La mulţi ani! 2019

Numărul 2019 este triplul numărului prim 673 (poate iese o problemă interesantă din chestia asta). Soţia mea s-a distrat la ornarea tortului de revelion, scriind pe lateralul tortului anul 2019, pe o parte în baza 10 şi pe cealaltă parte în baza 2. Pentru cei interesaţi de “refolosirea” unui calendar, vă precizez că 2019 repetă calendarele din 2002 şi din 2013 (pentru cei pasionaţi de articole “vintage”, să ştiţi că funcţionează şi calendarele din anii 1974, 1985 sau 1991).

Apropos calendare şi repetarea acestora, avem o povestioară interesantă de anul trecut. În toamnă am vizitat din nou renumitul târg de la Negreni care, pe lângă mulţii ofertanţi de artă populară şi altele necesare traiului de zi cu zi pentru viaţa adevărată la ţară, este probabil şi cel mai mare târg de vechituri din România (hectare întregi de vânzători, ce cu greu pot fi vizitaţi într-o zi). La ediţia din octombrie 2018 am găsit la un comerciant de vechituri o minge cu 12 petice pentagonale imprimate cu cele 12 luni ale unui an. Mingea dezumflată arată clar construcţia sa pe baza dodecaedrului regulat.

Întorcând-o pe toate feţele am avut însă surpriza să nu găsim însemnat anul pentru care era acest calendar (pentru a stabili când se va mai repeta). Singurul indiciu era data de 29 februarie, acesta direcţionându-ne spre un an bisect. Dar care an bisect să fie? Scurt după această întâmplare am vizitat nişte cunoscuţi, şi ştiind că au un băiat în clasa a VIII-a, am luat noua jucărie cu mine. I-am arătat-o şi i-am spus că urmează să studiez ce an bisect din ultima vreme s-ar potrivi acestui calendar. De pildă – i-am spus – trebuie să văd în ce an bisect data de 1 ianuarie a căzut într-o zi de joi, ca în acest calendar. La acest gând de problematizare profundă, băiatul respectiv mi-a dat cel mai surprinzător răspuns: păi, eu sunt născut pe 1 ianuarie, într-o zi de joi! Am rămas mască, şi aşa am aflat că acest calendar era din 2004 (după cum am mai discutat, calendarele din anii bisecţi se repetă doar o dată la 28 de ani aşa că următoarea variantă, cu încă 28 de ani în urmă, adică 1976 nu intră în discuţie pentru că pe atunci nu exista internetul cu renumitele sale adrese www, cum este cea de pe mingea noastră). Ulterior am verificat şi într-adevăr, aşa a fost. Acesta este anul în care s-a născut şi fiica noastră, iar calendarul se va repeta de abia în 2032! Mai avem ceva de aşteptat. CTG

Număr prim de 912 cifre

Oare chiar numărul ăsta să fie prim? Is it really, really a prime? Kann das wirklich sein? Mon Dieu! Unde s-a ajuns cu tehnica asta modernă!

(găsit cu jutorul prietenilor pe https://www.reddit.com/r/math/comments/a9544e/merry_christmas/, unde puteţi afla şi alte elemente suprinzătoare în acest sens; exemplul este bun de arătat la clasă).

Pisica, masa şi canarul

Când pisica Pusi stă sub masă, iar canarul Cico stă pe masă, diferenţa de înălţime de la creştetul lui Pusi la creştetul lui Cico este de 60 cm. Dacă pisica Pusi se suie pe masă atunci canarul Cico zboară jos şi se plimbă sub masă pe podea. În acest caz diferenţa de înălţime de la creştetul lui Pusi la creştetul lui Cico este de 90 cm. Ce înălţime are masa?

*

De curând am primit un e-mail de la site-ul mquest.ro cu adresa unui filmuleţ conţinând o problemă şi diferite rezolvări pentru aceasta. Deşi cunosc foarte multe probleme vechi, caracterizate printr-un farmec special inconfundabil, recunosc că nu cunoşteam această problemă (impregnată cu acelaşi farmec special). Textul de mai sus reprezintă o încercare personală de a vă prezenta problema respectivă într-o formă mai atractivă (de pildă, problema din filmuleţul respectiv vorbea de o pisică şi o broască, care stăteau pe rând sub masă sau pe masă), formă care să provoace şi imaginaţia rezolvitorului. Totodată textul astfel aranjat poate fi dus liniştit la clasă fără a apela la un calculator sau la alte mijloace super tehnologizate.

Deşi preferata mea este o rezolvare prin metoda reducerii, în cadrul filmuleţului este prezentată şi o rezolvare aşa-zisă “de clasa a 3-a” (ce persoană o fi avut aşa o imaginaţie “bolnavă” încât să gândească cele două situaţii cocoţate una peste cealaltă?). Dacă v-am trezit curiozitatea şi doriţi să vedeti filmuleţul, îl găsiţi la adresa https://www.youtube.com/watch?v=t-9QJMdVe7k.

Calendar Dodecaedru 2019

Ultimele ore înainte de vacanţă, în care nimeni nu mai are chef în România să lucreze ceva serios (nimeni cu ghilimelele de rigoare), sunt foarte potrivite pentru activităţi de tip „şcoala altfel”, în care elevii să înveţe ceva, chiar dacă în forme mai „necanonice”. Pentru cei care sunt dispuşi la astfel de „experimente”, înaintea vacanţei de iarnă se poate construi un calendar în formă de dodecaedru regulat. Acestea se găsesc la liber pe internet şi trebuie doar să vă descărcaţi o variantă, să o multiplicaţi pentru toţi elevii şi să-i anunţaţi să vină pregătiţi cu „foficuţă şi lipici”.

La căutarea de anul acesta mi-a intrat imediat următoarea adresă: https://folk.uib.no/nmioa/kalender/ la care se găsesc variante de calendare pe diferite limbi şi în diferite formate. Preluate de aici anexăm o variantă pdf în limba română. Cu ocazia căutărilor pentru acesta am găsit „de vânzare” pe net un calendar vintage din anul naşterii mele (nu că m-ar interesa să-l cumpăr, dar am salvat imaginea). CTG

Download

Probabilităţi în gimnaziu

Ideea predării probabilităţilor chiar din clasele mici gimnaziale este în sine o idee năstruşnică prin prisma următorului gând: probabilităţile sunt un fenomen matematic ce ţine exclusiv de viitor, de anticiparea viitorului, pe când gândirea copiilor este profund ancorată în prezent. Urmare a acestui aspect ar rezulta că subiectul calculării probabilităţilor nu este unul de a V-a, ci mai degrabă unul de final de a VI-a, chiar poate de a VII-a. Pe vremuri probabilităţile se studiau doar în liceu. Oricum, această lecţie este una destul de liberă, nelegată în mod special de altele, decât prin faptul că trebuie să fi fost studiate deja rapoartele şi procentele. Vreau să spun prin aceasta că lecţia nu are alte îngrădiri de ordin structural matematic, putând fi astfel poziţionată oricând (ea se face într-un anumit punct al programei doar pentru că aşa s-a convenit, nu pentru că ar fi matematic obligatoriu acolo).

Oricum, tema ar trebui abordate prin prisma gândurilor pedagogic naturale că trebuie să o luăm de jos, cât mai de jos, cu răbdare şi multe exemple, pentru a nu pierde elevi pe drum chiar de la început. Nu susţin că aşa nu pierzi elevi pe drum (cel care nu vrea să fie atent tot nu va pricepe nimic din noua temă), cum nu vreau să susţin nici că toţi elevii vor înţelege totul (lecţia va fi dusă tot de către elevii buni, cei care duc de obicei toate lecţiile). Dar măcar o astfel de abordare asigură faptul că las portiţa deschisă şi toţi elevii au ocazia să participe, pentru că aceste cunoştinţe nu presupun multe altele anterior bine dobândite. Piviţi mai întâi pozele lecţiei pe tablă:

După cum simţiţi, lecţia are un profund caracter ludic, deşi eu nu am aruncat nici măcar o dată cu un zar sau cu o monedă pe parcursul acestei ore. Toţi elevii au văzut cum este să arunci cu zarul sau cum se aruncă la începutul unui meci cu moneda pentru a se stabili terenurile fiecărei echipe. Desigur că dvs. trebuie să vă imaginaţi dialogul constant cu clasa, a cărui umbră apar cele scrise pe tablă şi în caiete. Întreaga lecţie a fost prezentată sub formă de întrebări, descoperirea acesteia, generarea lecţiei prin problematizare făcând-o foarte atractivă pentru elevi; până acolo de atractivă încât nu a mai fost nevoie de nici o definiţie, de nici o formulă de calcul a probabilităţii. La o oră ulterioară, eventual sub forma unei analize retrospective mai teoretice se poate da şi o definiţie (cazuri favorabile supra …).

Am spus că nu am aruncat cu zaruri,dar am scos din pungă acele zaruri ciudate cu 12 sau cu 20 de feţe, prezentându-le elevilor ca să ştie despre ce este vorba (dvs. le cunoaşteţi din postări mai vechi pe acest blog). Calendarul dodecaedric nu l-am avut în clasă, dar l-am descris şi elevii n-au avut nici o problemă în a răspunde cerinţelor. La aruncarea cu un calendar dodecaedric trebuie să explic întrebările, care au fost doar orale: probabilitatea să ne iasă o lună care începe cu litera i; probabilitatea să ne iasă o lună cu 31 zile; probabilitatea să ne iasă o lună care are numele de la un număr (octombrie vine de la 8); probabilitatea să ne iasă o lună care are numele de la un împărat roman (iulie de la Iulius Ceasar; august de la Augustus Ceasar).

Atrag atenţia asupra modului repetitiv “again and again” în care curg exemplele lecţiei, oferind astfel majorităţii elevilor suficient timp pentru a se acomoda cu noile cunoştiinţe, cu noua tipologie a scrierii. Doar elevii brilianţi în ale matematicii au capacitatea de a pricepe “din prima” o lecţie nouă. Ceilalţi au nevoie de multe exemple şi exerciţii până prind noua mişcare, cu toate aspectele ei, iar noi, profesorii, trebuie să pricepem acest fapt, altfel vom rămâne în continuare “o castă” de ciudaţi care chinuie copiii şi împotriva căreia se vor răscula tot mai des şi tot mai puternic părţi tot mai mari din societate.

Lecţia mai bifează un aspect important: ieşirea matematicii din zona sa internă de confort, prin apelarea atât la zarurile neobişnuite cu 12 sau 20 de feţe (am arătat că există şi cu 8 sau cu 10 feţe), cât şi prin folosirea minunatului exemplu al calendarului dodecaedric, cu scurte incursiuni în afara matematicii (nu aş merge până la folosirea termenilor de interdisciplinaritate sau transdisciplinaritate – Doamne cât ne mai plac termenii teoretici care-i dau pe spate pe cei din jur! – dar se simte totuşi un iz din acestea).

Legat de exemplul aruncării cu două zaruri, elevii trebuie ajutaţi să înţeleagă folosind două aspect. Mai întâi faptul că “să ne imaginăm că” aruncăm cu două zaruri de culori diferite (de ex. unul roşu şi unul albastru). Astfel vor înţelege că există doar un eveniment (5, 5), dar că există două evenimente cu 3 şi 4, adică (3, 4) şi (4, 3). Acest fapt este apoi “cristalizat” într-un tabel pătrat din care deducem că există 36 de cazuri teoretic posibile.

Mai rămâne de lămurit un singur aspect, cel evocat la început: de ce nu am aruncat cu zaruri? Pe lângă faptul că o oră de aruncat cu zarurile, o oră de tip “laborator de matematică”, s-ar fi lungit dincolo de limitele orei de clasă, există un aspect foarte important: prin faptul că i-am forţat pe elevi să-şi imagineze, deşi de fapt nu le-am arătat nimic, i-am forţat pe elevi să-şi folosească imaginaţia. Acest aspect este foarte important într-o lume plină de ecrane în care copiii de la vârstele cele mai fragede nu-şi mai folosesc imaginaţia pentru că primesc direct povestea prin intermediul imaginilor. Nu mai este ca pe vremuri când copilului i se spunea o poveste, iar mintiuca lui trebuia să-şi imagineze cele povestite oral, antrenându-se să-şi creeze astfel propriul său film interior. Astfel, mai ales o temă aranjată atât de atractiv, care are la bază experienţe ale elevilor din afara şcolii, trebuie neapărat folosită ca ocazie pentru antrenarea imaginaţiei.

P.S. Cu ocazia Centenarului Marii Uniri am gândit şi am scris un articol de analiză a situaţiei învăţământului matematic din România, sub gândul Unde suntem şi cum întâmpinăm Centenarul. Din păcat, ce a ieşit este destul de supărat, departe de orice atitudine festivă potrivită momentului. Riscam să obţin doar o imagine tip Cristian Tudor Popescu. Ca urmare, acest eseu a ajuns în arhivă, în aşteptarea unei forme mai pozitive de exprimare a gândurilor respective. În lipsă de altceva aţi avut ocazia să citiţi prezentarea lecţiei despre probabilităţi. C.T.G.

Unghiuri între degete

De-a lungul timpului oamenii au inventat diferite metode prin care să-i sprijine pe elevi în a reţine anumite informaţii considerate importante la o lecţie. În acest context se încadrează şi următoarea imagine pentru reţinerea valorilor importante ale lui sinus şi cosinus. Este evident că măsurile afişate sunt doar orientative.

Într-un context aparent asemănător, eu cunosc o altă imagine cu unghiurile dintre degetele unei mâini. Dacă deschidem cât mai larg evantaiul degetelor, până când cel mare şi cel mic devin oarecum colinear opuse, atunci vedem că obţinem trei unghiuri relativ egale şi unul dublu, cărora – prin împărţirea lui 180o la 5 – le putem asocia măsurile 36o de trei ori şi 72o o dată, care sunt unghiurile ce apar în pentagramă (steaua în 5 colţuri), asociată cu tăietura de aur, implicaţiile acesteia în trupul umenesc etc. cos/sin

O problemă de groază cu două fantome şi mult whiskey

Într-un castel vechi din munţii Scoţiei o singură fereastră este luminată. Aici Sir Jerome MacHumbough, stăpînul castelului scrie arborele genealogic al familiei sale. Adică ar vrea să-l scrie, dacă n-ar tremura de frica fantomelor care bântuie castelul. Nici zidurile groase nu-l apără contra acestora. Peste tot în castel se aude cînd plânsul, când râsul fantomelor, uneori chiar amândouă împreună.

La început a crezut că râsul este rezultatul conţinutului operei sale (în care a exagerat faptele eroice ale strămoşilor săi), iar plânsul este al fantomei din castelul vecin (faptele stăpânilor acestuia fiind diminuate de el). Dar cu timpul şi-a dat seama că nu este aşa, întrucât cele două fantome respectă nişte reguli surprinzătoare:

Pe de o parte, acestea nu aşteaptă nici măcar miezul nopţii, ca orice fantomă obişnuită, ci activează de la apusul soarelui pănă în zori fără întrerupere. Este însă adevărat că dacă vre-una nu a început să activeze la apusul soarelul, Sir Jerome poate să fie sigur că în acea noapte va avea linişte din partea acesteia. Pe de altă parte, Sir Jerome a constatat cu surprindere că poate să influenţeze activitatea fantomelor:

  1. Dacă uşa camerei de lucru spre balcon a fost deschisă ziua respectivă, atunci “fantoma plângăreaţă” face la fel ca în noaptea precedentă (adică plânge dacă în noaptea precedentă a plâns, dar tace dacă în noaptea precedentă a tăcut). “Fantoma care râde” însă, face tocmai invers decît în noaptea precedentă, atunci cînd uşa balconului a fost deschisă în ziua respectivă (adică râde dacă noaptea precedentă a tăcut şi tace dacă noaptea precedentă a râs).
  2. Dacă însă uşa amintită a fost închisă toată ziua, atunci cel care râde se comportă ca plângăreţul în noaptea precedentă (adică râde dace acesta a plâns şi tace dacă acesta a tăcut). Plângăreţul însă, în cele mai multe cazuri se adaptează fantomei care râde, dar nu oricum. În acest caz, cum plângăreţul se adaptează sau nu celeia care râde depinde de ce fel de whiskey a băut Sir Jerome în ziua respectivă. Adică:
  • Dacă a băut numai Johnnie Walker, atunci plângăreţul face la fel ca cealaltă fantomă în noaptea precedentă: plânge dacă aceasta a râs şi tace dacă aceasta a tăcut.
  • Dacă a băut numai Black and White, atunci plângăreţul face tocmai invers decît cel care râde: plânge dacă acesta a tăcut şi tace dacă acesta a râs.
  • În cazul în care Sir Jerome a băut din ambele whiskey-uri “fantoma plângăreaţă” devine independentă faţă de “fantoma care râde” şi face invers de cum a făcut ea însuşi în noaptea precedentă: plânge dacă a tăcut şi tace dacă a plâns.

Puterea plânsului sau a râsului, după experienţa lui Sir Jerome, este direct proporţională cu cantitatea de whiskey consumată. Trebuie menţionat totodată faptul că lui Sir Jerome nu-i plac alte whiskey-uri în afară de cele două menţionate, însă nici nu-şi poate imagina să treacă o zi fără a bea whiskey.

Ce trebuie să facă Sir Jerome, ca ambele fantome să-i dea definitiv pace?

*

Am găsit această problemă pe o coală de hârtie veche, îngălbenită de timp, între foile rămase de la socrul meu, inginerul Dodul Eugen, un mare pasionat de matematică, dar şi de pasenţe şi în general de orice probleme de logică. Problema este scrisă la o maşină de scris veche, dar cu diacritice româneşti, având banda de tuş “destul de obosită”. Pe coala respectivă de hârtie nu este menţionată nici o sursă oficială a acestei probleme. Spor la gândit! Pentru inspiraţie puteţi încerca cu un pahar de whiskey (la libera alegere). Sir Teacher’s

Rezultatul 1.000.000.000 (din ciclul Gândirea aritmetică vs. Gândirea algebrică)

În toamna anului 2015 am avut postări pe tema Gândirea aritmetică vs. Gândirea algebrică, înţelegând prin acest titlu însoţirea elevului în trecerea sa din stadiul gândirii operaţionale concrete spre stadiul gândirii operaţionale formale, adică de la gândirea specifică copiilor de ciclu primar la stadiul adult de gândire. Conform lui Jean Piaget aceasta se petrece undeva în jurul vârstei de 11 ani.

Desigur că există excepţii în ambele sensuri. De pildă, la unii copii această trecere apare mai rapid, aceştia fiind pur şi simplu mai precoce. Totuşi, trebuie să fim foarte atenţi în goana noastră sau a părinţilor după cât mai mulţi “mici Einsteini”: nu ar trebui confundată orice aparentă precocitate cu situaţii în care anumiţi copii stochează informaţii de adult şi folosesc o terminologie corespunzătoare total nepotrivită vârstei, dobândită eventual chiar printr-o simplă învăţare pe de rost. Iată două exemple în cascadă: copilul care vine din grădiniţă şi ştie să numere pornind de la zero, iar apoi eventual ştie să strige şi la sfârşitul numărării: “infinit”. Urmărind de-a lungul anilor astfel de copii în dezvoltarea lor observăm că, de obicei aceste elemente de cunoaştere sunt destul de superficiale, o “spumă” de poleială aparentă, care însă cu timpul este abandonată, copilul dovedindu-se mai târziu absolut normal.

Pe de altă parte, există desigur şi copii care fac această trecere mai greu sau mai târziu, fie pentru că aşa le este felul, fie pentru că le este defectată dezvoltarea naturală din diferite motive, cum ar fi de pildă datorită folosirii diferitelor ecrane (TV, calculatoare, deşteptofoane, toate generatoare de ADHD).

Oricum, această trecere nu are loc la un copil brusc şi în nici un caz nu are loc la fel sau în acelaşi moment la toţi elevii dintr-o clasă, aşa încât o abordare cu respect faţă de fiinţa copilului ne-ar obliga să lucrăm cu multă răbdare şi tact pedagogic la subiectele care fac trecerea între cele două forme de gândire.

Subiectul principal asupra căruia am atenţionat accentuat în acest sens este introducerea operaţiei de putere din clasa a V-a, anume faptul că această temă are două etape distincte, câte una în fiecare din cele două forme de gândire: etapa de respectare a ordinii operaţiilor, corespunzătoare stadiului de gândire operaţională concretă, iar apoi etapa de încălcare a ordinii operaţiilor pe baza formulelor de operaţii cu puteri, corespunzătoare stadiului de gândire operaţională formală.

De obicei prima parte este neglijată, trecerea la a doua parte făcându-se foarte rapid, din prima oră, lăsându-i pe mare parte dintre elevi într-o totală “ceaţă” legat de această nouă operaţie. În postarea http://pentagonia.ro/gandirea-aritmetica-vs-gandirea-algebrica/ din sept. 2015 ofeream un material de bază din prima categorie de exerciţii, recomandând ca lecţia să rămână un pic în această zonă elementară înainte de a merge mai departe în zona de gândire algebrică. Prin “zonă elementară” înţelegeam atunci introducerea operaţiei de putere, înţelegerea şi fixarea acesteia (elevii să nu aibă tentaţia de a zice că 23 = 6 etc.), cât şi înţelegerea cazurilor particulare  cu 1 şi cu 0 (1n = 1, n1 = n, 0n = 0, dar n0 = 1 şi nu n0 = 0).

Între timp, din 2015 încoace au apărut în diferite culegeri sau manuale noi seturi cu exerciţii conţinând toate cele cinci operaţii, pur şi simplu aşa numitele “exerciţii de ordinea operaţiilor”. Stabilizarea acestui nivel se face cel mai bine pe exerciţii de calcul în care nou învăţata operaţie de putere se alătură celor patru operaţii de bază cunoscute deja din clasele primare. Ordinea operaţiilor este un subiect cunoscut, iar apariţia unui nou nivel de prioritate este foarte uşor primit de către toţi elevii, acesta trebuind doar exersat. În cadrul exerciţiilor cu toate cele cinci operaţii amestecate – cu sau fără paranteze – exersarea extinderii ordinii operaţiilor se face foarte bine alături de mai sus prezentatele cunoştinţe din zona elementară a operaţiei de putere, iar asta funcţionează foarte bine la majoritatea elevilor pentru că aceştia sunt setaţi din clasele mici să calculeze.

Acestor gânduri onorat cititorul le poate contra-argumenta cu următoarea întrebare: bine, bine, dar cu elevii buni ce facem, că se plictisesc “de moarte” la aceste “banalităţi” şi, după cum se ştie, subsolicitarea este la fel de dăunătoare ca şi suprasolicitarea. Ce facem deci cu elevii buni în acea perioadă scurtă, de cel mult o săptămână, în care îi lăsăm să exerseze puterea alături de celelalte operaţii în stadiul operaţional concret? Un răspuns posibil vine de la următoarea “problemă” asupra căreia ne atrage atenţia profesorul Vasile Bobanciu în lucrarea sa Caleidoscop matematic, Editura Niculescu, ed. a III-a, 2005, la pagina 71 (cu răspunsuri la pagina 100).

Astfel, aflăm că în anul 1907 profesorul Ion Ionescu a propus cititorilor Gazetei Matematice să scrie un miliard utilizând toate cele zece cifre o singură dată. În lunile următoare s-au primit mai multe soluţii, ce au fost prezentate în anul 1908 în Gazeta Matematică. Preluând ideea, eu le propun elevilor de clasa a V-a doar să le verifice pe rând pe fiecare dintre aceste scrieri, adică să observe dacă sunt scrise într-adevăr cu fiecare cifră folosită măcar o dată şi doar o singură dată, iar apoi să calculeze dacă acestea dau rezultatul 1.000.000.000:

(2 + 3 + 4 + 7 + 9) ∙ 5 ∙ 8 ∙ 106

(897 + 106 + 4 – 2 – 5)3

23 ∙ 6 –  9 ∙ 58 + 7 + 4 – 10

23 ∙ 4 ∙ 59 + 6 – 7 ∙ 8 ∙ 10

29 ∙ (8 + 7 – 10)63 – 54

26 ∙ 57 ∙ [8 ∙ (1 + 9) + 4 ∙ 30]

5 ∙ 20 ∙ (1 + 3 ∙ 9 – 4 – 6 – 8)7

(897 + 106 + 5 – 2 ∙ 4)3

(64 – 59)8 ∙ 20 ∙ (3 – 1)7

(510 + 4 – 2) ∙ (73 – 68)9

[2 ∙ 10 ∙ (4 ∙ 5 + 6 + 7 + 8 + 9)]3

(40 : 8 – 3)(62 + 1) : 7 ∙ 59

Unele sunt mai uşoare, altele mai grele (pentru elevul mediu în sem. I din clasa a V-a); la unele dintre acestea anumiţi elevi reuşesc să găsească singuri faptul că zero-urile de la sfârşit sunt generate de produse de 2 ∙ 5, situaţii de genul 26 ∙ 57 generând din start şase zero-uri la sfârşitul rezultatului. Pe de altă parte, în acestea apar şi situaţii de tipul 103 ∙ 106 = 109 pentru obţinerea unui miliard. În acest sens, respectivele exerciţii devin o bază bună pentru predarea prin problematizare în vederea “descoperirii” formulelor de operaţii cu puteri (în orele următoare). Anexez o variantă pdf a acestor exerciţii. CTG

Rezult 1000 000 000.pdf

Echerul geometric

La peste un sfert de secol după schimbările din 1990 în şcolile din România se folosesc încă instrumentele de tip vechi. Nu vreau să susţin că acestea sunt depăşite; şi eu le cer elevilor în clasa a VI-a cunoscutele truse chinezeşti în cutiuţă de metal care îi ajută să înţeleagă toate mişcările specifice. Din clasa a VII-a le cer însă achiziţionarea unui alt instrument. Despre ce este vorba?

În vestul Europei se foloseşte de mult timp un instrument din plastic transparent care poate face orice construcţie în afara de trasarea cercurilor. Acesta este cunoscut sub denumirea de echer geometric: Geo-dreieck în germană pe scurt (complet ar fi Geometrie-Dreieck), Equerre géometrique pe franceză, Geometrical square pe engleză, Escuadra geometrica pe spaniolă, Triangolo Geometrico pe italiană etc. Iată o imagine cu acesta:

Haideţi să-l analizăm pas cu pas în elementele sale. În primul rând ne uităm la sistemul de linii paralele (paralele cu ipotenuza echerului), din 5 în 5 mm depărtate de ipotenuză. Cu acestea poţi trasa paralele la o dreaptă. Dacă punctul prin care doreşti să trasezi paralela nu este la distanţă de 5, 10, 15 etc. cm, atunci te poţi ajuta de cele două gradaţii suplimentare în mm cu care poţi poziţiona ipotenuza paralel faţă de dreapta iniţială.

Al doilea element important este linia mediană a acestui echer (îmi place să numesc astfel înălţimea din unghiul drept pe ipotenuza echerului, totodată şi mediană, bisectoare, mediatoare şi axă de simetrie a instrumentului). Cu ajutorul acesteia în primul rând se pot trasa perpendiculare pe o dreaptă dată, perpendiculare care să traverseze dreapta. O astfel de perpendiculară este mult mai bună pentru că poate trece dintr-o parte în cealaltă a dreptei iniţiale “dintr-o mişcare”, fără mutarea echerului şi fără acea “rotunjire” deranjantă la piciorul perpendicularei, ce apare “vrei-nu vrei” la echerele de modă veche (dacă vrei perpendiculară doar pe o parte, te opreşti la dreaptă). Este atât de comodă trasarea perpendicularelor cu această linie mediană, încât cine s-a obişnuit să o folosească nu va mai accepta să lucreze cu alte echere.

Probabil că aşteptaţi să vorbesc şi de raportor, elementul cel mai vizibil, dar nu, al treilea element valoros la echerul geometric îl reprezintă gradaţia liniarului de pe ipotenuză, avându-l pe zero la mijloc, numerele crescând în ambele părţi. Cu ajutorul acesteia se poate în primul rând găsi mijlocul unui segment, fără a-l măsura şi a împărţi lungimea la doi. Pur şi simplu trebuie să poziţionezi liniarul gradat de pe ipotenuză pe segment cu capetele acestuia egal depărtate de mijlocul zero, punct pe care îl însemnăm ca mijloc.

Combinând linia mediană cu gradaţia liniarului putem foarte uşor să construim bisectoarea unui unghi. Pentru asta trebuie să poziţionăm echerul geometric cu linia mediană trecând prin vârful unghiului şi laturile unghiului tăind gradaţia liniarului de pe ipotenuză în două puncte simetrice faţă de zero, în mod similar cum am procedat la mijlocul unui segment. Practic, astfel aranjate laturile unghiului şi cu liniarul gradat în cm cuprind între ele un triunghi isoscel, linia mediană a echerului ca înălţime devenind automat şi bisectoare.

Vine în sfârşit şi raportorul la rând de a fi analizat. Acesta nu aduce numic nou faţă de ce ştie toată lumea, dar trebuie folosit cu atenţie pentru că baza sa este chiar ipotenuza echerului şi nu o linie trasată pe suprafaţa interioară a plasticul echerului (vedeţi că pe echer nu sunt scrise valorile de 0o respectiv 180o, linia unghiului alungit 0o-0-180o fiind chiar liniarul gradat în cm al echerului, punctul 0 fiind vârful acestui unghi alungit). În mod similar cu construcţia unghiurilor drepte, aceste echere geometrice au şi nişte linii ajutătoare pentru construcţia unui unghi de 45o. În plus, având suprapunerea dintre centrul raportorului şi originea gradaţiei de pe liniar se pot trasa foarte uşor segmente de o anumită lungime la o anumită înclinaţie faţă de un segment dat (tocmai am descris construcţia triunghiurilor în cazul LUL).

Folosind linia mediană şi gradaţia ciudată a liniarului, putem construi foarte uşor şi simetricul unui punct sau al unei întregi figuri faţă de o dreaptă (privită ca axă de simetrie). Ştiu că astfel de sarcini nu sunt în repertoriul orelor de geometrie din România, dar am ţinut să prezint şi acest aspect deosebit de folositor în practică.

Vedeţi deci cât este de folositor acest instrument, permiţând construcţii foarte exacte atât pe foaia de matematică cu pătrăţele, dar în poziţii înclinate, cât şi pe coală velină (folosită la examenul de la finalul clasei a VIII-a sau la BAC). Să vedeţi ce uşor desenezi cu echerul geometric clasica figură din teorema lui Pitagora (cea cu pătratele construite pe fiecare latură a triunghiului dreptunghic)! Dar să luăm şi un exemplu mai simplu: construiţi cu echerul geometric un triunghi dreptunghic cu ipotenuza orizontală şi unghiul drept în vârf. La fel de folositor este echerul geometric şi la trasarea sistemului de axe ortogonale cu unităţi pe cele două axe ale sale, pentru trasarea punctelor şi a graficelor funcţiilor (desigur, pe foaie velină, când nu ai reperele pre-trasate ale pătrăţelelor de pe foaia caietului tradiţional de matematică). Da, echerul geometric construieşte aproape orice; doar cercuri nu ştie trasa.

Unde se găsesc astfel de instrumente valoroase? Am mai spus, sincere mulţumiri magazinelor Lidl care au tăria de a aduce măcar în fiecare septembrie astfel de echere în truse deosebit de ieftine (un echer geometric mic, unul mare şi un liniar ordinar) la 4 lei. Şi alte magazine aduc, dar neconstant şi de obicei la preţuri mult mai piperate, şi asta doar pentru că nu există o cerere constantă şi în cantităţi mari. De ce nu există această cerere? Pentru că şi după un sfert de secol de la “eliberarea oficială de comunism” organizatorii programelor şi a manualelor de matematică româneşti nu au preluat acest echer, ne-existând o recomandare oficială pentru folosirea sa.

În acest sens am o scurtă, dar edificatoare povestioară: prin 1992 m-am adresat conducerii întreprinderii Napochim din Cluj, care pe lângă lighiane şi alte castroane, producea şi instrumente geometrice din plastic transparent, cerându-le să introducă în producţie şi astfel de echere. Mi-au răspuns sec că, fie rezolv ca înainte să fie introduse prin materia din manuale, fie să plătesc eu realizarea matriţei. Am întrebat cât costă matriţa şi răspunsul “m-a dat pe spate”: era vorba de salariul meu de începător pe mai mult de un an. Q.E.D. La castroane şi lighiane aveau garanţia că se vând, la aceste instrumente deştepte aveau mari dubii. Şi uite-aşa au dispărut încet toate capacităţile de producţie româneşti, refuzând progresul.

Desigur că există echere geometrice şi mari, pentru uzul profesorilor la tablă (tot din import, e clar). Nu sunt ieftine, dar merită şi profesorul un instrument bun (iar şcolile la ora actuală chiar îşi pot permite astfel de achiziţii).

Închei această prezentare cu o precizare: imaginile de mai sus sunt toate culese de pe internet. Dacă daţi cuvinte de căutare denumirea echerului geometric în diferite limbi străine vă vor apărea şi filmuleţe postate în care puteţi vedea cum se foloseşte acesta. Dau un singur exemplu, anume un filmuleţ cu paşii de urmat pentru trasarea mediatoarei (în germană Mittelsenkrechte).

Mittelsenkrechte und Winkelhalbierende

Este interesant că autorul trasează mediatoarea cu echerul geometric, dar la bisectoare (în germană Winkelhalbierende) foloseşte metoda antică cu compasul, dovedind astfel o ciudată inconsecvenţă. Eu personal îi învăţ pe elevi în clasa a VI-a metodele tradiţionale cu rigla negradată şi compasul, iar din clasa a VII-a metodele mai moderne şi mai rapide cu echerul geometric.

Căutaţi şi cumpăraţi un astfel de echer, folosiţi-l şi veţi vedea că merită. Noi îl folosim de prin ’93-’94 şi elevii noştri a avut de atunci întotdeauna cele mai frumoase desene la examene.  Titus G.