Wyzwanie, aby odkryć, że nie możesz z liczbą Pi

Pod tym bardzo trafnym hasłem „Matematyka nas łączy” obchodzony jest dziś na całym świecie Międzynarodowy Dzień Matematyki, ogłoszony przez 40. Konferencję Generalną UNESCO w 2019 r. W tym szczególnym dniu, 14 marca (03/14), niektóre kraje obchodziły Dzień Liczby Pi (zwróć uwagę, że część wpisywana i pierwsze dwa miejsca po przecinku tej liczby pokrywają się ze skróconym sposobem oznaczania dnia, zaczynając od miesiąca), a to z pewnością jedna z najbardziej rozpoznawalnych stałych przez obywateli kojarzonych z matematyką uznano, że jest to właśnie najodpowiedniejszy termin na takie wydarzenie.

Promotorka tego motta, studentka kanadyjskiego magistra geometrii algebraicznej Julia Nesterowa, zaznaczyła, że ​​tym sformułowaniem chciała pokazać, że matematyka jest wspólnym językiem, który wszyscy mamy i tematem, z którym się spotykamy.

Matematyka jednoczy nas jako istoty społeczne, jako narzędzie zarówno technologii, jak i edukacji, pomaga nam tworzyć ze sobą więzi, niezależnie od położenia geograficznego, zamożności, płci, religii, pochodzenia etnicznego itp. Niestety, obecna sytuacja międzynarodowa utrudnia dążenie ludzkości do globalnej unii i spowodowała izolację niektórych krajów, która już zaczęła mieć niefortunne reperkusje w dziedzinie badań naukowych (patrz następny artykuł na ten temat). Najszybciej nastąpiła zmiana lokalizacji Międzynarodowego Kongresu Matematyków (ICM; największe międzynarodowe wydarzenie o charakterze matematycznym), który miał odbyć się w Sankt Petersburgu w lipcu przyszłego roku. Kilkuset rosyjskich matematyków było jednymi z pierwszych, którzy zdecydowanie potępili nieuzasadnioną inwazję ich kraju na Ukrainę, ubolewając nad tym, jak zdewaluuje ona światową reputację ich kraju jako lidera centrum matematycznego, które zawsze zajmowali wśród najbardziej prominentnych miejsc.

Mimo wszystko reszta cywilizowanego i pokojowego świata będzie próbowała normalizować sytuację różnymi wydarzeniami. W Hiszpanii od zeszłego tygodnia w całym kraju odbywają się różne wydarzenia przygotowujące do niego. Wśród nich CEMat (Hiszpański Komitet Matematyczny) zaproponował konferencje i warsztaty, niektóre wirtualne, aby zachęcić nauczycieli do kontaktu z uczniami, nawet jeśli ich ośrodki naukowe nie miały możliwości zorganizowania spotkań twarzą w twarz. Rozmowy te zostały nagrane i każdy może je obejrzeć w dowolnym momencie. Później wskazane są niektóre konkretne kwestie, które zostały omówione, oraz linki, z których można się nimi zapoznać. Ogłoszono również konkursy dla uczniów i szkół, których ceremonia wręczenia nagród odbędzie się dziś w miejscowości Don Benito (Badajoz). Podobnie Królewskie Hiszpańskie Towarzystwo Matematyczne (RSME) i Muzeum Narodowe Thyssen-Bornemisza wezmą udział w nagrodach dla zwycięskich projektów konkursu MaThyssen, którego celem jest zbadanie związku między sztuką a matematyką.

Niektóre uniwersytety i ośrodki naukowe świętują ten dzień od kilku lat, więc w tym roku jest wiele propozycji, z których większość przywraca format bezpośredni. Odwołujemy się tutaj tylko do niewielkiej próbki treści dostępnej z dowolnego używanego przez nas urządzenia, aby czytelnik mógł zorientować się, jak minie dzień. Na przykład Uniwersytet Complutense w Madrycie zorganizował konkurs z dwoma wyzwaniami (jedno teoretyczne, drugie bardziej stosowane) i pogadanką o 16:30 pod prowokacyjnym tytułem „A ty, jak zawiązujesz sznurowadła?”. ?”, wygłoszone przez Marithanię Silvero Casanova z Uniwersytetu w Sewilli (w linku pojawia się link do wykładu o trzeciej po południu). Nie zabraknie również wystaw, takich jak Natural Geometry, w Bizkaia Aretoa UPV/EHU (Bilbao), od 8 do 18 marca w godzinach od 8:00 do 20:00. . Wystawę uzupełniają fotografie Pilar Moreno, Lucíi Morales, Inmaculada Gutiérrez i Leopoldo Martínez, którym towarzyszą krótkie teksty objaśniające.

Nie zapominamy o Pi

W jednym z wykładów, które nasz kolega Rafael Ramírez Uclés z Uniwersytetu w Granadzie opowiedział wam o „niesamowitej matematyce” (w linku można uzyskać dostęp do całego wystąpienia, które, podobnie jak pozostałe podane, jest interesujące i zalecane), proponując następujące pytanie: ile kwadratów, takich jak cieniowanie, mieści się w okręgu, który widzimy? Kwadraty możemy oczywiście „posiekać” na mniejsze części. Oczywiste jest, że mniej niż cztery, ponieważ umieszczając je na przykład według ćwiartek (ta, którą widzimy, jest umieszczona w pierwszej ćwiartce, zakładając, że początek układu współrzędnych znajduje się w środku koła), część kwadratów w każdej ćwiartce będzie się wyróżniać.

Intuicyjne jest również sprawdzenie, czy jeden z nich, nawet dwa, łatwo się rejestruje, jak widać na drugim obrazku. Teraz, w obszarze, który nie jest jeszcze zaznaczony kołem, czy pasowałby trzeci? Kawałki będą musiały być jeszcze mniejsze niż cztery prostokątne paski drugiego kwadratu, ale przy odrobinie wyobraźni i cierpliwości, tak jak mieli uczniowie Rafaela, dla których to pytanie jest z pewnością jak puzzle z papieru i nożyczek, można to osiągnąć, jak widać na poniższym obrazku (łatwo zauważyć, że zielony i różowy trójkąt tworzą cały kwadrat).

Mamy więc trzy pełne kwadraty w środku. Ale wciąż jest dużo miejsca, mało, ale jest. Ile? to następne pytanie. Robiąc mniejsze kawałki, widać, że możemy objąć jedną dziesiątą nowego kwadratu i nadal mamy miejsce. Przestrzeń, w którą możemy wpisać cztery setne kwadratu (to znaczy, gdybyśmy podzielili kolejną dziesiątą część kwadratu na dziesięć części, moglibyśmy umieścić cztery z tych części). Miejsca do zapełnienia jest coraz mniej, ale wciąż mamy miejsce.

Z pewnością niejeden czytelnik zauważył już, zapamiętując liczby, że wydaje się, że liczba 3.14 tworzy się, na razie, pierwszymi miejscami po przecinku liczby pi. Ile miejsc po przecinku ma liczba pi? Rzeczywiście, ma nieskończenie wiele miejsc po przecinku, więc możemy robić coraz mniejsze kawałki, ale nigdy nie wypełnilibyśmy całkowicie obszaru koła, ponieważ pi ma nieskończenie wiele niepowtarzających się miejsc po przecinku.

Tę praktykę, bardzo ilustracyjną dla uczniów, można było szybko rozwiązać za pomocą analizy analitycznej (co robią matematycy, gdy przeprowadzamy formalną demonstrację): gdyby promień koła wynosił r, który z początkowego obrazu byłby również bokiem każdego kwadratu), jak nam powiedziano lub pokazano na lekcjach matematyki, pole ograniczone kołem byłoby dokładnie

to znaczy dokładnie pi razy pole każdego kwadratu (r do kwadratu). Innymi słowy, pole kwadratu mieści się pi razy wewnątrz powierzchni koła. Jeśli zaskoczyło Cię to, że nigdy nie skończymy wypełniać koła z powodu nieskończonych miejsc dziesiętnych, ponownie polecam film Rafaela, ponieważ jest to tylko jedna z niespodzianek, które opisuje dla nas w bardzo zabawny sposób. Nie mogę się powstrzymać przed zostawieniem Was z kolejną niewiadomą: jest to typowa łódź z trzema piłkami tenisowymi, taka jak ta na obrazku. Czy łódź jest wyższa niż długość wtyczki (krawędź wtyczki, jej obwód) lub odwrotnie? Rozwiązanie na pewno Cię zaskoczy, bo wcale nie jest intuicyjne.

Víctor Manero z Uniwersytetu w Saragossie, kolega z tej sekcji, również w tym roku brał udział w rozmowach, o których wspomniałem na początku. Pytanie, które nasza roślina, ale nauczycielu, co to dla mnie jest?, z pewnością przeszło nam przez głowę nie raz.

Pozostałe prelekcje, trwające po około 50 minut, obejmujące różne tematy i aspekty, w których obecna jest matematyka, przedstawiają się następująco:

Poszukuję detektywów matematycznych do sprawdzania dostępności w miejscach publicznych. Lorenzo J. Blanco Nieto. Uniwersytet w Estremadurze.

W sytuacji… graficznej. Luis Maya i Ana Caballero. Uniwersytet w Estremadurze

Daj mi problem, a… poruszę świat! Julio Mulero González. University of Alicante Teselacje z Geogebra: piękne bez granic. Aleksander Gallardo. Szkoła Rafaela Ybarra w Madrycie.

Iluzjonizm i matematyka rekreacyjna. Aleksander Garcia Gonzalez. IES Az-Zait z Jaen

MathCityMap: aplikacja do matematyki w podróży. Beatriz Blanco Otano, IES Eugenio Frutos (Guareña, Badajoz) i Claudia Lázaro del Pozo, Ministerstwo Edukacji i Kształcenia Zawodowego Kantabrii.

Nożyczki w górę, to jest budowa! Maria Garcia Monera. Uniwersytet w Walencji.

Modele dla naszego społeczeństwa. Jak matematyka pomaga nam próbować zarządzać światem. Daniela Ramosa. IMAGINARY / Centrum Badań Matematycznych.

Na arenie międzynarodowej możemy również „pomóc” w innych rozmowach. Globalny program online jest dostępny pod tym linkiem i pokazany z sesjami w pięciu różnych językach (cztery prelekcje po piętnaście minut każda), każda w innym przedziale czasowym: arabskim (od 12 do 13:13), portugalskim (od 14:15 do 00:16), angielskim (od 00:15 do 30:16), francuskim (od 30:18 do 00:19) i hiszpańskim (od 00:XNUMX do XNUMX:XNUMX). .m.). W każdym języku jest inaczej, więc jeśli opanujesz je wszystkie, możesz cieszyć się dwudziestoma różnymi rozmowami.

To wszystko to tylko niewielka część wszystkiego zaprogramowanego, stanowiąca szeroką i różnorodną ofertę. Więc jeśli chcesz, nie ma wymówek, aby nie móc świętować tego dnia. Pozostało nam tylko życzyć wszystkim, a

Szczęśliwego Dnia Matematyki 2022!!!

Alfonso Jesús Población Sáez jest profesorem na Uniwersytecie w Valladolid i członkiem Komisji Rozpowszechniania Królewskiego Hiszpańskiego Towarzystwa Matematycznego (RSME).

ABCdario de las Matemáticas to sekcja, która powstała we współpracy z Komisją ds. Rozpowszechniania RSME.