martes, 7 de junio de 2011

Una mente veloz

Bogotá, 18 jul (EFE).- Sólo algunas milésimas de segundo tarda el colombiano Jaime García Serrano en responder qué día será, por ejemplo, el 4 de agosto del año 22.767, en qué cayó el 3 de febrero del 709 de nuestra era, o qué día de la semana fue en el que usted nació.


Por algo es considerado "el matemático más rápido del mundo" y, sin embargo, tardó "casi cincuenta horas" en dar el resultado del numero irracional pi con 151.202 decimales, reconoció a Efe García Serrano.

El cálculo del pi (3,1416) fue logrado en enero de 2008 en la Universidad Complutense de Madrid, y es el sexto de los récords Guinness que ostenta el matemático y veloz 'calculista' colombiano, de 53 años, llamado también "la computadora humana".

El Concejo de Bucaramanga, ciudad del nordeste del país, capital del departamento de Santander, en el mismo territorio de su Málaga natal, concedió este viernes a García Serrano la "Orden al Mérito Educativo y Cultural".

García Serrano, que tiene su casa en Madrid, viaja por los cinco continentes durante casi todo el año y siempre, como "remate" de sus conferencias en aulas y ante los auditorios más heterogéneos, "es sometido a pruebas".

"Soy humano y también tengo mis fallos, pero rápidamente los corrijo y la mayoría de las veces nadie se da cuenta, sólo yo", admite el matemático en una entrevista telefónica con Efe desde Bucaramanga.

Miles de quienes le han escuchado en sus conferencias, con calculadora en mano, corroboran, en segundos e, incluso, minutos después, que las cuentas que García Serrano ha hecho mentalmente, son exactas.

En algunas de sus biografías en las miles de citas de su nombre y "hazañas" en Internet, se lee que García Serrano ha sido "descubridor de los métodos abreviados para resolver problemas por medio del cálculo mental".

Añaden que el colombiano "logró lo que nunca antes pudo otro ser en la tierra: demostrar que es más rápido que una computadora".

En sus conferencias recalca que sus métodos son la disciplina, el estudio y la búsqueda de algoritmos adecuados.

A ello se debe sumar "la práctica y la concentración", como medios para lograr dotes en los cálculos mentales por más difíciles que éstos sean.

García Serrano desarrolló varios "métodos abreviados" para resolver problemas por medio del cálculo mental.

También puede memorizar un número de más de 220 cifras con sólo mirarlo "de pasada" y recitarlo sin una sola equivocación, y realizar increíbles demostraciones de memoria visual y auditiva ante los auditorios.

El matemático ha revelado en distintos reportajes y sin misterios que cuando era niño se inició en el desarrollo de su destreza para los cálculos mentales.

Cuando estaba en la escuela, en Málaga, un pueblo montañoso de Santander, la maestra explicó un buen día a los alumnos en la clase de aritmética que, para multiplicar por diez, bastaba solamente agregar un cero a la derecha.

García Serrano dedujo entonces que si se podía simplificar la multiplicación por diez, en matemáticas deberían existir otros recursos que facilitaran todas las operaciones, y en poco tiempo deslumbró a sus compañeros y a sus profesores.

Pero en García Serrano el mérito no es sólo su memoria, pues es capaz de calcular, en pocos segundos, raíces cuadradas, exponenciales, senos y cosenos que, centenares de veces, han dejado con la boca abierta a miles de quienes le han visto y escuchado.

El matemático vive aterrado cómo los estudiantes de hoy no saben sumar ni multiplicar, amparados por las calculadoras, y considera que eso limita su desarrollo mental.

Para García Serrano, hay que ejercitar a diario, desarrollar el potencial en la mente humana.

Hace pocos días admitió para un periódico de su tierra que preparaba un nuevo registro Guinness, pues está en posesión ya de el de los calendarios del año uno al año un millón, y ya se siente "preparado para batirlo con un récord de un número de billones de años, un número de catorce cifras".

Fuente: http://juegos-matematicos.blogspot.com/2009/07/una-mente-veloz.html

Matemáticas en el Supermercado! - Problema de colas

Cuando vamos al supermercado y llega el momento de pagar: Cuantas veces nos hemos preguntado que será mejor: Ponernos en la cola con más gente pero que tienen pocos productos o por el contrario, pasar por la caja que cuya cola es menor, pero los compradores llevan más productos para pagar.



Ryan Sager, formula una solución muy sencilla a éste interrogante cotidino : la velocidad en las colas de los supermercados.
Ryan, despues de meditar un momento sobre el problema, llega a la conclusión de que las filas con poca gente y muchos productos son, por lo general, más veloces. El motivo es claro: lo que más tiempo consume es pagar. Los clientes tardan en hacerlo unos 48 segundos, mientras que las cajeras pasan cada producto en 2,8 segundos de media.
De esta forma, una cola de 6 personas con tres productos cada una tardará algo más de 5 minutos (306 segundos), mientras que una cola de 2 personas con 20 productos pasará por la caja en algo menos de 3 minutos y medio (208 segundos).
Según este razonamiento, las llamadas “cajas rápidas”, en las que suele haber muchos clientes con pocos artículos cada uno, al final pueden resultar más lentas. A no ser que tengan varias cajeras por cola, como ocurre en algunos hiper de grandes superficies.

Fuente: http://juegos-matematicos.blogspot.com/2009/10/matematicas-en-el-supermercado-problema.html

MATEMÁTICAS CREATIVAS : 10 AXIOMAS PARA APRENDER LAS MATEMÁTICAS CON IMAGINACIÓN, DISFRUTÁNDOLAS.





Dr. David de Prado


AXIOMA 1. MATEMÁTICA GRATIFICANTE Y PLACENTERA.



Si los profesores no disfrutan enseñando y aprendiendo, planteando y resolviendo los problemas de las matemáticas aplicadas a la vida cotidiana y profesional,

no podrán transmitir a los alumnos:



§ La sensación de un gozo y disfrute del proceso de trabajo matemático.

§ La pasión, ilusión por resolver los problemas que requieren un esfuerzo de concentración y de seguimiento continuado.

§ De no ser así ocurrirá todo lo contrario:

§ Generarán disgusto y malestar aburrimiento y desilusión con todo lo que tenga que ver con los números y las matemáticas.

§ Sentimiento de inutilidad incomprensión y fracaso en las mismas. Las aborrecieran y dejarán de estudiarlas.

§ Este puede ser un panorama generalizado en las clases de matemáticas de todos los niveles en los distintos países. Ello explica los índices elevados de fracaso matemáticas en el mundo entero.



AXIOMA 2. APRENDIZAJE EMOTIVO VIVENCIAL


Si las matemáticas son un lenguaje simbólico abstracto al cual se ha llegado necesariamente mediante la elaboración de los investigadores matemáticos por procesos de inducción y práctica basada en lo concreto, mediante ensayo y error de carácter intuitivo acerca de situaciones reales en las cuales se aplicará matemática...

Ha de aprenderse y enseñarse la matemática de una forma análoga mediante procesos de aprendizaje inductivos y aplicados, para llegar posteriormente a la conceptualización axiomática simbólica abstracta. Al de seguirse también el camino inverso del general y abstracto a lo particular y de lo particular a lo abstracto.



AXIOMA 3. MATEMÁTICA ES EXPRESIÓN MÚLTIPLE DE LAS INTELIGENCIAS NO SOLAMENTE LA SIMBÓLICO MATEMÁTICA SI NO LA GRÁFICA DE LA MUSCULAR LA MUSICAL...



Para llegar un lenguaje simbólico abstracto si queremos que las matemáticas sean comprendidas y asimiladas por todos los alumnos de todos los niveles de inteligencia y de motivación,

§ La enseñanza de las matemáticas ha de recurrir a la realización de prototipos, en los que se pueda observar y comprobar la ley, la teoría, el axioma o la fórmula matemática.

§ Es preciso realizar representaciones gráficas de diversa índole que reflejen los problemas o los conceptos matemáticos.

§ Se necesita realizar acciones de representación muscular o corporal de los conceptos o procesos matemáticos, que han de ser visualizados en la pantalla de la mente mediante imágenes y metáforas, tal como sugiere que realizaba síntesis en el descubrimiento de la teoría de la relatividad. Para el los conceptos muscular y estados y las visualizaciones imaginativas fueron la clave de su descubrimiento.

Este es el camino del genio y del talento matemático. Sería la única fórmula para cultivar aquellos alumnos que destacan por su interés, su ilusión y sus rápidas resoluciones en el campo de las matemáticas.



AXIOMA 4. LA MATEMÁTICA APLICADA Y ÚTIL.



Si las matemáticas son un lenguaje universal no sólo por ser abstracto, sino porque se aplicará todos los campos del saber y de la vida,

Han de ser aprehendidas en cada uno de sus conceptos, en cada fórmula, en cada teoría o tema abordado en dicha materia, aplicándola a las situaciones más variadas que afectan a los propios alumnos, o que se extienden a los diversos campos profesionales que pueden ser foco de su interés.

EN ESTE CASO LAS MATEMÁTICAS COBRAN UNA MOTIVACIÓN INTRÍNSECA DE UN ALTO VALOR PARA SER APREHENDIDAS.



AXIOMA 5. MATEMÁTICA DIVERSIFICADORA Y FLEXIBLE.

Si las matemáticas resultan mecánicas, repetitivas y aburridas debido a una enseñanza racionalista, abstracta y deductiva,

no afectan al potencial de descubrimiento e intuición, de imaginación y razonamiento dialéctico que caracteriza el pensamiento natural de los seres humanos. Ese aprendizaje en términos dialécticos de ensayo y error, al reproducirse avances y retrocesos aciertos y errores. Esta dinámica puede dar a vida, sentido de ilusión, de recto y de riesgo a los alumnos y a los profesores.



AXIOMA 6. MATEMÁTICAS DE GENIOS Y POR GENIOS PARA GENIOS.



Si las matemáticas en todos los avances que han tenido lo largo de la historia ha sido el resultado de investigadores con elevado talento y genialidad,

han de ser enseñadas siguiendo los procesos y vicisitudes que experimentaron los investigadores matemáticos en cada tema o problema, descubriendo sus sinsabores, sus limitaciones así como los pasos que dieron para el logro de los mismos. Es preciso que los alumnos se sientan Pitágoras en el descubrimiento por mecanismos múltiples del teorema correspondiente.

SE TRATA DE LLEVAR A CABO UNA EDUCACIÓN BASADA EN LAS MATEMÁTICAS QUE EXPERIMENTARON LOS CREADORES MATEMÁTICOS.

Este es el camino de la enseñanza para mostrar el interés y el entusiasmo de los creadores matemáticos así como para ilusionar los nuevos talentos y genios del futuro de las matemáticas.



AXIOMA 7. MATEMÁTICA COMBINATORIA.



Si la matemática asume las teorías probabilísticas y combinatorias,

Las matemáticas han de ser enseñadas y aprehendidas a partir de las estructuras combinatorias de los conjuntos y matrices, resultantes de los datos de las situaciones de la vida y de la profesión.

Una de las dimensiones fundamentales de la creatividad es la combinatoria y el mestizaje. En ella se pueden dar todas las variedades y posibilidades de combinación de ideas. Ella es la clave para inventar y descubrir soluciones.



AXIOMA 8 . PROBLEMAS VITALES REALES O INVENTADOS.



Si las matemáticas consisten sustantivamente en resolver los problemas no solamente matemáticos sino de la vida y de otros ámbitos científicos,

§ los profesores y los alumnos han de crear, plantear, organizar, analizar y resolver los problemas de la vida y de las otras disciplinas con el apoyo de las matemáticas, recurriendo a soluciones de sentido común y a mecanismos de carácter simbólico, filosófico y matemático para ser abordados con acierto.

Básicamente todos los profesores y alumnos habrían de aprender la dinámica de la solución creativa de problemas.

Esta es una técnica esencial de la creatividad junto al torbellino de ideas.



AXIOMAS 9. DESARROLLO DE CONCEPTOS CLAROS Y DISTINTOS, CARTESIANOS MEDIANTE LAS MATEMÁTICAS.



Los conceptos, teorías y términos matemáticos conectan con problemas parecidos de la vida diaria y profesional:

Los conjuntos sedán de múltiple forma en la vida ordinaria hay conjuntos musicales, de ropa,...

Basta hacer un torbellino de ideas acerca de las palabras que nos sugiere el concepto matemático, derivadas, de palabras que se pueden asociar por el sentido por la forma de ser pronunciadas a la palabra o término matemático que estamos estudiando, para realizar un torbellino de ideas y después establecer cuáles son los parecidos y las diferencias de tal forma que los alumnos sean capaces de llegar hacer la definición de el concepto según su intuición mediante sus propias palabras. Después intentan dibujar el concepto geométrico matemático que estudiaron, para finalmente contrastar lo con lo que dicte el libro o las explicaciones del profesor.

SE TRATA DE DESARROLLAR AUTÓNOMAMENTE LA DEFINICIÓN DE LOS CONCEPTOS MATEMÁTICOS.



AXIOMAS 10. APRENDIZAJE ANALÓGICO COMPARATIVO E INVENTIVO DE LAS MATEMÁTICAS.



Si las matemáticas han de dar rienda suelta a la sensibilidad, la imaginación, la fantasía y la inventiva naturales de los alumnos y de los profesores,

la enseñanza de la matemática ha de proceder a un trabajo analógico sobre, concepto o problema matemático buscando elementos , asuntos objetos de la vida ordinaria cercana a los alumnos, que active la imaginación al estableciendo un paralelismo diferenciador entre lo matemático y el objeto, distante y ajeno a la misma, con el cual se quiere comparar dicho concepto matemático.

Se realizó una analogía exhaustiva de la velocidad y del tocino, de la gimnasia y la magnesia o la matemática, de la gramática y la geometría, de la derivada y de un barco a la derivada.

Un ejemplo de solución creativa de problemas en física matemática: como conocer la altura de la torre de Pisa sirviéndose de un termómetro.

Se trata de un planteamiento de un problema realmente inusual, puesto que la altura o la longitud de los objetos se mide usualmente con una medida de longitud como puede ser el metro.

viernes, 3 de junio de 2011

Matemática y Tecnología

Si pensamos en tecnología, seguro que lo primero que se nos viene a la mente es algún aparato complejo, súper novedoso y caro y seguro que tiene un "chip", como ejemplo. En pocas palabras, lo que hacemos es relacionar el término  Tecnología con los objetos técnicos que nos rodean hoy, o tal vez mañana, pero nunca nos detenemos a pensar, en que por ejemplo, si una persona durante sus primeros años de vida cuenta con los dedos, está haciendo tecnología.  O, tal vez si se nos rompe el botón del baño y se realiza un arreglo provisorio con tanza también se está haciendo tecnología. Es decir, TECNOLOGíA es mucho más que aparatos electrónicos y eléctricos, y si miramos hacia atrás en el tiempo, muy atrás podremos ver que es apasionante enterarnos cómo hicieron TECNOLOGÍA nuestros antepasados.



La relación entre las matemáticas y la tecnología:


     La primera relación que es preciso destacar, es que sin matemáticas no hay tecnología, y sin tecnología no hay aplicación concreta de las matemáticas, por lo cual debemos pensar que van de la mano, que se complementan y que esto sucedió siempre, aún en nuestros orígenes.


     La técnica comprende todas las actividades humanas que requieren especialización para la fabricación de productos varios (por ejemplo, los motores, las máquinas y sus partes, y  todo otro tipo de aparatos). El fundamento de la técnica es la matemática, porque todo lo que se construye es proyectado, experimentado, aprobado y perfeccionado con el auxilio insustituible de los cálculos. Hasta un simple hilo metálico, destinado a la conducción de la electricidad, debe tener un espesor en relación con su largo calculado con exactitud para permitir el paso de una determinada cantidad de corriente.


     Pocos pueden imaginar cuantos cálculos se necesitan, por ejemplo, para construir un nuevo tipo de automóvil: el motor debe efectuar un cierto número de revoluciones para alcanzar una determinada velocidad, consumiendo una determinada cantidad de combustible; las ruedas deben tener un cierto diámetro, y la presión del aire en sus neumáticos debe alcanzar un determinado valor. Es necesario prever el grado máximo de temperatura que puede ser tolerado por los materiales, la resistencia del aire que se opondrá a la forma de la carrocería, el tiempo de desgaste de los distintos órganos del motor, etc. En pocas palabras, se necesitan centenares de miles de cálculos para crear un nuevo tipo de máquina de las que usamos hoy en día.

jueves, 2 de junio de 2011

La Matemática no es una actividad para el perezoso intelectual

El que piense que sentado, observando la explicación de la clase, va a aprender todo lo que necesita, comete un error. Para alcanzar el éxito es indispensable un constante esfuerzo».
La apreciación la hace nada menos que el Doctor en Ciencias Pedagógicas y en Ciencias Físico-Matemáticas Luis Davidson San Juan, profesor titular del Instituto Superior Pedagógico Enrique José Varona, quien no oculta su pasión por la «Reina de las Ciencias», y a pesar de sus 90 años sigue lúcido y presto a transmitir sus conocimientos.
Este maestro opina que sus colegas deben lograr que sus alumnos se motiven con el aprendizaje de la Matemática, porque esa es la mejor manera de que estudien, se interesen, aprendan.
Fundador y socio emérito de la Sociedad Cubana de Matemática y Computación, así como miembro de honor de la Asociación de Pedagogos de Cuba, el profesor Davidson ha dedicado más de 50 años a la enseñanza, y una buena parte de esta a preparar a profesores que forman a su vez maestros de esa asignatura.
Davidson leyó el trabajo publicado por JR el 20 de febrero último ¿Acabar con un número ocho?, y motivado por el reportaje escribió una carta dedicada a los autores de la investigación, en la cual felicita al diario y comparte algunas opiniones.
Por ello el encuentro con el destacado pedagogo era obligado. En su casa, y convaleciente de una operación, nos recibió amablemente: «El profesor debe tratar de que sus alumnos comprendan la utilidad de lo que están aprendiendo, relacionar los contenidos de la clase con situaciones y problemas cotidianos y de otras ciencias».
Entonces hace referencia a su libro Ecuaciones y Matemáticos. «Es un libro sobre la historia de la matemática —dice—; es un viaje por África, Asia, el Mediterráneo, China, India, y también por las culturas maya e inca».
El texto adentra al lector en la historia de las ecuaciones algebraicas y el desarrollo de los distintos métodos y procedimientos que fueron hallados en el transcurso del tiempo para la solución de problemas que conducen a estas. Igualmente destaca el desarrollo y papel que desempeñó la simbología matemática en la adquisición de nuevos conocimientos.
«Este libro debe estar en todos los preuniversitarios del país, y puede contribuir a motivar al estudio de la Matemática, y también a que se comprenda mejor el porqué de su necesidad práctica», reafirmó.
—Algunos profesores plantean que los estudiantes traen lagunas en los conocimientos de grados precedentes y ello resulta determinante para que puedan avanzar…
—Eso es fundamental. Hay un orden en el aprendizaje. Quien no vence determinados conocimientos no podrá luego realizar operaciones más complejas.
«Pero lo fundamental es ejercitar. Luego de escuchar la explicación del profesor, hay que estudiar de manera individual, hacer muchos, muchos ejercicios».
En 1963, momento en que trabajaba como inspector nacional de la asignatura de Matemática, Davidson propuso realizar un concurso nacional de esa asignatura para estudiantes de preuniversitario.
La experiencia tuvo éxito y se amplió a otros niveles de enseñanza. Luego Cuba comenzó a participar en las Olimpiadas Internacionales de esa asignatura, en las que ha obtenido muchos importantes lauros.
Desde entonces Davidson fue animador y organizador de esos eventos nacionales, así como jurado y presidente del Comité Internacional para las Olimpiadas en esa materia. Recibió el premio Paul Erdos Award, que otorga la Federación Mundial de Competencias Nacionales de Matemática, por su labor en pro de la educación y la búsqueda de jóvenes talentos en esa ciencia.
Igualmente, y durante la celebración de la XIV Olimpiada Iberoamericana, recibió el reconocimiento de Maestro Fundador de los Concursos y Olimpiadas de Matemática.
—¿Por qué su interés en los concursos?
—Yo aseguro que la motivación por el estudio es fundamental; por ello es imprescindible la emulación entre alumnos, demostrar lo que se sabe y prepararse de manera intensiva y especial para ello.
Aunque se jubiló en 1987, Davidson no ha dejado de trabajar a favor del estudio de la Matemática. Sigue escribiendo textos y prestando asesoramiento a quien se lo pide.
Y como se acercan los exámenes de ingreso a la Universidad, y Matemática es una de las asignaturas, y de las que más temor o preocupación causa entre los estudiantes, familiares y las instituciones escolares, no quiso pasar por alto esta oportunidad para hacerles algunas recomendaciones a los jóvenes que hoy estudian la asignatura:
«Lo fundamental es mejorar los hábitos de estudio. Lo primero es leer con detenimiento el libro de Matemática y tratar de comprender el significado de cada palabra o símbolo.
«Si hay algo que no comprendes, puedes tratar de recordar la explicación dada en clases por el profesor, consultar las notas; eso ayudará a volver sobre lo que captaste en clase.
«Cuando se haya comprendido un concepto, primero repítelo oral o mentalmente, luego trata de escribirlo con tus propias palabras, sin preocuparte por las que aparecen en el texto, ya que lo importante es que tenga la misma idea.
«Si el texto formula una interrogación, intenta resolverla antes de proseguir. Si trae un ejemplo resuelto, desarróllalo. Busca ejemplos semejantes y realízalos. Trata de fijarte cada vez menos del que está resuelto.
«No intentes aprender Matemática memorizando; ello conducirá al fracaso y a que cada vez tengas más dificultades».
Por último Davidson quiso destacar que sin Matemática no puede haber desarrollo de un país, pues el sobrenombre de «Reina de las Ciencias» no es por gusto, ya que toda persona en la vida cotidiana y todo profesional en su trabajo requiere de esta para su mejor desempeño.
Fuente: Diario de la Juventud Cubana



Lugares Geométricos

LUGARES GEOMÉTRICOS EN EL PLANO
Traducido de: L. BRUN et L.TREVILLET
“EXERCISES DE GEOMETRIE”
Ediciones de La Casa del Estudiante – Junio de 1980

LUGARES GEOMÉTRICOS EN EL PLANO
I) Definición de un Lugar Geométrico
Supongamos un punto móvil que se desplaza en un plano a una distancia constante de un punto fijo O del mismo plano. Sabemos que ese punto recorrerá una circunferencia de centro O y radio la distancia constante ( R ). El conjunto de los puntos de la circunferencia y solamente ellos constituye el Lugar Geométrico de P. Un Lugar Geométrico es pues una figura cuyos puntos gozan de una cierta propiedad que no poseen los puntos que no pertenecen a la figura. Se puede concebir un aparato provisto de un lápiz que represente el punto móvil, traduce en forma continua el Lugar Geométrico de este punto. Un compás es un dispositivo simple de este tipo. También los diagramas obtenidos en los aparatos registradores son Lugares Geométricos.

II) Cinco Lugares Geométricos fundamentales:
1º) El lugar de los puntos situados a una distancia R de un punto fijo O es la circunferencia de centro O y radio R.

2º) El lugar de los puntos situados a una distancia dada d de una recta fija r es el conjunto de dos paralelas a r trazadas a la distancia d de esta recta.

3º) El lugar de los puntos equidistantes de dos puntos fijos A y B es la mediatriz del segmento AB.

4º) El lugar de los puntos equidistantes de dos semirrectas Ox y Oy es la bisectriz del ángulo xOy.

5º) El lugar de los puntos desde los cuales se ve un segmento de recta AB bajo un ángulo dado está formado por dos arcos de circunferencia que tienen AB por cuerda y se llaman arcos capaces del ángulo dado sobre el segmento AB. Estos dos arcos son simétricos con respecto a AB. Cada centro está para la mediatriz de AB y sobre la perpendicular en B a la recta que forma con AB un ángulo igual al dado. Si el ángulo es menor que un ángulo recto, cada arco capaz es mayor que una semicircunferencia. Si es recto, cada arco es una semicircunferencia. Si es mayor, cada arco es menor que una semicircunferencia.

III) Estudio de un Lugar Geométrico.
Búsqueda del lugar y demostración.
Es útil tratar de tener una idea de la naturaleza del lugar. Para ello, podemos construir varias posiciones. Puede suceder:
1º) Que las construcciones efectuadas den puntos alineados: tenemos la intuición de que el lugar es una recta y trataremos de demostrarlo.
2º) Que los puntos no estén alineados. Como por el momento, tratándose de lugares planos la única curva que hemos estudiado es la circunferencia, podemos tener la intuición de que se trata de una circunferencia ( o de un arco) y trataremos de demostrarlo.
Para establecer el lugar que acabamos de intuir, trataremos de ubicar el problema en uno de los logares del parágrafo II.

1er. ejemplo:
Sean A y B dos puntos fijos de una recta xy. Se traza una circunferencia variable C tangente en B a xy y desde A se traza la segunda tangente AM a la circunferencia. Lugar Geométrico de M.

Búsqueda del Lugar: Construimos tres posiciones particulares M1, M2 y M3 del punto M (fig. 1). Observamos que estos puntos no están alineados y parecen pertenecer a una circunferencia de centro A. Para demostrarlo bastará con probar que la distancia AM es constante. Este estudio preliminar debe ser hecho “en borrador” solo para guiarse. Para hacer la demostración haremos una nueva figura con la única posición de M (Fig. 2).
Demostración: Las longitudes AM y AB son iguales por ser tangentes desde un mismo punto exterior A a la circunferencia de centro O. Como A y B son fijos, la longitud AM es constante y el punto M se desplazará sobre la circunferencia de centro A y radio AB.
Recíproco: Habiendo ya demostrado que el punto M se halla sobre una figura fija, falta probar que un punto tomado sobre esta figura responde a las condiciones impuestas a M por el enunciado.
Haremos una nueva figura (fig.3) que tenga los elementos fijos de la hipótesis del problema y el lugar hallado en la primera parte.
Sea M un punto de la circunferencia de centro A y radio AB. Bastará demostrar que se puede construir una circunferencia tangente en M a AM y tangente en B a AB. Tracemos la perpendicular en M a AM y en B a AB. Estas rectas se cortan en O (siempre que M no pertenezca a la recta AB). Son tangentes a la circunferencia de centro A siendo perpendiculares respectivamente a los radios AM y AB en sus extremos. Estas dos tangentes OB y OM son iguales. Por tanto la circunferencia de centro O y radio OB pasará por M. Será tangente en B a AB y en M a AM, ya que estas rectas son perpendiculares a los radios OB y OM en sus extremos. M es entonces el punto de contacto de una tangente trazada desde A a una circunferencia tangente en B a AB.
La conclusión de este estudio es que el lugar de M es la circunferencia de centro A y de radio AB, exceptuando los puntos B y diametralmente opuestos para los que no puede trazarse la circunferencia del enunciado. El recíproco muestra si toda la figura hallada constituye el lugar buscado, o si el lugar está solo formado por parte de la figura (como en el caso anterior en que debimos excluir dos puntos). En este último caso, será determinar los límites del lugar.
Se puede considerar un problema de lugar geométrico como el estudio de una figura que se deforma manteniendo ciertos elementos fijos. La figura queda completamente determinada cuando se elige la posición de un cierto punto o de una cierta recta que llamaremos variable principal. Este elemento se desplaza entre dos posiciones límites fijadas en el enunciado. (Estas posiciones pueden estar confundidas, por ejemplo si un punto, elemento variable principal, describe una circunferencia).
A cada una de estas posiciones del elemento variable principal corresponde una posición particular del punto cuyo lugar se busca. Estas posiciones particulares son los límites del lugar. La búsqueda completa de los límites de un lugar puede sustituir al recíproco.
Veamos un ejemplo:

2º ejemplo): Sea P un punto fijo exterior a una circunferencia de centro O. Se traza una secante PAB a la circunferencia. Lugar Geométrico del punto medio de la cuerda AB.
Búsqueda del lugar: (en borrador). Construimos tres posiciones de la secante PAB. Los puntos medios de las cuerdas son respectivamente M1, M2 y M3 que no están alineados. Parecen pertenecer a una circunferencia de diámetro PO (O es un punto del lugar ya que PO corta a la circunferencia, según un diámetro de punto medio O).
Demostración: Siendo M el punto medio de la cuerda AB, la recta OM que une ese punto al centro es perpendicular a AB. Por tanto el ángulo OMP es recto; es inscriptible en una semicircunferencia de diámetro OP, M pertenece entonces a la circunferencia de centro C, medio de OP.
Recíproco: Sea M un punto de la circunferencia C de diámetro OP. Trazamos PM que corta a la circunferencia en A y B. El ángulo OMP está inscrito en una semicircunferencia; es recto. por tanto OM es perpendicular a la cuerda y pasa por el punto medio de AB, M es el punto medio de AB.

Para que este razonamiento sea válido se necesita que PM encuentre a la circunferencia de centro O y por tanto que M esté sobre la parte de la circunferencia interior al círculo de centro O, es decir sobre el arco TOT’.
Limitación del lugar: Podríamos haber hallado los límites del lugar por el razonamiento siguiente, que puede sustituir al recíproco. En este problema, el elemento variable principal es la recta PAB. Gira alrededor de P y debe encontrar a la circunferencia de centro O. Sus posiciones límites son las tangentes PT y PT’ a la circunferencia de centro O. Para la posición PT los puntos A y B están confundidos en T, por tanto el punto medio M de AB es también T. para la posición PT’, M está en T’. El lugar es el arco TOT’ de la circunferencia de diámetro OP, interior al círculo de centro O.

Utilización de las posiciones particulares:
La posición notable de la secante PAB pasando por O nos ha mostrado que O es un punto del lugar. Se puede a veces, considerando posiciones particulares del elemento variable, deducir posiciones (sin construcciones nuevas) de puntos del lugar. Por otra parte, estos puntos son en general los límites del lugar.
Algunas veces el punto móvil puede halarse sobre una línea fija ya trazada. Es suficiente en este caso construir la figura para tener una idea del lugar. La demostración consiste en justificar esta posición notable. Veamos otro ejemplo:

3er. ejemplo: Sea un punto M variable exterior a una circunferencia de centro O. Se trazan las tangentes MA y MB. Lugar del incentro del triángulo MAB.

Búsqueda del lugar (en borrador): Las bisectrices de los ángulos MAB y MBA parecen cortarse sobre la circunferencia de centro O.

Demostración: La bisectriz del ángulo A pasa por el punto medio del arco AB. Los dos ángulos inscritos A1 y A2 iguales deben interceptar arcos iguales. La bisectriz del ángulo B también pasa por el punto medio del arco AB. El incentro pertenece a la circunferencia de centro O.

Recíproco: Sea I un punto de la circunferencia de centro O. Tracemos una cuerda AB perpendicular a OI y las tangentes en A y B se cortan en M. El radio OI perpendicular a la cuerda AB pasa por el punto medio del arco AB y los arcos AI e IB son iguales. El ángulo A1 inscrito es igual a la mitad del ángulo BOI y el A2 semiinscrito igual a la mitad del IOA. Entonces los ángulos A1 y A2 son iguales, AI es la bisectriz del ángulo MAB.
Análogamente, BI es bisectriz del ángulo MBA, I es entonces el incentro del triángulo.
El Lugar de I es la circunferencia de centro O entera..

También el punto móvil puede estar sobre una línea fija no trazada en la figura y no incluida en los cinco lugares del parágrafo II. En este caso nos encontramos en general en presencia de una recta. Se prueba que es fija mostrando que pasa por un punto fijo y forma un ángulo constante con una dirección fija.

4to. Ejemplo: Sea M un punto variable del lado AB de un triángulo ABC. Se toma sobre la prolongación CX de AC una longitud CN = BM. Lugar del vértice P del paralelogramo BMNP.
Búsqueda del lugar: Sea P el cuarto vértice del paralelogramo BMNP. Si M está en B, N está en C y el paralelogramo se reduce al segmento BC, por tanto P está en C. Si M está en A, el paralelogramo es BAN’P’. Los tres puntos del lugar C, P y P’ parecen alineados.

Demostración: Unimos C con P. Los lados opuestos BM y PN del paralelogramo son iguales, de donde PN = CN. El triángulo NCP es isósceles y el ángulo C1 es la mitad del ángulo externo N1. Pero NP y AB son paralelas. Los ángulos correspondientes N1 y A son iguales, por tanto el ángulo C1 es igual a la mitad del ángulo A, es un ángulo constante y la dirección CP es fija.

Recíproco: Sea P un punto de la recta CY que forma en C con CX un ángulo XCY igual al ángulo A/2. La paralela trazada por P a BA corta a CX en N y la paralela a PB trazada por N corta a AB en M.
En el triángulo NCP el ángulo externo N1 = C1 + P1 = N1 = A por correspondientes y C1 = A/2, de donde el ángulo P1 = A/2 = C . El triángulo NCP es isósceles y NP = CN . Los lados opuestos BM y PN del paralelogramo BMNP son iguales CN = BM y P es un punto del lugar.

Limitación: Los límites son C y P’

Construcción del lugar: Se traza la bisectriz del ángulo A y por C la paralela. por B se traza la paralela a AC para determinar P’

En resumen: Frente al problema de “Hallar el lugar geométrico de un punto P sujeto a ciertas condiciones“, lo resolvemos de la siguiente manera:
Buscamos una figura F sobre la cual se hallan todos los puntos P, y, luego, demostramos que todo punto de F (o parte de ella) cumple las condiciones exigidas.

El Lugar de una recta (o varias) si el punto móvil:
a) está a una distancia constante de una recta fija, el Lugar son las dos paralelas a la recta fija.
b) equidista de dos puntos fijos A y B, el Lugar es la mediatriz del segmento AB.
c) equidista de dos rectas fijas, el Lugar es la bisectriz de los ángulos formados por las rectas.
d) se halla en una recta que pasa por un punto fijo y forma un ángulo constante con una dirección fija.
e) se halla en una recta notable de la figura.

El Lugar en una circunferencia ( o parte) si el punto móvil:
a) está a una distancia constante R de un punto fijo O, el Lugar es una circunferencia de centro O y radio R.
b) es vértice de un ángulo constante cuyos lados pasan cada uno por un punto fijo, el Lugar es un arco capaz.
c) pertenece a una circunferencia fija de la figura.

A menudo, en los problemas del Lugar Geométrico hay que demostrar que un segmento o un ángulo son constantes.
A) se puede demostrar que son iguales a un segmento o un ángulo de la figura.
B) se los puede calcular en función de otros elementos de la figura y probar que el valor obtenido es constante,.

EJERCICIOS:I) El punto móvil se encuentra a una distancia constante de un punto fijo

1) Lugar geométrico de los centros de las circunferencias de radio R que pasan por un punto fijo A.

2) Lugar Geométrico de los centros de las circunferencias tangentes a dos circunferencias concéntricas dadas.

3) Lugar Geométrico de los puntos desde los cuales se puede trazar dos tangentes a una circunferencia que formen entre ellas un ángulo dado.

4) Sea un ángulo recto XOY fijo, y un segmento AB que se desplaza de modo que A pertenece siempre a OX y B a OY, siendo el segmento AB de longitud constante. Hallar el Lugar Geométrico del punto medio M de AB. Se trazan las perpendiculares en A a OX y en B a OY. Lugar Geométrico de la intersección de estas dos perpendiculares.

II) El punto móvil se halla a una distancia constante de una recta fija.
5) Una circunferencia de radio constante rueda sobre una recta XY. Lugar Geométrico de su centro.

6) Sea un paralelogramo ABCD cuyo lado AB es fijo y su altura CH constante. Lugar geométrico del punto de corte de las diagonales.

III) El punto móvil equidista de dos puntos fijos

7) Lugar geométrico de los vértices B y D de un rombo ABCD cuyos vértices A y C son fijos.
8) Lugar geométrico de las circunferencias tangentes a dos circunferencias iguales.

9) Sean tres puntos A, B y C alineados. Se consideran dos circunferencias iguales variables, una que pasa por A y B y la otra que pasa por B y C. Lugar Geométrico del segundo punto de intersección de las circunferencias.

IV) El punto móvil equidista de dos rectas fijas

10) Lugar geométrico de los centros de la circunferencia tangente a dos rectas paralelas.

11) Sea un cuadrado ABCD. Se toma sobre la prolongación del lado BC un punto M. La perpendicular en A a AM corta la prolongación de CD en P. Se construye el paralelogramo AMNP. Lugar Geométrico del vértice N.

12) Sea una circunferencia de centro O y dos diámetros X’OX e Y’OY perpendiculares. Un ángulo recto AOB gira alrededor de O. Sus lados cortan la circunferencia respectivamente en A y B. Por A se traza una paralela a X’OX y por una a Y’OY. Lugar Geométrico del punto P de intersección de estas dos rectas.

V) El punto móvil pertenece a un arco capaz.
13) En un triángulo ABC, el lado BC es fijo y el punto A es cualquiera. Lugar Geométrico de los pies de las alturas trazadas desde B y C.

14) En un triángulo ABC el lado BC es fijo y el punto A es cualquiera tal que el ángulo A es constante. Lugar Geométrico del centro de la circunferencia inscrita en el triángulo (incentro).

15) En el triángulo ABC el lado BC es fijo, el ángulo A es constante. Lugar del ortocentro del triángulo ABC.

VI) El punto móvil pertenece a una línea fija de la figura

16) Sea A un punto fijo de una recta XY. Se consideran dos circunferencias variables cuyos centros pertenecen a XY y que son tangentes exteriormente en A. Se traza una tangente común exterior TT’. Lugar Geométrico del punto medio de TT’.

17) Sea M un punto variable de un segmento de recta AB. Se construye en una de los semiplanos determinados por la recta AB los cuadrados AMCD y BMEF. Lugar Geométrico de los centros I y J de estos cuadrados. Lugar Geométrico del punto medio de IJ.

VII) El punto móvil se encuentra sobre una recta que pasa por un punto fijo y forma un ángulo constante con una dirección fija.

18) Sea un ángulo XOY de 60º. Sobre OX y OY se toman dos segmentos iguales OA y OB. Se traza BA y se prolonga en una longitud AK, BA. Lugar Geométrico del punto K cuando A describe OX. Lugar Geométrico del circuncentro del triángulo OAK.

VIII) Los lugares siguientes se reducen a los casos precedentes
19) Lugar Geométrico del vértice A de u triángulo ABC cuyo lado BC es fijo y la altura AH es constante.

20) Lugar Geométrico de los puntos medios de las cuerdas de longitud d trazadas en una circunferencia de radio R.

21) Sea una recta fija XY y un punto fijo A exterior a la recta. Sea B un punto variable de XY. Se prolonga AB es una longitud BP=AB. Lugar Geométrico de P.

22) Sobre los lados AB y AC de un triángulo isósceles ABC se toma AM = AN. Lugar Geométrico del punto de intersección de las rectas CM y BN.

23) Sea un triángulo equilátero ABC cuyo vértice A es fijo. El lado BC pasa por un punto fijo M. Lugar Geométrico de los vértices B y C.

24) En un triángulo ABC el lado BC es fijo y el ángulo A es constante. Lugar Geométrico del centro de la circunferencia exinscrita en el ángulo B del triángulo. Idem para la circunferencia exinscrita en el ángulo C.

25) Sea AC una cuerda variable de una semicircunferencia de diámetro AB y sea AX la tangente a esta semicircunferencia. La bisectriz del ángulo CAX corta BC en un punto M. Lugar Geométrico de M.

26) En un triángulo ABC el lado BC es fijo, el vértice A cualquiera. Lugar geométrico de las proyecciones de los vértices B y C sobre la mediana trazada desde A.


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