sábado, 1 de agosto de 2015

Feria Internacional del Libro 2015


Por estos días se viene realizando la 20edición de la Feria Internacional del Libro de Lima (FILL). Como todos los años suelo visitar la feria por lo menos dos veces. Siempre es grato y relajado pasearse por los diversos stands, darle una mirada a los distintos títulos que exhiben y aprovechar las ofertas que se nos ofrece. Como es de esperarse la mayor oferta de libros está en el campo de la literatura entre novelas y cuentos. También encontramos gran cantidad de libros de autoayuda, liderazgo, temas de salud y para niños. Un poco más escasos son los títulos de diferentes especialidades como Derecho, Marketing, Economía, Psicología, Política y Cine, entre otras. Aunque no se limitan solo a eso, como se podrá imaginar mis búsquedas van por el lado de libros asociados con las matemáticas y, en esta área, lastimosamente es muy poco lo que se puede encontrar. No me refiero a libros de ejercicios o problemas, de este tipo tenemos al menos dos stands relacionado con lo preuniversitario, sino a libros que permitan a los docentes conocer más acerca del área matemática. Considero que en cuanto a la educación básica o universitaria se refiere, el docente de matemáticas no solo debe saber la teoría y práctica de los temas a tratar sino también su historia, aplicaciones, importancia y relaciones con otras áreas. Además de los diferentes enfoques educativos, las últimas tendencias y las diversas formas de abordar los contenidos atendiendo los diferentes estilos de aprendizaje y los medios tecnológicos que se tienen a la mano. Sobre esto hay poco y lo que hay o bien es repetitivo (de ferias anteriores) o bien es caro. 

Si la oferta de libros internacionales de contenidos matemáticos es limitada, la oferta de libros de contenidos matemáticos de autores nacionales es prácticamente nula. Si bien en nuestro país existe una gran oferta de libros y folletos de matemáticas orientado al sector preuniversitario no son estos los contenidos que demandamos. Esta oferta preuniversitaria se debe en gran medida al papel que jugaron las academias como puente del colegio a la universidad. Si bien hoy en día aún algunas academias siguen cumpliendo esta misión fue en las décadas de los 80´s y 90´s donde el poco número de universidades así como la dificultad de los exámenes de ingreso a las mismas, sobre todo las nacionales, posibilitó la elaboración de materiales y separatas de clase. Estas producciones fueron luego recopiladas, corregidas, aumentadas y en general mejoradas para convertirse en un libro. Así tenemos, entre las más destacadas y numerosas, las publicaciones de Lumbreras que edita los materiales de las academias César Vallejo y Aduni. En Lima tenemos lugares como las librerías en las cercanías de la UNI y San Marcos, el jirón Quilca y la popular feria permanente del jirón Amazonas donde podemos encontrar títulos preuniversitarios de matemáticas de Lumbreras, otras academias y centros preuniversitarios así como de profesores que en un esfuerzo, muchas veces individual, nos han hecho llegar sus producciones. Se trata de diferentes propuestas, estilos, calidades y precios que permiten a un estudiante o docente interesado escoger entre una variedad de libros preuniversitarios. Insistimos en que estos no son los contenidos matemáticos a los que hacemos referencia y que consideramos de interés docente.

En tanto hay una demanda por la preparación preuniversitaria resulta natural que esta haya motivado la producción de publicaciones preuniversitarias nacionales orientadas a estudiantes. No parece ocurrir lo mismo con publicaciones nacionales de contenidos matemáticos orientados a docentes. Se pueden señalar diferentes hipótesis del porque nos encontramos en este estado. No entraremos en describir las mismas solo mencionaremos que una de ellas se relaciona con no estimular su demanda. Esperemos que en próximas ediciones de la FILL podamos encontrar una oferta creciente y variada de publicaciones nacionales e internacionales de contenidos matemáticos de interés docente.

sábado, 13 de junio de 2015

Calculadoras y aplicaciones en la clase de matemática ¿por qué no?

Hace poco participé como invitado a un taller acerca del uso de la calculadora en las clases de matemática. Me resultó muy grato este encuentro debido a que en el 2008, y después de un año que me tomó escribirlo, se publicó mi libro “Matemática y pensamiento crítico. Una aplicación a la Trigonometría” donde dediqué un capítulo al uso de la calculadora y mencionaba muchas de las cosas que señalaron los panelistas durante el taller. Han pasado 15 años desde entonces y aún hoy encontramos docentes de instituciones educativas, muchos de ellos del nivel superior, resistentes a permitir su uso en las clases de matemáticas.

Uno de los argumentos más citados en contra de su uso es que la calculadora reduce la adquisición de destreza en las operaciones básicas. Quienes, como yo, estamos a favor del uso de la calculadora pensamos en esta herramienta como un complemento y no como un sustituto. En los primeros grados debe trabajarse la destreza de realizar cálculos básicos con lápiz y papel. Se debe aprender los algoritmos de las operaciones elementales, ganar seguridad y rapidez en su aplicación, ejercitar el cálculo mental, validar sus resultados y comprender el significado de los mismos. Hay quienes señalan que operaciones con números de hasta dos cifras deben hacerse con lápiz y papel, pero para números más grandes deben usarse las calculadoras. Incorporar el uso de las calculadoras en el aula debe reservarse para cuando esto se haya logrado. Introducimos la calculadora buscando que el estudiante entienda las matemáticas mejor, no peor. Con ello buscamos trabajar otras capacidades evitando la sobrecarga en operaciones básicas. El uso de la calculadora disminuye el tiempo dedicado a los cálculos y proporciona a los estudiantes y docentes más tiempo para concentrar el esfuerzo y la atención en la comprensión de conceptos, elaboración de estrategias y discusión de argumentos. Cuando las calculadoras son usadas apropiadamente mejoran el aprendizaje de las matemáticas y facilitan su comprensión.

El Consejo Nacional de Profesores de Matemáticas (NCTM), la organización de educación matemática más grande del mundo, declara que las calculadoras  tienen un importante papel en el apoyo y la promoción del aprendizaje de matemáticas elementales. Contrariamente a lo que se piensa las investigaciones han evidenciado que el uso de la calculadora puede promover la adquisición de la destreza en las operaciones. Además de promover el aprendizaje de otras ideas matemáticas y el desarrollo de estrategias no formales que les proporcionan bases más sólidas para sus estudios posteriores en matemáticas. Podemos no estar de acuerdo con el uso de la calculadora en la educación básica, discutir en a partir de qué grado se debe permitir su uso o en qué tipo de ejercicios, actividades o temas pueden ser usadas. Sin embargo considero que en la educación superior universitaria se debe promover su uso en los cursos de matemáticas para ganar velocidad y precisión en los cálculos. Con más tiempo para trabajar en la adquisición de conceptos nuevos y resolución de problemas podemos enfatizar en importantes aspectos como 1) comprender el problema o situación propuesta; 2) hacer conjeturas; 3) identificar las variables e incógnitas involucradas, sus significados y unidades; 4) proponer estrategias de solución y su planteamiento; y 5) la interpretación de los resultados obtenidos.


En mi experiencia docente permitir y promover el uso de la calculadora científica me ha permitido abordar situaciones problemáticas reales y realistas. Tomar los datos tal y como son en la realidad y operar con ellos sin temor alguno aumenta el interés de mis estudiantes por los temas tratados y con ello valorar la importancia que tienen las matemáticas en diferentes situaciones de nuestra vida cotidiana. Estos aspectos contribuyen con la democratización de las matemáticas y a mejorar la actitud hacia las matemáticas. 

Modelos recomendados Casio fx-570 o Casio fx-991

miércoles, 18 de marzo de 2015

El día del número PI

El pasado 14 de marzo del 2015 se celebró el día de PI. Grupos de todo el mundo realizaron distintas actividades para festejar esta fecha, véase por ejemplo en Twitter #piday2015. Esta fecha anotada en la forma Mes.DíaAño, es decir 3.1415, nos da los primeros números de la secuencia de PI. Más exactamente a las 9 horas, 26 minutos y 53 segundos de ese día se dio el momento en el que los números ordenados según Mes.DíaAñoHoraMinutosSegundos coincidían con los diez primeros números de la secuencia de PI.
3.141592653...
Lo singular radica en que esta coincidencia en la secuencia no volverá a ocurrir sino hasta después de cien años. Puede revisarse el siguiente enlace t.co/Grkwh7qhDF para más datos curiosos acerca de esto. 
Como se sabe PI es un número irracional. Esto es un número decimal infinito no periódico. Con la ayuda de las computadoras se ha podido encontrar PI con más de un millón de decimales. 
En su blog Stephen Wolfram, CEO de Wolfram Research, comparte una entrada Find your PI Day donde ingresando tu fecha de nacimiento podrás encontrar dichos números en algún momento de la secuencia infinita de dígitos de PI. Por ejemplo el mío apareció después de 7702 dígitos. Anímate a encontrar el tuyo.


miércoles, 4 de marzo de 2015

Álgebra de límites

En esta entrada compartimos las demostraciones de las principales reglas del álgebra de límites de funciones de una variable.



Pueden descargar el documento AQUÍ

domingo, 12 de octubre de 2014

Series trigonométricas

La matemática es una ciencia deductiva. A partir de la definición de un objeto matemático podemos deducir algunas de sus propiedades. En la Trigonometría, una de las ramas de las matemáticas elementales, el concepto de razón trigonométrica es uno de los fundamentales. Razones trigonométricas (RT) como el seno, coseno y tangente relacionan los lados y ángulos de un triángulo plano lo que permitió al hombre hacer medidas indirectas como calcular la altura de una montaña o la distancia entre dos ciudades. Las RT posibilitan un conjunto de identidades trigonométricas, fundamentales y derivadas, entre las que se incluyen las relacionadas con sumatorias. 
Así tenemos que partiendo de la definición del seno y coseno de un ángulo (simple) podemos desprender una identidad para el seno y coseno de la suma o resta de dos ángulos (compuesto). A partir de las identidades del ángulo compuesto podemos transformar el producto de senos y/o cosenos en la suma o resta de senos y cosenos. Esto permite deducir una fórmula para la suma de senos y cosenos de ángulos que siguen una progresión aritmética. 
Compartimos un documento donde, a partir de las fórmulas de transformación de producto a suma/diferencia, se deducen un conjunto de fórmulas de series trigonométricas.
Ver documento AQUI 

Acerca de las demostraciones en matemáticas

Razonamiento y demostración es una de las capacidades matemáticas fundamentales del Diseño Curricular de la Educación Básica. Demostración es un razonamiento mediante el cual se establece la verdad de una proposición. Esencialmente demostrar consiste en probar. Por lo que demostrar la verdad de una proposición matemática significa probar, usando el razonamiento, que lo que dice la proposición matemática es verdadero. La matemática se construye a partir de definiciones y axiomas. Las primeras definen los objetos matemáticos y las segundas son enunciados cuya verdad admitimos sin necesidad de demostración. Las definiciones permiten describir propiedades del objeto matemático. Así, bajo el marco de los axiomas que rigen diferentes objetos matemáticos, la combinación de sus propiedades permite enunciar un conjunto de proposiciones matemáticas. Estas proposiciones pueden ser presentadas como propiedades, lemas, teoremas o corolarios.
Demostrar la verdad de una proposición matemática supone el uso de definiciones y otras proposiciones relacionadas presentadas anteriormente. Pero también supone hacer explícitos un conjunto de pasos que, debidamente justificados, permitan mostrar la verdad de la proposición matemática. Lo fundamental en la demostración es la forma como justificamos los pasos que seguimos al demostrar. Justificamos 1) citando definiciones y/o proposiciones matemáticas previas; 2) al obtener consecuencias lógicas de la aplicación de las proposiciones previas sobre lo definido; 3) al desprender expresiones equivalentes al aplicar una fórmula o identidad. Distintas taxonomías del dominio de la matemática consideran la actividad cognitiva de demostrar como perteneciente a los niveles superiores. Por tanto desarrollar la capacidad de demostrar supone haber desarrollado otras actividades cognitivas.

No existe un modelo único para demostrar una proposición matemática. Una razón de ello tiene que ver con el nivel que se quiera mostrarla. Aunque se hayan detallado lógicamente, en una demostración Lages (1998) considera admisible usar resultados verdaderos, intuitivamente obvios, que son considerados evidentes por los alumnos. El nivel de rigurosidad empleado en la demostración depende, o debería depender, del nivel de profundidad con que se estudian los objetos matemáticos. Esto, a su vez, depende (o debería depender) de los objetivos educacionales que corresponden a la naturaleza del curso de matemática que se desarrolla. Otra razón es el lenguaje empleado en la demostración. Se puede justificar predominando el uso del lenguaje natural o predominando el uso del lenguaje matemático. Esto depende en gran medida del área matemática que se trate. 
Leer más AQUI

Teorema del valor intermedio

Teorema del valor intermedio (TVI)
Si f es una función continua en el intervalo cerrado [a,b] y sea N un número estrictamente entre f(a) f(b), entonces existe al menos un número c en ]a,b[ tal que f(c)=N.

El teorema del valor intermedio (TVI) afirma que si f es una función continua en un intervalo cerrado [a,b] y escogemos un número real N comprendido entre los valores de la función en los extremos del intervalo cerrado, es decir entre f(a) y f(b), siempre será posible encontrar en la gráfica de f al menos un punto de coordenadas (c,N) donde c está comprendido entre a y b
Si f es continua en [a,b], entonces su gráfica es una curva sin huecos ni saltos. Luego podemos desplazarnos a través de dicha curva desde el punto (a,f(a)) hasta el punto (b,f(b)), sin ninguna interrupción. De aquí que si N es un número comprendido entre f(a) y f(b) la recta y=N corta a la gráfica de f en un punto cuya abscisa c está comprendida entre a y b.
El TVI es un teorema de existencia. Los teoremas de este tipo afirman la existencia de un número siempre que se cumplan determinadas condiciones. Su importancia radica en garantizar la existencia del número aunque no sepamos su valor. 
Si del TVI consideramos el caso en que f(a) es negativo y f(b) es postivo, tenemos que 0 está comprendido entre f(a) y f(b) por lo que podemos afirmar la existencia de un c en ]a,b[ tal que f(c)=0. Esta consecuencia del TVI, conocida como corolario del teorema del valor intermedio, permite afirmar la existencia de raíces o soluciones de la ecuación f(x)=0.
Compartimos algunos ejercicios de aplicación del TVI.
Pueden descargar el documento AQUI

Monotonía de una sucesión

Como sabemos una sucesión es un conjunto de números reales escritos en un orden definido. Así toda sucesión tiene un primer término, un segundo término, un tercer término, etc. De este modo a cada número natural "n" le corresponde un único número real llamado "término de lugar n" o "término enésimo" de la sucesión. Debido a esto las sucesiones son consideradas funciones con dominio el conjunto de los números naturales.
La monotonía (o monotonicidad) es una característica de algunas sucesiones. Decimos que una sucesión es monótona si esta es creciente o decreciente. 

  • En una sucesión creciente el término de lugar "n+1" es mayor o igual que el término de lugar "n".
  • En una sucesión decreciente el término de lugar "n+1" es menor o igual que el término de lugar "n". 

Las sucesiones son infinitas por lo que no podemos numerar todos sus términos, sin embargo es posible intuir su monotonía a partir de los primeros términos. Dada la regla que define una sucesión podemos estudiar (o probar) su monotonía de diferentes formas. Compartimos un documento donde se muestra cuatro formas de hacerlo. 

Puede descargarse el documento AQUI

sábado, 3 de mayo de 2014

Euler y una osada analogía

En su libro Matemática y Razonamiento Plausible, George Polya señala que la analogía parece tener participación en todos los descubrimientos. Polya describe como Leonhard Euler (1707-1783), utilizando de manera osada la analogía resolvió la suma de la serie infinita formada por los cuadrados de los recíprocos de los números naturales:


1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + 1/25 + ...

Esta serie había sido estudiada por Jacques Bernoulli (1674-1705) quien no llegó a dar con la solución y escribió “Si alguien encuentra lo que hasta ahora ha resistido nuestros esfuerzos y nos lo comunica le estaremos muy agradecidos por ello.” Polya señala que la analogía empleada por Euler le había conducido a una conjetura extraordinariamente osada. Esta osada analogía merece compartirse y apreciar toda la genialidad de Euler. En las siguientes líneas describimos el proceso seguido. 

Referencia:
Polya, G. (1966) Matemática y Razonamiento plausible. Editorial Tecnos, Buenos Aires, pp. 43-46

sábado, 5 de abril de 2014

La geometría detrás del fallo de la Haya

Los antiguos griegos solían construir sus objetos geométricos utilizando regla y compás. De aquí su manejo de conceptos como punto, recta y distancia. La geometría es la rama de las matemáticas que estudia las figuras geométricas y fue Euclides de Alejandría (325a.C.–270a.C.) quien sentó sus bases. En su obra “Los Elementos”, partiendo de ciertos axiomas y definiciones, Euclides utilizó el razonamiento para demostrar de manera rigurosa teoremas que, a su vez, sirvieron para deducir un conjunto de propiedades asociadas con las figuras geométricas. El último enero de 2014 la Corte de la Haya dio su fallo respecto a la delimitación marítima entre Chile y Perú donde se establece una línea equidistante cuyo trazo se hace tomando en cuenta situaciones de la geometría Euclidiana.
Una revisión de los teoremas y problemas incluidos en Los Elementos muestra que era conocida la solución de la situación que describimos a continuación.
Situación problemática 1:
Dado un punto A exterior a una línea recta L y un punto B en L, encontrar un punto C en L tal que A equidiste de B y C.

Equidistar significa estar a igual distancia. Así entonces decir que el punto A equidista de los puntos B y C significa que la distancia de A a B debe ser la misma que la de A a C. Luego el problema consiste en ubicar, en la línea recta L, un punto C tal que la distancia del punto A (externo a L) a dicho punto C sea igual que la distancia del punto A al punto B (fijo en L). 
Figura 1

La figura 1 muestra que podemos ubicar en la recta L distintos puntos como C1, C2, C3 y C4 pero que no necesariamente cumplan la condición de equidistancia. Se puede demostrar que solo un punto la cumpliría. La resolución del problema es sencilla si nos basamos en conceptos básicos de la geometría. Tomando como centro el punto A y radio la distancia de A a B trazamos un arco de circunferencia que, como se indica en la figura 2, corta a la recta L en un punto. Este punto de corte es el punto C que buscamos. En efecto, la circunferencia es el lugar geométrico de todos los puntos que equidistan de un punto fijo. De aquí que el trazo de un arco de circunferencia nos permita encontrar la ubicación del punto buscado.
Figura 2

La situación 1 presentada inicialmente se puede replantear del siguiente modo.
Situación problemática 2:
Dado un punto A exterior a una línea quebrada L y un punto B en L, encontrar el punto C en L, más cercano a B, tal que A equidiste de B y C.
Línea quebrada es la compuesta por segmentos rectos consecutivos que siguen distintas direcciones. Igual que el caso anterior podemos ubicar en la línea quebrada L distintos puntos como C1, C2, C3 y C4 pero que no necesariamente cumplan la condición de equidistancia. A diferencia del caso anterior se puede encontrar en la línea quebrada más de un punto equidistante, sin embargo solo uno de ellos será el más cercano a B.
Figura 3

La solución de la nueva situación, considerando una línea quebrada, se encuentra siguiendo la misma estrategia que con una línea recta. Es decir trazando un arco de circunferencia de centro el punto A y radio la distancia de A a B. El punto de corte más cercano a B será el punto C buscado. Véase la figura 4.
Figura 4

Tomemos en cuenta la situación 2 y supongamos que el punto A es un punto en el mar, la línea quebrada L el perfil costero y el punto B un punto de la costa perfilada por L. Si C es un punto en la costa que debe cumplir la condición de equidistancia de la situación 2, es claro que dicho punto se puede encontrar siguiendo la estrategia descrita líneas arriba. Fue este el método seguido por la Corte Internacional de Justicia de la Haya para determinar el primer punto base en la costa peruana sobre el cual se trazaría la línea equidistante que fijaría los límites marítimos de Chile y Perú.
In order to construct such a line, the Court first selects appropriate base points … and on the Peruvian coast at a point where the arc of a circle with an 80-nautical-mile radius from Point A intersects with the Peruvian coast

La metodología para hallar los otros puntos de base y, a partir de ello, el trazo de la línea equidistante es igual de interesante. Este es un ejemplo de como la geometría permite resolver situaciones problemáticas reales. Por lo general la geometría que ven nuestros escolares se reduce a la resolución de ejercicios descontextualizados, sin mayor significado y que fomentan el desarrollo de unas pocas capacidades. Lo descrito líneas arriba es una excelente oportunidad para que los docentes diseñen una actividad de aprendizaje que permita a sus estudiantes tener un verdadero contacto con la geometría y desarrollar capacidades de nivel superior. 

viernes, 4 de abril de 2014

Convergencia de una sucesión

Compartimos un enlace que ayuda a comprender el concepto de convergencia de una sucesión y el papel de Epsilon en la definición formal.
https://www.youtube.com/watch?v=N4koYpooKYo



jueves, 27 de marzo de 2014

Cuando una periodista interpreta mal las matemáticas

El último domingo 23 de marzo, en el programa Panorama se presentó un reportaje denunciando el abuso cometido por los elevados precios que se cobran por los medicamentos en las clínicas. Durante el desarrollo del reportaje la periodista mostrando dos medicamentos similares, uno en cada mano, señalaba:
Tengo en mis manos dos productos que son idénticos. La misma marca, el mismo laboratorio, la misma dosis. Esta sin embargo cuesta S/. 40 en una botica o farmacia. Esta llega a costar S/. 120 en una clínica privada. Tres veces más de diferencia.
Sin duda se trata de una grave denuncia y el reportaje mostraba las pruebas del caso. Sin embargo, y sin desmerecer la importancia de la denuncia, queremos llamar la atención en cuanto a algo de lo señalado por la reportera. Al hacer la comparación entre los precios llega a una conclusión que no es correcta: Tres veces más de diferencia.

1) Si el precio en botica del medicamento es de S/. 40 y el precio en una clínica privada es de S/. 120, entonces el precio en clínica es tres veces el precio en botica. Evidentemente S/. 120 es el triple de S/. 40 ya que si dividimos 120 entre 40 resulta 3. Luego se puede decir que el precio en una clínica es tres veces el precio en botica. 
   2) Si el precio en botica del medicamento es de S/. 40 y el precio en una clínica privada es de S/. 120, entonces la diferencia de los precios es de S/. 80. Esta diferencia de S/. 80 es dos veces (el doble) el precio en botica (S/. 40). Luego se puede decir que el precio en una clínica es dos veces más que el precio en botica.
No es lo mismo decir “tres veces” que decir “tres veces más”. Tampoco significa lo mismo. La frase “tres veces” nos lleva a una operación simple (multiplicación) y la “frase tres veces más” a una operación compuesta (multiplicación y adición). Decir “tres veces más” equivale a decir “cuatro veces”. En efecto, tres veces más significa tres veces más que algo. Más correctamente significa algo más tres veces el algo. Si cambiamos el tipo de representación esto se comprende mejor. Representemos con C el precio del medicamento en clínica y con B el precio del medicamento en botica. La expresión “el precio en clínica es tres veces el precio en botica” se escribe como “C=3B” mientras que “el precio en clínica es tres veces más que el precio en botica” se escribe como “C=B+3B” es decir “C=4B”.
Supongamos que fuera correcto decir que si el precio en botica del medicamento es de S/. 40 y el precio en una clínica privada es de S/. 120, entonces hay “tres veces más de diferencia”. Esto significaría que, con respecto al precio en botica de S/. 40, decir “dos veces más de diferencia” supondría un precio en clínica de S/. 80 y “una vez más de diferencia” supondría un precio en clínica de S/. 40. Esto último nos lleva a una contradicción ya que decir “una vez más de diferencia” significa que hay diferencia, pero bajo este supuesto no hemos llegado a diferencia alguna entre los precios. 
Si el precio en botica del medicamento es de S/. 40 y el precio en una clínica privada es de S/. 120, entonces hay “dos veces más de diferencia” y no “tres veces más de diferencia”. No es lo mismo “ene veces” que “ene veces más”. Sin embargo es frecuente ver como muchas personas, entre ellos políticos y comunicadores, usan erróneamente una por otra cuando no corresponde. Es sabido que nuestro país tiene debilidades en matemáticas y comprensión lectora. Esta entrada muestra un caso donde se hace una mala interpretación de un resultado confundiéndose el triple con tres veces más. 

martes, 18 de marzo de 2014

¿Es cero un número natural?

La respuesta es sí y no, depende del enfoque que se adopte. Mientras que nadie discute que el número 1 es un número natural y que el 0 es un número entero si existen discrepancias en cuanto a la naturaleza del 0. Considerar al cero como natural o no es una cuestión de conveniencia que, en gran medida, depende del nivel y la naturaleza del curso de matemática que se desarrolla. El docente debe conocer ambos enfoques y adoptar uno de ellos dando razones del porqué de su elección. En las siguientes líneas haremos una breve descripción de estos enfoques.
Un primer enfoque señala que el cero no es un número natural. El argumento se basa en lo “natural” de los números naturales. Los naturales fue el primer conjunto numérico que creó el hombre. No es descabellado pensar que el hombre primitivo tenía el sentido del número, esto es la facultad que “le permite reconocer que algo ha cambiado en una pequeña colección cuando, sin su conocimiento directo, se ha sacado o añadido un objeto” (Dantzig, 1971). El hombre establece relaciones de correspondencia entre los elementos de dos conjuntos. Al primer objeto de un conjunto se le asocia un objeto del otro conjunto, al segundo objeto se le asocia otro y así hasta agotar el número de objetos del primer conjunto. Por ejemplo haciendo una pila de piedras colocando una tras otra por cada objeto registrado de la colección. Nace la idea del número cardinal. De aquí que representar lo que se ve para registrar el número de objetos de cierta colección decanta como algo natural. Incisiones sobre un árbol, marcas en arcilla y rayas en piedras resultaron formas naturales de registrar números en forma escrita. Evidencia de esto son el registro de números naturales en los documentos dejados por los sumerios alrededor del 3500 a.C. En la escritura cuneiforme solo existían símbolos para los números 1, 10, 60 y 3600 (Bellos, 2011), no existía una representación del cero. Lo mismo podemos decir de los egipcios, babilonios y romanos. La representación del número cero nos llega mucho después, sobre todo como una necesidad de la representación posicional. Según Dantzig (1971) “la mente concreta de los antiguos griegos no podía concebir el vacío como un número” menos aún dotarlo de un símbolo. Se atribuye a los hindúes el descubrimiento del cero por la necesidad de representar números sin ambigüedad. Se debe a ellos el uso del cero, no sólo como cifra numérica, sino como símbolo operatorio (Rey y Babini, 1951). 

martes, 4 de marzo de 2014

Una mala representación de los conjuntos numéricos

Al hacer una búsqueda por Google acerca del tema conjuntos numéricos en las imágenes encontramos un buen número de representaciones como la mostrada en la figura 1. Sin embargo esta representación no describe en forma correcta las relaciones que existen entre los distintos conjuntos numéricos. Se muestra una zona de números reales que no son racionales ni irracionales y sabemos que no existen este tipo de números.
Figura 1


sábado, 11 de enero de 2014

Convergencia de una sucesión

Una sucesión es un conjunto de números reales que siguen un orden determinado. Suele ser definida como una función con dominio los naturales. A cada número natural le corresponde un único número real. Toda sucesión siempre tiene un primer término pero, al ser infinita, no podemos determinar su último término. De aquí que para estudiar una sucesión debemos hacer algunas inferencias acerca del comportamiento de sus términos. Tres de las características que describen una sucesión son la monotonía, acotación y convergencia. Por el axioma de completitud, si una sucesión es monótona y acotada, entonces es convergente.

La siguiente es la definición formal de convergencia:
Es recomendable que antes de introducir esta definición formal los estudiantes hayan comprendido el significado de una sucesión convergente. Y por tanto, previamente, el significado de una sucesión monótona y acotada. La experiencia nos muestra que introducir (o insistir) en la definición formal, sobre todo en estudiantes cuya carrera profesional no requiere tal grado de abstracción, genera una mala actitud hacia el tema y por tanto hacia el curso.
Compartimos un video de una presentación donde se explica el concepto de convergencia de una sucesión de números reales. 
http://www.youtube.com/watch?v=dZcEkdG-asg
También compartimos un adjunto donde decimos algo más acerca de las sucesiones.
SUCESIONES

domingo, 29 de diciembre de 2013

¿Los conjuntos Z y N tienen el mismo número de elementos?

Dos de los conjuntos numéricos más estudiados son el conjunto de los números naturales (N) y el de los números enteros (Z), ambos conjuntos infinitos.
N={ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ... }
Z={ ..., -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ... }
Podemos ver que todos los elementos del conjunto N pertenecen al conjunto Z. Esto es que N está incluido en Z. Sin embargo, aunque NÌZ, estos dos conjuntos tienen el mismo cardinal (número de elementos). Podemos asociar cada entero con un único natural estableciendo una correspondencia uno a uno entre Z y N. Por tanto si a cada número entero le corresponde un número natural, entonces Z y N tienen el mismo número de elementos.

En el siguiente documento describimos con más detalle lo mencionado líneas arriba.
Leer más AQUÍ  

jueves, 12 de diciembre de 2013

El uso del punto y la coma decimal

Revisando las preguntas liberadas de la evaluación PISA 2012, evaluación en la que participaron estudiantes peruanos, encontramos dos en las que se representan de forma distinta valores numéricos en decimales. No sabemos en qué medida esta diferencia puede haber confundido a los estudiantes peruanos. Lo que sí sabemos es que no es lo mismo considerar el número 22.500 como veintidós mil quinientos que como veintidós enteros quinientos milésimos (5 décimos). Es evidente que las operaciones que se hagan con una u otra consideración nos lleva a distintas respuestas.

En la tabla de la pregunta titulada ¿Qué carro? se muestran números decimales que representan la capacidad del motor de cada modelo de auto. Así vemos que el carro Alpha tiene una capacidad de 1.8 litros el cual es un ejemplo del uso del punto como separador de la parte entera en un número decimal.

En la pregunta titulada Subida al Monte Fuji se muestra un número decimal que representa la velocidad media de ascenso. Se indica que Toshi puede ascender caminando a 1,5 kilómetros por hora, el cual es un ejemplo del uso de la coma como separador de la parte entera en un número decimal. Mientras que en la siguiente pregunta se utiliza el punto para indicar el número de pasos contados por el podómetro. Así 22.500 pasos se debe entender como veintidós mil quinientos pasos. Aquí vemos el uso del punto como separador de las cifras de los miles.


Así como en estas preguntas, en nuestra vida cotidiana, encontramos ejemplos de diferentes formas de escribir números decimales. La primera forma, que llamaremos punto decimal, es cuando se usa el punto en un número decimal para separar las cifras de la parte entera de las cifras de la parte decimal. La segunda forma, que llamaremos coma decimal, es cuando se usa la coma en un número decimal para separar las cifras de la parte entera de las cifras de la parte decimal.

Así encontramos en el portal http://elcomercio.pe/ información referida a la Bolsa de Valores de Lima (BVL) donde vemos usar el punto decimal, mientras que en la sección economía del mismo portal encontramos informaciones donde se usa la coma decimal.
En nuestro país, fuera del ámbito de la educación básica, es intensivo el uso del punto decimal. Así en los recibos de agua, luz y teléfono, estados de cuenta de las tarjetas de crédito y vouchers de depósitos, entre muchos otros ejemplos, se nos reporta la información numérica haciendo uso del punto decimal. El uso de la coma es más común como separador de la cifra de los miles. Un ejemplo lo encontramos en los valores numéricos que representan los precios de determinados artículos en los catálogos de ofertas. Incluso el uso de la coma y el apóstrofo, para destacar los miles y millones, al promocionar un premio. Por ejemplo en la web del BCP hay un banner que señala “Llévate el s/.1’000,000 que sortea la cuenta premio BCP” y la TINKA anuncia un “pozo acumulado 11 Dic s/.7’900,000”.
En sus respectivas webs instituciones del estado como SUNAT y ONPE presentan información donde usa el punto decimal y la coma para los miles. SUNAT: "La relación del índice de precios al consumidor (IPC) del mes de noviembre 2013, tomando como base el 2009, es de 112.82", "La unidad impositiva tributaria (UIT) del año 2013 es de 3,700 soles"En documentos oficiales también podemos notar estos usos. El mostrado es un extracto del proyecto de Ley para la modernización de la refinería de Talara[1]:
Como vemos, en lo cotidiano, son más los casos en que un ciudadano lee, escribe y/o manipula números haciendo uso del punto decimal que con la coma decimal. Lo contrario ocurre en la educación básica donde una revisión de los libros de secundaria muestra el uso de la coma decimal. Representar números decimales usando la coma decimal responde a las reglas dadas por el sistema internacional de unidades (SIU) y que en nuestro país son adoptadas por el INDECOPI. Según el SIU:

- Se debe separar la parte entera de la parte decimal mediante una coma. No debe usarse el punto para separar enteros de decimales.
-  Si la parte entera (o decimal) de los valores numéricos tiene más de cuatro cifras se recomienda escribirla separando, por un espacio en blanco, grupos de tres cifras contados a partir de la coma decimal.

Esta última recomendación no aplica para indicar el año como por ejemplo 2013. Por otro lado la Organización Internacional de Normalización (ISO) señala el uso de la coma decimal en todos sus documentos y normas técnicas. Sin embargo estas reglas no son rígidas. Así el SIU indica que en los casos que los valores numéricos representen alguna cantidad que podría dar lugar a fraude o estafa se pueden eliminar los espacios en blanco. Al mismo tiempo  las normas ISO no son obligatorias en países como EEUU donde usan el punto decimal. La gran mayoría de artículos de investigación que siguen las normas APA (American Psychological Association) hacen el uso del punto para cantidades expresadas en decimales. En las pruebas del GMAT (Graduate Management Admission Test) y GRE (Graduate Record Examination) se escriben los números decimales usando el punto y las cifras en miles son separadas con comas.

La matemática tiene su propio lenguaje, por tanto una semántica y sintaxis propia. Nos valemos de símbolos, signos y reglas para trabajar con los objetos matemáticos. Así como para el lenguaje común Wittgenstein decía “… ¡No busquéis su significado! Buscad el uso” la discusión acerca de representar números con la coma decimal o con el punto decimal debería tomar en cuenta su uso. Lastimosamente, y una vez más, encontramos aquí una diferencia entre lo que se enseña en los colegios y lo que se utiliza en la vida cotidiana.

viernes, 6 de diciembre de 2013

Algo más acerca de las pruebas PISA 2012

La publicación de los resultados de los estudiantes peruanos en las pruebas PISA[1] 2012 ha provocado diversas reacciones. Políticos, especialistas, periodistas y la comunidad en general a través de los medios y las redes sociales opinan sobre un asunto que sin duda es de interés nacional. Y aunque con frecuencia suelen ser mencionados como uno de los problemas que originan estos resultados pocas veces se escucha la versión de los docentes. Por ello quiero invitarme al debate puntualizando algunas cosas acerca de estas pruebas.

Los resultados en matemáticas de los estudiantes peruanos en las próximas pruebas PISA difícilmente van a mejorar debido a que nuestro sistema educativo no los prepara para una prueba como esta.

Las preguntas de las pruebas PISA miden contenidos matemáticos en situaciones contextualizadas. Se evalúa la formación matemática. Por lo tanto lo principal es la transferencia de los conocimientos matemáticos acumulados durante la etapa escolar para resolver problemas reales que los estudiantes podrían enfrentar en su vida adulta. Basta una revisión de los libros de matemáticas que usan nuestros estudiantes para constatar que carecen de preguntas en contexto auténticos. Nuestros estudiantes no están acostumbrados a resolver el tipo de preguntas que se proponen en las pruebas PISA. En nuestro país, por lo general, el proceso de admisión a una universidad requiere rendir un examen. Esta prueba de selección contiene preguntas objetivas con cinco alternativas de respuesta. La influencia de este tipo de pruebas lleva a las editoriales, y docentes, optar por este modelo de preguntas caracterizadas, entre otras cosas, por demandar procesos cognitivos simples que permita llegar a una respuesta en forma rápida. Nuevamente decimos que basta con revisar los libros, prácticas o exámenes de nuestros estudiantes para constatar lo señalado. La gran mayoría de ejercicios se refieren a preguntas reproductivas centradas en el manejo de algoritmos y aplicación de fórmulas. Se parte de la idea que con la práctica, resolviendo más y más ejercicios, se adquiere competencia en matemática. Ciertamente con la práctica consiente se adquiere destreza en la resolución de ejercicios pero esto no garantiza que el estudiante adquiera competencia en el sentido que lo considera PISA. Esto es que sea capaz de usar estos contenidos para resolver situaciones de la vida cotidiana. 

Evaluar es un proceso de valoración crítica lo que se hace tomando como base la información (acerca del objeto de evaluación) y los criterios de evaluación (parámetros de referencia). De aquí que conocidos los patrones de referencia sobre el cuál se hace la valoración en las pruebas PISA no era difícil predecir los resultados de nuestros estudiantes en la evaluación del 2012. Es un hecho que los estudiantes peruanos están en la cola del ranking, pero también es un hecho que ellos no están preparados para este tipo de prueba. Las pruebas son construidas por un consorcio de instituciones como ETS (USA), ACER (Australia), IPN (Alemania), NIER (Japón), entre otras donde no figura ninguna latinoamericana. Siendo PISA un proyecto de la OCDE, cuyos países miembros no son en su mayoría americanos, los parámetros de referencia planteados por PISA no tienen que ser necesariamente los considerados en nuestro país.
PISA tiene como objetivo evaluar la formación de los estudiantes al finalizar su etapa escolar. Las pruebas examinan el grado en que ellos han adquirido los conocimientos y destrezas necesarias para  enfrentar la vida como adultos. Las respuestas a las preguntas de la prueba permiten medir como los estudiantes analizan y resuelven problemas, manejan información y enfrentan situaciones que se les presentarán en su vida y requieren de estas destrezas. Las matemáticas son y han sido consideradas siempre importantes en la educación. Las preguntas de las pruebas PISA ayudan a los estudiantes y personas en general a valorar el papel de las matemáticas como elemento necesario para su vida actual y futura.

En matemáticas la prueba PISA 2012 se centró en la medición de la capacidad del estudiante para formular, emplear e interpretar las matemáticas en una variedad de contextos. Las preguntas se clasifican según categorías de contenido y de contexto. Las categorías de contenido son: cantidad, incertidumbre y datos; cambio y relaciones; espacio y forma. Las categorías de contexto son: personal; sociedad; ocupacional; científico. Toda pregunta de la prueba contextualiza un contenido matemático por lo que su resolución supone la movilización de capacidades matemáticas fundamentales en las que, según PISA, se basa el rendimiento en matemáticas. Estas capacidades son comunicación; matematización; representación; razonamiento y argumento; idear estrategias para resolver problemas; operaciones y uso del lenguaje simbólico, formal y técnico; uso de herramientas matemáticas. Un estudiante examinado hace uso de estas capacidades en distintos grados en cada proceso matemáticos empleado durante la resolución de una pregunta. En la presentación de informes PISA habla de tres procesos matemáticos 1) formular: formulación de situaciones matemáticamente; 2) emplear: empleo de conceptos matemáticos, hechos, procedimientos y razonamientos; 3) interpretar: interpretación, aplicación y evaluación de los resultados matemáticos.

Lo central y que distingue a PISA es que tiene como objetivo evaluar toda la amplitud del rendimiento del estudiante de un modo coherente e integrado y no tanto conocimientos matemáticos específicos. Se enfatiza en la capacidad para plantear y resolver problemas matemáticos más que para efectuar ciertas operaciones matemáticas o aplicación de algoritmos. Para ello se proponen situaciones matemáticas en contextos auténticos. La dificultad de una pregunta está en relación directa a las capacidades y procesos que se demanden para llegar a la respuesta correcta. PISA 2012 proporciona una escala general de dificultad de las preguntas dividida en seis niveles de competencia. Los niveles van del 1 (nivel más bajo) al 6 (nivel más alto). Un estudiante ubicado en un nivel dado es probable que pueda completar las preguntas de dicho nivel, pero improbable que complete las de los niveles superiores. La descripción de los resultados se hace en términos porcentuales indicando el % de estudiantes del país que están en el nivel de competencia de la pregunta o por encima de él.

A continuación analizaremos una de las preguntas liberadas de la prueba PISA 2012.

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[1] Programme for International Student Assesment

miércoles, 4 de diciembre de 2013

Función de Lorenz y coeficiente de desigualdad de Gini

La función de Lorenz se utiliza para modelar la distribución de los ingresos en un país y mediante su gráfica, llamada curva de Lorenz, podemos representar gráficamente la distribución de estos ingresos.
Una medida del grado de desigualdad en la distribución de los ingresos se puede obtener a partir del índice de Gini o coeficiente de desigualdad (IG). Este es un número comprendido entre 0 y 1. Cuanto menor sea IG, más equitativa es la distribución del ingreso. 


martes, 3 de diciembre de 2013