miércoles, 28 de octubre de 2015

Aplicación de las matemáticas en la vida cotidiana

Periodismo
En el periodismo con mucha frecuencia se utilizan estadísticas y porcentajes para avalar una noticia o para obtener toda la información de ésta antes de hacerla pública. Podemos presenciar esto en cualquier informativo, periódico, o en internet, ya que suele ser una forma muy eficaz y clara de mostrar la idea que se quiere transmitir. Muchas veces este ejercicio no es del todo correcto ya que depende de la calidad moral de los editores.
En televisión también se utilizan principios de geometría y manejo del espacio, por ejemplo en diseño de escenarios, perspectiva y en el cálculo del tiempo por toma o por guion.

Publicidad
En la mercadotecnia es imprescindible hacer estudios antes de sacar a la venta algún producto determinado o la hora de intentar venderlo. Con estos estudios estadísticos se logra descubrir qué clase de público es más propenso a la compra del producto para así poder enfocar las campañas publicitarias.
Los estudios estadísticos pertinentes garantizan el éxito de las campañas, ya que permiten minimizar los riesgos. Para conseguir avales es indispensable defender la inversión mediante datos estadísticos. También se tienen que analizar las estadísticas para calcular los presupuestos que se deben gastar en una campaña de marketing o de estudio del producto.

Política

Desde el inicio de una campaña política hasta la formación de un gobierno es vital la utilización de estudios estadísticos. Las campañas políticas son estudiadas para entender el tipo de público hacia el que hay que enfocarlas y cómo enfocarlas. Las matemáticas influyen sobre la toma de decisiones gubernamentales. Sus posibles consecuencias son analizadas mediante estadísticas con el fin de evitar posibles contratiempos.
En ciencias políticas, la estadística permite representar de una forma ordenada y organizada mucha información que se analiza  profundamente para tomar decisiones acordes a la realidad del país. Además es imprescindible para reconocer las futuras tendencias de los ciudadanos. La estadística es uno de los recursos matemáticos que más aparecen en sectores como el periodismo, la publicidad o la política.

Ciencias Biológicas

Las Matemáticas han resultado especialmente útiles en la Biología. La enorme complejidad dinámica que caracteriza a los sistemas biológicos había sido un freno para expresar las leyes que rigen su comportamiento como se hace con sistemas físicos y químicos. Sin embargo, la aparición de ordenadores y maquinaria computarizada han permitido estudiar muchísimos procesos biológicos. En la actualidad, los estudios de procesos dinámicos biológicos mediante técnicas físico-matemáticas están muy extendidos y abarcan a todas las áreas de la Biología. Desde esta perspectiva, líneas de investigación prometedoras se realizan en campos tan diversos como la respuesta inmune, las interacciones genéticas en el desarrollo temprano,  la regulación metabólica, las estructuras biomoleculares, las dinámicas de poblaciones y ecosistemas,  la diferenciación celular y la morfogénesis, la autorregulación genética, los ritmos fisiológicos, la actividad cerebral, etc.
Incluso en la Ecología las matemáticas están presentes. Los modelos matemáticos nos permiten evaluar el comportamiento de presas y depredadores, o bien modelar varios atributos de una especie y el papel que ésta juega para  mantener un equilibrio sustentable, de tal manera que se puedan encontrar, por ejemplo, las características que prevalecerán en el futuro evolutivo de las especies de una selva.

Economía

En la economía es imprescindible el cálculo de los máximos y mínimos de las gráficas que representen las rentas, precios o costes para destilar su información. Podemos utilizar el cálculo de la rentabilidad de bienes a través de sus costes, los cuales no deben ser superiores a los presupuestos. En la Bolsa de Valores, los precios pueden subir y bajar aleatoriamente, resultando muy difícil su predicción, pero sus cambios pueden describirse fácilmente mediante su variación porcentual respecto a sus valores previos. Asimismo, mediante las variaciones porcentuales se pueden relacionar datos como flujos o valores en un mes, un trimestre o un año y con los correspondientes a meses, trimestres o años anteriores, como por ejemplo, los cambios del producto interno bruto. Son de gran utilidad las funciones y sus representaciones gráficas, muy utilizadas por los economistas por ser elementos visuales rápidos y sencillos de entender.

Música
Grandes matemáticos han utilizado la música en sus obras, destacando entre ellos Pitágoras, quien realizó un estudio sobre la naturaleza de los sonidos, experimentó con cuerdas de distintas longitudes descubriendo las razones de longitudes que corresponden a sonidos agradables para el oído y creando la escala diatónica. Por otro lado, algunos músicos muy conocidos utilizaron elementos matemáticos en sus obras relacionando algunos de sus compases con la razón áurea. Entre ellos destacan Mozart y Bach. Más recientemente, en 1929, Joseph Schillinguer detalló un sistema de composición basado en principios matemáticos, principalmente geométricos.

Funciones matemáticas

Citamos a continuación unas cuantas aplicaciones más que nos encontramos en la vida cotidiana:

Si un contable desea recuperar la información perdida en una factura tras un descuido con una taza de café, las ecuaciones diofánticas le serán de ayuda.

Para un agricultor ¿cuál es la disposición que debe usar  para estudiar la fertilidad de su terreno respecto del ensayo con unos abonos? Los cuadrados latinos ortogonales le aportarán la solución.

Calcular lo que uno va a ganar en el momento de jubilarse, la tasa de interés de un pago o los cuadros de amortización de un préstamo es tarea sencilla empleando las matemáticas.

En la sociedad moderna se necesita transmitir información de forma segura. Aquí la teoría de códigos y la criptología son herramientas imprescindibles. Sin ellas, no sería posible transmitir, por ejemplo, imágenes desde los satélites.

En medicina, se puede aplicar la propiedad reflexiva de las cónicas para el tratamiento de cálculos renales. Por otro lado, modelos matemáticos ayudan a estudiar las redes neuronales, facilitando la comprensión de los mecanismos cerebrales del aprendizaje.

En Arquitectura, con el empleo de los grupos cristalográficos podemos generar figuras ornamentales distintas como colecciones de baldosas a partir de un mismo motivo ornamental.

martes, 27 de octubre de 2015

Las matemáticas en la naturaleza







Las matemáticas están presentes en la naturaleza, mucho más de lo que podemos imaginar. Formas, proporciones y crecimientos; infinidad de elementos naturales siguen un orden matemático, un patrón. Uno de los casos de estudio más curiosos es la aparición de la sucesión de Fibonacci en muchos elementos naturales.

Hoy les traemos varios ejemplos:

El 28 de octubre de 2012 a las 6:45 PM EDST, el decimoctavo ciclón tropical de la temporada 2012 adquiría la forma de la espiral de Fibonacci. Era el huracán Sandy.

                                                
También es curioso comprobar que si observamos las hileras espirales de escamas en una piña, se pueden contar 8 espirales enrollándose hacia la izquierda y 13 espirales que lo hacen en sentido contrario. O también 13 hacia la izquierda y 21 hacia la derecha.También se pueden dar otras parejas de números, pero en cualquier caso se tratan de números consecutivos en la famosa sucesión de Fibonacci


La longitud de tus falanges también sigue la sucesión de Fibonacci:


 La sucesión de Fibonacci en la que cada cifra esta compuesta por la suma de las dos anteriores es constante en la naturaleza. Sirve de ejemplo el girasol, que aprovecha esta serie para optimizar la recogida de luz solar

El romanesco es un tipo de coliflor con una estructura muy peculiar, formada mediante fractales. Es decir, a partir de figuras geométricas cuya estructura básica se va repitiendo a diferentes escalas.
                                        
                
Los hexágonos de las colmenas tienen una sencilla explicación, esta figura es la que mejor optimiza el almacenaje. De hecho se forma automáticamente al 'apretar' muchos círculos.

La calzada de los gigantes, así se llama esta curiosa formación basáltica de Irlanda del Norte, que también recurre a los hexágonos, formados a alta temperaturas por el mismo principio que rige el panal: muchos círculos apretados forman esta figura.

                                            
Aunque las arañas no sepan sumar, son capaces de formar triángulos mientras tejen sus telas, que posteriormente van dividiendo por la mitad hasta crear la reconocible estructura con la que capturan a sus presas.

                             

Algunos moluscos viven en el interior de las conchas, que crecen con ellos formando un espiral logarítmica como la de la imagen.

                                      
La proporción áurea es una de las constantes más omnipresentes de la naturaleza. Se encuentra en muchas partes de nuestro cuerpo, por ejemplo, al dividir nuestra altura por la distancia que hay desde el ombligo al suelo.

                       
Algunos seres vivos hacen números desde el primer momento de su existencia. La primera célula del embrión se va dividiendo exponencialmente  hasta alcanzar las 64 células.

Geometría definida en una naranja                       

Al cortar una naranja por la mitad, se ve una circunferencia con los radios definidos. La geometría está presente en todas las plantas, con proporciones casi perfectas. El diámetro de la copa de un árbol se corresponde con el de su conjunto de raíces, y las hojas forman pequeñas circunferencias.


viernes, 23 de octubre de 2015

Curiosidades del Número PI

La expresión matemática Pi (3,1415926) expresa la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro y se festeja Día de la aproximación de PI el 14 de Marzo a la 1:59 pm.

Aquí les traemos algunas curiosidades sobre este número...


 El matemático William Jones utilizó por primera vez el símbolo en 1706, pero el suizo Leonhard Euler fue quien lo generalizó, en 1737. Sin embargo, en el año 3 a.C.Arquímedes ya había obtenido su aproximación con bastante exactitud.

  Se trata de un número irracional -que no puede expresarse como fracción de dos números enteros-. Así lo demostró Johann Heinrich Lambert en el siglo XVIII. Además es un número trascendente -que no es la raíz de ningún polinomio de coeficientes enteros-.
   En el siglo XIX el matemático alemán Ferdinand Lindemann así lo demostró. Con ello cerró definitivamente la permanente investigación acerca del problema de la cuadratura del círculo... indicando que no tiene solución.

  La relación entre la circunferencia y su diámetro es un número irracional y hasta el momento se han llegado a descubrir hasta 10 billones de decimales. Este récord lo ostentan los ingenieros informáticos Shigeru Kondo y Alexander J. Yee

 Sin embargo, más difícil es aprendérselo de memoria. Es el pasatiempo de algunas mentes privilegiadas: el campeón es el chino Lu Chao, que es capaz de recitar 67. 890 decimales. Sin embargo, otros grandes cerebros como Hiroyuki Goto (42.195 decimales) o Akira Haraguchi le intentan arrebatar el título.

El número también puede convertirse en una pieza musical con varios instrumentos, según demostró el músico Michael Blake

 También podes memorizar el número en el metro o autobús con Pi Trainer, una aplicación para móviles cuyo objetivo es "expandir el conocimiento de Pi":
   - Google Play.

 En 1897 Edwin J. Goodwin trató de imponer -mediante una ley- que en realidad Pi era un cuadrado y no un círculo y que equivale a 4. El "Proyecto de Ley de Pi", redactado por él mismo, fue evaluado por el parlamento de Indiana (EE.UU.) y estuvo a punto de ser aprobado, pero algunos matemáticos rechazaron la idea.

Algunos estadounidenses preparan tartas con la forma del número -una tarea que se puede simplificar con el molde adecuado- ya que la pronunciación de Pi en inglés es igual que a la de "pie" (tarta).

El número ha tenido algunas apariciones en la gran pantalla: en 1998 una película de Darren Aronofsky titulada Pi, fe en el caos, presenta a un matemático que cree que el mundo se representa por números.
   El maestro del suspense Alfred Hitchcock utiliza el símbolo para representar a una organización de espionaje.
   También hay referencias en la pequeña pantalla como en Futurama -"aceite pi en 1", compre en "pi-kea" o Los Simpsons, donde el profesor Frink se ve obligado a recurrir a medidas extremas para atraer la atención de un auditorio de científicos, gritando: "¡Pi es igual a tres!"

sábado, 17 de octubre de 2015

Lo que no sabías sobre el número de oro

Hoy les traemos unos datos MUY interesantes sobre el número áureo.
Pero antes, debemos saber que es el número áureo;
"El número áureo es la relación o proporción que guardan entre sí dos segmentos de rectas"

Y estos son los 13 datos que seguro no conocías sobre 'el número más bello':

1) El número de oro (phi) o número áureo es un número irracional que se expresa con la siguiente fórmula:



2) La divina proporción o proporción áurea: es un concepto geométrico, que se da cuando al partir un segmento en dos partes desiguales, dividiendo el total por la parte más larga obtenemos el mismo resultado que al dividir la más larga entre la más corta. 

3) La sucesión de Fibonacci: entra el en campo de la aritmética y está íntimamente relacionada con el número de oro. Se trata de una serie infinita de números naturales que empieza con un 0 y un 1 y continúa añadiendo números que son la suma de los dos anteriores, quedando con la forma siguiente:
0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1.597, 2.584, 4.181, 6.765, 10.946, 17.711, 28.657... 
La relación de esta sucesión con el número de oro estriba en que al dividir cada número por el anterior de la serie se obtiene una cifra cada vez más cercana a 1,61803, quedando el resultado alternativamente por debajo y por encima del número preciso, sin llegar nunca a alcanzarlo absolutamente.
4) Su descubrimiento se lo debemos, como tantas otras cosas, a los griegos. Ellos le dieron un tratamiento básicamente geométrico, y fue Euclides en su obra Elementos uno de los primeros que se refirió a este concepto.

5) Áureo, dorado, divino... A este número se le han dado muchos nombres, pero su símbolo lo hace inequívoco: es la letra griega phi, en honor al escultor griego Fidias, cuyas obras se consideraban lo más cercano a la perfección estética, igual que lo es la proporción áurea. El símbolo se lo adjudicó en el año 1900 el matemático Mark Barr.

6) Se ha estudiado mucho la sucesión de Fibonacci y el conocimiento sobre ella es amplio, pero no completo. De hecho, hay una conjetura aún sin demostrar: que la sucesión de Fibonacci contiene infinitos números primos. A día de hoy, nadie sabe si esto es verdadero o falso. Por si algún matemático entre los lectores se anima a buscar una respuesta…

7) Uno de los motivos por los que esta cifra lleva siglos fascinando a los que la estudian es que se encuentra de forma natural en los lugares más insospechados. Por ejemplo, la proporción entre abejas hembra y macho en una colmena suele ser similar a la proporción áurea.

8) Y ya que hablamos de abejas, éstas cumplen con otra regla, en esta ocasión relacionada con la sucesión de Fibonacci: los machos tienen un árbol genealógico que cumple con ésta. Un zángano (1) nace de un huevo no fecundado, de forma que solo tiene madre (1) y no padre. Su madre, al ser hembra, tuvo dos progenitores (2). Estos, macho y hembra tuvieron en total tres progenitores (3), la madre del macho y la madre y el padre de la hembra, es decir, dos hembras y un macho. Eso significa que tuvieron cinco progenitores a su vez (5)… A medida que ascendemos, la regla se sigue cumpliendo


9) También en el cuerpo humano podemos encontrarnos con la proporción áurea. Jasper Veguts, ginecólogo del Hospital Universitario de Lovaina, en Bélgica, asegura que se puede determinar si el útero de una paciente tiene un aspecto normal basándose en sus medidas: que al dividir su altura por su anchura, el resultado sea cercano a 1,618.

10) Se supone que es la representación ideal de la belleza, y sería, expresada sencillamente, la siguiente: la altura total debe ser igual a la distancia entre las puntas de los dedos teniendo los brazos y las manos totalmente abiertos. Esto equivale a ocho palmos, ocho veces la cara o seis veces los pies. En total, es la misma distancia que obtendríamos si multiplicásemos por 1,618 la distancia que separa nuestro ombligo del suelo.

11) Existe diversidad de opiniones sobre si una obra concreta de Leonardo da Vinci se creó siguiendo la proporción áurea o no. Se trata de El hombre ideal o el Hombre de Vitruvio. Se trata de la figura de un hombre relacionada con la geometría e inserto en un cuadrado y un círculo. Para la figura humana, siguió las recomendaciones de Vitruvio, el arquitecto de Julio César, pero Da Vinci dibujó las formas geométricas de forma que la razón entre el lado del cuadrado y el radio del círculo es áurea. 



12) Dentro de los movimientos de arte vanguardista hubo toda una escuela dentro del cubismo dedicada a esta cuestión, llamada, cómo no, Sección Áurea o Sección de Oro. Se trataba de llevar las matemáticas a la pintura, sobre todo en las proporciones al descomponer una figura en cubos. Marcel Duchamp lideró esta tendencia, en la que también participó el español Juan Gris. 

13) Las tarjetas de crédito que utilizamos a diario, las cajetillas de tabaco y hasta un simple folio son todos rectángulos áureos. Eso quiere decir que se dividimos su lado más largo por el más corto, la solución sería 1,618.

domingo, 11 de octubre de 2015

Problemas del Milenio



Los
Los problemas del Milenio 






  • Los Problemas del Milenio son los siete enigmas matemáticos que el Instituto Clay enunció en el año 2000 como los más importantes por resolver en la disciplina. Una Medalla Fields y un millón de dólares como recompensa se otorgarán al que consiga resolver cada uno de ellos. De eso hace ya 15 años y, oficialmente, solo uno ha sido resuelto (aunque puede que la respuesta parcial a otro) haya sido también formulada recientemente).
Matemáticos de todo el mundo trabajan en las soluciones y cada vez que se logra un avance significativo , es publicado para que toda la comunidad lo compruebe , lo valide y lo incorpore a sus desarrollos.


  1. El problema de P vs Np

trata, básicamente, de saber si hay problemas intrínsecamente difíciles o simplemente es que no hemos dado con una buena forma de resolver cualquier problema
Se llama conjunto de problemas P a aquellos para los que existe un modo eficiente de encontrar una solución. El conjunto de problemas NP, por su parte, está formado por aquellos para los que existe un método eficaz de verificar que una respuesta es, efectivamente, una solución. 




La conjetura de Hodge:

La conjetura de Hodge afirma que para los tipos especialmente útiles de  espacios llamados variedades algebraicas proyectivas, los “bloques de construcción“ llamados ciclos de Hodge son en realidad  combinaciones (racionales lineales) de otros bloques geométricos llamadas ciclos algebraicos. Veamos que significa esto y que aplicaciones tiene. La conjetura de Hodge, de ser cierta, probaría que hay un camino a un nivel muy profundo entre muchas ramas de las matemáticas que, hasta ahora, parecen conectadas solo parcialmente



3La conjetura de Birch y Swinnerton-Dyer


La conjetura que lanzaron los británicos Bryan Birch y Peter Swinnerton-Dyer a principios de los 60 es un problema sobre ecuaciones.
Todo cambia cuando en una ecuación hay más variables, como por ejemplo xy+x-2y=0. El mundo de las ecuaciones de varias variables es muy complicado. Cuando hay más de dos, es muy difícil saber en la mayoría de los casos cuántas soluciones tiene, ni siquiera si tiene un número finito o infinito de ellas

Los matemáticos se preguntan qué ecuaciones tienen soluciones racionales. Y la respuesta depende del grado de la ecuación.
Para las ecuaciones de dos variables de grado 2 o menor hay un método específico de descubrir si la ecuación tiene soluciones racionales o no. Este método funciona siempre y en un número determinado de pasos. Cuando el grado es tres o más, conocemos un método que también funciona, pero nadie ha podido demostrar que funcione siempre.


Ha habido muchos intentos de resolver esta conjetura, y se ha conseguido demostrar para algunos casos particulares, pero nadie lo ha conseguido en general.



4La hipótesis de Riemann


En el siglo XIX, el alemán Bernhard Riemann extendió a los números complejos una famosa función que el suizo Leonhard Euler había construido para los números reales, definiendo así lo que hoy se llama función zeta de Riemann. Riemann se dedicó a estudiar para qué valores esa función se anula, se hace cero. Existen infinitos ceros; por ejemplo, todos los números pares anulan la función zeta de Riemann, así que son ceros de esa función. Son los llamados ceros triviales.
Pero existen muchos otros ceros no triviales, que son los números que el matemático quería encontrar. Logró hallar muchas propiedades que un número complejo debía cumplir para ser un cero no trivial.

5.Hipótesis de Poincaré



 La conjetura de Poincaré es un resultado sobre la esfera tridimensional (la 3-esfera); la hipótesis dejó de ser una conjetura para convertirse en un teorema tras su comprobación en 2003 por el matemático Grigori Perelman. El teorema sostiene que la esfera tridimensional, también llamada 3-esfera o hiperesfera, es la única variedad compacta tridimensional en la que todo lazo o círculo cerrado (1-esfera) se puede deformar (transformar) en un punto.
La teoría de Yang-Mills
Hace casi 50 años, los físicos Yang y Mills descubrieron ciertas relaciones entre la Geometría y las ecuaciones de la física de partículas que luego resultaron de gran utilidad para unificar tres de las interacciones fundamentales de la materia en una sola teoría. A pesar de ello, nadie ha demostrado que las ecuaciones de Yang-Mills tengan soluciones compatibles con la mecánica cuántica.
Ecuaciones de Navier-Stokes
Existe desde el siglo XIX un conjunto de ecuaciones que permite estudiar las turbulencias en los líquidos y en los gases, sin que exista una teoría matemática que las fundamente
Estas ecuaciones se obtienen aplicando los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido. Haciendo esto se obtiene la llamada formulación integral de las ecuaciones.