diumenge, 17 de març del 2013

Saltem! Del dia de Pi al Cangur 2013


1. El dia de Pi

El passat dijous m'hagués agradat dedicar algun breu escrit al Dia de Pi, però a la feina estàvem acabant el trimestre i els tancaments d'avaluació de secundària no són els millors moments per a la creativitat ni per a la lírica. Per als llecs en els calendaris cerimonials matemàtics, comentaré que el 14 de març —mig en broma— se celebra el Dia de Pi perquè, tal com s'indiquen les dates als Estats Units (mes/dia/any), 3/14 coincideix amb els tres primers dígits de Pi. El Senyor Pi em sabrà perdonar si té a bé considerar els molts escrits que ja li he dedicat (vegeu, per exemple, El dia de Pi (III). Posem-hi música).

D'altres, més destres, li van fer els honors que es mereix. Em permeto recomanar-vos tres enllaços:

L'algorisme de Chudnovsky

A Gaussianos, el meu web de capçalera, ens van parlar de l'algorisme dels germans Chudnovsky per calcular decimals del nombre Pi (El algoritmo de Chudnovsky, o cómo se calculan los decimales de Pi en el siglo XXI). Aquest impressionant algorisme permet calcular catorze decimals exactes d'aquest nombre irracional en cada "iteració" (sóc conscient que aquí utilitzo "iteració" en un sentit no massa rigorós). Ja havia explicat alguns mètodes de càlcul dels decimals de Pi en Com es poden calcular els decimals de Pi? i en El dia de Pi (II). El determinisme de l'atzar, però la potència del mètode dels Chudnovsky deixa enrera la majoria dels mètodes dels quals he parlat (que d'altra banda, són més fàcils de justificar teòricament).

Algunes propostes per al dia de Pi

A microsiervos adopten un to més festiu i, després de proposar algunes boges activitats per al dia de Pi (¡Feliz día de pi!), ens indiquen com podem aproximar Pi amb bales (de les de jugar! d'aquelles que en castellà en diuen "canicas" i a La Garriga, "caliues").

I que no falti la música!

Sense demanar perdó als melòmans, El espejo lúdico ens proposa una cançó a Feliz día de PI.

Per acabar aquest apartat, jo sí que demano perdó, si els he ofès en alguna cosa, als creients en Tau (The Tau Manifesto) que els heretges, corrent majoritari, coneixem com 'dosPi'.  


2. La Prova Cangur 2013

I fent un saltet, de cangur i de set dies, anem del Dia de Pi al dijous 21 de març que celebrarem a casa nostra la Prova Cangur. Com que d'aquesta  festa de les matemàtiques  n'he escrit a bastament en aquest bloc (o blog), us emplaço a que, si la desconeixeu, cliqueu en la categoria Cangur  per informar-vos, si us plau.

Cartell del Cangur 2013

Ah! i deixeu-me dir als milers d'alumnes de 2n cicle d'ESO i de Batxillerat de Catalunya que hi participaran: passeu-vos-ho bé! I si encara voleu fer una mica d'entrenament per a la prova, recordeu que en el web del Cangur hi ha, a part de les preguntes i solucions d'altres edicions, unes variades Propostes diverses per tal de practicar el raonament matemàtic. 

dilluns, 18 de febrer del 2013

Les beques CiMs-CELLEX i una demostració trivial


Des del curs passat, la fundació privada CELLEX, presidida pel químic i empresari Pere Mir (si en desconeixeu l'obra, podeu llegir "Mecenas en el hospital" i Mecenes per a la Ciència), ofereix el Programa CiMs-CELLEX que atorga una beca a 24 alumnes de secundària de Catalunya que els permet cursar un Batxillerat Internacional en Ciències i Tecnologia en el centre Aula Escola Europea (Barcelona) o en l'Institut Jaume Vicens Vives (Girona). Em sembla un projecte interessant ja que, a part d'oferir un batxillerat 'avançat' en ciències i matemàtiques per a estudiants que el poden, i volen, aprofitar, inclou estades d'estiu en centres de recerca. El diari La Vanguardia va publicar, el 13 de gener d'enguany, la notícia "Aventureros matemáticos" on es parlava del lliurament de les beques als alumnes del curs actual i de la convocatòria del procés de selecció per al curs vinent. TV3 també es va fer ressó de la notícia, ho podeu comprovar en el vídeo Beques a l'excel·lència.

Si heu fet clic en el darrer enllaç i heu vist el vídeo, permeteu-me una digressió. Quan he passat aquestes imatges en alguna de les meves classes, passant diverses vegades per l'entrada del professor a l'aula (només per provocar), alguns alumnes m'han dit "Que vols que ens aixequem quan entris?". Evidentment, no crec que aquesta qüestió formal sigui important, però el rerefons és un altre. Tal com va indicar un professor de secundària en una carta al director —crec que en La Vanguàrdia (en una polèmica, a propòsit del tractament de vostè, l'aixecar-se al començament de les sessions de classe, etc.), però no he pogut trobar la referència—, és impossible que els alumnes es posin dempeus perquè per fer-ho, haurien d'estar asseguts i atents a l'entrada d'algú, i això no acostuma a passar.

Tornem al tema principal! Si sou alumnes de 4t d'ESO i voleu optar a alguna d'aquestes escasses beques, encara hi sou a temps! Us podeu inscriure, de fet ho han de fer els vostres pares, fins el 24 de febrer. Compte, però, que sembla que les proves són exigents —no podria ser d'una altra manera. Una alumna de batxillerat que va partipar en el procés de l'any passat, recordava que li van demanar la següent demostració:



Els nombres imparells i els múltiples de vuit

Demostreu que, si al quadrat de qualsevol nombre imparell li restem 1, el nombre resultant és múltiple de vuit.

Demostració (28 de febrer de 2013) (+/- Mostra/Oculta)

Com que ja han passat deu dies des de la publicació de l'entrada, procedeixo a donar la demostració.

Els nombres imparells es poden indicar, algèbricament, de la següent manera: 2n + 1, amb n = 0, 1, 2, 3...

Els múltiples de 8 prenen la forma 8k, amb k = 0, 1, 2, 3...

(1) Volem demostrar que (2n + 1)2 – 1 =  8k

(2) Desenvolupem el quadrat: 4n2 + 4n + 1 1 = 8k

(3) Dividim l'expressió resultant per 4: n2 + n  = 2k

(4) Traiem n factor comú, en el primer membre: n · (n + 1) = 2k

La majoria d'alumnes de secundària es queden "enganxats" en aquest darrer pas i, de fet, no cal fer cap més operació! Només hem de raonar!

Si la igualtat (4) és una identitat (és a dir, és certa per a qualsevol valor de n), com que totes les igualtats són equivalents (un matemàtic les podria enllaçar amb el símbol ⇔), podem tornar cap amunt, anar de (4) a (1), i, per tant, (1) també serà certa per a tot valor de n.

I és evident que (4) és una identitat! n · (n + 1) és el producte de dos nombres consecutius (el primer ha de ser parell i l'altre senar o a l'inrevés) i 2k és un nombre parell. L'expressió (4) ens indica, ni més ni menys, que el producte de dos nombres consecutius és un nombre parell. Com que això és cert sempre, (1) també ha de ser-ho, quod erat demonstrandum
.

Una altra demostració (29 de juliol de 2013) (+/- Mostra/Oculta)

Podeu llegir una altra demostració en un dels comentaris d'aquesta entrada. Me l'ha enviat un tal Ferdinand, amb data 29 de juliol, i la trobo senzilla i elegant. Com que és possible que en l'apartat de comentaris us passi desapercebuda, la incloc, amb data 3 d'octubre de 2013, en el cos de l'article.

(1) Desenvolupem l'expressió (2n + 1)2 – 1:

(2n + 1)2 – 1 = 4n2 + 4n + 1 1  =  4n2 + 4n = 4n · (n + 1)

(2) Tal com explica Ferdinand, procedim a la distinció de casos:

  • Si n és parell, 4n · (n + 1) és múltiple de 8 (4n ho és).
  • Si n és imparell, 4n · (n + 1) és múltiple de 8 (4 (n + 1) ho és).

I de nou, quod erat demonstrandum!
   



A mi, la demostració em sembla senzilla, quasi trivial. Però, quan em vaig parar a pensar amb més deteniment, em vaig adonar d'una mena d'estafa continuada de l'educació matemàtica a secundària: la majoria dels nostres adolescents no s'han hagut d'enfrontar a classe amb una pregunta semblant. Fem matemàtiques, però no els deixem gaudir del mètode matemàtic, ni en el seu nivell més senzill. He proposat aquesta qüestió a alumnes de 4t d'ESO i la primera reacció és de sorpresa. Ho hem de demostrar per a TOTS els nombres imparells! Després alguns són çapaços d'avançar-hi força, utilitzant el llenguatge algèbric, però incapaços d'arribar al final perquè se'ls escapa una evidència que tenen davant del nas.

Com que no us vull privar, almenys, de l'intent, deixaré passar uns dies abans de donar-vos una demostració. M'agradaria rebre comentaris d'aquells que ho aconsegueixen o es troben en un atzucac. Si us plau, no sigueu massa explícits i no expliqueu detalls importants del vostre mètode.

Nota bene: El temari d'enguany en la prova de selecció d'aquestes beques sembla que es restringeix al temari oficial de l'ESO (ho podeu veure en el web CiMs- CELLEX en l'apartat temari). Segurament això voldria indicar que quedarien descartades qüestions semblants a aquesta que us he proposat.

dilluns, 11 de febrer del 2013

Hem pintat la façana!


Fa uns anys, el filòsof José Pablo Feinmann va provocar una certa polèmica a l'Argentina quan va afirmar que "cualquier pelotudo tiene un blog" (podeu veure Feinmann fent aquesta declaració en el vídeo Feinmann ataca). Molts blocaires se li van llençar a la jugular i no els faltava part de raó: podia haver dit "boludo" o "huevón", però es va decantar —amb la precisió terminològica típica de filòsofs i matemàtics— pel més agressiu "pelotudo". La meva intenció no és iniciar un curs de dialectologia, però si voleu escatir les subtileses de l'ús d'aquests tres mots feu clic aquí.

Deixem-nos de bromes i anem al gra: no sé dins de quina tipologia blocaire em classificaríeu, però aquest pobre bloc pateix un cert abandó. I no serà per falta d'idees! Però la feina diària, i que les entrades em surten cada vegada més recargolades, fan que els escrits vagin degotant — permeteu-me el castellanisme— de Pasqües a Rams. A més, l'aparença del I ara! Matemàtiques? no ha canviat des dels seus inicis. El nen se'ns ha fet gran, però encara porta el mateix vestidet!

Així el vèiem des del 2010

Com que el Sr. Google ens facilita molt el canvi d'aspecte (de plantilla, dirien els tècnics), he decidit que d'avui no passa i m'he posat a pintar la façana del bloc. Ja em direu si això fa que l'edifici sembli nou. És una petita renovació formal que hauria d'anar acompanyada d'altres millores que, al pas que vaig, cauran poc a poquet. Comprovareu que he fugit de fons de pantalla cridaners i de colors llampants, i he optat per una estètica austera i freda... Escrivint aquestes darreres paraules he recordat aquella frase, sempre trossejada i sovint mal traduïda, de Bertrand Russell: "Mathematics, rightly viewed, possesses not only truth, but supreme beauty — a beauty cold and austere, like that of sculpture..." Però d'això ja en parlarem un altre dia, que ara no toca!

Posats a netejar-li la cara al bloc, m'he carregat la presentació que, omnipresent, ens acompanyava en la lectura dels articles i que insereixo aquí per a la posteritat:

Presentació primigènia del bloc

N'haig de redactar una altra i posar-la en un lloc més discret, però no facis avui allò que puguis fer demà! Comentar alguna cosa més de Russell, per exemple.

dimarts, 22 de gener del 2013

Ferran Sunyer i Balaguer (1912-1967)


Introducció

Acabo de comprovar, una mica avergonyit, que de les 105 entrades que ara mateix hi ha en aquest bloc, només una està dedicada a un matemàtic català (Puig i Adam: les matemàtiques i la seva didàctica). Evidentment, en d'altres escrits han anat apareixent d'altres noms de matemàtics de casa nostra o referències al seu treball i em disculpa, en part, que sigui poc donat a encapçalar els escrits amb noms propis i poc partidari de les hagiografies laiques. La celebració de centenaris tampoc l'acabo d'entendre, però són una bona excusa per commemorar algun personatge o algun fet rellevant. Sense adonar-me, però, deixo escapar alguna oportunitat i, per exemple, no té perdó que hagi deixat transcórrer l'any 2011 sense ni escriure el nom d'un dels matemàtics amb més projecció dels nascuts a Catalunya: Lluís Santaló (1911-2001). Ha passat ja el centenari del seu naixement, però m'apunto en la llibreta de qüestions pendents, dedicar una entrada al doctor Santaló.

Només un any separa el naixement del matemàtic del qual parlaré ara, Ferran Sunyer i Balaguer, del naixement de Santaló, i és interessant comparar les seves trajctòries vitals: Santaló es va exiliar a Argentina acabada la Guerra Civil Espanyola i es va formar en matemàtiques seguint la via més formal (va fer la carrera a Madrid, després va seguir els estudis a Alemanya i es doctorà a Hamburg); Sunyer i Balaguer es va anar formant de manera autodidacta i va desenvolupar bona part del seu treball a Espanya. 

És probable que, si encara no heu sentit parlar de Sunyer i Balaguer, enguany en rebeu informacions diverses. I és que en el món de les forces mediàtiques (periodistes, escriptors, etc.) hi ha una certa "conjura" informativa. Els mass media parlant d'un matemàtic? Us n'informo tot seguit, però abans us donaré alguns enllaços per conèixer la seva biografia i obra..

Ferran Sunyer i Balaguer

Una biografia imprescindible d'Antoni Malet

Hores d'ara el web Divulgamat de la RSME, no ha incorporat cap apunt sobre la biografia de Sunyer i Balaguer. Però, com que resulta que aquest web té un apartat anomenat Biografías de matemáticos ilustres (tots estrangers) i un altre que actualment es diu Biografías de matemáticos españoles (sense el "ilustres", els patriotes no se n'hauran adonat de l'acudit lògic i taxonòmic!) no m'estranya gens.

Per un apunt breu podeu consultar l'Enciclopèdia Catalana (aquí en línia) o la Viquipèdia (aquí), que en la seva versió catalana actual no explica cap mentida, però es podia haver estalviat alguna observació apologètica.

Ara mateix, la biografia de referència és una obra d'unes 300 pàgines que l'Institut d'Estudis Catalans va encarregar al matemàtic, especialista en Història de la Ciència, Antoni Malet que actualment treballa en el Departament d'Humanitats de la Universitat Pompeu Fabra. Afortunadament, us podeu baixar, legalment i íntegra, aquesta obra en format pdf si feu clic aquí: Ferran Sunyer i Balaguer (1912-1967), per Antoni Malet. En l'enllaç anterior, gentilesa de la Fundació Ferran Sunyer i Balaguer, a part de poder-hi llegir una breu ressenya biogràfica hi ha tres enllaços per descarregar l'obra completa (la portada, i el cos del llibre en dues parts).

 L'obra de Malet és més que una biografia de Sunyer i Balaguer ja que ens descriu la situació de la matemàtica a la universitat espanyola durant el franquisme, a tall d'exemple, té tot un capítol dedicat al Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) i ens informa puntualmernt de les relacions del nostre matemàtic amb els matemàtics espanyols (principalment, Ricardo San Juan) i les institucions de l'època. Detalla també els contactes de Sunyer i Balaguer amb la comunitat matemàtica internacional. És sorprenent com un matemàtic autodidacte (obté el títol de batxillerat, el de llicenciat i el de doctor quan ja havia fet contribucions destacables a la Teoria de Funcions) es posa en contacte amb matemàtics de renom internacional i n'obté el seu reconeixement. Per cert, uns d'aquests matemàtics va ser Szolem Mandelbrojt, oncle de Benoît Mandelbrot que va perdre la "j" del cognom (d'aquest darrer ja n'hem parlat aquí). El perfil professional de Sunyer va interessar fins i tot a la US Navy, la Marina dels Estats Units, que el va contractar.

Tot i que no s'està de parlar de matemàtiques en el cos del seu treball, Malet dedica un apèndix a indicar específicament les contribucions de Sunye a aquesta ciència, sense aprofundir-hi en la resta de capítols. Un altre tipus d'aportancions importants de Sunyer van ser lingüístiques: va adaptar alguns mots de la terminologia matemàtica a la llengua catalana (va suggerir, per exemple, l'ús de la paraula fita i els seus derivats per traduir bound (anglès), borne (francès) o cota (en castellà) i els seus derivats).

També podeu consultar en línia, a part d'aquesta treballada biografia, un fons bibliogràfic, bàsicament correspondència, en l'Arxiu Sunyer de la Universitat Autònoma de Barcelona.

Guaita, ara en parlen els diaris!

Com que de vegades les aboco pel broc gros, començaré dient que s'agraeix que els medis de comunicació trobin un raconet per parlar de matemàtics i matemàtiques, però sovint sap greu que no ho facin com caldria. Si heu consultat algun dels enllaços que he anat donant, ja ho sabreu, però fins aquí no he volgut remarcar una de les peculiaritats de Sunyer: patia una greu atròfia del sistema nerviós des del seu naixement que el va obligar a utilitzar una cadira de rodes durant tota la seva vida. De fet, no podia escriure i la seva correspondència i els seus treballs matemàtics els dictava primer a la seva mare i, més tard, a les seves dues cosines. Els primers contactes amb la literatura científica i matemàtica els va fer a través dels llibres que el seu cosí Ferran Carbona utilitzava per als seus estudis universitaris perquè Sunyer mai no va poder anar a escola. Doncs bé, els periodistes s'agafen a aquest "detall" i en treuen uns "enginyosos" titulars.

Durant la 62a Nit de Santa Llúcia, el desembre de 2012, es va lliurar el Premi Sant Jordi . El guanyador va ser Màrius Serra per la seva novel·la Plans de futur que té de personatge principal Ferran Sunyer. La Vanguàrdia amb la seva poca traça habitual per als titulars publicava un article el 15 de desembre de 2012 amb l'encapçalament:

Màrius Serra rescata el Hawking català (podeu consultar-lo en castellà: pàg. 38; pàg 39)

Això del "rescat" ja em va semblar lleig, però titllar a Ferran Sunyer de "Hawking català", encara més. El físic Stephen Hawking no té gaire semblances amb Ferran Sunyer, a part de l'ús de la cadira de rodes! Ni la malaltia que els va portar a la prostració és la mateixa, ni els va afectar a la mateixa edat, ni les seves trajectòries vitals són comparables, ni tan sols es dedicaven a la mateixa ciència. Ah, però si hi ha coses comparables! L'article de La Vanguàrdia el signava Josep Massot; uns dies més tard, Daniel Romaní titulava una notícia al ara.cat també de forma original: Ferran Sunyer, el Hawking català. No sé si hi ha hagut plagi o comparteixen un alt nivell de pensament i creativitat.

No cal dir que, si no us agrada llegir, podreu veure el documental.

Tot plegat dóna lloc per ironies diverses que em guardaré per a un altre espai. Com que, vist el caire i nivell que agafa l'assumpte, és probable que, d'aquí en endavant, només veureu fotografies de Sunyer en la seva cadira de discapacitat; em permeto reproduir una fotografia que apareix en el llibre de Malet de la seva infantesa i us convido a observar la cara del nen i oblidar la cadira dels genis.



Addenda del 16 de febrer de 2013

Em sembla que em vaig quedar curt en la crítica als titulars periodístics. A més del diaris citats anteriorment, La Vanguàrdia i Ara, El Periódico també va dedicar una notícia al flamant guanyador del  Premi Sant Jordi: Màrius Serra reinventa el matemàtic Ferran Sunyer;  amb el subtítol, no en podia ser cap altre, L'escriptor guanya el Sant Jordi amb una novel·la sobre el 'Hawking català'. Aquí Màrius Serra no rescata el matemàtic, com en La Vanguàrdia, sinó que el reinventa.

En l'entrada original no vaig comentar que, amb motiu del centenari, s'havia instal·lat a Figueres una exposició amb el títol de La superació d'un matemàtic, Ferran Sunyer i Balaguer (1912-1967). Aquesta exposició, que sembla que té un ànim itinerant, es pot visitar actualment a Girona i fins el 4 de març.

diumenge, 13 de gener del 2013

Benoît Mandelbrot (1924-2010)

Notes prèvies

Aquesta entrada vol ser la continuació de I les altres geometries?, on no us hauríeu de perdre el vídeo Les fractals i l'art de la rugositat en el qual el mateix Mandelbrot ens fa una presentació de la Geometria fractal.

Disculpeu el títol tan eixut (només un nom i dos anys), però quan a la xarxa he consultat les notícies que es van publicar arran de la mort de Mandelbrot i he llegit encapçalaments com "El hombre fractal" (sic), "He gave Us Order Out of Chaos", "The father of Fractal Geometry" m'he adonat de la vacuïtat dels suposats títols cridaners o creatius, que curiosament es plagien i tradueixen a diversos idiomes i no aporten gaire cosa als escrits. Per tant, he decidit no dedicar gens de temps a aquest aspecte que no em farà perdre lectors (el nombre d'aquests no pot ser negatiu!). El títol més encertat dels que he trobat ha estat Benoit Mandelbrot el matemático que amplió el concepto de geometría, però és un pèl llarg .

En lloc de fer un escrit lineal, m'ha semblat que seria més útil proporcionar-vos enllaços a pàgines que ja ens informen amb rigor de l'obra i vida del matemàtic polonès, francès i nord-americà (per aquest ordre) Benoît Mandelbrot.

Benoît Mandelbrot (fotografia extreta de la seva pàgina personal a la Yale University)

Ningú s'ho havia plantejat? La geometria fractal

Pot resultar sorprenent el fet que, fins a Mandelbrot, ningú no s'hagi preocupat de teoritzar una geometria que s'aproximi a moltes formes i estructures que apareixen de manera natural, ja siguin accidents geogràfics, estructures anatòmiques animals o vegetals, etc. Us estalviaré detalls de coliflors o falgueres, pero observeu les ramificacions, ben poc euclidianes, dels pulmons (i si voleu llegir un curiós estudi experimental, feu clic a Caracterización de la geometría fractal del árbol bronquial en mamíferos):


Un dels articles famosos que van donar inici a aquesta geometria portava el sorprenent títol, i més en un context matemàtic, de How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension. El podeu consultar amb anotacions i comentaris posteriors del mateix autor (aquí) o  veure'n alguna ressenya:

Un conjunt amb nom propi: el conjunt de Mandelbrot

No hi ha massa matemàtics que hagin donat el seu nom a algun conjunt i tres dels casos més coneguts corresponen a conjunts fractals:

Algunes biografies de Benoît Mandelbrot

Si només en voleu llegir una, aneu a l'enllaç següent del MacTutor de la Universitat de St Andrews (ja n'he elogiat la qualitat aquí): Benoit Mandelbrot a MacTutor. A més, des d'aquesta pàgina podeu accedir a d'altres bons materials, per exemple a A History of Fractal Geometry.

Si voleu que el mateix Mandelbrot us expliqui la seva vida, cliqueu a Benoit Mandelbrot a Web of Stories.

I si teniu problemes amb l'anglès, sempre us quedaran l'edicions en català o castellà de Wikipedia!

Alguns "cursos" de geometria fractal

Només per "passejar-s'hi" ja està bé, Fractal Geometry de la Universitat de Yale. Sense esmerçar-m'hi gaire i per allò de "si està en anglès, quina mandra...", he trobat un resum d'un curs de Introducción a la Geometría Fractal  impartit a la Universidad Nacional de Colombia (però és del 2006 i alguns enllaços que apareixen en el text ja no funcionen). Una versió més visual i lúdica la teniu a FractFinder.

Què ens queda en el tinter?

La generació informàtica d'estructures fractals s'ha utilitzat amb resultats interessants en el món de l'art i, en particular, per crear escenaris i paisatges en el cinema o en els jocs informàtics. Deixarem els comentaris d'aquesta part més artística per a una altra ocasió.