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Fractales para la enseñanza de la potenciación
La potenciación es uno de los contenidos obligatorios las matemáticas escolares. El aprendizaje de la potenciación se relaciona con contextos de superficies y cálculo de volúmenes
Pero muy pocas veces, en las aulas de matemáticas, se explora la potenciación como estrategia de métodos de cálculo y de medidas en figuras geométricas, especificamente de figuras como los fractales.
Un fractal[1] es un objeto geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. Dicho de otra manera un fractal es una figura geométrica cuya forma se repite a diferentes escalas. Es decir, por mucho que nos acerquemos o alejemos del objeto, observaremos siempre la misma estructura.
¿Pero cómo se puede aplicar la potenciación en los fractales?
A contiunuación se expondran algunos de los fractales más comunes. De igual manera, se explicaran algunas de sus propiedades con el fin de indicar el papel que cumple la potenciación en los fractales.
Curva de Koch
El proceso que lleva a sustituir cada lado por la llamada curva de Koch: Se toma un segmento, se lo divide en tres partes iguales, se remplaza la parte central por dos partes de igual longitud haciendo un ángulo de 60 grados. Luego, con los cuatro segmentos, se procede de la misma manera, lo que da lugar a 16 segmentos más pequeños en la segunda iteración. Y así sucesivamente. La figura representa las seis primeras etapas de la construcción. La última curva es una buena aproximación de la curva final.
de una línea a la siguiente se remplaza tres segmentos por cuatro de igual longitud, o sea que la longitud total (que en este caso es de uno) es multiplicada por . Después de n pasos iterativos en la construcción recursiva la longitud de la curva es .
Por ejemplo, si se quiere saber cuál es la longitud del fractal de la iteración 2, entonces se calcula el valor de .Algunas herramientas en la web permite modelar las iteraciones de la cura de Koch.
http://illuminations.nctm.org/activity.aspx?id=3513
http://www.geogebra.org/m/16363
https://www.youtube.com/watch?v=vth7gioXH8g
https://www.youtube.com/watch?v=YIRFrBLDLEo
Triángulo de Sierpinski
Este triángulo parte de un triángulo equilátero totalmente sombreado. Después, se unen las medianas de cada lado tal que quede dividido en cuatro triángulos congruentes. A cada uno de los tres triángulos que quedan en los vértices del triángulo original se les aplica el mismo proceso y sucesivamente:
La cantidad de triángulos oscuros en la posición n será equivalente a 3n
Algunas herramientas en la web permite modelar el triángulo Sierpinski son
http://www.geogebra.org/student/m283293
http://illuminations.nctm.org/activity.aspx?id=3513
https://www.youtube.com/watch?v=aepxB7Y-0UA
Guía para el maestro
Guía ara el estudiante
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