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Lugares geométricos: Las Cónicas.

Continuamos con el estudio de los lugares geométricos y en esta entrada vamos a desarrollar una aproximación al conocimiento genérico de las curvas Cónicas no degenaradas, esto es: de la circunferencia, la Elipse, la Parábola y la Hipérbola consideradas como lugares geométricos. Curvas estas resultantes del trabajo de observación y posterior interpretación geométrica de la relación entre el ser humano y la naturaleza, por parte de los sabios griegos clásicos. En esta ocasión estudiaron la incidencia, en el cono de la visión ocular, de las ondas visibles, con objeto de establecer los principios teóricos del conocimiento de las formas y los colores.

Es de interés recordar que estas curvas están entre las primeras que fueron estudiadas y descritas.

Consideramos, por tanto, que el estudio se centra en los ll.gg. generados por puntos que se mueven en el plano de forma que la razón (excentricidad) entre sus distancias a un punto fijo (foco) y a una recta (directriz) se mantiene constante.

Dentro del amplio grupo de trabajos relacionados con el tema destacamos los que se enlazan a continuación.

  • Estudio de las CÓNICAS. Trabajo realizado por M. Teresa Pérez y Oscar Arratia. Universidad de Valladolid.

    curvas cónicas no degeneradas
    cónicas propias (no degeneradas)

  • CÓNICAS. De Francisco Orti, profesor del IES Las Fuentezuelas.

    curvas cónicas no degeneradas
    amplio estudio de las secciones cónicas

  • CÓNICAS, del profesor Antonio Caro Merchante. Tanto la unidad didáctica como la miscelánea que sobre este tema creó en su día el profesor Caro Merchante estan en fase de adaptación al nuevo editor DescartesJS; no obstante avanzamos algunos resultados, aún provisionales, por el interés didáctico y posibilidad de uso del material en clase para consolidar conceptos y sobre todo como ayuda a la realización de ejercicios sobre cónicas: ecuaciones, tangencias, clasificación,.....

    curvas cónicas
    amplio estudio de las secciones cónicas y las tangencias

Tomando como base, fundamentalmente, la documentación anterior hemos elaborado o adaptado, con DescartesJS, las misceláneas que se exponen a continuación. Queremos notar la intención didáctica de dichos trabajos en los que se condensan una buena cantidad de los conceptos elementales de Geometría del Curriculum.

  • Los trabajos dejan, para quien tenga interés en el tema o desee trabajar la precisión en clase, el ajuste fino de algunas variables controladas con pulsadores.
  • Las siguientes posibles mejoras de la utilidad:
    • convertir los pulsadores en animaciones.
    • mostrar la ecuación de la elipse en algunas de sus formas
    • ampliar la generación del l.g. al caso en el que el eje mayor de la elipse sea el vertical
    • .................
  • Estudio de la ELIPSE I. La elipse como l.g. generado por los puntos, P y P', de intersección de dos circunferencias una con centro en el foco F y otra en el F' ambas con radios dependientes del pulsador k de forma que cuando un radio aumenta el otro disminuye.

    Tanto en esta como en la siguiente miscelánea el pulsador k controla la generación del l.g.

    elipse tipo I
    elipse l.g. I

  • Estudio de la ELIPSE II. En esta ocasión se considera la elipse como el l.g. generado por un punto de un segmento, distinto de los extremos, cuando dicho segmento desliza sin separarse por dos rectas perpendiculares tal como se muestra a continuación.

    curvas cónicas no degeneradas
    elipse l.g. II

  • A continuación exponemos la adaptación a DescartesJS de la miscelánea realizada por el profesor Antonio Caro Merchante como ilustración de la contundencia didáctica del uso interactivo de una utilidad simple, que muestra de forma palpable un único concepto, como la enlazada a continuación.


    propiedad de los puntos de la elipse

    Las miceláneas siguientes, que abordan algunas situaciones de tangencia, son también consecuencia directa del trabajo del profesor Caro Merchante.

  • Estudio de la ecuación de la tangente a una circunferencia por uno de sus puntos.

    tangencias
    tangente en un punto

  • Estudio de las ecuaciones de las tangentes a una circunferencia desde un punto exterior.

    tangencias
    tangentes desde un punto exterior

Como en anteriores ocasiones notamos que las utilidades mostradas son fácilmente adaptables y admiten las modificaciones y/o ampliaciones que se consideren convenientes para los propósitos particulares de uso.

Las siguientes imágenes enlazan con pequeñas herramientas realizadas con el programa GeoGebra en las que se recrean los procesos de generación de la Elipse, primero como el l.g. creado por los dos puntos intersección de las circunferencias con centro en los focos y radios variables y en segundo lugar el l.g. generado por un punto de un segmento cuando dicho segmento se desliza por dos rectas perpendiculares.

La Elipse. Método I.


hoja de trabajo de la Elipse (I)

La siguiente imagen es el vínculo a la utilidad que muestra la generación del l.g. por el segundo método.

La elipse. Método II.


la elipse (método II)

Proponemos el análisis de las utilidades anteriores, su modificación y mejora con objeto de lograr un profundo conocimiento de ambas plataformas y así potenciar la inclusión del cálculo simbólico en escenas DescartesJS de forma eficaz.

Esta vez en la sección de vídeo hemos elegido uno que muestra la deducción, paso a paso, de la ecuación del lugar geométrico que define a una curva cónica.

Las Cónicas como lugares geométricos

Continuando con la creación de la miscelánea "Las Espirales" sugerimos completar su elaboración extrayendo el contenido relacionado con los lugares geométricos estudiados para añadir dichos contenidos a una nueva miscelánea que podemos nombrar como "Lugares Geométricos"; o bien continuar con la anterior incorporando los nuevos contenidos en el apartado adecuado.

En próximas entradas continuaremos el estudio de los lugares geométricos, su aplicación en las cuadraturas y analizando el subproyecto Misceláneas.

Animamos a colaborar elaborando contenidos o aportando ideas y sugerencias.

Bibliografia:


Ildefonso Fernández Trujillo. 2017

 

 

Viernes, 12 Mayo 2017 01:41

Tutorial de ecuaciones con Descartes

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Esta semana hemos seleccionado dos escenas del Proyecto ED@D que, por su diseño en forma de tutorial, se convierten en una herramienta muy útil para introducir las ecuaciones de 1º grado.

Las actividades seleccionadas pertenecen a la unidad expresiones algebraicas de 1º de ESO. En una primera escena se introduce el concepto de solución de una ecuación con ejercicios para comprobar si un número determinado es solución o no de una ecuación. En la segunda escena se guía al alumno en la resolución de ecuaciones sencillas.

El proyecto ED@D de la RED contiene recursos educativos para la ESO en las áreas curriculares de Matemáticas, Ciencias Naturales y Física y Química. Las unidades didácticas están estructuradas como una secuencia didáctica y cubre el proceso completo de enseñanza/aprendizaje del tema en cuestión.

En este vídeo vemos que también podemos seleccionar algunas escenas y trabajar independientemente o bien complementando con actividades o materiales de otros proyectos.

 

Viernes, 05 Mayo 2017 00:21

EDAD 3ºESO Sistemas de ecuaciones

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Este mes vamos a ver un vídeo sobre sistemas de ecuaciones:

Hemos tratado los siguientes epígrafes:

1.Ecuaciones lineales
   Definición. Solución

2.Sistemas de ecuaciones lineales    
   Definición. Solución
   Número de soluciones

3.Métodos de resolución
   Reducción
   Sustitución
   Igualación

4.Aplicaciones prácticas
   Resolución de problemas

 

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Lugares geométricos: Trisectrices de Hipias y Nicomedes.

Continuamos con el estudio de los lugares geométricos y en esta entrada volvemos a desarrollar una aproximación al conocimiento genérico de los conocidos como "Trisectriz (Cuadratriz) de Hipias" y "Concoide (Trisectriz) de Nicomedes" que son las curvas resultantes del trabajo de estos sabios griegos para resolver el problema de la trisección de un ángulo.

Dentro del amplio grupo de cicloides y demás ll.gg. retomamos el análisis de los mencionados anteriormente por su especial interés debido a que cronológicamente estas curvas están, después de la circunferencia, entre las primeras que fueron creadas y descritas.

Para llevar a la práctica el estudio remitimos a la publicación en el Blog de dos escenas que los generan de forma interactiva. Se aconseja ver los detalles de estas utilidades, repitiendo la animación, hasta comprender el proceso de creación de los ll.gg. Son escenas basadas en la obra del profesor Pedro González Enríquez, trabajo que está en proceso de adaptación a las nuevas versiones del editor DescartesJS; no obstante, debido a su interés, las siguientes imágenes enlazan directamente con cada uno de los trabajos en su estado actual.

Estudio de la Trisectriz (Cuadratriz) de Hipias.

cuadratriz de hipias

Estudio de la Concoide de Nicomedes

Concoide de Nicomedes

Animamos a conocer las nuevas caractrísticas del editor DescartesJS. Exponemos otra vez el ejemplo sobre probabilidad publicado en la entrada anterior como ilustración de lo que se puede hacer, en muy pocos minutos, reutilizando la documentación que aporta.


Introducción al concepto de probabilidad

Como en anteriores ocasiones notamos que las utilidades mostradas son fácilmente adaptables y admiten las modificaciones y/o ampliaciones que se consideren convenientes para los propósitos particulares de uso.

Las siguientes imágenes enlazan con pequeñas herramientas realizadas con el programa GeoGebra en las que se recrea el proceso de generación de la Concoide de Nicomedes, la trisectriz de Hipias y el uso por parte de Dinostrato de dicha trisectriz para hallar la cuadratura del círculo. Como ya se ha explicado esto se hace con el doble propósito de profundizar en el estudio de dichas curvas y ahondar en el conocimiento de ambas plataformas: GeoGebra y DescartesJS de forma paralela para lograr los objetivos señalados en entradas anteriores.

Estudio de la Trisectriz (Concoide) de Nicomedes.


hoja de trabajo de la Concoide

La siguiente imagen es un vínculo a la utilidad que muestra la generación del l.g. "Trisectriz de Hipias" y su uso como trisector de ángulos agudos.

Tiene especial interés la consideración de que según el procedimiento mostrado, cuando el segmento horizontal que se desplaza verticalmente y el que gira alrededor de O, centro del círculo, son ambos horizontales ( k = 0), el punto M intersección de los mismos (generador del l.g.) está indefinido. Esta situación no interfiere en nada a la trisección pues ahí el ángulo a trisecar vale 0 rad, pero si es transcendental considerar la distancia, en ese instante de horizontalidad, del hipotético punto M, deducido por la tendencia de la curva antes y después de ese instante, al centro del círculo.

Dinostrato, entre otros, consideró la tendencia de la curva y llegó a la conclusión de que cuando k → 0 entonces   d(O,M) → 2·r/π, hecho que le permitió cuadrar el círculo usando la trisectriz.

La herramienta enlazada comprueba lo anterior al hacer k = 0.

Estudio de la Trisectriz de Hipias.


trisectriz de Hipias

Proponemos al lector el análisis de las utilidades anteriores, su modificación y mejora con objeto de lograr un profundo conocimiento de ambas plataformas y así potenciar la inclusión del cálculo simbólico en escenas DescartesJS de forma eficaz.

Esta vez en la sección de vídeo hemos elegido uno que muestra la creación de la Concoide de Nicomedes paso a paso. Consideramos que su uso en centros bilingües es muy adecuado por la claridad de la exposición.

Concoide de Nicomedes

Continuando con la creación de la miscelánea "Las Espirales" sugerimos completar su elaboración extrayendo el contenido relacionado con los lugares geométricos estudiados para añadir dichos contenidos a una nueva miscelánea que podemos nombrar como "Lugares Geométricos"; o bien continuar con la anterior incorporando los nuevos contenidos en el apartado adecuado.

En próximas entradas continuaremos el estudio de los lugares geométricos, su aplicación en las cuadraturas y analizando el subproyecto Misceláneas.

Animamos a los lectores a colaborar elaborando contenidos o aportando ideas y sugerencias.

Bibliografia:


Ildefonso Fernández Trujillo. 2017

 

 

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