Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
LA ENCICLOPEDIA 2 0 1 2 | " / | A RITM ÉTICA V ERSIO N CORREGIDM Y A U N EN TRO A EDICIONES DUBINOS w i a A fa facultad d e /a UNIVERSIDAD NAC/ONAL DE INGENIERIA ( U N I ) A m is alum nos, colegas y familiares, quienes com parten e ! dia a dia d e m i existencia. i ?h TODOS LOS DERECHOS AUTORALES DE ESTA OBRA SON PROPIEDAD DEL EDITOR NUEVA EDICIÓN : MARZO DEL 2012 TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS: Ni la totalidad ni parte de este libro puede reproducirse o transmitirse por ningún procedimiento electrónico o mecánico. Incluyendo fotocopia grabación magnética o cualquier almacenamiento de información y sistema de recuperación sin permiso escrito del autor o editor. RAZÓN SOCIAL: EDICIONES RUBIÑOS Dec. Leg. 822 DEPÓSITO LEGAL: 1501352002-4133 I S B N.: 9972-813-16-9 REGISTRO DEL PROYECTO EDITORIAL: S00055240 REGISTRO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL: CERTIFICADO N° 00055240 La Dirección de Signos Distintivos del Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual - INDECOPL certifica que por mandato de la Resolución N° 002630-2009DSD - INDECOPI de fecha de 25 de febrero de 2009, ha quedado inscrito en el Registro de Marcas de Servicio, el siguiente signo: por la denominación RUBIÑOS EDICIONES escrita en letras representación estilizada de un tumi). (El logotipo conformado características, sobre la TELÉFONO: 5281921-7259505 r u b in o s 2 0 1 2 @ h o t m a i l . c o m ' D íagram ación y diseño: Im presión: • Lila Cordova • Raquel Becerra • Karin C abrera • Khaterin Cabrera • Khaterin Cabrera • Brandy Torres • Alberto Moran • Elizabeth Caja • Yüri Moran C o rrecció n y revisión: • Roberto Moran • JESU» CALERO DEL* 1 • - * « V 4 • ■ t PERU Presidencia del Consejo de Ministros , * LA ENCICLOPEDIA 2 0 1 2 A RITM ÉTICA El punto de partida para conocer el maravilloso mundo de las matemáticas es la a r it m é t ic a y si está enfocada con aguda visión lógica , se tendrá l a p r e s e n t a o b r a , que permitirá al lector sumergirse en el deleite de su estudio , hechos que a su vez promoverán el interés por una mayor profundización del mismo curso y su proyección hacia otros. No cabe duda que la aritmética ha evolucionado y mejorado su contenido , metodología y su campo de aplicación , de modo pues, que hay marcadas diferencias enti'e lo que se hacía décadas pasadas, con lo que se hace al principio del s ig l o x x i , por lo cual no debemos estar al margen de toda esta vorágine de cambios que se vienen dando en todos los campos de la ciencia y la técnica. a r it m é t ic a n iv e l - u n í , es el resultado de la paciente entrega a la investigación del autor, basado en su amplia experiencia , ya sea en su etapa formativa y luego como docente preuniversitario en las diversas instituciones de preparación Pre-universitaria . No es pues un trabajo improvisado, por el contrario es el fruto de un minucioso estudio de la necesidad que tiene los f u t u r o s c a c h im b o s u n í , para cimentar y construir una sólida formación matemática. Aprovechando estas últimas líneas para agradecer de manera muy sincera a todas aquellas personas, entre profesores del curso y estudiantes; que con sus sugerencias hicieron que naciera esta modesta obra, no olvidando a la EDITORIAL RUBINOS por la confianza depositada en mi persona ». V ERSIO N CORREGIDA Y AUM ENTADA EDICIONES NUBINOS W e i i: O I WJNTMMMPMP MJMSMSMMPA 0005 0 2 0009 0 3 P K 0 Í H J B 0 / 0 Í Í 0124 OI m 0 M T Í 1 W Í S P R O P O J R € m m £ S 0 1 4 7 OS K # ; f A K I 0 r a 0 I * 0 K € 1 0 ü ^ t I , 0104 0 0 r w : m¿ w.a m u : m mpai p a ñ i a 0210 0 7 R E fiU A 0 £ TIMES 0221 OS TAJNTMP P 0 K MTMCNTMP 0215 0 9 WPIC JUNTEJRE Si 0270 ÍO K f ; 0 1 ^ i « i ; MPESMJUENTMP 0292 11 i W J B Z C t A sAT^EAMSWMPJN 0311 12 LOGICA. PRDPOSICIONAL 0339 1 3 TMSMPMMÍA M»M2 €ZD]N*WMTNT€PS 037S 1 4 R E U A C ID N E S B IN A R IA & 0121 1S E S TAIM ES ME € A OHO 1G ANAMTSIS COMBINATORIO 01S9 1 7 1*11 DEM A MSI!, IIP A I ME S 0519 1S JNMJNIERAMSMMPN 0550 1 9 2 0 S U C E S IO N E S Y S E R I E S 05S5 EMPATEME 0011 2 1 A D IC ID N Y SU STR ACCIO N 0027 2 2 M1TISUPLICACION y D IVISIO N 0052 2 3 1 OPERACIONES (PROBLEMAS RAZONADOS) 0071 ¿54 OOS1 2 5 JNUMERMPS P R IM E E S 0719 2 0 M M TP-M M 'M 0750 2 7 N U M E R O S RACIMPNAI^ES 0752 2S POTENCIACION y RADICACION 0S39 2 9 EEENE.EEE TE F TMEJMPMP OS91 3 0 PROBLEMAS MUÍ REPASO RESUELTOS Y PROPUESTOS 0900 31% SE2PEMNAEEEEE& CTPMDDEJNM 1101 3 2 | PREGUNTAS RES CEUTA S-TIPO EXAMEN OE ADMISIÓN | 1113\ [ f j iy im M ’K.» i i n ^ v o ^ s o t s La aritm ética es la más antigua y elemental rama de la matemática, utilizada en casi todo el mundo, en tareas cotidianas como contar y en los más avanzados cálculos científicos. Estudia ciertas operaciones con los números y sus propiedades elementales. AR ITM ETICA , literalmente, arte de contar. La palabra d eriva d el g r ie g o arithm gtikg, que combina dos palabras: arithmos , que significa «número», y texne , que se refiere a un arte o habilidad , por lo que el estudio de la aritmética está constituido por los sistemas de números y sus relaciones como leves . « La parte medular de la aritmética elemental son las operaciones aritméticas. Cuando los hombres empezaron a contar usaron los dedos , guigarros, marcas en bastones, nudos en una cuerda y algunas otras formas para ir pasando de un número al siguiente. A medida que la cantidad crece se hace necesario un sistema de representación más práctico. En diferentes partes del mundo y en distintas épocas se llegó a la misma solución, cuando se alcanza un CAPÍTULOí .»- O í determinado número se hace una marca distinta que los representa a todos ellos. Este número es la base. Se sigue añadiendo unidades hasta que se vuelve a alcanzar por segunda vez el número anterior y se añade otra marca de la segunda clase . Cuando se alcanza un número determinado (que puede ser diferente del anterior constituyendo la base auxiliar) de estas unidades de segundo orden, las decenas en caso de base 10 , se añade una de tercer orden y así sucesivamente. La base que más se ha utilizado a lo largo de la Historia es 10 según todas las apariencias por ser ese el número de dedos con los que contamos. Hay alguna excepción notable como son las numeración babilónica que usaba 10 y 60 como bases y la numeración maya que usaba 20 y 5 aunque con alguna irregularidad. Desde hace 5000 años la gran mayoría de las civilizaciones han contado en unidades, decenas, centenas, millares etc. es decir de la misma forma que seguimos haciéndolo hoy. Sin embargo la forma de escribir los números ha sido muy diversa y muchos pueblos han visto impedido su avance científico por no disponer de un sistema eficaz que permitiese el cálculo. Casi todos los sistemas utilizados representan con exactitud los números enteros , aunque en algunos pueden confundirse unos números con otros, pero muchos de ellos no son capaces de representar grandes cantidades, y otros requieren tal cantidad de simbolos que los hace poco prácticos. Pero sobre todo no permiten en general efectuar operaciones tan sencillas como la multiplicación, requiriendo procedimientos muy complicados que sólo estaban al alcance de unos pocos iniciados. De hecho cuando se empezó a utilizar en Europa el sistema de numeración actual, los abaquistas, los profesionales del cálculo se opusieron con las más peregrinas razones, entre ellas la de que siendo el cálculo algo complicado en sí mismo, tendría que ser un método diabólico aquel que permitiese efectuar las operaciones de forma tan sencilla. El sistema actual fue inventado por los indios y transmitido a Europa por los árabes;. Del origen indio del sistema hay pruebas documentales más que suficientes, entre ellas la opinión de Leonardo l'fííriQ de Pisa (Fibonacci) que fue uno de los indroductores del nuevo sistema en la Europa de 1200. El gran mérito fue la introducción delconcepto y símbolo del cero, lo que permite un sistema en el que sólo diez simbolos puedan representar cualquier número por grande que sea y simplificar la forma de efectuar las operaciones. ¿QJUE ES LA ARITMETICA? La Aritmética es una rama de las matemáticas que Be encarga de estudiar las estrucutras numéricas elementales, así com o las propiedades de las operaciones y los números en si mismos en su concepto mas profundo, construyendo lo que se conoce como teoría de números. Para tí es más sencillo encontrar la aritmética dentro de tu vida cuando: * vas a la tienda a comprar algo, y te ves en la necesidad de calcular por medio de una resta, el cambio que dará el tendero. * cuando estas a punto de abordar el servicio publico y cuentas rápidam ente la cantidad de dinero necesaria para pagar el valor del pasaje. * también cuando haces la cuenta o inventario de tus cosas. / Se piensa que la Aritmética nace con la necesidad de contar los objetos y animales que el ser humano primitivo poseía. En la prehistoria, la aritmética se limita al uso de números enteros, encontrados inscritos en objetos que indican una clara concepción de la suma y resta; el más conocido es el hueso Iahango de Á frica central, que se data entre 18000 y 20000 a. C. m i : s o i s u A x t i o m : Af r i c a /ív( i( x o p e r í a ] Hay evidencias de que los babilonios tenían sólidos conocimientos de casi todos los aspectos de la aritmética elemental en 1800 a. C., aunque Iob historiadores sólo pueden especular sobre los métodos utilizados para generar los resultados aritméticos tal y como se muestra, por ejemplo, en la tablilla de arcilla P lim pton 322, que parece a ser una lista de Pitágoras triples, pero sin mostrar cómo se haya generado la lista. Del mismo modo, el egipcio Papiro de Ahm es (que data de ca . 1650 o . C.f aunque es una copia de un antiguo texto de ca . 1850 a . C .) muestra sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, utilizando un sistema de fracciones. ,23 j l a U UI u i i* a hu áíiaupaíi wjítí m 10 # «hjü m ^ r j u f t f c A z í t a j n á '; y Y * * T I T A B L IL L A B B A R C IL L A P L U S P T B N MAM p a i ’i r o n i: A ILH ES Nicomachus de Gerasa (ca. 60 - 120 a.C .) resume la filosofía de Pitágoras enfocada a los números, y sus relaciones, en su Introducción a la Aritmética. En esa época, las operaciones aritméticas básicas eran muy com plicadas, hasta que com enzó a utilizarse el método conocido como «Método de los indios» (en latín «Modus Indorum») que Be convirtió en la aritmética que hoy conocemos. Î a aritmética india era mucho más simple que la aritmética griega, debido a la simplicidad del sistema numérico indio que, además poseía el cero y una notación con valor numérico posicional. En el siglo VII, el obispo sirio Severo Sebhokt m enciona este m étodo con admiración, indicando no obstante que el método indio iba más allá de esa descripción. Los árabes aprendieron ese nuevo método y lo llamaron kesab. Fibonacci (también conocido como Leonardo de L V lH O /il/m O iY ] Pisa) presenta el «Método de los indios» en Europa en 1202; en su tratado Liber Abaci, Fibonacci dice que, comparado con este nuevo método, todos los demás habían sido erróneos. En la Edad Media, la aritmética es una de las siete artes liberales enseñada en las universidades. Los modernos algoritmos de cálculo fueron posibles gracias a la introducción de los números árabes y la notación decimal posicional. Los números árabes, basados en la aritmética, fueron desarrollados por los grandes m atem áticos indios Aryabhatta, Brahmagupta y Bhaskara / . Aryabhatta ideó la notación posicional, dando diferente valor a un número dependiendo del lugar ocupado, y Brahmagupta añadió el cero al sistema numérico indio. Brahmagupta desarrolló la moderna suma, resta, multiplicación y división, basadas en los números arábigos. A pesar de que ahora se considera elemental, su sencillez es la culminación de miles de años de desarrollo matemático. Por el contrario, el antiguo matemático Arquímedes dedicó todo un tratado para la elaboración de una notación con determinados números. El florecimiento de álgebra en el mundo medieval islámico y en el renacimiento europeo fue fruto de la enorme simplificación de las operaciones m ediante la notación decimal posicional. PR IM ER AS NOCIONES DE LA A R IT M É T IC A E N IJk HUM ANIDAD Puede afirmarse que el pensamiento matemático fue producto, en gran parte, de dos aptitudes del espíritu humano: la percepción de la pluralidad, que casi pertenece al campo de la sensibilidad, y el poder de establecer correspondencias, emparejamientos, que, sin duda, es propio de la inteligencia. De esta manera, los primeros balbuceos matemáticos, culminaron en el arte de contar y, después, en la aritmética Los textos matemáticos más antiguos que se poseen proceden de Mesopotamia, son textos cuneiformes que tienen más de 5000 años de antigüedad. Los Mesopotámicos inventaron un notable sistema de numeración y los m étodos fundamentales del álgebra, considerada com o el arte de resolver ecuaciones. Se conoce la extensión de su saber aunque se ignora todo de sus métodos. Al parecer sus conocim ientos geom étricos fueron muy rudimentarios. Más simples todavía fueron los conocimientos aritméticos y geométricos de los egipcios, pese a las afirmaciones de los antiguos griegos y sobre todo si se comparan con los de los Babilonios. El principal texto matemático egipcio encontrado es el Papiro del Rhind que fue escrito bajo el reinado del rey hicso Ekenenre Apopi, hacia el 1600 a. de J.C. De él se deduce que su sistema de numeración era un sistema decimal por yuxtaposición y no parece que supieran contar más allá de un millón. Sabían resolver por tanteo ecuaciones simples de primer grado de la forma «<ax=6 ». En cuanto a la geometría, los problemas ofrecidos en este papiro se refieren a mediciones de superficies o volúmenes y son netam ente concretos y vinculados a necesidades prácticas corrientes. En todos los casos se trata de recetas utilitarias y jamás se percibe en ellos un interés teórico. Los fenicios en el primer milenio antes de J.C. crearon un sistema de numeración menos engorroso que el sistema egipcio y que luego sería continuado por los griegos en el siglo III a. de J.C.: el sistema de letras numerales o numerables. Los chinos poseían un libro clásico de cálculo compuesto entre los siglos V7 y / a. de J.C. en el cual 6e utiliza un sistema de numeración que comprende nueve signos diferentes para designar los números 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 y cuatro signos distintos para JO ; J00 ; J000 y J0000, más un signo para el cero. Este libro comprende también un saber geométrico elemental. LA H IS T O R IA El¥ CHINA La historia de las matemáticas en China se remonta al siglo XXI a.C, cuando según las crónicas escritas del historiador Si-ma Quian (145 y 90 aC) existía la legendaria dinastía Xia en la zona este del río Amarillo. Tan antiguo es este imperio que, al último rey de esta familia, llamado Yü, se le adjudica la salvación de su país del Diluvio Universal. Dicen que lo hizo mediante la perforación de cordilleras y la canalización de los ríos. En ese entonces, también estaba la tribu Shang, ubica-da al noroeste en la cuenca del i*ío Amarillo, pero qui-sieron expandirse y tuvieron que vencer a los Xia para llegar hasta el río Yangtse, donde crearon un imperio que duró seiscientos años. Es dentro de esta civilización donde la escritura y las matemáticas comenzaron a desarrollarse a partir de la necesidad de crear una organización administrativa jerárquica ante tanta cantidad de territorio y pobladores. e l A b a c o o m s ie n t a l La calculadora más sencilla y antigua que existe es el ábaco, una especie de bastidor de madera para realizar operaciones matemáticas simples, como sumar, restar, multiplicar o dividir. El aparato, queXS4HSS H BBH M M(H/,0>»KH/A| tiene su origen en China hace más de tres mil años, tiene cuentas móviles ensartadas en alambres horizontales que representan las unidades, las decenas, las centenas, etc. En realidad, y como su nacimiento no puede ser precisado, se estima que sería una adaptación transportable de un método de contar aún má6 antiguo que consistía simplemente en guijarros, caracoles o piedras colocados dentro de una serie de líneas dibujadas en el suelo o en una mesa. De hecho, abax significa «mesa» o «tabla» en griego. El ábaco debe haber fomentado notablemente el desarrollo del comercio en todos los sitios donde se utilizaba, pues se adaptaba bien a cualquier cálculo comercial. En Europa Occidental se usó de forma generalizada hasta el siglo X II, cuando fue sustituido por los modernos números arábicos. El ábaco, un invento que revolucionó a las matemáticos v que se mantiene vigente hasta la actualidad. Los números romanos, más antiguos, resultaban incómodos para los cálculos extensos. El ábaco era utilizado hasta hace poco tiempo, entrado ya el Tercer Milenio, en pueblos de Asia y el extremo Oriente, aunque finalm ente será reemplazado en todo el mundo por la calculadora electrónica cuando se trata de fines comerciales. La numeración inicial formaba parte de la escritura Shang, que comenzó con las artes adivinatorias de los chamanes que calentaban caparazones de tortuga hasta que se agrietaba y a ese dibujo le daban un significado. Las interpretaciones, luego, se fueron transcribiendo sobre bambú y luego, en el siglo I dC, sobre papel. C era un sistema de carácter decimal que disponía de nueve signos distintos para los nueve primeros números , careciendo durante todo el período estudiado de un signo específico para el cero. Cada cifra tiene un valor dado por su posición en el número pero de forma híbrida: intercalando un signo especial para dicho valor y, posteriormente, cambiando la orientación de las cifras alternativamente. Posteriormente no hay estimaciones precisas de fechas cuando comenzó el empleo de varillas tanto en la num eración com o en la realización de operaciones. Estas piezas alargadas de bambú de unos 14 centímetros de largo fueron halladas en restos arqueológicos de la dinastía Han, en cuyo final se encuentra una descripción detallada de los mismos y de su uso en operaciones dentro del Sun Tsu Suan Ching (Manual de aritmética del maestro Sun). Las varillas se repartían sobre el suelo pudiendo aprovechar las divisiones del embaldosado para que estén separadas las representaciones de los distintos números. Las varillas se podían colocar vertical u horizontalmente: I * > * j * 1 • 7 — " « * • 1 1 • * 4 4 t .1 . i. • . . • 4 m Con el empleo de estas varillas y alternando las de tipo horizontal y vertical se podía representar un número grande sin necesidad de incluir signos para el tipo de unidades de que se trataba. Así, el mismo número anterior, se escribiría: ’ 7 ~ * í* * ' - Este sistema numérico de varillas es el único decimal y posicional existente antes del sistema indo-arábigo que se utiliza en la actualidad, al igual que las operaciones aritméticas más elementales. Tras 600 años, la dinastía Shang cayó en un despotismo y una crueldad tal que se aliaron feudales, vasallos y el pueblo para derrocarla. Así, nace el Reino Chou. Wu fue el primer emperador porque había estado al frente de la derrota del último Shang, entre los años 1122 y 1030 aC. En la India, la matemática, la religión y la filosofía se confunden. El saber geom étrico hindú está resumido en el Sutra de Apastamba (un sabio que vivió posiblemente en el siglo V a. de J.C.), este tratado constituye una guía práctica del arquitecto. Los números usados para contar son los naturales o enteros positivos. Se obtienen al añadir 1 al número anterior en una serie sin fin. Las distintas civilizaciones han desarrollado a lo largo de la historia diversos tipos de sistemas numéricos. Uno de los más comunes es el usado en las culturas BBI * riffl i ,v n g o i# i7 r T - fO Í v ] modernas, donde los objetos se cuentan en grupos hablada, la escritura pictográfica, algunos ejemplos de 10. Se le denomina sistema en base 10 o decimal. se muestran en la siguiente figura . En el sistema en base 10 , los enteros se representan mediante cifras cada una de las cuales representa potencias de 10. Tomemos el número 1534 como ejemplo. Cada cifra de este número tiene su propio valor según el lugar que ocupa; estos valores son potencias de 10 crecientes hacia la izquierda. El valor de la primera cifra es en unidades (aquí 4 X 1); el de la segunda es 10 (aquí 3 X 10, ó 30); el valor del tercer lugar es 10 x 10 , ó 100 (aquí 5 x 100, ó 500), y el valor del cuarto lugar es 10 X 10 X 10 ó 1000 (aquí 1 X 1000 , ó 1000). El sustento del análisis comienza con los números naturales y sus operaciones de 6uma y multiplicación. Para la resta hay que introducir los números negativos. Para la división lo6 racionales. Las series infinitas para definir funciones requieren los reales y la solución de ecuaciones algebraicas los complejos. Se definen recursivam ente los números naturales a través de conceptos y postulados introducidos por el italiano Peano; uno de los postulados es la inducción matemática completa. Los conceptos son abstractos e implícitos por lo que los estudiantes para asimilarlos requieren madurez matemática. El escribir procedimientos computacionales recursivos para las operaciones de suma y m ultiplicación ayuda a com prender conceptos y operaciones. En este artículo se presentan programas recursivos en el lenguaje Logo, orientados a la educación. Los programas son simples para que ayuden a la comprensión. Se hacen comentarios sobre la manera de hacerlos más eficientes. El material es de interés para maestros de matemáticas que quieren mostrar cómo basar la aritmética en pocos postulados y «levantar la parte aritmética de una computadora»* con un mínimo de programación, usando conceptos simples como el sucesor y el predecesor de un número natural. Hace unos 6000 años a.c. los fenicios, súmenos y ORIGEN D E L O S NÚM EROS babilonios registraban sus hechos y acontecimientos por medio de figuras dibujadas en Antes de existir el lenguaje escrito, el hombre arcilla húmeda, este tipo de escritura se llamó primitivo se com unicaba con sus sem ejantes cuneiforme, o en forma de cuña, porque cada trazo gesticulando palabras o sonidos, este medio de del escrito se hacía oprimiendo sobre tablillas de lenguaje audible se fue perfeccionando al cabo de arcilla que posteriormente secaban al sol o la cocían, miles de años de su continuo uso, hasta llegar a la El trazo representaba el objeto dibujado, palabra hablada. Cuando éste deseaba recordar un posteriorm ente lo convirtió en un sím bolo hecho o transm itir un acontecim iento a sus relacionado con el mismo objeto, esta etapa de la congéneres, les comunicaba sus ideas por medio de escritura que el hombre desarrolló, se le llamó la pictografía. Esta consistía en representar por ideográfica. medio de objetos lo que se deseaba expresar ayudado Los egipcios emplearon una escritura ideográfica del dibujo o la pintura, de esta manera el hombre que se fue perfeccionando con el tiempo y recibió el inventó su primera forma de comunicación no nombre de jeroglífica, este modo de escritura les MIT íí-fK --12 <Tr t» í; ESCRITURAS. 1. A zteca - 2. Enigmática egipcia - 3. Jeroglífico egipcio - 4.Cuneiforme 5. Maya - 6 . Fenicia - 7. Árabe - 8 . China - 9 . Jap on esa CUSIS B B B S C B tT P B A B PR IM E R O S IN IC IO S D E LA E SC R IT U R A servía para realizar sus inscripciones en los templos, tumbas y monumentos. La escritura ideográfica egipcia tiene dos evoluciones perfectamente definidas, la primera parte de la evolución de la escritura ideográfica es convertirse en jeroglífica para acabar en una escritura cursiva con sus dos variedades,la hierática y demótica. La escritura hierática era una especie de taquigrafía abreviada de los jeroglíficos, muy usada entre los sacerdotes para expresarse rápidamente al no utilizarse el dibujo, cada jeroglífico tenía su correspondiente abreviatura hierática, dom inando el elem ento fonético y escribiéndose de derecha a izquierda. La demótica o popular se componía de signos tomados de la hierática, con exclusión casi completa de los jerog líficos , conservándose casi completamente los símbolos cuña de sus caracteres compuestos por ángulos y puntas. La escritura jeroglífica se utilizaba para las inscripciones monumentales, donde solamente los sacerdotes y los escribas conocían su significado. En esta escritura jeroglífica se encuentran unos 24 signos alfabéticos equivalentes a letras sueltas o palabras completas separadas de una sola consonante, 136 signos silábicos, pero al lado de estos se encuentran más de tres mil figuras mucho mas complicadas. Los egipcios nunca advirtieron la importancia de su magna invención y no hicieron mucho uso de ella. LOS SISTE M A S NUM ÉRICOS E N LA AN TIG Ü E D AD Aunque se carece de información fidedigna acerca de la forma como el hombre primitivo empezó a valerse de un sistema numérico, tuvo muchas razones y situaciones cotidianas que lo impulsaron a tratar de cuantificar todo lo que le rodeaba. En su etapa sedentaria se vio forzado a emplear algún método de conteo, ya fuera para saber cuantas cabezas de ganado u ovejas poseía; como también para conocer el número de armas que tenía, o para cuantificar la extensión de los terrenos sembrados o conquistados. «Nuestros antepasados debieron hacer un gran esfuerzo para alejarse de lo concreto y la realidad del mundo circundante, para llegar a la concepción de la entidad numérica, al realizar esta abstracción numérica el hombre partió de la consideración de las entidades físicas tangibles en su mundo.» De esta manera el hombre descubrió el primer sistema de matemáticas aplicadas, que luego los matemáticos definirían como una correspondencia biunívoca o wm " , x i ' v<'/« /.o m > ti] entre dos órdenes. También cuando éste se dedicó a la agricultura, tuvo que idear un sistema para medir el tiempo en- las épocas de siembra y cosecha, finalmente en su etapa de comerciante, necesitó crear un sistema para fijar el peso, volumen y el valor de sus productos para intercambiarlos con los pueblos vecinos. Al tener el hombre antiguo un sistema base de medida, se vio en la necesidad de cuantificar las medidas en su modo base de contar, esta operación la llevó a cabo, por ejemplo, utilizando un sistema de rayas rasgadas en las paredes o pintadas en papiro; otro método era haciendo marcas en los troncos de los árboles o cortes sobre una vara para llevar un registro permanente de las cosas. Cada pueblo o tribu tuvo que inventar sus propias palabras y signos para representar sus operaciones de conteos realizados, con el comercio los antiguos mercaderes estaban obligados a saber una gran variedad de sistemas de medidas y numeración, a fin de poder comerciar con los diferentes pueblos o tribus. Para llegar a la concepción e invención de un sistema numérico, fueron necesarios muchos miles de años antes que el hombre concibiera la idea del número, «un paso fundamental en el proceso de la abstracción matemática fue la creación de los símbolos matemáticos, las matemáticas es una de las más hermosas creaciones de la inteligencia de la especie humana» la invención de un sistema numérico es quizá una de las mayores invenciones del hombre antiguo. Dentro de estos sistemas se encuentran los aditivos, los híbridos y los posicionales. S IS T E M X S D E M T O lM C I Ó iV A D IT IV O S Este sistema acumula los símbolos de todas las cifras hasta completar el número deseado, una de sus características es que los símbolos se pueden colocar en cualquier posición u orden, ya fuera de izquierda a derecha, derecha a izquierda, arriba hacia abajo, un ejemplo clásico de este sistema es el egipcio, el romano, el griego. S IS T E M A S D E N U M E R A C IÓ N H ÍD R ID O S Estos sistemas combinan el principio del sistema aditivo con el multiplicativo, pero el orden en la escritura de las cifras es muy fundamental para evitar confusiones en su interpretación, un ejemplo de este sistema es el chino clásico. S IS T E M A S D E NUM ERACIÓN P O SICIONAJLE S Es el mejor y mas desarrollado sistema inventado por las civilizaciones antiguas, en ellos la posición de las cifras indica la potencia de la base que le corresponde. Solamente tres culturas lograron implementar este sistema, la babilónica, la hindú y la maya, estas dos ultimas lograron innovar una nueva cifra de trabajo, el valor posicional del cero. SISTE M A S D E NUM ERACIÓN M E D IT E R R Á N E O S Los primeros indicios de pueblos civilizados aparecieron en la cuenca mediterránea oriental entre los ríos Tigris y Eufrates, que corresponde a las civilizaciones Sumeria y Babilónica. Posteriorm ente se propagaron a las culturas occidentales a través de las rutas comerciales y las conquistas de las culturas griegas y romanas. C IVILIZAC IÓ N SU M E R IA Y B A B IL O N IC A Hacia el año 4000 a .C . en el sudeste de la mesopotámica se instalaron los sumerios y su capital fue Ur, posteriormente en el año 2500 a.C . este pueblo fue dominado por los acadios, un pueblo semita cuya capital era Acad, gobernados en esa época por Sargón, de esta forma la brillante cultura sumeria quedó fusionada con la acadia. Posteriormente este imperio cayó en poder de los babilonios hacia el año de 2270 a.C., gobernando el rey Hammurabi y haciendo de Babilonia su capital, durante su reinado floreció un período de alto nivel cultural. r a r n i x r r i t o i i ijc c io iv ] ® 3 m 3 3 } 3 10 ( b) u y x n a w 3 VY " 4 w 5 f f i 6 m i m 7vm m i 8 mu Los babilonios fueron los primeros en contribuir al desarrollo de las matemáticas, la aritmética alcanzó su más alto nivel de desarrollo. En los restos arqueológicos de las Tablas de Senkreh, llamadas así por el lugar donde fueron descubiertas a orillas del Eufrates en 1854, se encontraron otras referencias literarias antiguas de esta civilización. En otros restos arqueológicos de Nuffar, existían tablas de m ultiplicar grabadas con caracteres cuneiformes, de números enteros dispuestos en columnas con valores superiores a 180 000. Los primeros símbolos escritos de estas culturas, representaban los números con marcas en forma de cuña de acuerdo a su escritura cuneiforme. Los babilonios tenían un método de contar un poco complicado, su sistema numérico era en base sesenta (60), o sea, contaban de sesenta en sesenta, llamadas sesentenas babilónicas, Su aritmética se basaba en dos números ejes, el 10 y 60, teniendo en cuenta el posicionamiento de estos caracteres así mismo se leían e interpretaban, en la figura anterior se muestra los caracteres cuneiformes de su sistema numérico. El símbolo ^ puede representar sesenta o uno, dependiendo de la posición en que se encuentre, al inicio o al final del número a expresar, girado 90° a la derecha su valor cambia a 10. La representación de una resta era precedida por los caracteres , las cifras se escribían de derecha a izquierda, y se descifraban de la misma manera, com o se muestra en la siguiente figura . Sus numerales en algunos casos podían resultar un poco confusos para su interpretación, había que conocer bien su sistema de num eración. Los números fraccionarios siempre los representaban con un único denominador cuyo valor era sesenta, las cifras se espaciaban de la parte entera. Ejemplos de aplicación del sistema numérico babilónico son los siguientes: * Expresar el número 142 TT 6 0 1 □ □ T T 6 0 ° (1 + 1) (10 +10 +2) = 2 (60) + 2 2 = 142 *Expresar el número 258 458 xi m im o s ro .v n ■M.iroKMr.s v [jRMRM'M'J+WMC M'AEZ/%. g Q IJ g c i v i l i z a c i ó n e g ip c l x El faraón Menes unificó los reinos hacia el año 2500 a.C., fundando la primera dinastía. Los egipcios crearon la más antigua escritura que se conoce, la escritura jeroglífica desarrollada sobre la base de dibujos que representaban de alguna manera la idea del número o idea que se quería representar Los documentos más importantes que han sobrevivido son dos papiros bastante extensos, uno llamado papiro de Rhind y el de Mosú, ambos datan hacia el año 1700 a .C .t su contenido son el planteamiento de problemas matemáticos y sus soluciones. Esta cultura desarrolló su sistema de conteo muy original de base diez (10) , contando por decenas, la unidad era representada por el signo /, la decena por el signo n , cada símbolo podía repetirse hasta nueve veces y el número representado se encontraba sumando los valores de cada uno de los jeroglíficos o símbolos empleados. Para representar otros números, se colocaban estos símbolos uno al lado de otro formando las combinaciones adecuadas. El principio de la num eración egipcia estaba compuesto de siete signos sencillos, que cualquier persona podía interpretar y realizar con ellos cuentas, aún si ésta no supiera leer ni escribir, pero no se tenía plenamente identificado el concepto del valor posición, que se podía escribir e interpretar en ambos sentidos.. En la siguiente figura se representan los símbolos numéricos jeroglíficos. PODE L1 E X C IC L O P E D L t i [ 10n 100 1.000f 10.000 100.000 1.000.000 *o rr U u l r a i u t n a r v u t n ruO u t n u fJur U n d r d o pez 1,'n h u m h rc S IS T E M A D E N U M E R A C IÓ N JE R O G L ÍF IC A E G IP C IA El sistema de numeración egipcio también manejó las cifras fraccionarias, estas se representaban con el signo de una boca para expresar, uno partido por, y seguido del número denominador, el numerador siempre era la unidad. El imperio egipcio utilizó las matemáticas en la administración estatal al calcular los impuestos que debían tributar sus súbditos, en la construcción de los templos, en el comercio calculando volúmenes de graneros y la geometría en las áreas cultivadas de los campos y sus monumentales pirámides funerarias. En la siguiente figura se muestran los símbolos de los diez números naturales en escritura hierática. i il TO ZOO í IOOOII 10,000 fr -N. 100,000 y lp oo ,ooo © A . K Ai 30 40 * ! _ ICC 60 1 70 m i80 90 S lS T E J M A S D E A 'L 'JiE SLtC lÚ A E G IE E L U J E R O G L ÍF I C A ( A ) , U IE R Á T 1 C A ( » ) CIVILIZACIÓN GRIEGA El auge de la civilización Griega en el Mediterráneo, surgida en estrecho contacto con los pueblos del norte del Africa y el Asia menor, sirvió de vehículo transmisor hacia las culturas de occidente. Los griegos aprendieron de los egipcios y de los fenicios, tomaron el diez como número básico, su sistema de numeración era literal usando letras del alfabeto como símbolos para los números. El primer sistema de numeración utilizado por los griegos se llamó Atico y fue desarrollado hacia el año 600 a . C., era de carácter aditivo en base diez. Para representar la unidad y los números hasta el 4 , empleaban trazos verticales repetitivos, para el 5 ; 10 y 1000 , su representación era la letra correspondiente a la inicial de cada cifra, 5 (pente), 10 (deka), 1000 (khiloi). Los símbolos de 50 ; 500 ; 5000 ; los obtenían por el principio multiplicativo, añadiendo el signo de 10 ; 100 ; 1000 ; al de 5 ; como se observa en la siguiente figura. I P A F H P X F Mt b 10 50 100 600 1000- 6000 10000 SISTEM A DE NUM ERACIÓN G R IEG A Á TiCA E iifr m v T ? ^ K / i í f .v o ^ ’ 2 0 / 2 c _______________ De la misma Referencia 12, se trae un ejemplo de la aplicación del sistema num érico griego, es la representación del número 3737 XXX H HH A A A P 3000 + 500 +200 + 30 + 5+2 - 3737 El sistema de numeración griego también manejó las cifras fraccionarias, estas se representaban en la parte superior derecha (a modo de exponente) con una comilla para el numerador y dos comillas para el denominador, las cifras se colocaban seguidas. Un ejemplo para este tipo de operación es 125,87, Esta cifra se expresa en número mixto = 125 718 19 m i e o » f 7 m o i v | 5 ) h a a p r i. i ’ r i i . i (1 0 0 + 1 0 + 1 0 + 5 ) ( 5 ♦ 1 + t ) (5 +1 + 1 + 1 ) El sistema Jónico o Alejandrino de numeraóión empleaba las letras minúsculas del alfabeto, lo mismo que algunos símbolos, como se muestra en la siguiente figura ; para escribir unas cifras numéricas los números parecían palabras y las palabras tenían un valor numérico. Este sistema literal era muy poco flexible, por lo que resultaba bastante com plicado hacer operaciones aritméticas en griego, razón por la cual no tuvieron una adecuada manera de representar los números, y les impidió hacer mayores progresos en el cálculo m a l e m ático . a ft y d t* c ? V O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Í X A n v £ o ;T o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 q í t t r (p X V' 0i * 100 200 300 400 500 600 700 800 900 S IS T E M A D E N U M E R A C IÓ N G R IE G A J Ó N IC A CIVILIZACIÓN ROMANA Los Romanos adoptaron gran parte de las unidades literales griegas, a las que les incorporaron algunas propias como la libra y extendieron su uso por todos sus dominios conquistados. Utilizaron signos simples com binados con algunas letras, para construir un sistema que era mucho más fácil de manejar. El sistema literal de numeración romano no utiliza el principio del valor relativo, el valor de los símbolos siempre es el mismo sin que influya el lugar que ocupan. Los símbolos literales que empleaban en su sistema numérico estaban compuestos por siete letras, (I - V -X ~ L - C - D - M ) , para las tres primeras cifras eran rayas verticales que asemejaban un dedo (dígitus.), para el cinco usaban la V ; que parece haber sido en un comienzo el dibujo de una mano, para el diez dos de los símbolos de la cifra cinco con uno de ellos invertido y con el tiempo se transformó en el símbolo de X , y así sucesivamente. La numeración literal romana tenía unos recursos de representación o reglas, nunca usaban más de tres rayas o signos juntos, el cuatro lo significaban restando de una cifra mayor como el cinco la unidad, para obtener el nueve le restaban la unidad de diez. Además utilizaban una rayita colocada encima de una letra para indicar tantos m illares como unidades tenga ese símbolo, dos rayitas encima de cualquier símbolo indican tantos millones como unidades tenga el símbolo. A continuación se presenta el sistema de numeración romana: 1 = Uno (1) ; 11= D os (2) ; 111= Tres (3) ;TV = C uatro (4) ; V = C inco (5) ;V I= Seis (6) ; X = D iez (10) ; X V = Q uince (15) ; L = Cincuenta (50) ; C = Cien (100) D = Quinientos (500) ; M = M il (1 000) Se presentan algunos ejemplos del sistema de numeración romana: i) Expresar el número 2349 MMCCCXLIX = 2 (1 000) + 3 (100) + (50 -10> + (10 -1 ) = 2349 Las letras numerales romanas eran mejores que las antiguas maneras de contar que se conocían, y permanecieron en uso durante casi dos mil años. «La contribución de los romanos a las matemáticas estuvo limitada a algunas nociones de Agrimensura, surgidas de la necesidad de medir y fijar las fronteras del vasto imperio. No obstante la huella romana en su numeración, todavía hoy tiene vigencia por el uso en los capítulos de los libros, en la sucesión de los reyes, en la notación de los siglos y especialmente en las inscripciones históricas.» SIST E M A S D E NUM ERACIÓN O R IE N TALE S A los griegos en el estudio de las matemáticas le sucedieron los hindúes, que recibieron su influencia directa, posteriormente cuando fueron dominados por los árabes en el 632 d,C• tomaron y mejoraron [AMtM'WJ+MlZ'JTMCZS* 2*4» t & n n n L A E X C I C I M P E tn d los símbolos numéricos de los hindúes lo mismo que la notación posicfonal. O VELiZACiÓ X niM PÚ Los hindúesdominaron por completo el arte de contar, en su poema épico del Mahabarata se cita la no despreciable cifra de 2 4 x l0 40 que representa el número de divinidades existentes. Los hindúes desarrollaron por el año 570 a .C . un práctico sistema de notación numérico al utilizar el principio posicional de las cifras en sus operaciones matemáticas. La importancia de este método incide en que la posición del dígito o cifra numérica es significativa. Mediante este sistema es posible escribir cualquier número usando tan solo diez (10) dígitos, o sea que es un sistema de numeración de base diez o decimal. Ver la siguientes figuras. Los hindúes eran hábiles matemáticos, estos resolvieron un gran problema al* inventar el símbolo del cero (0) denominándolo sunya, las cifras utilizadas por los hindúes se convirtieron en las cifras que se utilizan actualmente - = = í I* V 1 W c( o j * o -j I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60. S I S T E M l D E X U M E tL X C té X H IN D Ú CIVILIZACMÓJV COEVA El pueblo chino también invento su propio sistema de numeración hacia el año 1500 a . C ., era un sistema híbrido que combinaba el principio aditivo con el multiplicativo en base diez, y se debía tener en cuenta el orden de escritura, ya fuera vertical (abajo hacia arriba) u horizontal (de izquierda a derecha). Emplea una serie de trece ideogramas hasta la decena, centena, millar y decena de millar, utilizando combinaciones que se combinaban entre si hasta obtener la cifra deseada, en la siguiente figura se muestran los ideogramas. S IS T E M A D E XUM EM ACM ÓX C M IX D De la misma Referencia , se tiene un ejemplo de la aplicación del sistema de numeración chino, es la representación del número 5769. £ £ - f c ' S A f n . 5x1000 ♦ 7X100 ♦ 6x10 + 9 » 5 7 8 9 CHTLIZACMOXARARE La civilización árabe sostuvo contactos culturales con los hindúes, los griegos del Imperio Bizantino y los egipcios, donde adquirieron el conocimiento por medio de las traducciones de las grandes obras de Euclides, Ptolom eo, Arquím edes, Aristóteles, Diofanto, etc. al idioma árabe. El sistema numérico actual (llamado arábigo) no fue inventado por los árabes, sino por los hindúes, ellos recogieron este gran conocimiento y lo introdujeron en Europa, al cero lo llamaron céfer, que en el idioma árabe significa vacío, ver la siguiente figura. Este nuevo sistema de numeración muy lentamente fue llegando a occidente reemplazando a los números romanos, que dominaron por muchos siglos. Aunque el primer m anuscrito europeo que utilizó los numerales árabes data del año 976 d.C ., ya en el año 1500 d.C. la aritmética explicaba el sistema de numeración arábigo con todo lujo de detalles. % 1 1 i r i-0 1 t 1 # 3 4 5 YI A2 3 StSTE ILX D E X l?iE tL lC H ÍiX tÍM .ia E SISTEMAS DE NUMERACIÓN AMERICANOS En el continente americano descollaron dos grandes civilizaciones localizadas en América del norte y central, las culturas Azteca y Maya. Fueron cultores del estudio de la astronomía, realizando grandes y precisos cálculos de la posición del sol y los astros, en las matemáticas los Mayas dejaron un legado de conocimiento que solamente se conoció con las exploraciones arqueológicas adelantadas en el siglo X X | CtYMLOACMÓX 9E\ YA Los Mayas habían desarrollado una floreciente jcivilización en América central, practicaban el (comercio y la agricultura por medio de las lobservaciones solares, teniendo un avanzado sistema numérico en uso por los años 400 - 300 a .C ., su sistema tiene alguna semejanza con el romano aunque en algunoB aspectos es superior. Conocieron el cero y su sistema de numeración es de base veinte o vigesim al pero posicional, 1BW1 i b 1M 5 utilizaban el cinco como base auxiliar. (Ver siguiente figura) 1 77 • 4* » ♦ T: Ui• ♦ ♦ 1 3 14 SISTEM A UtUMÜMCO MAYA Los números del uno al diecinueve se representaban por medio de puntos y barras consecutivas verticales, el número uno era representado por un punto, los puntos se repetían hasta cuatro veces pafa obtener el cuatro, el cinco era una raya horizontal que le se iban añadiendo puntos hasta llegar al nueve. Las barras se podían repetir hasta tres veces en combinación de los puntos, hasta llegar al diecinueve. Este sistem a num érico se interpretaba de abajo hacia arriba, El cero se representaba por un ojo o una concha semicerrada con un punto adentro, para los números superiores al diecinueve aplicaban su sistema posicional de las cifras, con progresiones de veinte en veinte de abajo hacia arriba, (20° - 201 - 202 - 203„ . ) i con las cuales se podían realizar operaciones de diverso orden. Se citan a continuación algunos ejemplos de aplicación del sistema de numeración maya: Numeración comercial o 20 21 41 * 61 122 <s^ 400 65> 401 + <33» 8000 21 - 1x2 0 + 1 41 -2x20+ 1 61 -3x20+ 1 12 2 - 6x20 + 2 401 - 1x202 +0x20+ 1 6000 - 1x203 + 0x202 + 0x20 +0 En los cóm putos de tiem po y observación astronómica existía variación en la tercera posición, no se utilizaba la cifra 202 que era reemplazada por 20x18 , con el objeto de obtener una mayor precisión en sus cálculos . Se citan a continuación algunos ejemplos de aplicación del sistema de numeración maya Numeración astronómica 4 21) » 21 41 » * 1 61 • « 122 360 361 7200 361 - 1x(18x20) + 1 - 1x360 + 1 7200- 1x( 18x20*) + 0x( 16x20) + 0x20 + 0 7200 - 1x7200 ♦ 0x360 + 0x20 + 0 SIST E M A D E NUM ERACIÓN D E C IM AL Leonardo de Pisa fue uno de los primeros en introducir este nuevo sistema de numeración en Europa hacia el siglo VIII d . C., en la siguiente figura se representa un manuscrito español, fechado en 976 d, C., donde aparecen las nuevas cifras numéricas indo-arábigas. 9 S IS T E M A N U M É R IC O D E C IM A L IN D O -A R Á B IG O La numeración hace parte de la Aritmética para expresar de manera hablada y escrita los números, el número es una abstracción para describir la cantidad de un conjunto. Las cifras o guarismos son los signos que se emplean en un sistema para representar los números, las cifras empleadas son llamadas arábigas y están compuestas por diez cifras, desde el cero (0) que se le llama cifra no significativa y a las demás cifras significativas, estos números han evolucionado a través de los siglos, tal como se muestra en la siguiente figura. 0 1 2 3 X S G 7 8 9 S IS T E M ét N U M É R IID D E C IM A L A C T U A L Las reglas y convenciones que permiten expresar y escribir todos los números, constituye un sistema de numeración, se trata de un sistema decimal de base diez, en que cada cifra tiene un valor que depende del lugar que ocupa, o sea, que cada unidad de un determinado orden derecha a izquierda) representa un valor diez veces mayor que cada unidad del orden inmediatamente anterior situado a la derecha. Lo mismo se aplica para las cifras decimales, se escriben estas a la derecha de las unidades simples y se separan de estas con una coma, de esta manera se constituyen ordenes sucesivos donde cada cifra representa un valor diez veces menor que cada unidad del orden inmediatamente anterior situado a la izquierda Para escribir una cifra en este sistema se colocan las cifras una a continuación de las otras, conviniendo en que cada una exprese unidades del orden indicado por el lugar que ocupa contando de derecha a izquierda. Se da el siguiente ejemplo de interpretación posicional de una cifra en este sistema: i) Expresar el número 42 875 ÜJLg£M'MV+WM£ ÍSB0*Jt ¿3 tyláSS m L A L A C U U H ’LIH A } 42 785 donde las posiciones de las cifras son: 4 x l0 4 = 4 0 000 Decenas de mil 2XJ03 = 2 000 Unidades de mil 7x20* = 700 Centenas 8x101 = 80 Decenas 5x10° = 5 Unidades 42 785 ii) Expresar el número 0,785 0,785 donde las posiciones de las cifras son: 0x10° = 0, Unidades enteras 7x10"1 = 0,7 Décimas 8 x l0 ~2 = 0,05 Centésimas 5x10 "* = 0,005 Milésimas En la siguiente figura se representa la evolución histórica de las cifras numéricasactuales. EGIPCIOS I • . * • ’ i ' 1 , 'Di 'iii 1 * /aI H í ; i ! i i< ¿ ! 1 í‘ ; \ * * !Ui' 1 Q;5 babilónicos r irr r¡ ,r¡7 $ «í; romanos(pfimiBvos) i Su ;i;:¡jut|V ivi ■vnftsni;:<:x \o:'co * * * ♦ # * » • . « arabjgos CHINOS - I .1 1NDOSTANOS * > ~ * - . t > * \ \ > MAYAS »« :,»•» itlT !'r5.•«- f . c _ S IS T E 9 L IS S I M E M E O S D E L A S A N T IG U A S C I V I L I Z A C I O N E S 9IATEJLÍTMCAS Matemáticas, estudio de las relaciones entre cantidades, magnitudes y propiedades, y de las operaciones lógicas utilizadas para deducir cantidades, magnitudes y propiedades desconocidas. En el pasado las matemáticas eran consideradas como la ciencia de la cantidad, referida a las magnitudes (como en la geometría), a los números (como en la aritmética), o a la generalización de ambos (como en el álgebra). Hacia mediados del siglo XIX las m atem áticas se em pezaron a considerar como la ciencia de las relaciones, o como la ciencia que produce condiciones necesarias. Esta última noción abarca la lógica matemática o simbólica ciencia que consiste en utilizar símbolos para generar una teoría exacta de deducción e inferencia lógica basada en definiciones, axiomas, postulados y reglas que transforman elementos primitivos en relaciones y teoremas más complejos. Trataremos la evolución de los conceptos e ideas matemáticas siguiendo su desarrollo histórico. En realidad, las matemáticas son tan antiguas como la propia humanidad: en los diseños prehistóricos de cerámica, tejidos y en las pinturas rupestres se pueden encontrar evidencias del sentido geométrico y del interés en figuras geométricas. Los sistemas de cálculo primitivos estaban basados, seguramente, en el uso de los dedos de una o dos manos, lo que resulta evidente por la gran abundancia de sistemas numéricos en los que las bases son los números 5 y 20. * - r v* • '.*v * *. *'. * v i í •' T E O R E M A D E K O U K U (C H IN A ANTIGUA) : El famoso Teorema Kou Ku o Shan Cao. Se trata de un problema igual al Teorema de Pitágoras, lo que resulta sorprendente que se haya descubierto en China y la Mesopotamia cuando no había ninguna relación entre ambas culturas. Fue la aportación fundamental del texto matemático más antiguo en China, llamado Chou Pei Suang Chin, que es un tratado de astronomía en donde se relata cómo surgió el teorema de un diálogo entre el maestro Shan Cao y el duque de Chou. «Los métodos matemáticos se basan en el círculo y el cuadrado. El círculo puede ser deducido desde el cuadrado; el cuadrado puede ser deducido del rectángulo; el rectángulo puede ser calculado con la tabla de multiplicación.» El territorio de esta dinastía había sido repartido en feudos entre los reyes aliados, por lo que se reinaba con poderes limitados y comenzaron las constantes peleas que originaron la caída del imperio en el 772. Fueron 500 años de luchas hasta el 221 aC. A este turbulento período de la cultura china pertenece una serie de pensadores, como Kung futzu, a quienes luego se llamó Confucio (551 al 479 aC). Tras varias conquistas, el emperador Qin Shi Hyang Di se proclamó emperador en el año 221 , cuando contaba 38 años. Empecinado en aplicar una doctrina legalista, puso al mando de la administración al teórico Kung Sun Yang y disolvió [ i ? m r m v K ^ w i T i n r » 1 s s o t z rasa 1 7 «ggg f . V l l g Q f i f / m O A ] los feudos. El territorio se dividió en 36 provincias regidas por un jefe de funcionarios que, a su vez, era asistido por un comandante como jefe militar. Para garantizar la fluidez de la administración centralizada en un país tan extenso se unificaron las pesas y medidas, así como la escritura. El objetivo era el de facilitar la aplicación de tributos, la recaudación de impuestos en especie (para lo que se empleaban antes pesos y medidas diferentes) y el cálculo en ingeniería civil. La construcción fue el fuerte de este imperio. Se hicieron grandes carreteras de hasta tres carriles en forma radial hacia la capital y, de esta época, es nada menos que el comienzo de la obra más grande del mundo: la Muralla China, una cadena de baluartes de aproximadamente 6,000 kilómetros de extensión que tenía por objetivo frenar los ataques de los hunos y los mongoles. Pero, además, Qin Shi Huang Di, obsesionado con la vida eterna, se hizo construir un mausoleo en el que le acompañara todo sus militares, al que hizo construirlo en réplicas de barro. El lugar fue conocido como la tumba del Ejército de Terracota. NACEN JLOS M ÉTO D O S En esta época se aplicaron muchas de las reglas del libro de Jiu Zhang, entre las que se destacan algunas muy avanzadas, como: • SIM PLIFICACIÓ N HE FRACCIONES Para resolver estos problem as se utiliza un procedimiento semejante al algoritmo de Euclides para hallar el máximo común divisor. En China se llamó desg shu. • SUMA D E FRACCIONES : La regla que regía era multiplicar mutuamente cada numerador y el otro denominador [o denominadores] y sea la suma [de los productos] el dividendo. Multiplicar los denominadores y sep [el producto] el divisor. Dividir el dividendo por el divisor. Cuando el resto sea menor que el divisor, asignarle el divisor [for-mar una fracción]. En esta regla se observa que, a pesar de conocer el cálculo del mínimo común múltiplo (como se comprueba más adelante en la misma obra) se inclinan, tal como sucede de nuevo en muchas aulas de enseñanza primaria de la actualidad, por la cóm oda m ultiplicación de denominadores. • DIVISIÓN D E FRACCIONES 2 La transformación de moneda y medidas entre las muchas existentes en determinadas épocas de la historia china, el clásico reparto de salarios o bienes entre varias personas, los repartos de herencias son los contextos más frecuentes en que aparecen estos problemas resolubles a través de la división de fracciones. Es una constante la no consideración de las fracciones impropias (superiores a la unidad) salvo, como en este caso, si sirve de instrumento auxiliar temporal. En problemas prácticos se trabaja fundamentalmente, como sucedía en Egipto, con números mixtos. Problema: Sea ahora un campo, 3 2/3 de bu de ancho y longitud 5 215 de bu. Encontrar [el área de] el campo. Respuesta: 18 bu. Regla: Para cada [número mixto], multiplicar el [número] entero por el denominador y añadir [el producto] al numerador. M ultiplicar [los numeradores] para obtener el dividendo. Multiplicar los denominadores para obtener el divisor. Dividir el dividendo por el divisor. • PROPORCIONES Y REGLA D E TRES El segundo capítulo del Jiu Zhang se titula Su mei (Mijo y arroz) y comienza con una larga lista de precios donde se informa que un lü de mijo vale 50 mientras que la misma cantidad de arroz ordinario vale 33, de habichuelas 45 , y así con distintos productos. Ello le permite plantear numerosos problem as de cam bios entre los mismos. Naturalmente, el encontrar la razón unitaria (1 dou arroz = 3/5 dou de mijo) y aplicarla conlleva una consideración implícita de la proporción que da lugar a la regla de tres efectivamente aplicada en la regla. Otro grupo de problemas posteriores plantea el cam bio de monedas por bienes llegando inmediatamente al cálculo del precio unitario: P r o b l e m a : Se h a n g a s ta d o 160 q ia n en c o m p r a r 18 ladrillos. E ncon trar [e l coste d e] una p ieza . Respuesta: Un ladrillo [cuesta] 8019 qian. Regla: Sea el valor proporcional [de la cantidad] comprada (el divisor) y la cantidad de moneda gastada (el dividendo). Dividir el dividendo entre el divisor para obtener [el coste] en qian de un ladrillo. En este problema, así como muchos otros de los que plantea este libro, el resultado de la división 160:18 se da en forma de número mixto (8 8/9). Sin embargo, la moneda de que se trataba (el qian, redonda con un agujero cuadrado en su centro) no tenía fracciones reconocidas, lo que conducía a un curioso sistema de compensación basado en la regla de tresy enteramente correcto. • PRO PO RCIO N ALID AD IN VERSA í Los problemas sobre proporcionalidad llegan a ser complejos planteándose cuestiones sobre repartos proporcionales cuando la proporcionalidad es inversa (capítulo 6 del Jiu Zhang). Estos problemas están en marcados en unos contextos especialmente interesantes por cuanto revelan mucho sobre el control administrativo de los reinos que formaban el imperio chino. El primer problema se plantea al repartir de forma equitativa una determinada tasa de mijo de 250 000 hu y 10 000 carretas para su transporte entre varios pueblos según el número de sus familias y el número de jornadas de viaje que necesitan . • L A S S IG U IE N T E S D IN A S T ÍA S CHINAS S Al primer em perador de la dinastía Ch’ in le sucedieron dos de carácter débil hasta que cayó en el año 202. De la mano de Liu Pang, que comenzó a orientar la filosofía de gobierno al confucionismo, comenzó la dinastía flan, cuyo emperador destacado fue el último, Wu Di, quien reinó entre los años 140 y 86 aC Fue quien inició la expansión del imperio chino hacia el oeste, no hacia el sur, como sucedía siempre, y sentó las bases del com ercio con Occidente, dando origen a la Ruta de la Seda. Desde el año 48 aC el poder quedó en manos de la familia Wang por acceso ilegal de Wang Mang, quien puso en marcha muchas reformas económicas que terminaron rápido, cuando tuvieron lugar grandes catástrofes naturales, com o las sem piternas inundaciones, que se repiten a lo largo de la historia. Dos años después, volvieron los Han y hubo una sucesión de luchas que term inaron con insurrecciones campesinas hacia los años 159 y 184 dC En 220, abdicó el último emperador y se formaron tres grandes estados: Wei, en torno al río Amarillo; Wu, bajo el río Yangtse; y Shu, sobre la cuenca de este último río. • M ED ID A D E D ISTAN C IAS Z En el siglo III dC aparece el gran matemático Liu Hui, que fue el comentarista de la obra de Jiu Zhan Suan shu y también hace demostraciones sobre «la medida de la distancias entre objetos lejanos», problemas hoy resolubles mediante el teorema de Thales. Problema 23. Al oeste de un árbol hay una colina cuya altura es desconocida. La distancia entre el árbol y la colina [GE] es de 53 li y el árbol es de 9 zhang de altura [EH]. Un hombre que se encuentra a 3 li al este del árbol [HD] observa que la cumbre de ia colina y la copa del árbol están alineadas en su s m " " i * excicjlopeiha] visión. Si el hombre tiene una altura de 7 ch’ih, encontrar la altura de la colina. La solución que aporta Liu Hui en su comentario es similar a la aplicación actual: FG¡ GE ~EH¡HD de modo que la altura del árbol (9 zheng + 7 ch’ih) más la altura FG fuera la solución del problema, pero es posible interpretar este resultado, no en la forma actual de relaciones dentro de los triángulos semejantes, sino considerando el producto Gx HD = GExEH. Otros aportes importantes a las matemáticas en esta época es la regla de «falsa posición». La misma consistía en dar un valor imaginario y conveniente aritméticamente a la incógnita para alcanzar su verdadero valor al comparar los resultados finales habidos entre ambos casos. Esto se hacía porque no existía un simbolismo algebraico adecuado. De todos modos, no tuvo resolución hasta el siglo XVII y el en medio apareció la regla de «Doble falsa posición». AN TES D E L ESTA N C A M IEN TO Lo que culmina con el desarrollo del álgebra en China, durante la Edad Media, es el «Método del elemento celeste». Esta teoría fue desarrollada por el matemático Chou Shl Hié y permitía encontrar raíces no sólo enteras, sino también racionales, e incluso aproximaciones decimales para ecuaciones de la forma: PJx)=a4x'l+ a^ 3+atxs+aJx+a0 Su par en Occidente es el llamado «Método de Horner», nombrado así en reconocimiento a su descubridor, un matemático que vivió medio siglo más tarde que Chou Shi Hie. Otro gran logro de la época medieval fue la suma de progresiones desarrollado por Chon Huo (S. XI) Y Yang Hui (S. X I I I ) . Unido a estas sumas de progresiones se establecieron elementos sólidos en la rama de la combinatona, construyendo el llamado «Espejo precioso», de manera similar al que hoy conocemos como triángulo de Pascal. [ h¡ññt&4*& 2012 i v i i g o / i f 7 r r : i o i v ) Pero tal evolución se detuvo hacia mediados del siglo XTV, cuando comenzó en China un largo período de estancamiento. LOS SIST E M A S E N IN DIA En los alrededores del río Indo, territorio de la actual India, nació una de las civilizaciones llamadas de la Edad del Bronce, la cual cerca del 3000 aC ya tenía escritura pictográfica, sistema numérico decimal, cálculos geométricos para la construcción de edificios, tejían el algodón y conocían la rueda de alfarero. Se sabe que esta cultura fue arrasada por las invasiones arias, quienes impusieron la lengua sánscrita, su sistema de castas e introdujeron la escritura alfabética poco antes de la era cristiana. Los Vedas son los textos que donde este pueblo dejó por escrito sus antiguas creencias. Muchos siglos después, en el VI aC, apareció el budismo y hacia el 260 aC fue adoptado por Asoka, de la dinastía Mauyra, que dominó en India tras las invasiones griegas de la década del 320 aC. El sistema numérico indio aparece hacia el 595 dC y es muy avanzado ya que tiene notación decimal del valor de la posición y de inmediato aparecen los nueve signos del sistema decimal. Tres siglos después, se sabe que ya tenían y por primera vez en la historia el número cero. Los indios habrían tenido conocimiento de la ciencia griega hacia el 150 aC. Se sabe que conocían la astronomía de Hiparco, aunque no la de Ptolomeo. Ujain y Patna son las ciudades donde se registró mayor concentración de civilización, aunque Varahamihira expuso las obras astronómicas hindúes en los Siddhantas, que eran cinco y que todos usaban un apellido de referencia a su origen, como Romaka si eran de Roma. Sus obras matemáticas fueron notables, ya le dieron más importancia al álgebra que a la geometría, aunque en este campo de investigación introdujeron el uso de senos de ángulos y, así, dieron inicio a la Trigonometría. Se sabe que esta cultura tenía desde hacía muchos siglos antes de Cristo métodos algebraicos para solucionar ecuaciones de prim er grado y que investigaron en profundidad las indeterminaciones provocadas por multiplicar o dividir cero por si mismo. Fue, sin embargo, entre los siglos V -X II dC cuando la contribución a la evolución de las matemáticas se hizo especialmente interesante. En esa época se destacaron Aryabhata (8.V I) , Brahmagupta (a. VI), Mahavira (a. IX) y Bhaskara Akaria (s .X II ) . Por ejem plo, los problemas planteados por Mahavira en relación con las indeterminaciones del cero, los números negativos y ciertos números irracionales que ya se daban por válidos están recogidos en la Aritmética en nueve lecciones de China, conocim ientos que se introdujeron a través del budismo en China. Por otra parte, profundizaron en la obtención de reglas de resolución de ecuaciones lineales y cuadráticas, en las cuales las raíces negativas eran interpretadas com o deudas y para resolver problemas astronómicos usaron métodos de resolución de ecuaciones diofánticas, llegando incluso a plantear y resolver en el Siglo XII la ecuación x3= l+ a y *, denominada luego Ecuación de Pelt. la obra de Brahmagupta es su generalización de la fórmula de Herón para calcular el área de un cuadrilátero: donde a, b , c y d son los lados del cuadrilátero y a el semiperímetro. Este resultado queda un tanto empañado, pues sólo es válido para el caso de un cuadrilátero cíclico (inscriptible). También utiliza expresiones que permiten obtener las diagonales de un cuadrilátero inscriptible conocidos los lados, que hoy escribiríamos: Í(a6 + cd)(ac + bd) (ac + bd){ad + be) (ad + 6c) \ ab + cd En su obra aparecen soluciones generales deecuaciones cuadráticas incluyendo las dos raíces ^ 0 1 ^ d p i 2 0 1 8 3 1 M ' U ’i c i o r m i l incluso en los casos en que una de ellas sea negativa; de hecho es la primera vez que aparece sistematizada la aritmética de los números negativos y del cero. En tanto, su contribución al análisis indeterminado es una regla para la formación de temas pitagóricas expresadas de la forma 1 tn m t2 m — n m - f / i Fue el primero que dio una solución general de la ecuación diofántica lineal a x + b y - c , con a, b y c enteros. Para que esta ecuación tenga soluciones enteras, el máximo común divisor de a y 6 debe dividir a c, y Brahmagupta sabía que si a y 6 son primos entre b í , entonces todas las soluciones de la ecuación vienen dadas por las fórmulas x -p + m b y y=q-m a, donde m es un entero arbitrario. Por último, se sabe que estudió también la ecuación diofántica cuadrática +py2 que apareció por primera vez en el problem a de los bueyes de Arquímedes. EL ÚLTIMO GRAN M AESTR O Bhaskara fue otro matemático y astrónomo hindú que vivió entre 114 -185 . Se lo reconoce como el último de los maestros científicos clásicos de la India. Su gran descubrimiento fue el doble signo de los radicales cuadráticos y el carácter anormal de los mismos cuando el subradical es negativo. Sorprende en su obra Vijaganita, donde intenta resolver la división por cero porque asegura que se trata de una cantidad infinita. Allí también recopila problemas de otros matemáticos y agrega sus propias resoluciones, donde aparecen ecuaciones lineales y cuadráticas, tanto determinadas como indeterminadas. En sus trabajos estudia la ecuación de Pell: px2+ i =y* para p = 8, 11, 32, 61 y 67. Cuando p=61 encuentra la solución x —226153980 , y —1 7 7 6 3 1 9 0 4 9 . Cuando p - 6 7 encuentra la solución x —5 9 6 7 , y -4 8 8 4 2 . Además, da una resolución del Teorema de Pitágoras: teniendo en cuenta el cuadrado de una suma, ( b + c ) 2~ b 2+ c 2+ 2 b c y observado la figura (b + c)s=2b c+ a s y por tanto se obtiene o , = 6 , +c*. Tan increíble es que se aproxima mucho también cuando da algunos valores aproximados de Pi: 22+7 y 3927+1250 . • LO S VERSO S D E AR TABIIATA Se estima que el físico y matemático Aryabhata nació en 476 , en Varahamihira, India. El fue famoso por ser quien realizó un tratado astronómico en versos, los cuales fueron divididos en cuatro capítulos. El más importante matemáticamente es el segundo, llamado Capítulo del cálculo (ganita). El mismo comprende una tabla de seno, ejemplos de análisis indeterminado de primer grado, extracción de raíces cuadradas y cúbicas según el método hoy corriente, que consiste en separar el número sobre el que se opera en grupos de dos o tres cifras. Esto implicaba el conocim iento de la notación decimal de nueve cifras y el cero. La tabla de senos consiste en un cuadro en el que se dan los senos de los ángulos menores o iguales que 90° para 24 intervalos angulares iguales de 3+314 grados cada uno. Para expresar la longitud del arco y la del seno en términos de la misma unidad, se tomaba como radio 3 ,4 3 8 unidades y la circunferencia correspondiente com o 21 600 unidades; estos valores implican un valor de Pi que coincide con el de Ptolomeo hasta la cuarta cifra significativa. Para el seno de 3+3Í4 grados toma exactamente el número de unidades que contiene el arco, es decir 60x(3+3l4 )=255 ; traducido al lenguaje moderno, el seno del ángulo pequeño es casi igual a la medida del ángulo en radianes. Para las entradas restantes de la tabla utiliza una fórmula de recursión: &n+l = &n + Si siendo Sn el seno de orden n y Rn la suma de los n primeros senos. En cuando al álgebra, para resolver el sistema formado por r8 x „ 29y = 4 [ I 7 x ~ 4 5 y = 7 en números enteros utiliza el sistema de «pulverización», metódo de cambios de variable con el fin de llegar a una solución «a simple vista». Con este sistema se llega a x= 15 , y —4 para la primera ec\ iación yx= ll,z= 4 . Después se elige x = l 1 +29u, x = l l +45v que por igualación resulta 45v-29u—0. Se vuelve a «pulverizar» y se obtiene como solución mínima u=34t v -2 2 , y de ahí la solución x = l 001, y =276, z —378 , que aparece en la reconstrucción B U ¿ i "üffwi n T t f o w i / m o i v ] del proceso en un comentarista hindú. También Aryabhata da reglas como «hay que sustraer la suma de los cuadrados del cuadrado de la suma; la mitad de eso es el producto de los factores». Es decir: ̂ (a + 6 )2 — (a 2 + 6 “ ) ° ~ 2 • E L PR EC U R SO R P IN G A LA Píngala es el autor del Chhandah-shastra, un libro escrito en sánscrito acerca de las métricas o sílabas largas. Este matemático indio había nacido en una región de la actual Kerala, en la India. Según la sabiduría popular de esa civilización, Píngala era el hermano menor de Panini, el gran gramático indio del siglo V aC. Pingala había presentado entonces la primera descripción conocida de un sistema de numeración binario, al que relacionó con la lista de métricas védicas y las sílabas cortas y largas. Sin embargo, su obra también hace referencias claras a ideas básicas del maatraameru , nada menos que la Sucesión de Fibonacci y el merupraastaara, llamado en Occidente como Triángulo de Pascal. En su libro Chhandahshastra aparece el primer uso conocido del número cero, representándolo como un punto (.). LO S S A B IO S D E E G IP T O En las más recientes investigaciones históricas se ha confirmado que la matemática no nació en Grecia sino que esta civilización y principalmente sus sabios, com o Pitágoras, Eudoxio y Euclides, aprendieron esta ciencia de los sacerdotes egipcios. Heródoto dice que los ellos dedicaban todo su tiempo a las especulaciones matemáticas. Galileo Galilei, físico y pitagórico del siglo X V I, decía que «la matemática es el alfabeto con que Dios ha escrito el libro de la Naturaleza», por lo que estaba más cerca de la idea de número que se manejaba en Egipto Antiguo que los matemáticos del tercer milenio. Para los egipcios, los números son los dioses, los «Arquetipos Puros de Platón», las ideas divinas; y no sólo enseñan cómo es la realidad, sino que también muestran qué es, ya que ellos suponían que al ser los números los dioses, la raíz, demarcan los senderos por los que todo se acerca a la llamada «raíz oculta». Porfirio, un filósofo neoplatónico, afirmaba que los números son los jeroglíficos con que la naturaleza expresa sus operaciones y su quintaesencia. Para los sacerdotes egipcios todo aquello que no se ajusta a la medida pertenece al caos, el reino de Seto Thot, la inteligencia, ha trazado desde la raíz los esquemas o números de cómo debe ser lo que quiera entrar armonía con lo divino. Lo que no se ajusta a esto, prece víctima del caos. Los Siete Sabios de Grecia inscribieron máximas de conocimiento, de prudencia y de geometría sagrada en el templo de Delfos consagrado a Apolo, dios de la armonía. Son recuerdos de la matemática de sus maestros, los sacerdotes egipcios: Nada en exceso, se fiel a la medida, la medida es lo mejor, obedece a las leyes, usa la medida, conócete a tí mismo, conjetura lo invisible por lo visible. Las inscripciones de Menfis están divididas en 28 partes, siete palmas de cuatro dedos cada una, o sea, la naturaleza dividida en cuatro elementos (tierra, agua, aire y fuego) de estructura septenaria. Cada uno está relacionado con una divinidad de Heliópolis. Por ejemplo, los primeros nueve o Primera Enéada es la llamada Enéada de Heliópolis, los nueve números sagrados de la matemática, el equivalente a la Tetractis Pitagórica y los Sephirots hebreos. Siguen el orden divino de la creación y surgen del Cero, que es el no número, el abismo de las Aguas Primordiales, lo homogéneo e indefinido, el espacio ilimitado, sin variación y sin mancha donde nacen y mueren los universos. La segunda Enéada, en tanto, está relacionada con el mundo funerario y psíquico así comola primera lo está con la mente, mientras que la tercera está constituida por dioses estelares. ^ 0 1^ 5 [ jB l ag BBsa ~ í ¿ \ e n c ic l o p e d ia ] EL SISTE M A JER O G LÍFICO Los egipcios desarrollaron el llamado «sistema de numeración jeroglífico» que consistía en denominar cada uno de los «números clave» (1 , 10, 100, 1000, 10000, etc .) por un símbolo, como eran los palos, los lazos y las figuras humanas en distintas posiciones* Luego, se añadían a los costados otros signos que formaban los otros números. Esto sería muy parecido a lo que luego hicieron los romanos para escribir los números. A lo largo del río Nilo también fueron creadas las fracciones, las que se usaban para dividir una unidad, y también fueron los primeros que desarrollaron métodos de operaciones matemáticas para adicionar números enteros y fracciones. Al Antiguo Egipto se remonta el álgebra que comienza a resolver algunas ecuaciones, como x + a x = b , donde la incógnita x se denominaba «montón». Pi también tuvo una aproximación dentro de la geometría, ya que hallaron un valor aproximado: 3,1605, y avanzaron mucho en el cálculo de áreas y volúmenes, así como en trigonometría básica y algunas nociones sobre la semejanza de triángulos. LAS APLICACIO N ES í Los métodos de cálculo egipcio se demuestran, como se dijo, en las inscripciones jeroglíficas, en los calendarios y en algunos papiros que se hallaron en las tumbas más rem otas, com o el papiro Golenischevse, que se conserva en Moscú y el papiro Rhind, que se halla en el British Museum. Sin embargo, en este lugar, menos que en ningún otro, la matemática fue teórica, ya que la aplicaron para desarrollar múltiples actividades y por eso lograron alcanzar un gran nivel en las manipulaciones aritméticas y geométricas, aunque carecieron de sim bolism os para trabajar lo abstracto. La geometría habría nacido para «medir la tierra» (que es lo que significa) a partir de las reiteradas inundaciones de los campos por los desbordes del Nilo, lo que destruía las divisiones cuidadosamente trazadas para la agricultura y la división de propiedades. De este modo, los agrimensores de esa época debían trabajar reiteradas veces sobre los campos para dividirlos. Por supuesto, eran los mismos que junto a los constructores trabajaban en el trazado de líneas para hacer las famosas pirámides. Se sabe que utilizaban una cuerda de doce nudos equidistantes para las perpendiculares y con este método dibujaban en el suelo triángulos rectángulos de lados 3 ; 4 y 5. El enunciado de uno de los 28 problemas del papiro de Moscú, parece corroborar que los egipcios conocían la fórmula para calcular el volumen de un tronco de pirámide: Siendo a, b las longitudes de los lados de la base de la pirámide y h la altura. NUEVAS O PERACIO N ES A R IT M É T IC A S Después de utilizar por miles de años la numeración con los símbolos para las expresiones 1 , 10, 100, 1000 ... y combinarlas con otros signos para formar números, se sabe que los árameos de Egipto lograron imponer otro sistema desarrollado que consistía en un principio ternario (ver tabla). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ••• ••• •••• ••••• «• • ••• «• ••• ••• •••• «•« • M •••• • • • •• • ••• «• ••• • • •• • • Los jeroglíficos numéricos se realizaban sobre monumentos de piedra, pero los escribas egipcios que realizaban los docum entos de tipo administrativo fueron simplificando el trazo para no tener que usar tantos símbolos hasta obtener los llamados signos hieráticos. De esta forma, por ejemplo, el 20 en notación jeroglífica se escribía nn, mientras en hierática se denotaba mediante Á • El escriba realizaba operaciones aritméticas elementales, con números enteros y el uso casi exclusivo de fracciones unitarias, es decir, de numerador la unidad. El papiro de Khind contiene una tabla en la que se expresan las fracciones de numerador 2 y de denominador impar entre 5 y 10 2 , como suma de fracciones unitarias. Con ellas, aparentemente efectuaban las cuatro operaciones aritméticas con fracciones. Además, las raíces cuadradas más simples que aparecían en los problemas se expresaban a través de números enteros y fracciones, mientras que los números irracionales no llegaron a investigarse en la aritmética de Egipto. • 1 * t[ f ' i í / r i o . w # n r m v o A » ' L á EVOLUCION EN EUROPA Tras un letargo en la época medieval, Europa recuperó el desarrollo y los logros en los estudios matemáticos a principios del siglo XVI, cuando se descubrió una fórmula algebraica para la resolución de las ecuaciones de tercer y cuarto grado. La misma fue publicada en 1545, en Ars magna, un libro del matemático italiano Gerolamo Cardano y constituyó la piedra fundamental para que otros investigadores volvieran a interesarse en esta ciencia, lo que determinó rápidamente soluciones similares para ecuaciones de quinto grado y más aún. En esa época se empezaron a utilizar los modernos signos matemáticos y algebraicos, y el francés Francois Viete llevó a cabo importantes estudios sobre la resolución de ecuaciones. Sus escritos ejercieron gran influencia en muchos matemáticos del siglo posterior, incluyendo a Pierre de Fermat, en Francia, y nada menos que Isaac Newton, en Inglaterra . RENACE L A MNVESTMGACMÓN Después del Renacimiento, cuando florecieron todas las artes, se hicieron también importantes avances en ciencias. El siglo X V II com enzó con el descubrimiento de los logaritmos por el matemático escocés John Napier y su gran utilidad llevó al astrónomo francés Pierre Simón Laplace a decir, dos siglos más tarde, que Neper, al reducir el trabajo de los astrónomos a la mitad, les había duplicado la vida. Lo que más influyó en la investigación matemática de esta época fueron las obras clásicas, como Las aritméticas de Diofante, que fue el puntapié para que Fermat realizará su conjetura más sobre que no existen soluciones de la ecuación an + bn = en con a, b y c enteros positivos si n es mayor que 2 . Conocida como último teorema de Fermat, tal afirmación generó gran cantidad de trabajos en el álgebra y la teoría de números. Para estos años también surgió la teoría de la probabilidad a partir de la correspondencia entre Pascal y Fermat sobre un problema presente en los juegos de azar. El mismo fue llamado «Problema de puntos» y sirvió como referencia al científico holandés Christiaan Huygens en su trabajo sobre probabilidad en juegos con dados, publicado en el Ars coniectandi, en 1713, del matemático suizo Jacques Bernoulli. Bernoulli, junto al francés Abraham De Moivre, utilizaron este cálculo en su Doctrina del azar, de 1718. Newton, entre 1664 y 1666, desarrolló los cálculos diferencial e integral, basados en las investigaciones de John Wallis, Isaac 8 3 Aíi f A T K O / i i r m O i V j Barrow, Descartes, Francesco Bonaventura Cavalieri, Johann van Waveren Hudde y Gilíes Personne de Roberval. Pero fue el alemán Gottfried Wilhelm Leibniz el primero en publicar este cálculo en 1684, que sigue siendo el sistema de notación que se usa hoy. V • L A G E O M ETR ÍA Dos importantes descubrimientos tuvieron lugar en el siglo XVII en el campo de la geometría. Uno fue el método, en el Discurso del Método (1637) de Descartes, de cómo utilizar el álgebra para investigar la geometría de las curvas que también había descubierto Fermat. El Discurso del Método, junto con una serie de pequeños tratados con los que fue publicado, fundamentó los trabajos matemáticos de Isaac Newton en 1660. El otro acontecimiento que se dio en este campo fue la publicación del ingeniero francés Gérard Desargues, quien desarrolló la geometría proyectiva en 1639, aunque las investigaciones sobre el tema recién se reiniciaron en el siglo X£X, de la mano del francés Jean Víctor Poncelet. El matemático francés Gaspard Monge, por su parte, descubrió en esta época la geometría descriptiva; y Joseph Louis Lagrange, también francés, dio un tratamiento completamente
Compartir