Más Demostraciones Visuales

    A pesar del enorme valor que tienen las demostraciones visuales para poner "en concreto" principios abstractos, hay que tener mucho cuidado cuando presentamos a los chicos figuras para mirar y reflexionar en busca de una conclusión de valor matemático o geométrico.

    Voy a mostrarles algunas que resultan útiles, pero también agrego una engañosa, que siempre comparto con mis alumnos para ver juntos cómo los sentidos -y las presunciones- pueden confundirn nuestro razonamiento.

    Espero que este aporte les resulte de utilidad y puedan mostrarles a sus alumnos las ventajas y desventajas de concluir a partir de una figura.

Ejemplo 1


El área de un triángulo es igual a la del rectángulo que tiene la misma base y la mitad de su altura. Obsérvese con atención la siguiente figura:



Comencemos por construir un rectángulo cuya base es igual a CB y su altura igual a GD, o sea la mitad de la altura del triángulo ABC.

          

y luego completemos el rectángulo...


Intentemos ahora "demostrar" que las áreas de las siguientes figuras son iguales:

Si recortamos ambas figuras en papel y las superponemos tal como se indica debajo, lo único que hace falta para alcanzar una "demostración" concreta de la igualdad de ambas figuras es efectuar un corte por MN, luego dividir por AG en el triángulo resultante, y solapar AGM sobre COM y AGN sobre NPB para comprobar que sus superficies son iguales.

Ejemplo 2

    Al enseñar triángulos nos referimos a las relaciones entre sus elementos, por ejemplo: "La suma de los ángulos interiores de un triángulo es igual a 180º". Pero una cosa es decirlo y otra comprobarlo. Pueden medirse los ángulos y sumar los resultados para obtener el ángulo plano, pero aquí hay una alternativa para que los chicos trabajen materializando un triángulo en cartón, cartulina o papel, y comprueben con sus propios ojos esa relación.

    Haz que dibujen y recorten un triángulo, señalando sus ángulos con diferentes colores en ambos lados de la hoja.

Luego pídeles que marquen el triángulo de la siguiente manera,


Por último , bastará que plieguen el papel por las líneas AB, BC y CD, juntando M con E, N con E y P con E para obtener el rectángulo de abajo, donde claramente se ve que los tres ángulos interiores suman 180º:

 

    Una alternativa "demuestra" visualmente la propiedad: "en todo triángulo, cada ángulo exterior es igual a la suma de los interiores no adyacentes con él", simultáneamente con la propiedad trabajada en el caso anterior.

Para demostrarlo, recortar un triángulo, pintar dos ángulos interiores y recortarlos.


2º) Pegar el triángulo obtenido en una hoja

Y luego pegar adyacente al ángulo que no recortamos los ángulos interiores recortados tal como se indica debajo:

Ejemplo 3

    El siguiente ejemplo es interesante pues muestra como podemos engañarnos por culpa de tres "pecados" muy comunes:

a) por confiar en nuestras representaciones mentales

b) por aceptar por ciertos hechos no comprobados, y

c) por diseñar experimentos sin el debido rigor.

    Cuéntales a tus alumnos -con la mayor seriedad que te sea posible- que un compañero de la Universidad (o del Profesorado, la idea de que es alguien mayor que ellos bastará para impresionarlos), descubrió un día un modo curioso de hacerse rico gracias a una propiedad oculta de las figuras geométricas, que dedujo por casualidad. Dí que tú nunca confiaste demasiado en él, pero que algo raro debe haber sucedido, porque poco tiempo después de contarte su descubrimiento tu amigo desapareció para siempre sin dejar rastros, aunque se corrió el rumor en la Facultad de que alguien lo había visto en las Bahamas bebiendo un cóctel en la playa, rodeado de señoritas muy atractivas y repartiendo propinas a manos llenas.

    La teoría de tu amigo era sencilla. Tomaba una lámina de oro de 8 centímetros de lado y la recortaba según este diagrama, que dibujarás en el pizarrón, pidiendo a tus alumnos que lo reproduzcan en una cartulina.

    Asegúrate de que tus estudiantes sólo marquen las líneas, pero no permitas todavía que las recorten. Explícales entonces que tu amigo reordenaba las partes así:


    En este punto, pídeles que miren el pizarrón y te digan cuáles son las dimensiones de este rectángulo. Cuando descubran que esta figura mide 5x13 cm pídeles que calculen la superficie y que la comparen con la anterior.

5 cm x 13 cm = 65 cm2

8 cm x 8 cm = 64 cm2

Si todo va bien, los más avispados descubrirán enseguida que tu amigo obtuvo un centímetro cuadrado de oro extra simplemente manipulando figuras. Si bien parece muy poco, está claro que repitiendo el proceso muchas veces con láminas de considerable espesor y superficie, es en principio posible hacerse de tantos kilogramos de oro como a uno se le antoje, y que tal vez eso explique el sorpresivo alejamiento de tu amigo y los rumores sobre la buena vida que se estaba dando en las Bahamas.

Pero muéstrate dubitativa todo el tiempo. Insiste en que te parece que algo debe andar mal con este experimento, y promueve un debate en la clase para tratar de dilucidarlo. Fíjate si algunos de tus alumnos echan mano de la tijera y tratan de repetir la experiencia en concreto. Si no lo hacen, o si sólo lo intentan unos pocos, insta al resto a que los imite.

El resultado de armar la figura "real" se presenta de modo exagerado debajo.

Es obvio que los ángulos que a primera vista parecían iguales no lo son, y que por consiguiente en el centro de la figura aparecerá un paralelogramo de exactamente 1 centímetro cuadrado, que representa el "oro extra" que creíamos haber producido. Pero dada la poca precisión de los elementos de geometría con la que suelen contar los chicos y la escasa diferencia entre la superficie del cuadrado y el rectángulo, la mayoría de los alumnos creen que la coincidencia es real, aunque las partes no encajen a la perfección. Más aún, la perspectiva de hacerse millonario de la noche a la mañana "derrotando a las Matemáticas" hará que traten de convencerse de que las partes encajan mejor de lo que en realidad se ve.

    Si tus alumnos son mayores, ésto sólo alcanzará para inducirlos al error, pero en niños de EGB la discrepancia puede aumentarse debido a dificultades en el manejo de la motricidad fina y/o inmadurez en la coordinación visomotora.

    Cuando por fin te decidas a revelar la verdad, o cuando algún alumno la explique acabadamente, discute con tus alumnos dónde cometieron errores, y cómo los puntos (a), (b) y (c) que mencionamos al principio se conjugaron para engañarlos.

    En suma, si bien las demostraciones visuales son útiles para "ver" las abstracciones, están sujetas a las mismas restricciones que el método científico nos impone cuando hacemos cálculos o resolvemos teoremas. En los dos primeros casos, la "demostración" comprueba la hipótesis siguiendo un camino lógico directo; en el último, la lógica nos dice que las piezas de un cuadrado NO pueden reordenarse para obtener una superficie mayor, y aunque eso debería haber bastado para "demostrar" la imposibilidad del experimento, ciertos prejuicios pueden inducirnos a seguir una pista falsa. La primera virtud de un Matemático es, entonces, no formarse preconceptos, y trabajar siempre sobre evidencias lógicas.



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