Mostrando entradas con la etiqueta matemáticas. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta matemáticas. Mostrar todas las entradas

Celebrando el Día de Fibonacci: 11/23

El Día de Fibonacci (#FibonacciDay) se celebra el 23 de noviembre (11/23 en el formato de fecha estadounidense) porque los números 1, 1, 2, 3 corresponden al inicio de la famosa Sucesión de Fibonacci. Esta secuencia matemática comienza con 0 y 1, y cada número subsiguiente es la suma de los dos anteriores: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, etc.

Fibonacci, cuyo nombre real fue Leonardo de Pisa (1170-1250), fue un matemático italiano medieval conocido por introducir en Europa los números arábigos y por su famosa sucesión de Fibonacci, un conjunto de números donde cada uno es la suma de los dos anteriores (1, 1, 2, 3, 5, 8, etc.).

Vida y legado

  • Educación y viajes: Fibonacci creció en Pisa, pero pasó gran parte de su vida viajando por el Mediterráneo, donde aprendió matemáticas avanzadas de las culturas árabe, india y griega.
  • Obra principal: En 1202, escribió el libro Liber Abaci ("El libro del ábaco"), donde promovió el uso del sistema de numeración indoarábigo en lugar de los números romanos. Este libro fue crucial para el desarrollo de la contabilidad y las finanzas en Europa.
  • Sucesión de Fibonacci: Aunque no fue creada por él, Fibonacci introdujo esta secuencia en un problema sobre la reproducción de conejos en su Liber Abaci. Hoy, esta sucesión tiene aplicaciones en naturaleza, ciencia y arte.

Fibonacci es recordado por su influencia en la difusión de las matemáticas prácticas y teóricas en Europa, marcando el inicio de una revolución matemática en la Edad Media.

Importancia de la Sucesión de Fibonacci

La secuencia tiene aplicaciones en diversos campos:

  • Naturaleza: Describe patrones como la disposición de pétalos en las flores o la forma de las conchas.
  • Arte y arquitectura: Se relaciona con la proporción áurea, usada en obras y diseños.
  • Ciencia y tecnología: Aparece en modelos de crecimiento poblacional y en algoritmos informáticos.

El Día de Fibonacci es una oportunidad para celebrar las maravillas matemáticas y su relación con el mundo natural. ¡Es una fecha perfecta para reflexionar sobre cómo las matemáticas están presentes en todos lados!

Más posts sobre 

Aniversario de Benoît Mandelbrot, el matemático de los fractales

Hoy, en el centenario de su nacimiento, recordamos su la biografía y obra de Benoît Mandelbrot (1924-2010). Fue un matemático polaco-francés-estadounidense, conocido como el padre de la geometría fractal (ver posts anteriores). Su trabajo revolucionó la manera en que entendemos las formas irregulares en la naturaleza, y sus aportes tienen aplicaciones en diversas disciplinas como la física, la biología, la economía y las artes visuales.

Vida

  • Educación: Nació el 20 de noviembre de 1924 en Varsovia, Polonia, en el seno de una familia judía. En 1936, su familia emigró a Francia para escapar del antisemitismo creciente en Europa. Mandelbrot mostró interés temprano por las matemáticas, influido por su tío, Szolem Mandelbrojt, un matemático destacado.

  • Carrera Académica: Estudió en la Escuela Politécnica de París y completó un doctorado en matemáticas en la Universidad de París en 1952. Posteriormente, trabajó en instituciones académicas y corporativas, incluyendo IBM, donde desarrolló gran parte de su trabajo en geometría fractal.

  • Trayectoria Profesional: Durante su carrera, Mandelbrot enseñó en universidades como Harvard y Yale, y ocupó cargos en el Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM. Fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos y recibió numerosos premios por su contribución a las matemáticas y la ciencia.

Obra y Logros

  1. Geometría Fractal:
    Benoît Mandelbrot desarrolló y popularizó el concepto de los fractales, estructuras geométricas que se repiten a diferentes escalas. Estas formas aparecen en la naturaleza, como en montañas, costas, nubes y sistemas vasculares. El fractal más famoso, el Conjunto de Mandelbrot, lleva su nombre y se considera un ícono de la matemática visual.

  2. Este conjunto, definido mediante funciones iterativas complejas, se convirtió en una representación visual de la complejidad y belleza matemática. La exploración del conjunto, a través de computadoras, reveló patrones infinitos y sorprendentes, atrayendo tanto a científicos como a artistas.

  3. Aportes Interdisciplinarios:
    Mandelbrot aplicó los fractales para resolver problemas en campos como:

    • Economía: Estudió las fluctuaciones de los mercados financieros y las distribuciones de ingresos, proponiendo modelos basados en la teoría fractal.
    • Meteorología: Analizó fenómenos como la formación de nubes y la distribución de lluvias.
    • Biología: Explicó patrones en sistemas naturales, como la forma de los árboles o el sistema circulatorio.
    • Arte y Cultura: Su obra inspiró a artistas, diseñadores y cineastas en la creación de imágenes y estructuras basadas en fractales.
  4. Principales Publicaciones:

    • "Les Objets Fractals: Forme, Hasard et Dimension" (1975), donde introdujo formalmente el concepto de fractales.
    • "The Fractal Geometry of Nature" (1982), que popularizó sus ideas para un público más amplio, destacando cómo las formas naturales se explican con fractales.
Benoît Mandelbrot, el matemático de los fractales

Legado

Benoît Mandelbrot dejó un impacto duradero en las matemáticas y la ciencia. Su trabajo no solo proporcionó herramientas para estudiar fenómenos complejos, sino que también cambió la forma en que las personas perciben el mundo natural. Su enfoque interdisciplinario y su habilidad para comunicar ideas complejas hicieron que su obra trascendiera las matemáticas puras, integrándose en la cultura popular y la tecnología.

Falleció el 14 de octubre de 2010 en Cambridge, Massachusetts, dejando un legado que sigue influyendo en múltiples campos de la ciencia y el arte.

La paradoja del cumpleaños, un desafío a la intuición

El problema del cumpleaños, también conocido como la paradoja del cumpleaños, es un concepto en probabilidad que trata sobre la posibilidad de que dos personas en un grupo compartan la misma fecha de cumpleaños. Aunque intuitivamente parece improbable en grupos pequeños, las matemáticas revelan lo contrario. 

Cuantas más personas haya en un grupo, mayores serán las posibilidades de que al menos un par de personas compartan su día de cumpleaños. Con solamente 23 personas, hay una probabilidad del 50,73 %Con 57 personas, la probabilidad asciende al 99,66%. 

Existen varias razones por las que la respuesta al problema del cumpleaños parezca contraria a la intuición. Una es que las personas pueden calcular inconscientemente cuáles son las posibilidades de que alguien más en un grupo tenga su cumpleaños, a diferencia de la pregunta real, que es si alguien en un grupo comparte un cumpleaños.

Sin formación en estadística se tiende a pensar que "si hay 365 días en un año, probablemente se necesita alrededor de 182 personas para que haya una probabilidad del 50%'". Pero la cantidad de posibles parejas aumenta exponencialmente con el tamaño del grupo (como en la gráfica siguiente). Y los humanos, sin formación matemática, son falibles cuando se trata de comprender el crecimiento exponencial.

La paradoja del cumpleaños

Aplicaciones prácticas:

  • Seguridad informática: Se utiliza en ataques de colisión en criptografía, donde se buscan dos entradas que produzcan el mismo hash.
  • Biología: Se aplica en genética para analizar coincidencias de rasgos en poblaciones.
  • Eventos sociales: Útil para comprender probabilidades en grupos grandes.

Esta paradoja ilustra cómo las intuiciones humanas sobre probabilidades suelen fallar al enfrentarse a cálculos combinatorios. Esta paradoja reviste múltiples formas. Con la siguiente puedes ganar varias apuestas, jugando con niños por ejemplo: Ver si se repiten las dos últimas cifras de la matrícula en quince automóviles anotados al azar. La probabilidad es ahora del 67%, ó 2/3. Es decir, se gana dos de cada tres veces, pero ganaría en cinco de cada seis, tomando diecinueve 19 en vez de 15 matrículas. 

Otros muchos posts sobre distintas paradojas.

Números narcisistas, que no necesitan otros dígitos


Los números narcisistas (también llamados números armstrong o autopoderosos) son números enteros que cumplen una propiedad especial: son iguales a la suma de sus propios dígitos, cada uno elevado a la potencia de la cantidad de dígitos que tiene el número. Es decir, un número narcisista en base 10 de 𝑛 n dígitos satisface la ecuación: 

153: Tiene tres dígitos, por lo que 153 = 1^3 + 5^3 + 3^3 = 1+125+57, o...
9474: Tiene 4 dígitos, por lo que  9474 = 9^4 + 4^4 + 7^4 + 4^4 = 6561+256+2401+256.
Ambos son narcisistas. Estos números son poco comunes y, por lo general, pertenecen a un conjunto específico en las matemáticas recreativas debido a su curiosa propiedad.
Episodio Marge, Homer y el deporte en pareja, en la que aparecen tres números curiosos, uno de ellos un número narcisista, 8.208

Los números narcisistas menores que 100.000 son: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 153, 370, 371, 407, 1.634, 8.208, 9.474, 54.748, 92.727 y 93.084. Fijémonos en uno en concreto, el número narcisista 8.208. Este en particular ha alcanzado una cierta fama por haber aparecido en la serie televisiva Los Simpson. Como puede leerse en el libro Los Simpson y las matemáticas del físico y divulgador Simon Singh, la historia de ese y otros dos números que aparecen en un capítulo de la temporada 17 de esta serie es muy curiosa. 
Un ejemplo de número narcisista de 39 cifras,...

Otros días hablaremos de los números perfectos, abundantes, deficientes, casi perfectos, multi-perfectos, ambiciosos, sublimes, amigos, novios, sociables, intocables, prácticos, raros, e incluso, poderosos.
@derivando_oficial Los números narcisistas (o chulitos) son unos números que no sirven para nada pero que son divertidos .Teneis el vídeo completo sobre el tema en #Derivando ♬ sonido original - Derivando Oficial

El acertijo del puente y la linterna, un rompecabezas lógico


El problema del puente y la linterna es un acertijo de lógica donde cuatro personas deben cruzar un puente colgante de noche con una única linterna. El puente es estrecho y solo permite que dos personas crucen a la vez. Además, cada persona tiene un tiempo de cruce diferente (1, 2, 5 y 8 minutos), y si dos personas cruzan juntas, lo hacen a la velocidad de la persona más lenta. La linterna debe llevarse de un lado al otro cada vez, y el reto es lograr que todos crucen en un máximo de 15 minutos, que es la duración de la linterna. 

Una estrategia simple que parece lógica es que A, la persona más rápida, acompañe a cada uno de sus compañeros a través del puente. Pero esta táctica requiere demasiado tiempo. En efecto: Al principio A, B, C y D se sitúan en la entrada del puente. A y B cruzan el puente en 2 minutos. A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 3 minutos). A y C cruzan en 5 minutos (han transcurrido en total 8 minutos). A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 9 minutos). A y D cruzan en 8 minutos (han transcurrido en total 17 minutos). La linterna se agota antes de conseguir terminar de cruzar el puente. Por lo tanto, esta estrategia no es válida.
Una solución óptima es aquella que minimiza el tiempo de recorrido. Reflexionando brevemente por la estrategia fallida se observa que el problema es que las dos personas más lentas han cruzado el puente en distintos viajes. La realidad es que se ahorra tiempo si las dos personas más lentas atraviesan el puente juntas. En efecto, una solución a este problema pasa por usar esta estrategia: Al principio A, B, C y D se sitúan en la entrada del puente. A y B cruzan el puente en 2 minutos. B regresa en 2 minutos al lugar de origen (han transcurrido en total 4 minutos). C y D cruzan en 8 minutos (han transcurrido en total 12 minutos). A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 13 minutos). A y B cruzan en 2 minutos (han transcurrido en total 15 minutos).
Este puzle tiene muchas variantes, modificando los tiempos de cruce de las personas. Una opción habitual suele ser 1, 2, 5 y 10' (como en el vídeo inicial), que sólo cambia en incrementar el tiempo total en dos minutos. Para escolares pequeños, el cuento personaliza a los personajes y le agrega una introducción como que son perseguidos por monstruos... sin linterna. 

Este acertijo, cuyo origen se remonta a 1981, nos lo ha recordado una recomendable web: Cuaderno de Cultura Científica, que merece la pena revisar periódicamente.

Números cíclicos, como el 142857, 0588235294117647,…


Un número cíclico es un número que, cuando se multiplica por números enteros del 1 al número de dígitos del número, produce permutaciones cíclicas de sus dígitos originales. Los primeros son ejemplos famosos como los números 142857 o el 0588235294117647,… 

Veamos las multiplicaciones del número 142857
  • 142857 × 1 = 142857 
  • 142857 × 2 = 285714 
  • 142857 × 3 = 428571 
  • 142857 × 4 = 571428 
  • 142857 × 5 = 714285 
  • 142857 × 6 = 857142 
  • Pero 142857 × 7 = 999999.
Todavía dan más juego otras multiplicaciones, según puede verse en la imagen siguiente. 
Números cíclicos,  como el 142857, 0588235294117647,…
En cada uno de estos casos, los resultados son permutaciones cíclicas de los dígitos de 142857. Los números cíclicos están estrechamente relacionados con las fracciones repetitivas. Por ejemplo, 142857 es el periodo decimal de la fracción 1 / 7 = 0.142857142857 …  El patrón 142857 se repite indefinidamente. 

Este tipo de números es raro y tiene propiedades especiales en teoría de números, con aplicaciones en matemáticas recreativas y sistemas de numeración. Resumen de propiedades clave: Cíclicos: Las permutaciones de los dígitos se obtienen al multiplicar por enteros. 

Los primeros números cíclicos son el 142857, y el 0588235294117647. Si de la fracción 1/7 → surge el 142857, el siguiente aparece con la fracción 1/17 → 0588235294117647.
Números cíclicos,  como el 142857, 0588235294117647,…

1729, el Número de Hardy-Ramanujan

La anécdota de G. H. Hardy y Srinivasa Ramanujan es una de las más célebres en la historia de las matemáticas. Su relación comenzó en 1913 cuando Ramanujan, un matemático autodidacta de la India, envió una carta con algunos de sus teoremas a Hardy, quien era un matemático reconocido en la Universidad de Cambridge. 

Hardy quedó impresionado por la originalidad y profundidad de las ideas de Ramanujan, a pesar de que muchas de ellas carecían de demostraciones formales. Reconociendo su talento excepcional, Hardy invitó a Ramanujan a Cambridge, donde trabajaron juntos durante varios años. 

Hardy se convirtió en su mentor y colaborador, ayudándole a formalizar y publicar muchos de sus resultados. A pesar de sus diferencias culturales y de formación, desarrollaron una relación de profundo respeto y admiración mutua. Hardy valoraba enormemente la intuición matemática de Ramanujan, mientras que Ramanujan apreciaba la rigurosidad y el enfoque sistemático de Hardy. 

La historia del número 1729, conocido como el Número de Hardy-Ramanujan, es fascinante. En una ocasión, Hardy visitó a Ramanujan en el Hospital Putney (véase la placa en el primer tuit al final). Durante la visita, Hardy mencionó que había llegado en un taxi cuyo número era 1729, y comentó que le parecía un número aburrido. Ramanujan, sin embargo, respondió rápidamente: "No, es un número muy interesante. Es el número más pequeño que puede ser expresado como la suma de dos cubos de dos maneras diferentes". Específicamente, 1729 puede ser expresado como: 1729 = 13 + 123 y también 1729 = 93 + 103 . Esta propiedad única lo convierte en el primer número de lo que se conoce como números taxicab

G. H. Hardyasombrado, preguntó a Ramanujan si conocía la respuesta al problema correspondiente para la cuarta potencia y él replicó, después de unos segundos de reflexión, que “el ejemplo que pedía no era obvio y que el primero de tales números debía ser muy grande”. De hecho, tenía razón, la respuesta obtenida posteriormente mediante cálculos con ordenador, fue el número 635318657 = 1344 + 1334 = 1584 + 594.

Actualmente los números Taxicab con potencia cúbica conocidos son 6:

Números curiosos del singular Barón de Münchhausen

Un número se denomina Número de Munchausen si se puede expresar como la suma de sus dígitos elevados a la potencia de ellos mismos. Expresado de modo más formal y matemático, según la teoría de números, un invariante perfecto dígito a dígito (PDDI por las siglas del término inglés "perfect digit-to-digit invariant" o número de Munchausen1) es un número natural en una base b dada que es igual a la suma de sus dígitos, cada uno elevado a una potencia igual a sí mismo. 

En la numeración decimal, la habitual en base 10, solamente existen dos números de  PDDI o de Münchhausen, que serían el 1 (=1^1) y el 3435 (=3^3+4^4+3^3+5^5). Pero en otras bases de numeración también podemos encontrar más, pero no muchos. El término fue acuñado por el ingeniero de software y matemático holandés Daan van Berkel en 2009.

Es el cálculo que primero hemos probado en la impresionante nueva calculadora del iPad con iPadOS 18, que maneja la escritura manuscrita en su pizarra con exactitud asombrosa,... Otro modo de crear magia con las matemáticas recreativas,...
3435: Número curioso del singular Barón de Münchhausen
No es la primera vez que hablamos del Barón de Münchhausen, ya que en 2005 escribimos sobre el Síndrome de Münchhausen (véase en este post).

El Barón de Münchhausen, entre el real y el imaginario dan para escribir un libro. El Barón de Munchausen es un personaje literario basado en Karl Friedrich Hieronymus, un barón alemán del siglo XVIII conocido por sus relatos exagerados y fantásticos. Las historias del Barón de Munchausen fueron recopiladas y popularizadas por Rudolf Erich Raspe y Gottfried August Bürger

Algunas de las hazañas más extravagantes del Barón de Munchausen incluyen: 
  • Montar una bala de cañón durante una batalla. 
  • Viajar a la Luna, donde los habitantes pueden separarse de sus cabezas. 
  • Bailar en el estómago de una ballena. 
  • Matar a un oso y cubrirse con su piel para pasar desapercibido entre otros osos. 
  • Cabalgar sobre un caballo cortado por la mitad, de manera que cuando bebía agua, esta salía por la parte trasera. 
  • Sacarse a sí mismo de una ciénaga tirando de su propia coleta. 
  • Llegar a un pueblo enterrado por la nieve y descubrir al día siguiente que su caballo estaba colgado de la aguja más alta del campanario. 
  • Encender la mecha de un fusil con su nariz. 
  • Viajar agarrado a una cuerda conectada a una bandada de patos,...

37, uno de nuestros números preferidos

Al igual que fue preferido el número 73 de Fermat (ver post), también el 37 es un número singular. Según puede verse en la imagen inicial, 37 es un número primo resultado de dividir cualquier guarismo del 1 al 9 repetido tres veces entre la suma de de esos tres dígitos. 

La explicación es muy simple, sabiendo un poco de matemáticas y se desvela fácilmente con esta ecuación (ver imagen siguiente). El dígito repetido es la suma de tres centenas, tres decenas y tres unidades, que dividido por el triple del número da siempre 111/3 ó 37. 
Además 37 es el 12º número primo en la secuencia de números primos. Como curiosidad numérica, y según acabamos de ver, si multiplicas 37 por 3, obtienes 111. Si multiplicas 37 por 6, obtienes 222, y así sucesivamente (37 x 3 = 111, 37 x 6 = 222, 37 x 9 = 333, etc.). 

El número 37 es parte de una secuencia interesante: 1/27 = 0.037037037… (repetitivo o periódico). En la naturaleza y la ciencia, el número 37 aparece en la estructura del ADN humano, ya que hay 37 genes en el ADN mitocondrial.

Pasatiempo numérico
Como bonus final, otro número nuestro preferido: 12345679. Atención que falta el 8 en la secuencia. Al multiplicarse por dos dígitos que sumen 9, como 09, 18, 27,... el resultado es sorprendente,...
Más posts con nuestros números preferidos. Y en el tuit final, otro número especial: 998001, por la secuencia decimal de su recíproco.

Pasatiempo: El número inverso de 9801

Acertijo 9801
Un número es inverso de otro si al multiplicarlos obtenemos como resultado la unidad. Es decir, el elemento inverso, es igual a 1 partido por el número. 

En la división  1 / 9801, se obtiene un número decimal con un período de 198: los números enteros seguidos de 00 a 99, con la excepción del 98

1/9801 = 0,00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 99 00 01 02… 

Acertijo: Que tres números iguales equivalgan a seis

Insertando símbolos matemáticos, pero no otros números y usando los tres mismos dígitos en cada igualdad, se trata de que el resultado de esas operaciones sean igual a seis. Están permitidas las raíces cuadradas, el símbolo de factorial ( ! ), el valor absoluto ( | ),... pero no el signo de desigual ( ≠ ).

Por ejemplo: El caso más sencillo es 2 + 2 + 2 = 6. Otras soluciones posibles para la tripleta de 2 serían 2 * 2 - 2 = 6, 2 ^ 2 - 2  = 6,... Con tres seises, algunas fórmulas son muy simples: 6 x 6 / 6 = 6, ó 6 + 6 - 6 = 6.
Acertijo: Que sume 6
Soluciones en este imageno en esta otra.

Las matemáticas son un lenguaje más lógica, según Feynman

Las matemáticas no son sólo un lenguaje. Las matemáticas son un lenguaje más razonamiento. Es como un lenguaje más lógica. Las matemáticas son una herramienta para el razonamiento. De hecho, es una gran colección de los resultados del pensamiento y razonamiento cuidadoso de alguna persona. Mediante matemáticas, es posible conectar una afirmación con otra. Cita de Richard Feynman (más posts).

También apunto que "A quienes no saben matemáticas les resulta difícil transmitir un sentimiento real en cuanto a la belleza, la belleza más profunda, de la naturaleza... Si quieres aprender sobre la naturaleza, apreciar la naturaleza, es necesario entender el lenguaje en el que ella habla". 

Mucho antes, Galileo Galilei (1564 - 1642) señaló que "Las matemáticas son el lenguaje en el que Dios ha escrito el universo". 

73, uno de nuestros números preferidos

Iniciamos una serie de posts sobre nuestros números favoritos, de una, dos o varias cifras. Es un divertimento matemático, un hobby que muchos comparten. Creamos la etiqueta "números". Comenzaremos con uno de los más conocidos, por la serie televisiva "The Big Bang Theory" (ver en otros posts). La Wikipedia lo cuenta muy bien:

  • El número 73 es un número de Fermat, lo que significa que puede ser escrito como la suma de dos cuadrados: 73 = 8^2 + 3^2. 
  • El número 73 es un número de Eisenstein primo, lo que significa que es un número complejo que solo puede ser dividido por sí mismo y por números complejos que tengan una norma entera.
  • El 73 es el 21.er número primo, leído al revés es el 37 que es el 12.º número primo que leído al revés es 21 que es el resultado de multiplicar 7 × 3 (es decir su producto); y en sistema binario 73 es 1001001, un numeral capicúa, que posee siete (7) cifras de las cuales tres (3) son unos. En sistema octal 73 es 111 el cual es un capicúa.
  • Suma de potencias de dos 
  • Suma de potencias de 8, , hecho que permite escribir en el sistema octal.
  • Como suma de cuadrados ; norma de número complejo (entero gaussiano).
  • Como cabe la descomposición , por lo que no es primo en el anillo de los enteros gaussianos.
  • Diferencia de cuadrados: 
  • Es un número primo pitagórico.
  • El 73 es el número atómico del tantalio, un metal raro lantánido utilizado en electrónica.
  • Algunos lo conocen como el número primo de Sheldon por la aparición del mismo en un episodio de la serie The Big Bang Theory en el cual se mencionan todas sus propiedades matemáticas.
  • Se suele usar para en la radio afición el código "73" para una despedida de una comunicación.