentina!). Quin serà el proper any autodescriptiu? I el darrer?

I per si no teniu problemes...

Tal com ha passat els darrers anys en el web del CESIRE han publicat un problema-felicitació del professor Ignasi del Blanco (Bones festes i bon any 2020).

El problema d'Ignasi del Blanco per encetar l'any

Si hi heu passat prou estona i no l'heu solucionat, us dono un cop de mà:



Bon any 2020 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)

Aquí la teniu:




Per acabar...

Bon Any! I prometo no fer cap entrada tan pedant com aquesta fins el 43·47.

dilluns, 24 de desembre del 2018

Felicitacions matemàtiques: cap al 2019. Anar-hi anant!


Anar-hi anant!?


La darrera felicitació de Nadal i Any Nou d'aquest blog portava l'encapçalament Sense complicar-nos les festes! La felicitació matemàtica de final d'any. En aquella entrada explicàvem que veníem d'uns darrers anys de complicar-nos les festes amb problemes matemàtics. Enguany vull fer un pas més amb aquest anar-hi anant (el podeu pronunciar amb la musicalitat de narinàn, narinàn, narinàn; si us plau, sense cercar-hi missatges ocults). En el web Rodamots (a l'entrada anar a la seva), vaig llegir-hi:


Em va semblar una bona proclama a favor dels diferents estils i "velocitats" amb els quals ens podem enfrontar a la resolució d'un problema matemàtic, que no sempre són prou respectats a les aules –la meva deformació professional, que em porta a fer interpretacions d'aquests tipus, ratlla el freakisme! Ep! una altra cosa és la desídia d'esperar que un altre ens resolgui el problema...

Les propietats del nombre 2019


Com d'altres vegades, una solució fàcil per trobar propietats d'un determinat nombre (amb la calculadora no he anat més enllà de la descomposició factorial 2019 = 3 x 673) és acudir a les pàgines web de la matemàtica Tanya Khovanova:
Les propietats de 2019 (Font: http://www.numbergossip.com/2019)

Si cliquem damunt del nom de les tipologies numèriques obtenim un quadre més entenedor (feu clic al damunt per poder-lo llegir que n'he fet una captura maldestra):

Les propietats del 2019 "en tot el seu esplendor"

He llegit aquí, per primera vegada, la definició de nombre apocalíptic (un nombre n és apocalíptic si el desenvolupament de 2n conté la seqüència 666). Una bestiesa com qualsevol altre (en aquest blog ja he comentat la falsa relació bíblica del 666 amb qualsevol suposat dimoni, però no he trobat la referència). De totes maneres, com a curiositat, aquí teniu totes les xifres de 22019:

2 elevat a 2019 (Font: l'autor amb l'ajuda del programa Mathematica)

He subratllat el 666 i la presència del 652, tres vegades, que em sembla més interessant!

El problema-felicitació d'Ignasi del Blanco


En el web del CESIRE-CREAMAT hi podeu trobar el problema-felicitació d'enguany de l'infatigable Ignasi del Blanco. Té un format semblant al d'altres anys:


Problema creat per Ignasi del Blanco (Font: Cesire-Creamat)
Us convido a fer-lo, no és gens complicat i el fet que, de moment, l'acompanyi una pàgina interactiva que fa els càlculs per nosaltres (cliqueu aquí), ens permet solucionar-lo amb més comoditat. Per als més mandrosos, deixo una solució:


Bon any 2019 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)
Aquí la teniu:


I per acabar...


Us desitjo un Bon Nadal, unes bones festes i un Bon Any. I, sobretot, aneu-hi anant, i que les matemàtiques us acompanyin! 

diumenge, 24 de desembre del 2017

Sense complicar-nos les festes! La felicitació matemàtica de final d'any


A complicar-nos les festes!?

Repassant les entrades d'aquest blog, m'he adonat que els dos darrers anys anaven encapçalades amb un A complicar-nos les festes! (si les voleu llegir, de nou o per primera vegada, cliqueu A complicar-nos les festes! 2016, un nombre anodí? i A complicar-nos les festes! 2017, el darrer primer del primer quart). Enguany, manllevant felicitacions matemàtiques d'altres que en saben més que jo, m'he trobat amb alguna dificultat a l'hora de resoldre algun repte i, quan he deixat de gaudir intentant solucionar-lo, he decidit deixar-lo obert! Això sí, totes les vostres aportacions seran ben rebudes (ensucro la petició d'ajuda:With A Little Help From My Friends).


Les propietats del Nou Nombre: remenant el 2018!

Abans d'anar a felicitacions més problemàtiques, deixeu-me repassar algunes propietats del 2018. La seva descomposició factorial és molt curta, tot i ser un nombre parell: 2018 = 2 x 1009 (1009 és el 169è nombre primer).

Per trobar-ne d'altres propietats he consultat novament l'excel·lent web de Tanya Khovanova (de fet, si voleu seguir aquesta matemàtica a Internet, trobareu escrits més actuals a Tanya Khovanova's Math Blog) i he fet la següent captura de pantalla:

Les propietats del 2018 (Font: http://www.numbergossip.com/2018)

De fet, continuo a l'aguait, esperant les aportacions dels internautes matemàtics (sempre hi ha algú que em sorprèn, sobretot en la recerca de propietats geomètriques).


El tradicional problema-felicitació d'Ignasi del Blanco al CREAMAT

Ignasi del Blanco acostuma a elaborar la felicitació de Nadal del CREAMAT (Centre de recursos per ensenyar i aprendre matemàtiques). Aquesta vegada, Ignasi del Blanco ens proposa un problema de potències:

La felicitació d'Ignasi del Blanco per al 2018

En el web del CREAMAT disposeu, hores d'ara, d'un aplicatiu de GeoGebra que simplifica la resolució del problema.


Bon 2018 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)
D'altres anys el problema d'Ignasi del Blanco m'havia costat Déu i ajuda! Enguany, i sense l'aplicatiu, m'ha sortit a la primera. Que 210= 1024 forma part dels coneixements memorístics de qualsevol aficionat a la informàtica; això m'ha portat a a = 11 i, d'aquí, a b = 5 i c= 1, només hi ha un pas:

La felicitació que obtenim en el web del CREAMAT després
de solucionar el problema





La felicitació d'Antoni Gomà de la Comissió Cangur

Antoni Gomà de la Comissió que prepara les proves Cangur a Catalunya també ens ha fet arribar la seva felicitació en forma de repte numèric:

La felicitació d'Antoni Gomà de la comissió Cangur

És per a aquesta felicitació enverinada que demano una petita ajuda!


Molt Bon 2018 (Intent de solució) (+/- Mostra/Oculta)
Us asseguro que ho he intentat... Després de temptejar una mica (i trobar la solució per al 2020!), he establert com a hipòtesis de treball que:
M = 1; les lletres de la primera columna sumaven 18; les de la segona, 10 i la tercera, evidentment, 9. Això redueix força les possibilitats, però no he aconseguit que lletres diferents representessin sempre xifres diferents. A aquestes alçades, per simplificar la "feina bruta",  havia elaborat un full de càlcul i tenia, per exemple, una solució on L = Y, cosa que he trobat poc elegant:

El meu full de càlcul amb una solució decebedora

N'he trobat d'altres amb el mateix inconvenient:
Ara B = T!



I per acabar...

Bé, espero que tots els problemes que no puguem solucionar satisfactòriament siguin com aquest (s'agrairà, però, qualsevol contribució a trobar-ne la solució única!?).

Bon Nadal i Bon Any!


dimecres, 12 de juliol del 2017

Cangur 2017: molta participació i poc soroll!


Introducció... i mea culpa

He estat a punt de tornar a caure en el parany i començar aquesta entrada queixant-me de la poca atenció mediàtica a les proves Cangur! Seria una incongruència per part meva: la XXII Prova Cangur va tenir lloc el 16 de març d'enguany i m'he esperat al juliol –quan he mirat enrere i he vist que no em seguia ningú– per redactar aquest escrit.

M'estalvio la part de la introducció per a neòfits: si la paraula cangur només us evoca un marsupial o a la persona que se n'encarrega de la canalla (mainada, xicalla, quitxalla o criaturam) a falta d'altres irresponsables, faríeu bé de clicar la categoria Cangur d'aquest bloc, per tal d'entrar en matèria.


La participació... a falta de dades de la Guàrdia Urbana

Des que el Cangur abasta el darrer cicle de Primària i tota l'ESO, es força complicat afinar en les dades de participació. El Govern va emetre una nota de premsa el mateix dia de la prova (podeu clicar aquí), però, com que la inscripció la fem des dels mateixos centres educatius, i hi ha incidències diverses, podem dir que els números són aproximats, però grans!

Extracte de la nota de premsa del Govern de la Generalitat (16/03/17)

Podeu consultar també la notícia de la Comissió organitzadora: Puntuacions del Cangur 2017 i informació sobre la participació.


Del segon problema a la notícia

En d'altres edicions, mentre els participants estaven atrafegats en la resolució dels problemes, em llançava a fer-ne algun. Enguany he trigat força a posar-m'hi i – la inconsciència pròpia de l'edat– he començat per algunes qüestions de cinc punts de 2n de batxillerat. Vaig agafar el problema que segueix en segon lloc, però en homenatge a Mr Smullyan, en parlo tot seguit.

Cangur 2017, 2n de Batxillerat. Una pregunta de lògica de 5 punts

M'encanta l'enunciat i m'hi jugaria un pèsol que molts dels participants no van entendre la qüestió. El "més de 1000 habitants" i el "com a màxim" pressuposen una subtilesa i un nivell  de comprensió lectora cada vegada més rars en les nostres aules (i no parlo només de l'alumnat!).

Pareu aquí si us voleu enfrontar al repte, que ara ve l'spoiler.



El primer problema que em va cridar l'atenció

De fet, quan vaig fullejar el quadernet del Cangur, em vaig fixar, de seguida, en un altre problema. Devia ser perquè l'enunciat era curt, anava de valors absoluts i em semblava "atacable".

Cangur 2017, 2n de Batxillerat. Va de valors absoluts!
Per poc que gaudiu solucionant problemes matemàtics, us emplaço a intentar-ho: paga la pena! Si no, tot seguit podeu llegir la solució.



Va de valors absoluts! (Solució) (+/- Mostra/Oculta)

Ara, quedaria molt bé si apliqués un mètode analític i molt reflexiu per explicar-vos com resoldre el problema. Però, si us sóc franc, després d'algunes consideracions sobre els signes possibles de les incògnites, em vaig llançar a fer una taula de valors, a representar les funcions associades a cada equació i a trobar, sense massa dificultats, la resposta. Ho vaig fer a mà, però quedarà més bonic amb GeoGebra:


La solució gràfica del problema de valors absoluts
Les incògnites agafen els valors x = 4 i y = -3; per tant, la resposta és que la suma és x + y = 1.

Fer notar que la primera equació és una funció constant si x agafa valors negatius (y = 5), que la segona equival a x = 10 per a valors positius de y i, per tant, que la solució ha de ser del tipus x > 0 i y < 0... i que això ens porta a solucionar el sistema:
\begin{cases}2x + y =5\\x-2y=10 \end{cases}
hauria estat més elegant. Però, jo no el vaig solucionar així!





 I, de torna, un tercer problema

El darrer problema que us exposaré avui, és merament "calculístic" si domineu, a nivell de batxillerat, la simbologia de les successions i no us feu un embolic amb les fraccions:

Cangur2017, 2n de Batxillerat. Una successió recurrent

Aquest sí que el deixarem aquí!


dissabte, 31 de desembre del 2016

A complicar-nos les festes! 2017, el darrer primer del primer quart


Tancarem l'any  només amb quatre entrades! Qüestions de salut m'han mantingut allunyat dels teclats; però, després de la intercessió de Santa Llúcia i/o dels moderns seguidors d'Hipòcrates, sembla que haureu de patir el tradicional article de cap d'any.


Festes i festetes

Em fan força mandra el reguitzell de festes i diades d'aquest desembre gens congelat i, en d'altres ocasions, m'he confessat (una micona) Ebenezer Scrooge (podeu  llegir les Felicitacions matemàtiques. Bons anys esfènics! del 2013). Sap greu, però, que es perdin tradicions nostrades i punyeteres com el dia del Innocents. Per cert, José A. Prado-Bassas, més conegut a la xarxa com Tito Eliatron, podria haver provocat el caos mundial –si els blogs de matemàtiques els llegissin els polítics (no els entendrien) o els economistes (es pensarien que els haurien entès)– amb l'article Números primos y decimales de π. L'escrit d'Eliatron, al qual va afegir més tard que es tractava d'una innocentada, no devia enredar ningú amb una mínima cultura matemàtica, però val la pena llegir-lo i la bromada es basa en un fet cert: la seguretat informàtica (i per tant de les comunicacions, operacions bancàries, etc.) recau, en bona part, en la dificultat (actual!) de factoritzar nombres grans.

Digueu-me aixafaguitarres, si us sembla bé, però em trobo més a gust posant a prova la credulitat de la gent com Eliatron, que no pas buscant les pessigolles al nombre 2017 per trobar un motiu amb el qual desitjar un molt bon any (com si no sabéssim que n'hi ha prou amb 365 dies perquè passi alguna desgràcia).

Per cert, espero que no acabeu l'any sense trobar-vos amb l'Home dels Nassos!


Remenant el nombre 2017

Un recurs fàcil per a una felicitació matemàtica d'Any Nou és cercar alguna propietat de la xifra que indica el nou any (en Annus Domini, per descomptat) i aprofitar-la, amb més o menys gràcia.

Si comencem per aquí, 2017 és el darrer any primer del primer quart de segle (2003, 2011 han estat els altres dos). Haurem d'esperar deu anys, fins al 2027, per al proper primer. Però, ja em perdonareu, aquesta referència és un recurs fàcil pròpia de periodistes (com les alineacions de planetes, les pluges d'estels, els eclipsis i els nombrosos partits de futbol del segle).

En d'altres ocasions, he anat a parar a la pàgina  de Tania Khovanova cercant propietats d'algun nombre concret, però en aquesta ocasió no hi veig res rellevant:

Les propietats de 2017 (Font: http://www.numbergossip.com/2017)

He pensat també en matemàtics més propers per manllevar els seus articles... I allò que passa, he trobat una bona entrada sobre las matemáticas del 2016.

Això sí, sempre hi ha algú (que no nosaltres) que es mereix una matrícula d'honor: David Orden ha trobat una relació interessant entre els poliòminos de vuit peces i el 2017 (vegeu ¡Feliz 2017, número de poliominós convexos por columnas!).


Ignasi del Blanco no falla mai

Deixant de cercar en va, he recordat que Del Blanco ens felicita les festes, des de fa uns quants anys, amb un repte numèric. El d'enguany el podeu llegir, entre d'altres llocs, al CREAMAT (Bones festes i bon 2017), a l'ABEAMFamílies...

El problema-felicitació d'Ignasi del Blanco d'enguany

Si hi voleu jugar us aconsello que aneu al CREAMAT a cercar l'endevinalla perquè, almenys hores d'ara, hi ha un aplicatiu que fa l'assaig-error més còmode de negociar.


Reflexions sobre aquest problema numèric
 
Amb aquests tipus d'exercicis sempre em quedo amb ganes d'esbrinar si hi ha algun mètode efectiu per resoldre'l, més enllà de l'anar provant! Quines "matemàtiques" hi ha al darrera? Evidentment, hi ha productes de nombres de dues xifres que excedeixen en molt la quantitat demanada (53 x 42 = 2226), d'altres es queden molt curts  (54 x 32 = 1728) i alguns s'hi acosten però no ens porten enlloc (65 x 31 =2015); però, m'agradaria saber si algú hi troba un mètode eficaç (ep, sense ordinador!).

De totes maneres, no és difícil arribar a la solució encara que sigui amb un mètode no massa satisfactori:


Bon any 2017 (Solució) (+/- Mostra/Oculta)


I per acabar...

De debò que no calen passis màgics i cerimònies per invocar la sort... proveu de somriure!


...

dijous, 11 d’agost del 2016

Recolzeu bé l'escala! Solució (2)


Aquesta és la tocardana continuació de Recolzeu bé l'escala! Solució (1) que començava a esbossar la solució del problema plantejat en Recolzeu bé l'escala! M'estalvio de tornar a enunciar-lo; fent clic en els enllaços anteriors, en veureu els detalls i l'inici del plantejament algebraic.

Ho havíem deixat en el sistema:

Una interpretació geomètrica

Abans d'abordar la solució algebraica, és interessant fer una lectura geomètrica de les dues equacions: són dues expressions implícites de dues còniques. Si representem els punts del pla que compleixen la primera igualtat (x2 + y2 = 9), obtenim una circumferència centrada en l'origen de radi 3. Si fem el mateix amb la segona expressió, apareixeran les dues branques d'una hipèrbola. Els nostres estudiants de batxillerat potser veuran més clar que (x – 1)· (y – 1) = 1 correspon a una hipèrbola si escrivim la segona condició en forma explícita: només cal multiplicar, i aïllar la y després de treure-la com a factor comú per arribar a y = x/ (x  – 1). El sistema d'equacions es converteix –no per art de màgia– en el gràfic que podeu veure a continuació i que ha estat elaborat servint-se de GeoGebra:

Les dues còniques associades al problema (captura de GeoGebra)

Tal com podem observar, el sistema té quatre solucions reals (corresponen a les coordenades dels punts vermells de la imatge anterior), però només els dos punts del primer quadrant són solucions de l'enunciat geomètric ja que necessitem que, tant la coordenada x com la y, siguin positives. Però què passa si representem l'escala de 3 metres i el cub en el gràfic?

Les dues maneres de recolzar l'escala (captura de GeoGebra)

Les dues possibles posicions de l'escala estan representades pels segments A'I i B'G. Suposo que no cal entrar en detalls i que és fàcil deduir que les coordenades del punt A, per exemple, són (A', I)...

Els antics grecs donarien el problema per solucionat i els enginyers primmirats, que s'haguessin resistit a fer un simulació del problema amb l'escaleta i el cub, també. Les dues solucions aproximades són les simètriques:

x ≈ 1,67 m; y ≈ 2,49 m
x ≈ 2,49 m; y ≈ 1,67 m


La solució analítica exacta

Però nosaltres, com a bons matemàtics postpitagòrics, volem la solució exacta amb totes les expressions radicals que calguin!

Partirem del sistema inicial, però amb l'incògnita y ja aïllada de la segona equació:

\begin{cases}x^2 + y^2 =9\\y = \dfrac { x }{ x-1 }\end{cases}
Substituïm aquest valor de y a la primera equació, operem (amb molt de compte amb les identitats notables!) i ens trobarem amb l'equació:

\(x^4-2x^3 -7x^2 +18 x -9 = 0\)

Nota i proposta d'exercici: Per a la majoria dels nostres alumnes de secundària passar del sistema a aquesta equació ja és un exercici prou complicat. Volgudament, m'he estat d'indicar-ne els passos detallats per si algú, agosarat, accepta el repte de reconstruir el procés.

Si voleu solucionar aquesta equació de quart grau a mà i de forma exacta, el mètode és un pèl pesat i treballós (podeu escatir el mètode a aplicar en aquesta entrada de Gaussianos, per exemple; o, amb més deteniment, si us descarregueu el document d'Arnold Oostra d'aquí). Una vegada tenim els valors de x, determinar els valors de y corresponents, és força senzill. Jo vaig tirar pel dret i vaig utilitzar el programa d'origen rus  UMS que –tot i la cantarella, en l'idioma que triiïs, que acompanya, el procés de resolució– va arribar correctament a les solucions exactes. Les que ens interessen, x i y positives, són:

\(x =\dfrac{1+\sqrt{10}-\sqrt{5}+ \sqrt{2}}{2}; y =\dfrac{1+\sqrt{10}+\sqrt{5}- \sqrt{2}}{2} \)

i l'altra solució, amb els valors intercanviats:

\(x =\dfrac{1+\sqrt{10}+\sqrt{5}- \sqrt{2}}{2}; y =\dfrac{1+\sqrt{10}-\sqrt{5}+ \sqrt{2}}{2} \)

Una altra nota amb proposta d'exercici: En  Recolzeu bé l'escala! Solució (1) ja vaig indicar un mètode alternatiu que proposa Lenok, comentarista d'aquest blog. Ella arriba, utilitzant WolframAlpha per solucionar el sistema, a unes solucions d'aparença diferent:

\(x =1 + \dfrac{1}{2}(-1+\sqrt{10}+ \sqrt{7-2 \sqrt{10}})\)
\(y =1 + \dfrac{1}{2}(-1+\sqrt{10}- \sqrt{7-2 \sqrt{10}})\)

Podeu demostrar que les solucions són idèntiques a les obtingudes amb el programa anterior (UMS)?
Pista: Negligiu la part racional de les dues solucions, aparentment diferents, i eleveu al quadrat la resta de l'expressió per tal de comprovar-ne la identitat.

I fins a la propera entrada...

Déu n'hi do el que dóna de si un problema amb un enunciat tan simple! A més, ens queda feina pendent: demostrar que és possible solucionar-lo amb equacions biquadrades,  seguir la pista d'aquest enunciat a la xarxa...

De moment, però, ho deixarem aquí. Acabeu de passar un bon estiu!