domingo, 28 de febrero de 2016

Fibonacci; Matemáticas y Naturaleza



Tarea 3
Localiza y describe un fenómeno natural o en el que haya mediación humana (por ejemplo a través de objetos tecnológicos), que pueda ser modelizado matemáticamente.


¿De cuántas maneras diferentes puedes subir las escaleras de tu casa de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 escalones  suponiendo que, como máximo, se te permite subir los escalones de dos en dos?

1ª Fase: Selección y organización de los datos relevantes del problema 

Datos del problema: Las escaleras de tu casa pueden tener 1,2,3,4,5 o 6 escalones.
Condición: Subir los escalones como máximo de dos en dos.
Pregunta: ¿De cuántas maneras puedes subir las escaleras, en cada caso?

  Fase: Construcción de un modelo matemático adecuado.

Para resolver este problema los alumnos deberán construir la siguiente tabla de doble entrada
Para resolver este problema los alumnos deberán primero realizar los dibujos de los escalones, experimentar y construir la siguiente tabla de doble entradas:

ESCALONES
MANERAS
RAZONANIENTO
1
1
Directamente
2
2
Directamente
De uno en uno
3
3
De uno en uno
Dos escalones y después uno
Un escalón y después dos
4
5
De uno en uno
De dos en dos
Uno, uno y dos
Dos, uno y uno
Uno, dos y uno
5
8
De uno en uno
Dos, dos y uno
Uno, dos y dos
Dos , uno y dos
Uno, uno , uno y dos
Uno, uno, dos y uno
Uno, dos, uno y uno
Dos, uno, uno y uno
6
?
?

A continuación los alumnos irán descubriendo los números que conforman la sucesión de Fibonacci añadiéndole el primer 1:




Establecemos la siguiente fórmula que da lugar a la sucesión de números:
   
Por lo tanto podemos decir que:
 


3ª Fase: Resolución del problema dentro de la matemática.

Aplicando la fórmula anterior podemos deducir de cuantas maneras podemos subir  6 escalones

4ª Fase: Interpretación de la solución matemática en términos del problema original y  planteamiento de conclusiones y consecuencias.
Por lo tanto, la interpretación de la solución matemática del problema es que  existen 13 maneras de subir 6 escalones.

Este problema permite al alumnado descubrir la utilidad de la sucesión de Fibonacci y   su interesante aplicación en la naturaleza:

“Pero los números de la sucesión de Fibonacci van a sorprender a todos los biólogos.
Como muy bien nos enseña la filotaxia, las ramas y las hojas de las plantas se distribuyen buscando siempre recibir el máximo de luz para cada una de ellas. Por eso ninguna hoja nace justo en la vertical de la anterior. La distribución de las hojas alrededor del tallo de las plantas se produce siguiendo secuencias basadas exclusivamente en estos números.
El número de espirales en numerosas flores y frutos también se ajusta a parejas consecutivas de términos de esta sucesión: los girasoles tienen 55 espirales en un sentido y 89 en el otro, o bien 89 y 144.
Las margaritas presentan las semillas en forma de 21 y 34 espirales.
Y cualquier variedad de piña presenta siempre un número de espirales que coincide con dos términos de la sucesión de los conejos de Fibonacci, 8 y 13; o 5 y 8.
Parece que el mundo vegetal tenga programado en sus códigos genéticos del crecimiento los términos de la sucesión de Fibonacci. “

Es interesante también, en esta fase,  la visualización en el aula del video :”La Naturaleza en números” de  Cristóbal Vila



Fuente del planteamiento del problema: Modelling in Science Education and Learning
Fuente información sobre la sucesión de Fibonacci y la naturaleza: http://www.ite.educacion.es/formacion/enred/web_espiral/naturaleza/vegetal/fibonacci/fibonacci.htm

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