miércoles, 18 de junio de 2008

Ecuaciones Diofanticas

Compra de una bufanda
Problema
Una bufanda cuesta 19 rublos, pero el comprador no tiene más que billetes de tres rublos; y la cajera, sólo de cinco. ¿Puede en estas condiciones abonarse el importe de la compra, y cómo hacerlo?La misión de este problema se reduce a saber cuántos billetes de tres rublos deben entregarse a la cajera para que ella dé las vueltas con billetes de cinco, cobrando los 19 rublos. Las incógnitas del problema son dos: el número de billetes de tres rublos (x) y el número de billetes de cinco (y). Sólo puede plantearse una ecuación:
3x - 5y = 19
Aunque una ecuación con dos incógnitas tiene infinidad de soluciones, esto no quiere decir que entre ellas haya alguna en las que x e y sean números enteros y positivos (recordemos que se trata del número de billetes de banco). He aquí por qué el álgebra ha elaborado el método de solución de estas ecuaciones "indeterminadas". El mérito de haberlas introducido en el álgebra pertenece al primer sabio europeo que cultivó esta ciencia, a Diofanto, célebre matemático de la antigüedad, por lo que estas ecuaciones se llaman con frecuencia "ecuaciones de Diofanto".
SoluciónEn el ejemplo citado mostremos cómo deben resolverse tales ecuaciones. Hay que hallar el valor de x y de y en la ecuación
3x - 5y = 19
sin olvidar que tanto x cómo y son números enteros y positivos. Despejando la incógnita cuyo coeficiente es menor, es decir, 3x tendremos:
3x = 19 + 5y
de donde
x = (19 + 5y) / 3 = 6 + y + (1 + 2y) / 3
Como x, 6 e y son números enteros, la ecuación puede ser acertada sólo en el caso de que (1 + 2y) / 3 sea también un número entero. Expresémosle con la letra t. Entonces
x = 6 + y + t,
donde
t = (1 + 2y) / 3
y, por tanto,
3t = 1 + 2y , 2y = 3t - 1
De la última ecuación despejaremos la y
y = (3t - 1) / 2 = + (t - 1) / 2
Comoquiera que y y t son números enteros, (t - 1) / 2 debe ser un número entero t 1 . Por consiguiente,
y = t + t 1
y, además,
t 1 = (t - 1) / 2
de donde
2t 1 = t - 1
t = 2t 1 + 1
Sustituyamos el valor de t = 2t 1 + 1 en las igualdades anteriores:
y = t + t l = 2t 1 + 1 + t l = 3t 1 + 1
x = 6 + y + t = 6 + (3t l a - 1) + (2t 1 + 1) = 8 + 5t 1
De esta forma hemos encontrado la expresión para x y para y
x = 8 + 5t 1
y = 1 + 3t 1
Es sabido que x e y son enteros y además positivos, es decir, mayores que 0; por lo tanto,
8 + 5t 1 > 0
1 + 3t 1 > 0
De estas desigualdades resulta que
5t 1 > - 8 y t l > - 8 / 5
3t 1 > - 1 y t l > - 1 / 3
Con esto el valor t l está acotado.
De aquí que la magnitud t l es mayor que - 1 / 3, (y claro, mucho mayor que - 8 / 5). Mas, como t l es un número entero, se deduce que puede tener tan sólo los siguientes valores:
t l = 0, 1, 2, 3, 4, ...
Los valores correspondientes de x y de y son:
x = 8 + 5t 1 = 8, 13, 18, 23, ...
y = 1 + 3t 1 = 1, 4, 7, 10, ....
Veamos ahora de qué manera puede efectuarse el pago: o bien se entregan 8 billetes de 3 rublos, recibiendo de vuelta uno de cinco:
8 - 3 - 5 = 19
o se entregan 13 billetes de 3 rublos, recibiendo de vuelta 4 billetes de 5 rublos:
13 * 3 - 4 * 5 = 19
Teóricamente, este problema tiene infinidad de soluciones, pero en la práctica su número es limitado, por cuanto ni el comprador, ni la cajera tienen una cantidad ilimitada de billetes de banco. Si cada uno dispone, por ejemplo, de 10 billetes, el pago puede efectuarse sólo de una forma: entregando 8 billetes de 3 y recibiendo uno de 5. Como vemos, en la práctica las ecuaciones indeterminadas pueden dar soluciones determinadas
Volviendo a nuestro problema, proponemos al lector que, en calidad de ejercicio, resuelva por su cuenta una de las variantes: concretamente, examinar el caso en que el comprador no tenga más que billetes de 5 rublos, y la cajera, sólo de 3. En este caso aparecen las siguientes soluciones:
x = 5, 8, 11, ....
y = 2, 7, 12, ....
En efecto,
5 * 5 - 2 * 3 = 19
8 * 5 - 7 * 3 = 19
11 * 5 - 12 * 3 = 19
Podríamos obtener también estos resultados al tomar las soluciones del problema central mediante un sencillo procedimiento algebraico. Puesto que entregar billetes de cinco rublos y recibir de tres rublos equivale a "recibir billetes negativos de cinco rublos" y "dar billetes negativos de 3 rublos", la nueva variante del problema se resuelve con la ecuación planteada en el problema central:
3x - 5y = 19
pero con la condición de que x e y sean números negativos. Por eso, de las igualdades
x = 8 + 5t 1
y = 1 + 3t 1
sabiendo que x < 0 e y < 0, deducimos:
8 + 5t 1 < 0
1 + 3t 1 < 0
y, por consiguiente,
t 1 < - 8 / 5
Tomando t 1 = - 2, - 3, - 4, etc., obtenemos de las fórmulas anteriores, los siguientes valores para x e y
t 1 = - 2 - 3 - 4
x = - 2 - 7 - 12
y = - 5 - 8 - 11
El primer par de soluciones, x = - 2, y = - 5, significa que el comprador "paga menos dos billetes de tres rublos" y "recibe menos cinco billetes de cinco", es decir, traducido al idioma común, quiere decir que paga con cinco billetes de a cinco, recibiendo como vuelta 2 billetes de a tres. De esta misma manera interpretaremos también las demás soluciones.

¿Son las matemáticas un lenguaje universal?


La respuesta no la sabemos a ciencia cierta, nadie ha descubierto aún el sentido de ningún lenguaje, matemático o no a partir de principios abstractos. Solo se han descifrado mensajes ”cifrados”: textos escritos primero en lenguaje existente y que después alguien ha cifrado siguiendo una clave. Un ejemplo: el “PAPIRO RHIND“. Alexander Rhind en el año 1863 donó al British Museum el objeto más valioso que había adquirido en el Valle del Nilo, lo que hoy conocemos como el papiro Rhind, el más antiguo y extenso documento que hoy se conserva. “Las matemáticas son el lenguaje universal”suele decirse. Lo primero que hicieron los arqueólogos del British Museum para descifrar el lenguaje matemático de los egipcios fue consultar la piedra Rosetta, naturalmente.
El papiro Rhind contiene 84 ejercicios para resolver en la escuela de escribas: cálculo de áreas y volúmenes, progresiones aritméticas y cosas del estilo. El escriba Ahmes empieza dando algo tan simple como una tabla de dividir pero de una manera tan chocante como esta:
6 entre 10 = 1/21/10

A partir de esto deducimos dos cosas:
1. Que los egipcios no sabían realmente manejar las fracciones, solo las fracciones “unidad”.
2. Que los egipcios no usaban ningún signo de sumar, se limitaban a pegar las cifras que debían sumarse, como nosotros con las multiplicaciones.
Así la tabla de Ahmes debería leerse:
6 entre 10 = 1/2 + 1/10

Interesante, ¿no? pues del papiro también se deduce que los egipcios habían estimado Pi en 3,16: ese es el nombre de Pi en jeroglífico.
Si te interesa ver más click AQUÍ!

Truco de adivinación

Me he encontrado un truco interesante en Internet que hace tiempo mi padre me había explicado y ni me acordaba! Son trucos sencillos y muy divertidos para dejar la boca abierta en un momento de ocio.

El truco es el siguiente: pides a alguien que te escriba un número de cuatro cifras. En un papel aparte restas 2 a esa cifra y le pons un 2 delante:
Ejemplo si escriben 2435 tu escribiras 22433.
Escribes el número aparte sin que nadie te vea. Después pides a alguien que escriba 4 números de cifras debajo. Una vez hecho esto dices que el siguiente lo van a escribir ustedes. Tienes que completar con nueves (es decir, hacer que la suma de tu cifra y la anterior de todo nueves).
Ejemplo: si el primer número que han puesto es el 2435 y el segundo el 2354
24352354 7645
Hemos puesto el 7645 porque 7+2=9, 6+3=9, 5+4=9 y 4+5=9. Tienes que ponerlo simulando que lo pones al azar.
Una vez hecho esto, repetimos la operación otra vez, decimos que pongan otro número de cuatro cifras debajo, y nosotros volvemos a poner otro completando a nueves con el anterior
24352354764542785721
Ahora viene lo bueno: decimos a alguién que sume toda la columna. El resultado será el número que previamente habíamos copiado en un papel. Consejo: verificar antes porque casi todo el mundo se equivoca al hacer la suma.
Explicación: no tiene nada misterioso. Fijémonos en los pares 2-3 y 4-5 de la columna, ambos suman 9999, por lo que los cuatro suman 19.998. Es decir, 20.000 menos que 2. Sumando a la primer cifra es lo mismo que restarle 2 y ponerle un 2 delante.

lunes, 16 de junio de 2008

trabajo de logica y teoria de conjuntos...

Por: Geoffrey Gomez[1]

LOGICA ANTIGUA:
La lógica antigua, hereada por Aristóteles, se apoyaba en tres principios simples: el principio de identidad (A = A), el principio de exclusión ( no-A no es igual a A) y el principio de contradicción (un mismo concepto no puede ser definido simultáneamente como A y como no-A). Estos principios son declarados verdaderos a priori, en todo tiempo y lugar, es decir, que preexisten al razonamiento humano. Así se introduce en el pensamiento europeo la distinción entre verdades de experiencia, fruto de la observación de la realidad física, y verdades formales, deducidas de la reflexión intelectual de ciertas leyes eternas, las "nociones comunes" de Aristóteles o los "principios evidentes" de Descartes.

LOGICA MODERNA:
Hacia la mitad del S. XIX, la lógica se transforma radicalmente en lógica matemática. Esto se debió a que se realizaron encuentro de cuatro corrientes distintas:
1.- La lógica aristotélica.2.- La idea de un lenguaje matematico universal.
3.- Los progresos de álgebra y la geometría.
4.- La concepción de amplios sectores de la matemática como sistema deductivo, lo cual conducía a la necesidad de construir "la lógica de la matemática".
Esta lógica se inicia con The Mathematical Analysis of Logic (1847), de G. Boole, "Ensayo acerca de un cálculo del razonamiento deductivo" que indica como la lógica aparece como un cálculo algebraico; se produce a una completa simbolización; los enunciados lógicos son concebidos como ecuaciones, y se formulan leyes lógicas. Boole desarrolla la lógica de clases y la lógica proposicional. El álgebra se convierte en modelo de la lógica. Y el cálculo que crea Boole es totalmente artificial. Más tarde, Ch.S. Peirce hará aportaciones: la lógica de relaciones, el método de matrices (o tablas de verdad) y nuevos desarrollos de la lógica proposicional.
Así pues, la nueva lógica surge de la aplicación de los métodos matemáticos a la lógica antigua. Por eso se puede decir que se abre un nuevo período, cuando las matemáticas se convierte en objeto de lógica.

LÓGICA EN LOS ÚLTIMOS TIEMPOS
La propuesta de Newton Da Costa empata, con la propuesta del pensador francés, ciudadano del mundo, Edgar Morin, quien ha buscado durante el último medio siglo la formulación de un “paradigma de la complejidad”, que reconozca la interretrorelación íntima, profunda, que existe en todo en el universo, que responda a la necesidad de pensar, retomando a Pascal, el todo así como “particularmente” cada una de las partes, es decir, pensar todo y el todo mismo así como sus partes, tejidas en conjunto. Este pensamiento demanda una nueva lógica que pueda pensar sin trivializarse, lo concurrente, lo complementario y lo antagónico; una lógica que pueda pensar la naturaleza, el cosmos y la vida misma en su dinamicidad, que conciba, contrario al planteamiento de Hegel, la lógica como una astucia de la naturaleza, del cosmos, de la vida y no a la naturaleza, al cosmos, a la vida como una astucia de la lógica.

PROPOSICIONES Y OPERACIONES LÓGICAS.

Una proposición o enunciado es una oración que puede ser falsa o verdadera pero no ambas a la vez. La proposición es un elemento fundamental de la lógica matemática.

A continuación se tienen algunos ejemplos de proposiciones válidas y no válidas, y se explica el porqué algunos enunciados no son proposiciones. Las proposiciones se indican por medio de una letra minúscula, dos puntos y la proposición propiamente dicha. Ejemplo.

p: La tierra es plana.
q: -17 + 38 = 21
r: x > y-9
s: El Morelia será campeón en la presente temporada de Fut-Bol.
t: Hola ¿como estas?
w: Lava el coche por favor.

Los incisos p y q sabemos que pueden tomar un valor de falso o verdadero; por lo tanto son proposiciones validas. El inciso r también es una proposición valida, aunque el valor de falso o verdadero depende del valor asignado a las variables x y y en determinado momento. La proposición del inciso s también esta perfectamente expresada aunque para decir si es falsa o verdadera se tendría que esperar a que terminara la temporada de fut-boll. Sin embargo los enunciados t y w no son válidos, ya que no pueden tomar un valor de falso o verdadero, uno de ellos es un saludo y el otro es una orden.


ÁLGEBRA ABSTRACTA
El álgebra abstracta es el campo de la matemática que estudia las estructuras algebraicas como las de grupo, anillo, cuerpo o espacio vectorial. Muchas de estas estructuras fueron definidas formalmente en el siglo XIX, y, de hecho, el estudio del álgebra abstracta fue motivado por la necesidad de más exactitud en las definiciones matemáticas. El estudio del álgebra abstracta ha permitido observar con claridad lo intrínseco de las afirmaciones lógicas en las que se basan todas la matemática y las ciencias naturales, y se usa hoy en día prácticamente en todas las ramas de la matemática. Además, a lo largo de la historia, los algebristas descubrieron que estructuras lógicas aparentemente diferentes muy a menudo pueden caracterizarse de la misma forma con un pequeño conjunto de axiomas.
El término álgebra abstracta se usa para distinguir este campo del álgebra elemental o del álgebra de la escuela secundaria que muestra las reglas correctas para manipular fórmulas y expresiones algebraicas que conciernen a los números reales y números complejos. El álgebra abstracta fue conocida durante la primera mitad del siglo XX como álgebra moderna.

La logica es, ha sido y sera la piera angular de todas las bases del conocimiento humano. Como opinion personal la Logica matematica ha sido un excelente complemento no solo para mi estudios de Licenciatura en Matematicas sino un complemento para mi forma e ver la vida en todos sus aspectos, el estudio de logica nos abre el camino e la facilidad del entendimiento y es herramienta necesaria y casi que suficiente para quiees desean no solo estudiar matematicas sino llegar algun dia a ser unos excelentes matematicos...


Bibliografía
· Wikipedia.org
· Biblioteca.itam.mx
· nonopp.com
.
En cuanto a la lógica, sus silogismos más bien sirven para explicar a otros las cosas ya sabidas, que para aprender.
René Descartes (1596-1650) Filósofo y matemático francés.

[1] Geoffrey Gómez Peña
Estudiante del Programa de Licenciatura en Matemáticas.
Universidad Surcolombiana.
Lógica y Teoría de Conjuntos.Profesora Martha Mosquera Urrutia.

martes, 10 de junio de 2008

Curiosidades de genios...

¿Sabias que muchos personajes matemáticos reciben premios Nobel? Asi es, me parece un tema interesante ya que esto está olvidado y actualmente se le da muy poca importancia, pues bien, son personajes importantes del descubrimiento matemático a quienes tenemos totalmente olvidados.
Tenemos un buen ejemplo con los autores del Teorema del Índice reciben el premio Abel en Noruega. Los científicos Michael F. Atiyah y Singer reciben el premio Abel, “el Nobel de las matemáticas” en la Universidad de Oslo, se instituyo en 2002, unos 728.000 euros.
Estos son considerados dos de los matemáticos más importantes del siglo XX. El jurado les ha concedido el premio por haber descubierto el Teorema del Indice, que relaciona la topología, la geometría y el análisis.
Otro ejemplo interesante fue: Jose Antonio de Plata (Granada 1969) profesor ICREA adscrito al departamento de matemáticas de la Universidad Autónoma de Barcelona, recibió en Berlín el premio Richard won Misses 2006, otorgado por la Asociación Internacional de Matemáticas aplicadas y Mecánica (GAMM) por sus contribuciones en las áreas de las ecuaciones en derivadas parciales (EDP) simulación numérica, especialmente de dispositivos semiconductores y cálculo científico.
Sin embargo hay casos como el de el enigmático genio ruso de las matemáticas: Grigory “Grisha” Perelman, un enigmático genio de las matemáticas, seria capaz de rechazar el denominado “Premio Nobel de las matemáticas“. Tan brillante como huidizo, el doctor Perelman consiguió resolver en el año 2002 uno de los enigmas matemáticos más celebres y complejos. Ha rechazado prestigiosos galardones alegando que el jurado no estaba capacitado para juzgar sus logros. En el año 2000 rechazó el premio de 1millón de dólares ofrecido por el Instituto Clay de Bostón como premio por resolver uno de los 7 problemas de Milenio.
Actitudes como esta hacen espectacular a científicos del medio mundo la posibilidad de que “Grisha” rechace el premio Nobel de Matemáticas.
Luego es premiado con la medalla Fields, el más prestigioso galardón matemático, en el congreso mundial de matemáticas que se celebrará en Madrid.