sábado, 14 de abril de 2018

Aplicación de la trigonometría en el aula

¡PRESTAD ATENCIÓN A LO SIGUIENTE π-TAGÓRICOS!
Esta entrada es publicada a modo de información para el departamento de matemáticas. Al ser la directora de él debo publicarla con el objetivo de que mis compañeros, junto con las entradas anteriores, se introduzcan en la trigonometría y así sepan cómo aplicarla en el aula para enseñárosla a vosotros. Por lo tanto, no será contenido del curso para vosotros. Aún así, si alguno siente la curiosidad de cómo puede estudiar la trigonometría en clase puede echarle un vistazo a esta información y la anterior, ¿de acuerdo?


TRIGONOMETRÍA EN EL AULA

Buenos días compañeros. Como habéis podido leer en el encabezado de la entrada, hoy os voy a explicar qué debéis saber acerca de la trigonometría para poder impartir una clase inicial y además os presentaré algunos ejercicios matemáticos que podéis llevar a cabo con vuestros alumnos.

En primer lugar, soy consciente de que ojeáis el blog, por lo que la entrada llamada ¿qué es la trigonometría? la habéis podido observar. Por lo tanto, no partiré de 0 sino que la continuaré.
En ella pudisteis ver las razones trigonométricas, son MUY importantes porque con ellas se resuelven los posibles ejercicios de clase.
Os las presento aquí para que las podáis tener a mano junto con toda esta información.

Estas "fórmulas trigonométricas" son más que necesarias que las comprendáis e interioricéis. 
Podéis aplicar perfectamente todas ellas a la realidad. De hecho, os aconsejo que lo hagáis porque es la mejor forma de que los alumnos lo entiendan. Si ellos no ven el sentido a aplicarlas no las van a interiorizar ya que lo ven absurdo. Por ello es necesario que sean conscientes de que sirven para resolver una incógnita real.
También debéis recordar que la trigonometría se aplica a un vértice, es decir es necesario partir de un vértice. De él se calculan sus razones trigonométricas ( seno, coseno y tangente). Pero es posible que con la trigonometría recordéis el Teorema de Pitágoras ya que se encuentran relacionados, de hecho aquí os dejo un ejercicio
Os pongo un ejemplo con dos apartados de cómo podéis encontrarlo relacionado:




En este ejercicio se relacionan porque es necesario saber la medida de los lados desconocidos para después poder aplicar las razones trigonométricas.
Este ejercicio es cierto que no esta aplicado a la vida real, sin embargo considero que es muy bueno para que veáis cuando aplicamos Pitágoras y cuando trigonometría. El primero lo haremos cuando necesitemos calcular la medida de un cateto o de una hipotenusa y el último y protagonista de esta entrada, cuando queramos calcular las razones de un ángulo perteneciente a un triángulo rectángulo. ¿Hasta aquí bien?

Ahora pasaremos a aplicarlo en el aula.
Podemos imaginar múltiples ejercicios para realizar con nuestros alumnos ya que la trigonometría puede ser utilizada en una gran cantidad de ámbitos como habéis visto en las entradas anteriores. Así como en astronomía pudiendo medir distancias a estrellas. Además nos permite medir distancias entre puntos geográficos ( aquí podemos incluir puntos que nuestros alumnos suelen frecuentar ) y de esta manera no será necesario salir a la calle con un metro a ver cuál es la distancia entre la panadería y mi edificio por ejemplo.
Con esto, vamos a realizar un posible ejercicio que cualquiera de nosotros en el claustro debería saber resolver y explicar a los demás.

POSIBLE EJERCICIO EN AULA 


El enunciado del ejercicio es el siguiente:

Cuando llegan las 8 de la mañana y el sol se coloca detrás del edificio en el que vive Juana, hace que éste proyecte una sombra de 150 metros formando así un ángulo de 40º entre el último piso del edificio y el suelo.


El primer paso que SIEMPRE debemos realizar es representar el enunciado de forma visual:



Ahora es cuando debemos ser conscientes de que debemos utilizar las razones trigonométricas ya que Pitagoras no podemos porque no tenemos los datos suficientes. Tenemos un ángulo y un cateto, por lo que la única forma de hallar la altura del edificio es utilizar las fórmulas trigonométricas.
El siguiente paso es identificar que lado es el continúo al ángulo de 40º, cuál es el opuesto y cuál la hipotenusa:


Teniendo ya los conceptos claros de dónde se sitúan los diferentes elementos deberemos recordar qué razón trigonométrica de las 3 que hemos visto necesitamos para calcular el lado opuesto. Debemos ser conscientes de que tenemos como datos que el ángulo es de 40 º y tenemos el cateto adyacente. Por lo tanto debemos utilizar una razón en la cuál ya estén el cateto puesto y el contiguo, porque de esa forma al sustituir, únicamente nos quedaría como incógnita el cateto opuesto.
Para esta parte del problema debéis responder como profesores de matemáticas que sois, a la pregunta: ¿CUÁL ES LA RAZÓN TRIGONOMÉTRICA QUE NECESITAMOS?

La respuesta es la siguiente:
Por lo tanto, el último paso será sustituir en la determinada fórmula por los datos que ya tenemos en el enunciado. Sed conscientes de que nuestro ángulo es de 40º por lo que LA TANGENTE SERÁ DE 40º.
La solución por lo tanto sería 125,9 metros.

Y esto de momento es todo lo que os exijo para iniciaros en la trigonometría con vuestros alumnos. Esta vez vais a ser como mis pequeños alumnos y os voy a mandar una tarea. Quiero que para el próximo jueves que será cuando tengamos la próxima reunión de departamento, traigáis cada uno 2 ejercicios a resolver con trigonometría planteados por vosotros mismos. Tened en cuenta que deben ser ejercicios que podáis hacer en clase con los chicos ¿de acuerdo? 
Si tenéis alguna duda ya sabéis que a las 14:10 estoy en la clase de 5º B prácticamente todos los días 🙇 .
Un saludo compañeros, espero que esta entrada junto con las anteriores de investigación hayan tenido su fruto.¡ Nos vemos por los pasillos!❤

Trigonometría aplicada a la arquitectura

Bueno chicos, esto está llegando a su fin 😭
El último tema que veremos en este maravillo curso será éste (de momento). Hasta ahora hemos visto qué es la trigonometría, así como sus principales valores y su aplicación a las ciencias experimentales como vimos en la entrada anterior.

Hoy nos toca poner rumbo a la arquitectura y entre todo lo existente en ella:
1 Conocer como usaron y  se usan los conceptos trigonométricos en la construcción de obras arquitectónicas (pirámides, templos, edificios...) 
2 Entender la importancia del uso de la trigonometría en estas construcciones 🏡;
3 La gran utilidad que ha tenido la trigonometría  en la arquitectura en la actualidad.

Además, como ya sabemos, la física también juega un papel esencial en la arquitectura, por lo que se destacará algunos detalles importantes sobre ella. 
¡Manos a la obra pitagóricos!
PRINCIPIOS DE LA TRIGONOMETRÍA EN LA ARQUITECTURA
LOS BABILONIOS Y LOS EGIPCIOS fueron los primeros en utilizar las razones trigonométricas para sus construcciones (si, así como os lo cuento😯. Hace aproximadamente, más de 3.000 años), de ahí que hoy sean un punto principal de esta entrada.
Concretamente, los egipcios tuvieron en cuenta la trigonometría para la INCLINACIÓN de las CARAS de las PIRÁMIDES. Por lo tanto, uno de los grandes problemas de construcción a resolver por los egipcios, era MANTENER UNA PENDIENTE UNIFORME en las 4 caras de una pirámide. 
Esto es lo que llevó a los egipcios a utilizar el término "seqt" a lo que hoy conocemos como pendiente. 

Papiro Rhind
Papiro Rhind


Nota: Esto lo sabemos por el papiro encontrado con varias anotaciones matemáticas de la época egipcia, conocido como EL PAPIRO RHINDPresenta 87 problemas con sus respectivas soluciones. 
Entre los existentes, encontramos el problema 56 que corresponde a la resolución de un problema sobre una pirámide en el que se pide la Seqt  (pendiente) resuelta por Ahmes. Según esos tiempos, se resolvió: 


- 1/2 de 360 que da 180.
- Multiplica 250 hasta obtener 180, obteniendo 1/2 + 1/5 +1/5 
Un cubit son 7 palmos (medida utilizada horizontalmente). Multiplica ahora 7 por 1/2+1/5+1/5 dando 5+1/25. 
Por lo tanto el seqt es 5+1/25 palmos por codo



Vamos a resolver ese problema en términos actuales 😎
como ya sabemos, la trigonometría siguió avanzando, descubriendo así nuevas formas de resolver lo que en este papiro se presenta. Sabiendo esto, pongamos en práctica lo que ya sabemos.

El problema lo que plantea es obtener el SEQT, es decir, lo que consideramos hoy como la PENDIENTE de una superficie plana inclinada. Para su resolución, plantea que la pirámide tiene 250 CUBITS (para que lo sepáis, son al rededor de unos 114.3 metros ) de altura y 360 CUBITS (164,592 metros)  de base.
(los cubits o"codo" eran las unidades de medida en el antiguo egipto).

¿Cuál será el valor de la pendiente de ésta pirámide, según se plantea en el Papiro de Rhind para que TODAS LAS CARAS DE LA PIRÁMIDE tuvieran la MISMA PENDIENTE y por tanto la PERFECCIÓN ARQUITECTÓNICA buscada?.  
Representación egipcia de lo que se pide medida en cubits.

Para facilitar la resolución del problema con la respectiva fórmula que nosotros utilizamos hoy en día, os aconsejo dejar la unidad de medida en cubits y no pasarla a metros aún hasta que tengamos el resultado final, ¿vale chicos?
Representación gráfica del triángulo rectángulo de la pirámide en CUBITS.
(el cateto adyacente será 180 puesto que solo necesitamos la mitad de toda la base que mide 360)
Además de esto, el ejercicio no nos proporciona la medida del ángulo α, por lo cual, de igual manera y para hallar solo aquello que hemos dado en clase, he obtenido el valor de α calculando el arco tangente.  

tgα= 250/180= 
α= arctg 250/180= 
α arctg 25/18 = 54,246º

El ángulo que desconocíamos hasta el momento será de 54,246º.👀👉

Nota: Para calcular el arcotangente, hemos pasado la tangente a arcotangente a través del =. A partir de ahí, se ha operado con los catetos que ya teníamos.

¡Ya casi lo tenemos! Ahora, solo tenemos que calcular el coseno de α. Para ello, vamos a tener en 
cuenta la fórmula, y... ¡a despejar! :

Fórmula que ya conocíamos
Fórmula aplicada al ejercicio








Cos 54,246= 180/ x
Cos 54,296º x = 180
x= 180/ cos 54,296º = 308 cubits

¡Bien chicos!, ya tenemos que la pendiente son de 308 cubits de altura... pero es raro que hoy en día hablemos de esa unidad de medida, ¿ no?
Como os había comentado, ahora lo pasaremos de CUBITS a METROS, para que así todo sea un poco más razonable. Para ello.. ya sabéis, ¡REGLA DE TRES! (Aunque tambien podemos usar la reducción a la unidad...):

Cubits                               Metros
                                                          1        ---------------------    0.46
                                                        308      ----------------------     x

308 × 0,46 / 1= 141,68 metros

¡Por fin lo tenemos!
 El resultado por tanto será que: la PENDIENTE de esta pirámide es de 141,68 metros. Esta pendiente, por tanto, fue la que se utilizó idénticamente en cada una de sus caras.
 Para lograr esto, debemos dar las gracias a la TRIGONOMETRÍA.

Tras las pirámides, consideradas unas de las obras arquitectónicas más perfectas , la trigonometría se siguió utilizando en las diferentes épocas y culturas (aunque no como la conocemos hoy...), creando obras magníficas como los templos en la Antigua Grecia, mezquítas o iglesias,  hasta llegar a nuestros días.

Llegados a este punto, veremos las estrategias seguidas por algunos arquitectos actuales para construir edificios o estructuras más seguras y precisas.

Para ello, hoy en día utilizan las FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS, ya que permiten al arquitecto calcular las distancias y las fuerzas relacionadas con elementos de la diagonal.

En los siguientes ejemplos podremos observar como las FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS  que menciono, son pasadas al PLANO CARTESIANO. Al hacer coincidir la estructura con la representación gráfica de una función, veremos que tipo se ha utilizado:


Teatro popular en Nitrôi

Según se puede observar en esta imagen, esta estructura se ha construido a partir de una FUNCIÓN DE SENO ya que la construcción  pasa por el eje cartesiano.

Siguiendo la misma táctica,  el Brigde of peace se encuentra edificada a partir de una FUNCIÓN DE COSENO. Traslada al plano cartesiano, observamos como el principio de la infraestructura pasa por el punto (0,1) del plano por lo que como ya se ha destacado, estaríamos frente una función de coseno.


Bridge of peace a partir de una Función de coseno

¡Qué diferencia de estrategias de construcción se ha  llevado a cabo a lo largo de la historia! Además, como hemos visto, la trigonometría juega un papel muy importante en ellas...

Por un lado la pirámides, aparentemente construcciones simples y toscas, pero que tras ellas, se esconden grandes enigmas matemáticos y trigonométricos como hemos visto y hecho hoy 👀✌.
Por otro lado, las grandes y complejas infraestructuras que se levantan hoy en día sobre nuestro suelo. Construcciones que como ya sabemos, se fundamentan en los tres elementos básicos de la trigonometría: SENO, COSENO Y TANGENTE. Tanto es así, que muchas de ellas son la mera representación funcional en un eje cartesiano. 😨😨

En estas últimas palabras, no debemos dejar a un lado la FÍSICA puesto que no solo la estabilidad de las construcciones se deben a la fuerza y a los complejos sistemas sino también al MATERIAL con el que se han edificado 👅.
Esta parte es tan importante como la otra, puesto que la dureza, la estabilidad, u otros aspectos son los que hacen que las obras arquitectónicas se soporten sobre el suelo
nota: las pirámides o los templos griegos hoy en día permanecen casi en su totalidad por el material, tan resistente, utilizado para él.

En la actualidad, la física en la arquitectura juega un papel decisivo, ya que cada vez se va innovando más en diseño (solo hay que ver el Bridge of pease o el Teatro de Nitrô) y para ello, hay que saber qué materiales son los adecuados para que esas estructuras sean seguras y duraderas.

Torre de Cristal (Madrid) 09a.jpg
Torre de Cristal (Madrid)
Por ejemplo: últimamente se está utilizando mucho el vidrio para las nuevas estructuras. Principalmente, esto se debe a que el vidrio contiene grandes propiedades energéticas (que se convierten un punto fuerte de ahorro) y por la resistencia que ofrece por la posición en la que se utiliza para la construcción (facilitan el trabajo a muchos arquitectos)



 Quién le diría a los egipcios que llegaríamos a esto...😂
¡Mirad ! 👀👉









BUENO π-TAGÓRICOS, YA HEMOS APRENDIDO UN POCO MÁS SOBRE LA TRIGONIOMETRÍA Y SU USO, EN ESTE CASO, EN LA ARQUITECTURA.

Espero que os haya gustado y que hayáis aprendido con esta y con todas las entradas del blog, yo desde luego sí 💃😜.

Ahora, solo queda las pruebas de evaluación, que si toda va tan bien como ahora, triunfaréis.
¡ÁNIMO! y nos vemos pronto.. 😉🙋

FUENTES CONSULTADAS: 

https://trigonometriaegipcia.wordpress.com/
https://prezi.com/kt91yltu9h_i/usos-de-la-trigonometria-en-la-arquitectura-desde-su-inicio/
https://prezi.com/dzthnzt6yrkx/como-usar-la-trigonometria-en-la-arquitectura/
http://www.egiptologia.org/ciencia/matematicas/papiro_rhind.htm
https://prezi.com/ofugwij9q1yf/arquitectura-y-la-fisica/

Aplicaciones de la trigonometría en las ciencias experimentales

¡Hola chicos!

Las investigaciones que estamos realizando están dando muy buenos resultados ✌. Algunos ya me comentásteis que no entendistéis bien en qué cosistía esta investigación y estuvimos viendo con ejemplos prácticos la trigonometría para que la entendiéseis un poquito mejor.

Seguro que esta entrada y la que publicaré a continuación os resulta de mucho interés ya que a parte de ayudar a los futuros profes, está relacionada con vuestro temario de Ciencias Sociales y Educación Plástica y Visual. Por tanto, muy atentos a ellas y cualquier duda, podéis preguntarnos 💁

Siguiendo la línea de esta investigación, continuaremos viendo las diferentes aplicaciones que tiene la trigonometría en la vida cotidiana, así como en las ciencias experimentales, ya que todas ellas tienen una relación tanto directa como indirecta con las matemáticas. De este modo, dejaremos de entender la trigonometría como algo abstracto y veremos lo imprescindible que es en la vida diaria.

Su uso más común lo encontramos en la física, ya que se puede aplicar a muchas ramas de ésta. La física estudia cómo es la materia, su movimiento, el tiempo, el espacio… La trigonometría la utilizamos para resolver muchos problemas relacionados con las alturas máximas de edificaciones (edificios, puentes…) distancias máximas entre dos objetos o personas….

Como bien ya sabemos, la trigonometría se basa en el estudio de las relaciones entre los lados y ángulos de un triángulo, por tanto, estará también presente en las coordenadas polares (sistema de coordenadas situadas en un plano bidimensional en el que cada uno de los puntos viene determinado por una distancia y un ángulo)


Muchas veces, cuando estamos practicando algún deporte, la trigonometría está presente, por ejemplo, en el tiro con arco o lanzo de jabalina, en el que un objeto es lanzado de manera vertical u horizontal.
Imagen relacionada

Relacionado con el movimiento físico de los objetos, podemos observar como esta rama matemática se encuentra también en muchas acciones cotidianas que requieren de movimiento, como es el caso del famoso juego "billar", en el que el movimiento de las bolas (en el que cada una sigue una dirección particular) crea unos ángulos específicos que determinan el siguiente golpe del jugador. 

Resultado de imagen para trigonometría en el billar


En la astrología, también es muy común el uso de este ámbito matemático. Es utilizado, por ejemplo para analizar el movimiento de desplazamiento de los planetas y satélites así como para calcular las distancias entre los planetas, realizando una triangulación de los puntos que queremos medir  (tomar esos tres puntos como vértices de un triángulo)

Resultado de imagen para trigonometria en la astrologia
Como dato curioso podemos destacar que fueron los egipcios los creadores del sistema de medida que posteriormente sería utilizado en la trigonometría astrológica.

Alejándonos de este ámbito y adentrándonos en el mundo de las nuevas tecnologías y las telecomunicaciones podemos encontrar multitud de aplicaciones. Todos conocemos que en la radio podemos encontrar dos frecuencias o modulaciones diferentes AM y FM. La trigonometría en esta ocasión tiene la función de medir la variación de la amplitud de la onda en función de la modulación en la que nos encontremos.

Resultado de imagen para la trigonometria en las ondas sonoras

Hoy en día, ¿quién no juega videojuegos? En el desarrollo y procesamiento de videojuegos, también podemos encontrar la trigonometría, ya que permite la creación geométrica de los personajes, escenarios de juego... 

Otra de las principales aplicaciones de la trigonometría reside en la cartografía. Aunque resulte difícil visualizarlo, en todo el proceso que realizan los cartógrafos en el estudio del suelo para creación de mapas, se están aplicando fórmulas trigonométricas que permiten establecer las distancias entre las cotas altas, las pendientes del suelo, etc. ya que están interviniendo constantemente ángulos. El conocimiento de los elementos trigonométricos facilita enormememente la creación de mapas.

Relacionado con este ámbito, podemos observar que también utilizamos la trigonometría en la navegación marítima y aérea ya que son necesarios conocer algunos datos de depresión y elevación de la superficie. Actualmente los aparatos GPS se encargan de realizar estos cálculos trigonométricos de una manéra automática e instantánea.

Resultado de imagen para la trigonometria en la navegacion



No debemos de olvidarnos de una ciencia muy importante, la medicina, en la que también podemos encontrar la trigonometría.

Como bien hemos dicho anteriormente, la trigonometría nos permite analizar y medir las ondas y es por ello que nos permite la lectura e interpretación de los electrocardiogramas del corazón, de la misma manera que analizábamos la moduación de la señal de las ondas de la radio.


Resultado de imagen para electrocardiograma y trigonometria

Uno de las aplicaciones más importantes sobre la trigonometría es la arquitectura (relacionada con la física). En este ámbito podemos encontrar multitud de aplicaciones de las fórmulas trigonométricas en la construcción de edificios, así como otros elementos decorativos (cúpulas, columnas...) Como veremos en la entrada siguiente, aprovechando además que nuestros alumnos han estudiado este tipo de elementos decorativos y construcciones en historia, dentro del área de Ciencias Sociales y en Educación Plástica y Visual.

En conclusión, aunque esta entrada habla sobre las principales y más destacadas aplicaciones de la trigonometría en la vida cotidiana y más concretamente en las ciencias experimentales, tan solo es una pequeña muestra de su uso.