MATEMATICA E DIDATTICA DELLA MATEMATICA Ana Millán Gasca a.a. 2009-2010 Complementi ed esercitazioni 4 1) In tre settimane dall’inizio del corso sono state svolte dodici ore di lezione, su un totale di sessanta ore. Esprima il rapporto fra le ore svolte e le ore totali attraverso una frazione. Come scrivevano gli Egizi tale frazione unitaria? 2) Esprima la frazione 1/5 usando la notazione posizionale decimale moderna e la notazione posizionale sessagesimale dei babilonesi. «In senso ampio, lo studio degli andamento regolari e delle relazioni [patterns and relationships] è l’essenza della matematica e, di conseguenza, esso occupa una posizione centrale nella matematica scolastica. I matematici tentano di capire delle strutture fondamentali attraverso la ricerca di andamenti regolari e di relazioni all’interno di classi di esempi e di collezioni di dati. Le loro indagini coinvolgono domande e congetture che scavano fino in fondo, insieme al pensiero creativo e alle strategie di risoluzione di problemi, e capire e rendere proprie tali abitudini alla scoperta è particolarmente cruciale per tutti gli studenti di matematica.» Ira J. Papick, Algebra connections. Mathematics for middle school teachers, Upper Saddle River (New Jersey): Pearson Prentice Hall, p. 1 3) Consideri il seguente problema, facendo attenzioni alle questioni seguenti: a) b) c) d) quale è la strategia o strategie che ha esplorato? quale regola o regole ha individuato? quale è la strategia o strategie potrebbe esplorare un ragazzo? Quale andamento regolare dei dati, quale regola o regole potrebbe individuare un ragazzo? Attorno a una piscina quadrata di lato 4 si colloca un bordo di piastrelle quadrate di lato 1. Quante piastrelle sono necessarie? E se la piscina ha lato 20? [Un altro enunciato, più generale]Attorno a una piscina quadrata di lato l (con l un numero intero) si colloca un bordo di piastrelle quadrate di lato 1. Si chiede di trovare una regola per calcolare il numero di piastrelle necessarie per costruire il bordo. 1 Nella discussione in aula abbiamo adoperato le parole seguenti: sperimentazione, esempi e raccolta di dati, tabella, formula esplicita, regola ricorsiva, variabile, dominio, dipendenza e variabile dipendente. In una regola ricorsiva, si specificano uno o più valori espliciti, e ogni valore successivo è dato in termini del valore o di alcuni valori precedenti. Ad esempio: P1 = 8 Pl = Pl"1 + 4, l > 1 4) Provi a discutere il ragionamento che permette di ottenere le formule seguenti ! 2 a) ( l + 2) " l 2 b) 4 ( n + 2) " 4 Verifichi che queste formule sono equivalenti alla formula ottenuta in classe. ! 5) Abbiamo ricordato che questa!regola stabilisce una relazione fra due variabili: la lunghezza della piscina e il numero di piastrelle necessarie per costruire il bordo di tale piscina. Si tratta di una funzione: P:N " "# N l" "# P ( l) = 4l + 4 Dal punto di vista matematico, il dominio è formato dai numeri naturali; si tratta quindi di una successione: ! 8, 12, 16, 20, 24, …, 4l + 4 , … Proponga altri esempi di successioni e se possibile, indichi la regola di formazione. ! 6) Consideri ora, seguendo le stesse indicazioni dell’esericizio 3, il problema seguente: Per costruire questa fila, di 4 cellette quadrate, quanti stuzzicadenti sono stati usati? Quanti ne servirebbero, per costruire una fila più lunga, di 50 cellette? [Un altro enunciato, più generale] Un contadino costruisce recinti per i suoi animali adoperando pannelli seguendo questo modello. Quanti panelli sono necessari per n animali? Consideri le regole ricorsive ed esplicite. 2 7) Consideri il seguente problema elementare. In un parcheggio si trovavano 155 macchine un’ora fa. Nell’ultima ora sono entrate 34 macchine e ne sono uscite 18. Quanti veicoli sono rimasti nel parcheggio? Provi a individuare i concetti matematici sottostanti. Analizzi il problema dal punto di vista didattico, seguendo le indicazioni proposte nelle Letture ed esercitazioni 1. 3