viernes, 7 de septiembre de 2012

Ecuaciones

Enunciat:
Resoleu les següents equacions polinòmiques:

a)     $2x+4=8$
b)     $3\,(1-x)=2\,(x-1)$
c)     $\dfrac{2}{3}\,x=\dfrac{5}{6}$
d)     $\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{4}=\dfrac{5}{6}-\dfrac{2x}{3}$
e)     $\dfrac{2}{4}\cdot\dfrac{6}{3}=\dfrac{3x}{6}$


Resolució:

Recordem que resoldre una equació consisteix a fer les operacions algebraiques necessàries per anar obtenint equacions equivalents, cada vegada més senzilles, fins que, finalment, ens queda la variable aïllada (tota sola) en un dels membres de la igualtat.

apartat a)     $2x+4=8$
Agrupant els termes numèrics al 2n membre
$2x=8-4$
i dividint ambdós membre per $2$ podrem aïllar la variable
$x=\dfrac{8-4}{2}$
que és igual a $2$
$\square$

apartat b)     $3\,(1-x)=2\,(x-1)$
Fem ús de la propietat distributiva de la multiplicació respecte de la suma per desfer els parèntesis
$3-3x=2x-2$
agrupant els termes literals en un dels costats de la igualtat, i els numèrics a l'altre
$3+2=3x+2x$
sumant els termes semblants
$5=5x$
i dividint ambdós membres per $5$ trobem el valor de la lletra $x$ que compleix la igualtat original
$x=\dfrac{5}{5}=1$
$\square$

apartat c) [mètode I]
    $\dfrac{2}{3}\,x=\dfrac{5}{6}$

Dividint ambdós membres de la igualt per

$\dfrac{2}{3}$

aconseguirem aïllar la variable

$x=\dfrac{\frac{5}{6}}{\frac{2}{3}}$

operació de divisió que, amb l'ajut de la tecla de càlcul de fraccions de la calculadora, queda

$x=\dfrac{5}{4}$
$\square$

apartat c) [mètode II]
Una altra via de resolució és la següent. Multiplicant ambdós membres de la igualtat pel mínim comú múliple dels denominadors ( $\text{m.c.m}(3,6)=6$ ) podem escriure una equació equivalent a l'original, que té l'aventatge que els coeficients, ara, són nombres enters

$6\cdot \dfrac{2}{3}\,x=6\cdot \dfrac{5}{6}$

simplificant ens queda

$4x=5$

i dividint ambdós membres de la igualtat per $4$ amb l'objectiu d'aïllar la variable trobem

$x=\dfrac{5}{4}$
$\square$

apartat d)
    $\dfrac{x}{2}+\dfrac{1}{4}=\dfrac{5}{6}-\dfrac{2x}{3}$

Multiplicant ambdós membres de la igualtat pel mínim comú múliple dels denominadors ( $\text{m.c.m}(2,4,6,3)=12$ )

$12 \cdot \dfrac{x}{2}+12 \cdot \dfrac{1}{4}=12 \cdot \dfrac{5}{6}-12 \cdot \dfrac{2x}{3}$

Simplificant

$6x+3=10-8x$

Agrupant els termes literals en un mateix membre, i els termes numèrics a l'altre

$6x+8x=10-3$

sumant els termes semblants

$14x=7$

i dividint ambdós membres per $14$ podem escriure

$x=\dfrac{7}{14}$

resultat que, simplificat, queda

$x=\dfrac{1}{2}$

$\square$

apartat e)
    $\dfrac{2}{4}\cdot\dfrac{6}{3}=\dfrac{3x}{6}$

Multiplicant les fraccions dels primer membre i simplificant trobem
$1=\dfrac{x}{2}$

i multiplicant tots dos membres per $2$ podrem aïllar la variable

$x=2$

$\square$


[autoría]

La suma de dos números naturales es igual a 110, y, la diferencia entre el mayor y el menor es 68 ...

Enunciat:
La suma de dos nombres naturals és igual a $110$ i la diferència entre el més gran i el més petit és igual a $68$. Determineu aquests nombres.


Resolució:
Considerant que $x>y$, podem plantejar el següent sistema d'equacions
$\left.\begin{matrix} x+y = 110\\x-y=68\\ \end{matrix}\right\}$
sumant membre a membre arribem a l'equació on, havent-se anul·lat el terme en $y$, porta a una equació amb una sola variable

$2x=178$

aïllant $x$ trobem

$x=\dfrac{178}{2}$

i dividint

$x=89$

y, per acabar, el valor de $y$ ha de ser igual a

$y=110-89$

que és igual a $21$

$\square$

[autoría]

Un problema con relojes de arena

Enunciat:
Disposem de dos rellotges de sorra; un d'ells mesura intervals de 4 minuts i l'altre de 7 minuts. Què haurem de fer per mesurar un interval de 9 minuts ?


Resolució:

Anomenem Q al rellotge de 4 min i S al de 7 min. Una manera de mesurar un interval de 9 min consisteix a combinar l'acció dels dos rellotges per tal que puguem mesurar exactament el pas de 1 min de temps la qual cosa és equivalent a disposar d'un tercer rellotge U que mesuri 1 min. Si aconseguim posar a punt U (a partir de S i Q), n'hi haurà prou a mesurar dos intervals de tempsde 4 min amb el rellotge Q i 1 min de temps amb el rellotge U.

A continuació, vegem com podem habilitar el patró de mesura U. Si posem en marxa simultàniament S i Q, quedaran encara 3 min (7-4) abans que acabi de baixar tota la sorra de S (anomenarem $S_3$ a aquesta fracció de temps). Instantàniament, mentre comencen a transcorrer els 3 min de temps de $S_3$ [la sorra va baixant], girem el rellotge Q (començar a baixar la sorra d'aquest) i, quan hagi acabat de caure tota la sorra de $S_3$, encara quedarà 1 min de de temps per tal que acabi de caure la sorra de Q (l'anomenarem $Q_1$: vet aquí el patró de mesura U).

I, en aquest mateix instant, no abans, és quan comencem el procés de recompte dels 9 min. Ara ja és ben fàcil entendre com: primer, deixem caure la sorra de $Q_1$ (passa un min i queda buit el rellotge de quatre minuts); tot seguit, instantàniament, li donem el tom al mateix rellotge (de 4 min, el rellotge Q) i fem el recompte de 4 min més (ja en són cin, 4 min + 1 min = 5 min). I, per acabar, li tornem a donar el tomb (al mateix rellotge de quatre minuts, Q) i, en acabar de baixar la sorra; hauran passat el 4 min que falten per comptar-ne, en total, nou (5+4=9). $\square$

[autoría]

miércoles, 6 de octubre de 1999

Una flor y sus pétalos. Un ejercicio de programación en WinLogo (Logo)

; --------------------------------------
; Una flor, amb els seus pètals --------
;     © Joan Aranes Clua, 1999 
;---------------------------------------


procediment flor :n :color
id
repeteix :n [petal :color gd 360 / :n]
fi

procediment petal :color
repeteix 2 [repeteix 90 [av 1 gd 1] gd 90]
no.llapis gd 45 av 50 llapis fes.color :color pinta
no.llapis centre ge 45 llapis
fes.color 1
fi

flor 15 10 ;demo


martes, 5 de octubre de 1999

Simulación de un sencillo billar rectangular empleando el lenguaje WinLogo

;-------- Simulació d'un billar rectangular --
;   © Joan Aranes Clua, 1999
;---------------------------------------------
procediment Posa.marc.i.bola
inicia.dibuix restaura.tortuga fes.color 1
no.llapis
posa't [-202 -92]
llapis
posa't [-202 92]
posa't [202 92]
posa't [202 -92]
posa't [-202 -92]
no.llapis
centre
llapis
fes.forma 87 fes.color 10
orienta't atzar 360
sensor [-200 90 200 -90]
fi


procediment Mou.bola
fes.local "xx fes.local "yy
no.llapis
posa.a "xx coor.x
posa.a "yy coor.y
posa.a "rumb orientació
av 1
si detecta 1 [fes.x :xx fes.y :yy Canvia.direcció]
Mou.bola
fi

procediment Canvia.direcció
posa.a "canvi 2*abs(residu orientació 90)
gira.dreta :canvi*(potència -1 atzar 2) 
fi


procediment A.jugar
Posa.marc.i.bola
Mou.bola
fi

A.jugar

La divisibilitat dels nombres enters positius

  1. Introducció
  2. A la recerca dels nombres primers
  3. Màxim comú divisor i mínim comú múltiple de dos nombres enters positius


1. Introducció
Aquí hi trobareu una proposta metodològica encarada a l'estudi dels nombres primers i la divisibilitat fonamentada en l'experimentació per ordinador de diverses estratègies i processos. Vaig redactar aquestes notes, ja fa molts anys (1999). Els centres d'interès procedimental són l'algorisme d'Eratòstenes i d'altres alternatius elementals per a la recerca sistemàtica de nombres primers així com l'algorisme d'Euclides -- i d'altres més elementals -- per la determinació del mcd de dos nombres enters. Quant als conceptes hom incideix sobre les nocions de múltiples i divisors; en particular, les de màxim comú divisor i mínim comú múltiple. Pel que fa referència a l'educació d'actituds hom pretén fomentar una actitud activa, rigorosa i de descobriment quant a la valoració i verificació dels resultats, així com encoratjar l'alumnat a la comprensió i justificació de les propietats i teoremes matemàtics. Per bé que els algorismes figuren escrits segons els constructors del llenguatge WinLogo i, per tant, són directament implementables per a aquest interpret, la claredat del llenguatge permet emprar el codi font com a pseudocodi que facilitarà escriure'ls en d'altres llenguatges de programació. Abans de començar: tinguem en compte que el zero es divisible per qualsevol nombre enter (positiu o negatiu) i, per tant, és múltiple de qualsevol nombre enter; per altra banda, és clar que la noció de divisibilitat que tractem aquí per als nombres enters positius (i per al zero) és extensible a tots els nombres enters, per bé que, per facilitar la comprensió dels algorismes i dels senzills programes en Logo, en aquest article només es parla dels positius.

2. A la recerca dels nombres primers
Un primer procediment el dedicarem a realitzar la següent tasca: donat un nombre enter positiu qualsevol volem que el procediment doni com a resultat si aquest és - o no és - un nombre primer.

procediment Genera.nombres.primers :nombre_enter_fins_on_cal_buscar
  fes.local "nombre.inicial
  posa.a "nombre.inicial 2
  escriu.seguit 2 escriu [...‚s un nombre primer]
  repeteix :nombre.enter.fins.on.cal.buscar
     [
       Digues.quin.nombre.es.primer :nombre.inicial
       posa.a "nombre.inicial  (:nombre.inicial + 1)
     ]
fi
procediment Digues.quin.nombre.es.primer :n
  fes.local "divisor 
  fes.local "fita_del_bucle 
  posa.a "divisor 2
  posa.a "fita.del.bucle  part.entera (arrel :n)
  repeteix :fita.del.bucle 
    [
      si (residu :n :divisor) = 0 
        [acaba] 
        [posa.a "divisor (:divisor+1)]   
    ] 
  escriu.seguit :n escriu [és un nombre primer]
fi
3. Màxim comú divisor i mínim comú múltiple de dos nombres enters positius
El següent algorisme mostra una manera de calcula el màxim comú divisor de dos nombres enters:
procediment mcd.rudimentari :a :b
  si :a=:b 
      [escriu.seguit [mcd=] escriu :a  acaba] 
     [
       si :a<:b 
         [posa.a "b :a] 
         [posa.a "a (:a - :b) mcd.rudimentari :a :b]
     ]
fi
I, aquest altre, ens servirà per calcular el mínim comú múltiple:
procediment mcm_rudimentari :a :b
  fes.local "n
  fes.local "múltiple
  fes.local "nombre_més_petit
  fes.local "nombre_més_gran
  fes.local "màxim_iteracions
  posa.a  "n 0
  si :a>:b 
    [posa.a "nombre_més_gran :a posa.a "nombre_més_petit :b]
    [posa.a "nombre_més_gran :b posa.a "nombre_més_petit :a]             
  posa.a "màxim_iteracions :nombre_més_gran
  repeteix  :màxim_iteracions 
    [
      posa.a "n :n+1 
      posa.a "múltiple :n*:nombre_més_petit
      si :nombre_més_gran>:múltiple  
         [si residu :nombre_més_gran  :múltiple = 0 [escriu [mcm=] :múltiple acaba]
         [si residu :múltiple  :nombre_més_gran = 0 [escriu [mcm=] :múltiple acaba ]
    ]
fi
Un procediment alternatiu es fonamenta en el mètode d'Euclides:
procediment mcd.i.mcm.Euclides :a :b 
  fes.local "r 
  fes.local "dividend 
  fes.local "divisor 
  si :a > :b 
     [
       posa.a "dividend :a 
       posa.a "divisor :b
     ]  
     [
       posa.a "dividend :b  
       posa.a "divisor :a
     ]   
  repeteix :dividend
    [
      posa.a "r residu :dividend :divisor
      si :r=0 
        [
           escriu.seguit  [mcd =] escriu :divisor 
           escriu.seguit [mcm =]  escriu :a * :b / :divisor 
           acaba
        ]
        [
           posa.a "dividend :divisor 
           posa.a "divisor :r
        ]
     ]  
fi
$\square$

martes, 14 de octubre de 1997

Introducción al tratamiento de la información mediante registros (con sus campos) amb WinLogo (LOGO)

; ---------------------------------------------------------
; Introducció al tractament de fitxes (registres) d'informació
; amb els seus camps
;
;    © Joan Aranes Clua, 1997
                CC BY 4.0
; ---------------------------------------------------------
procediment demana.fitxa
  esborra.text
  Escriu.seguit [Quin és el teu nom ? $ ]
  posa.a "nom paraula.llegida
  Escriu.seguit [I el teu cogonom ? $ ]
  posa.a "cognom paraula.llegida
  Escriu.seguit [Quants anys tens ? $ ]
  posa.a "edat paraula.llegida
fi

procediment resultat.fitxa
  esborra.text
  mou.cursor [7 2] 
  (escriu [Fitxa] 
  mou.cursor [9 4]
  (escriu [nom:] :nom)
  mou.cursor [9 5]
  (escriu [cognom:] :cognom)
  mou.cursor [9 6]
  (escriu [edat:] :edat)
fi

procediment fitxa
  demana.fitxa
  resultat.fitxa
  escriu " ;salt de linia
  escriu [Voleu fer més fitxes ? (s/n)]
  posa.a "resposta caràcter.llegit
  si :resposta = "n [acaba]
  fitxa
fi
; ---------------------------------------------------------

% fitxa ;exemple