En utmaning att upptäcka att du inte kan med talet Pi

Under detta mycket exakta motto, "Matematik förenar oss", firas den internationella matematikdagen i dag runt om i världen, vilket utropades av UNESCO:s 40:e generalkonferens 2019. Denna specifika dag, 14 mars ( 03/14), har vissa länder firade Pi-dagen (observera att delen kommer in och de två första decimalerna av det numret sammanfaller med det förkortade sättet att ange dagen, med början på månaden), och detta är säkert en av de konstanter som medborgarna känner igen som förknippas med matematik, det beslutades att just det skulle vara det lämpligaste datumet för en sådan händelse.

Initiativtagaren till detta motto, den kanadensiska masterstudenten i algebraisk geometri Yuliya Nesterova, antydde att hon med denna fras ville visa att matematik är ett gemensamt språk som vi alla har och ett ämne som vi möter.

Matematik förenar oss som sociala varelser, som ett verktyg för både teknik och utbildning, den hjälper oss att skapa kopplingar till varandra, oavsett geografi, rikedom, kön, religion, etnicitet, etc. Tyvärr har den nuvarande internationella situationen varit en svårighet för mänsklighetens strävan efter global enhet, och har orsakat en isolering av vissa länder som redan har börjat få olyckliga återverkningar inom den vetenskapliga forskningen (se i denna mening nästa artikel). Det mest omedelbara har varit bytet av plats för International Congress of Mathematicians (ICM; det största internationella evenemanget av matematisk karaktär) som skulle äga rum i Sankt Petersburg nästa juli. Flera hundra ryska matematiker har varit bland de första som kraftigt fördömt sitt lands oförsvarliga invasion av Ukraina, och beklagar hur det kommer att devalvera deras lands globala rykte som ledare för ett matematiskt centrum, en position som de alltid har bibehållit bland de mest höjdpunkterna.

Trots allt kommer resten av den civiliserade och fredliga världen att försöka normalisera situationen med olika händelser. I Spanien har olika evenemang hållits i hela landet sedan förra veckan, som förberedelse för det. Bland dem har CEMat (den spanska matematikkommittén) föreslagit konferenser och workshops, vissa virtuellt, för att uppmuntra lärare att få kontakt med studenter, även om deras studiecentrum inte har haft möjlighet att organisera personliga evenemang. Dessa samtal har spelats in och vem som helst kan se dem när de vill. Nedan anges några specifika frågor som har diskuterats och länkarna varifrån du kan njuta av dem. Tävlingar har också utlysts för elever och skolor, vars priser kommer att delas ut idag i staden Don Benito (Badajoz). På samma sätt kommer Royal Spanish Mathematical Society (RSME) och Thyssen-Bornemisza National Museum att delta i utmärkelserna för de vinnande projekten i MaThyssen-tävlingen, vars avsikt är att utforska sambandet mellan konst och matematik.

Vissa universitet och studiecentra har firat denna dag i flera år, så i år finns det väldigt många förslag, de flesta av dem återställer personligt format. Vi hänvisar här endast till ett litet urval som finns tillgängligt från alla enheter vi använder så att läsaren kan få en uppfattning om hur dagen kommer att gå. Till exempel har Complutense University of Madrid anordnat en tävling med två utmaningar (en teoretisk, den andra mer tillämpad) och ett föredrag, klockan 16:30, med den provocerande titeln "Och du, hur knyter du dina skosnören?" ? ?', givet av Marithania Silvero Casanova, från universitetet i Sevilla (kopplingen till de tre på eftermiddagens samtal framgår av länken). Det kommer inte heller att råda brist på utställningar, som Natural Geometry, i Bizkaia Aretoa i UPV/EHU (Bilbao), från 8 till 18 mars från 8:00 till 20:00. . Utställningen är sammanställd med fotografier av Pilar Moreno, Lucía Morales, Inmaculada Gutiérrez och Leopoldo Martínez, ackompanjerade av korta förklarande texter.

Inte vår, vi glömmer Pi

I ett av föredragen som vår kollega Rafael Ramírez Uclés, från universitetet i Granada, nämnde för dig tidigare, vårt föredrag om "Surprising Mathematics" (i länken kan du komma åt hela föredraget, som liksom resten av de givna, är intressant och rekommenderas), och föreslår följande fråga: Hur många rutor som skuggningen passar in i cirkeln vi ser? Självklart kan vi 'hacka' rutorna i mindre delar. Det är uppenbart att färre än fyra, eftersom, om man placerar dem till exempel efter kvadranter (den vi ser är placerad i den första kvadranten, förutsatt att ursprunget till koordinatsystemet är i cirkelns mitt), en del av kvadraterna skulle sticka ut i varje kvadrant.

Det är också intuitivt att verifiera att en av dem, till och med två, registreras enkelt, som vi ser i den andra bilden. Nu, i det ännu inte täckta området av cirkeln, skulle en tredje passa? Bitarna måste vara ännu mindre än de fyra rektangulära remsorna i den andra av rutorna, men med lite fantasi och tålamod, som Rafaels elever hade, för vilka denna fråga säkert var som ett pussel med papper och sax, kan det vara erhålla som vi ser i följande bild (det är lätt att se att de gröna och rosa trianglarna bildar hela kvadraten).

Vi har därför tre kompletta rutor inuti. Men det finns fortfarande gott om plats, lite, men det finns. Hur mycket? är nästa fråga. Genom att göra mindre bitar kan du se att vi kan ta med en tiondel av en ny fyrkant, och det finns fortfarande plats. Utrymme där vi kan skriva in fyra hundradelar av kvadraten (det vill säga om vi delar upp ytterligare en tiondel av kvadraten i tio delar, kan vi placera fyra av de delarna). Utrymmet att fylla blir mindre och mindre, men vi har fortfarande plats.

Någon läsare kommer säkert redan att ha lagt märke till, utantill siffrorna, att det verkar som att talet 3.14 bildas, för tillfället, de första decimalerna av pi. Nu, hur många decimaler har pi? Faktum är att den har oändligt många decimaler, så vi kan fortsätta att göra mindre och mindre bitar, men vi skulle aldrig fylla ut cirkelns yta helt, eftersom pi har oändligt många icke-repeterande decimaler.

Denna praxis, mycket illustrativ för eleverna, kunde snabbt ha lösts med en analytisk analys (vad matematiker gör när vi gör en formell demonstration): om cirkelns radie var r, vad från den initiala bilden skulle också vara sidan av varje kvadrat ), som vi har fått höra eller visat i matematikklasser, skulle området som omges av cirkeln vara exakt

det vill säga exakt pi gånger arean av varje kvadrat (r i kvadrat). Med andra ord, arean av kvadraten passar pi gånger innanför cirkelns yta. Om du har blivit förvånad över att vi aldrig kommer att fylla i cirkeln på grund av de oändliga decimalerna rekommenderar jag återigen Rafaels video eftersom det bara är en av överraskningarna som han detaljerar på ett väldigt underhållande sätt. Jag kan inte motstå att lämna dig med ett annat mysterium: en typisk burk med tre tennisbollar, som den på bilden. Är flaskan högre än längden på locket (kanten på locket, dess omkrets) eller vice versa? Lösningen kommer att överraska dig, utan tvekan, eftersom den inte är intuitiv alls.

Víctor Manero, från universitetet i Zaragoza, en kollega i denna sektion, har också bidragit i år till de samtal som jag nämnde i början. Frågan om att vår anläggning, Men lärare, vad är det här för mig?, har säkert slagit in oss vid mer än ett tillfälle.

Resten av samtalen, som tar cirka 50 minuter vardera, som täcker olika ämnen och aspekter där matematik är närvarande, är följande:

Söker matematiska detektiver för tillgänglighet på offentliga platser. Lorenzo J. Blanco Nieto. Universitetet i Extremadura.

I grafisk... situation. Luis Maya och Ana Caballero. Universitetet i Extremadura

Ge mig ett problem och... Jag kommer att flytta världen! Julio Mulero González. Universitetet i Alicante Tessellations med Geogebra: vackert utan gränser. Alejandro Gallardo. Rafaela Ybarra-skolan, Madrid.

Illusionism och rekreationsmatematik. Alejandro García González. IES Az-Zait av Jaén

MathCityMap: en applikation för matematik på gatan. Beatriz Blanco Otano, IES Eugenio Frutos (Guareña, Badajoz) och Claudia Lázaro del Pozo, ministeriet för utbildning och yrkesutbildning i Kantabrien.

Sax upp, det här är en konstruktion! María García Mónera. Valencias universitet.

Modeller för vårt samhälle. Hur matematik hjälper oss att försöka hantera världen. Daniel Ramos. IMAGINARY / Mathematical Research Center.

På internationell nivå kan vi också 'hjälpa' andra samtal. Det globala onlineprogrammet kan konsulteras på denna länk och visas med sessioner på fem olika språk (fyra samtal på femton minuter vardera), var och en i olika tidsluckor: arabiska (från 12 till 13), portugisiska (från 13:14 till 15:00) 16:00), engelska (från 15:30 till 16:30), franska (från 18:00 till 19:00) och spanska (från XNUMX:XNUMX till XNUMX:XNUMX). Det är olika på varje språk, så om du behärskar dem alla kan du njuta av tjugo olika föredrag.

Allt detta är bara en liten del av allt programmerat och utgör ett brett och mångsidigt utbud. Så om du vill finns det inga ursäkter för att inte kunna fira dagen. Vi hade bara att önska alla, a

Grattis på matematikdagen 2022!!!

Alfonso Jesús Población Sáez är professor vid universitetet i Valladolid och medlem av spridningskommissionen för Royal Spanish Mathematical Society (RSME).

ABCdario of Mathematics är en sektion som uppstår genom samarbetet med RSME Dissemination Commission.