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Sbagliando si impara

Se non fai errori, stai lavorando su problemi che non sono abbastanza difficili. E questo è un grosso errore.
(Frank Wikzek)

Lunedì 27 febbraio 2018, in terza C [1], abbiamo raccolto le fila di un lungo lavoro fatto in classe nelle scorse settimane. Ogni alunno aveva costruito, a partire da sviluppi piani stampati da me su cartoncini, una dozzina di poliedri. In piccoli gruppi, in classe, avevano dovuto contare, per ciascuno dei loro poliedri, il numero dei suoi spigoli, dei suoi vertici e delle sue facce. Tutti questi numeri erano stati inseriti in una tabella che i ragazzi avevano dovuto analizzare per vedere se riuscivano a trovare qualche regolarità, in particolare se riuscivano a trovare una relazione valida per tutti i poliedri analizzati che legasse S (il numero degli spigoli), V (il numero dei vertici) e F (il numero delle facce).

Raccogliere le fila ha significato constatare che solo [2] una alunna (Anna) aveva scoperto qualcosa, accorgendosi che per ciascuno dei poliedri i cui dati avevamo inserito in tabella accadeva che V-S+F=2.

Dapprima, malfidati come abbiamo imparato ad essere, abbiamo verificato che in tutti i casi da noi studiati (una ventina in tutto) questa relazione fosse valida. Per farlo abbiamo semplicemente calcolato V-S+F per tutti i poliedri costruiti e schedati: abbiamo visto che il risultato veniva sempre 2.

Ovviamente ho fatto i complimenti ad Anna e ho detto a tutti che questa relazione è nota come “relazione di Eulero”; i ragazzi erano entusiasti, stupiti del fatto che valesse sempre, anche per i poliedri più strani che avevamo costruito, come ad esempio, un cubo a cui mancava un cubetto:

Immagine del cubo senza cubetto tratta da http://www.korthalsaltes.com

Ho però presto frenato i loro entusiasmi insinuando un dubbio: siamo certi che questa relazione sia valida per tutti i poliedri?

Poiché l’ora volgeva al termine, ho detto loro di provare a fare lo stesso calcolo per questo poliedro, che avevamo disegnato su carta isometrica in una delle precedenti lezioni [3]:

Poliedro o non poliedro, questo è il dilemma

L’ho detto convinta che, essendo questo poliedro “buco”, la relazione di Eulero non valesse; e invece, proprio mentre suonava la campanella, noi stavamo contando i 16 vertici, i 24 spigoli e le 10 facce (1 sopra, 1 sotto, 4 esterne e 4 interne), accorgendoci che V-S+F=16-24+10 faceva comunque 2.

Me ne sono uscita dicendo che c’era qualcosa che non andava, ma non sapevo cosa: o avevamo sbagliato a contare, o io avevo preso un abbaglio!

Grazie al cielo, proprio quel pomeriggio, ho partecipato ad una lezione di aggionamento ed approfondimento sulla Geometria, tenuta dalla professoressa Maria Dedò a Padova, presso il Liceo artistico “Pietro Selvatico“. Il titolo della conferenza era proprio “V-S+F=2 ovvero… salviamo la geometria dall’estinzione!”

Non mi sono fatta sfuggire l’occasione e ho proprio chiesto alla professoressa Dedò che cosa ci fosse che non andava nel mio “controesempio”: non essendo omeomorfo ad una sfera, ma ad un toro, la costante di Eulero non sarebbe dovuta valere 0? E così mi sono accorta che il problema stava nella definizione di poliedro. Se le facce di un poliedro devono essere dei poligoni, e se i poligoni devono essere delle parti di piano delimitate da una linea spezzata chiusa, il solido che avevo preso di esempio non era esattamente un poliedro (la faccia di sopra e la faccia di sotto non sono dei poligoni… sono parti di piano delimitate da due spezzate, una dentro l’altra).

Il giorno dopo, tornata a scuola, ho raccontato ai ragazzi della lezione di lunedì pomeriggio, e ho portato loro, trionfante, un solido (questa volta un vero poliedro) che avevamo costruito con il Polydron durante la lezione del pomeriggio prima:

Poliedro con caratteristica di Eulero pari a 0, formato da 5 cubottaedri e 5 prismi a base triangolare.

Due ragazzi (Luca e Thomas) in breve tempo hanno contato 60 vertici, 135 spigoli e 75 facce: quindi V-S+F=60-135+75 davvero non veniva 2, ma 0.

A questo punto ho chiesto ai ragazzi, divisi in gruppetti da 3 o 4 persone ciascuno, di costruire altri poliedri di questo tipo, con un buco in mezzo, per vedere se il valore di V-S+F continuasse ad essere 0.

Questo è il poliedro costruito da Nensi, Desiré, Sara e Vanessa:

Poliedro con caratteristica di Eulero pari a 0, formato da 5 piramidi a base quadrata e 5 prismi a base triangolare.

25 vertici, 55 spigoli, 30 facce; 25-55+30=0

Questo il poliedro costruito da Silvia, Shanty, Marco e Daniel:

Poliedro con caratteristica di Eulero pari a 0, formato da 5 bipiramidi a base quadrata e 5 prismi a base triangolare.

30 vertici, 75 spigoli, 45 facce; 30-75+45=0

Questo il poliedro costruito da Anna, Luca, Ambra e Sara:

54 vertici, 108 spigoli, 54 facce; 54-108+54=0

Dei vari gruppi, quello che ha avuto più difficoltà a contare vertici, spigoli e facce è stato il gruppo che ha costruito l’ultimo dei solidi qui sopra, perché in esso c’era sì una struttura che si ripeteva 9 volte, ma questa struttura non era tra “i solidi noti”.

Udaya, Marco e Riccardo hanno costruito questo solido:

24 vertici, 52 spigoli, 28; facce 24-52+28=0

In questo gruppo gli alunni hanno usato più tessere di Polydron per una stessa faccia: in alto si vedono quindi tante tessere diverse, ma le facce sono “solo” quattro trapezi (ciascuno formato da tre tessere triangolari: una rossa, una verde e una gialla) e quattro triangoli (le tessere blu); così pure, esternamente, ci sono quattro facce formate da quattro tessere quadrate ciascuna e quattro facce formate da due tessere quadrate ciascuna.

E adesso veniamo agli “errori”. Di un primo errore, il mio, ne abbiamo già parlato. E forse proprio questo mio primo errore ha male instradato due gruppi, che hanno costruito due solidi con due facce parallele che però non sono dei poligoni, ma delle superfici “con un buco”.

Questo il solido costruito da Andrea, Alessio, Matteo e Riccardo:

Solido formato da 10 prismi a base pentagonale.

Questo il solido costruito da Luca, Ilenia e Sara:

Solido formato da 6 parallelepipedi e da 6 prismi a base triangolare.

Anche a questi due gruppi, però, la somma V-S+F veniva 0. E io non mi capacitavo…

Com’è che nel mio solido/non-poliedro (anche se buco) la somma V-S+F non veniva 0, mentre nei solidi/non-poliedri buchi dei miei alunni invece sì?

Mi sono messa ad ascoltare come facevano i conti e mi sono accorta che (in entrambi i casi) consideravano le due facce parallele come suddivise in tante facce più piccole (una per ogni tessera del Polydron usata) e così ogni giuntura tra due tessere diventava uno spigolo. La mia prima reazione è stata, più o meno, questa: “Ma così state sommando errore ad errore! Il primo errore è stato che avete costruito un solido con due facce “buche” che quindi non è un poliedro, il secondo errore è che avete contato facce ciò che facce non sono e spigoli ciò che spigoli non sono”.

Tornata a casa ci ho pensato su.

E ho pensato che, in realtà, il loro doppio errore apre la strada ad una riflessione profonda, che vedrò di proporre loro nella prossima lezione. La caratteristica di Eulero non appartiene solo ai poliedri. Appartiene ad un qualsiasi grafo [4] disegnato su una superficie: V indicherà il numero dei nodi del grafo, S indicherà il numero degli archi che connettono i nodi, F indicherà il numero delle regioni in cui la superficie risulta divisa. Se il grafo sarà disegnato su una superficie omeomorfa alla sfera, V-S+F sarà uguale a 2; se il grafo sarà disegnato su una superficie omeomorfa ad un toro, V-S+F sarà uguale a 0. Gli alunni di questo gruppo, di fatto, non hanno costruito un poliedro; ma hanno comunque evidenziato, sulla superficie del loro solido, un grafo per il quale comunque vale la relazione di Eulero: grandi, no?

[1] Si tratta della classe terza C della Scuola secondaria di primo grado “Piero Calamandrei” di Chirignago, Venezia.

[2] Forse non è il caso di dire “solo”, visto che il primo matematico ad accorgersi di questo fatto è stato Eulero, vissuto nel XVIII secolo.

[3] Su carta isometrica gli alunni avevano disegnato, durante le lezioni immediatamente precedenti a questa, vari solidi, copiandoli dal vero da solidi costruiti da me giustapponendo vari cubetti.

[4] In realtà non è che sia proprio un grafo qualsiasi. Deve essere un grafo che assomiglia ad un poliedro…! Ogni spigolo deve essere adiacente ad esattamente due facce e contenere esattamente due vertici, dati due vertici deve esistere al massimo uno spigolo che li contenga entrambi, date due facce, deve esistere al massimo uno spigolo adiacente ad entrambe, ogni vertice deve essere adiacente ad almeno tre facce e ogni faccia deve contenere almeno tre vertici.

Omotetia per le vacanze

Uno dei compiti di queste vacanze, come sai, è costruire cinque diversi files con Geogebra e rispondere ad alcune domande.

Trovi di seguito le indicazioni da seguire per costruire i files e le domande a cui rispondere (meglio se creando una casella di testo all’interno del file di Geogebra o, in alternativa, sul quaderno). Mi raccomando: per ciascuna costruzione crea un diverso file e salva ciascuno di essi con un nome appropriato.

1. Costruire una prima omotetia e riconoscerla

Costruzione

Con lo strumento Punto disegna tre punti: A, B e C. Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo ABC. Con lo strumento Punto disegna un punto O all’esterno del poligono.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro A e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto D, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro D e passante per A.
Con lo strumento Intersezione individua il punto A’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro B e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto E, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro E e passante per B.
Con lo strumento Intersezione individua il punto B’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro C e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto F, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro F e passante per C.
Con lo strumento Intersezione individua il punto C’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.

Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo A’B’C’.

Domande

Con il procedimento indicato, hai costruito un triangolo A’B’C’ che corrisponde al triangolo ABC attraveso una omotetia.

1.1. Qual è il centro dell’omotetia?
1.2. Qual è il valore di questa omotetia?
1.3. Si tratta di una omotetia inversa o diretta?
1.4. Si tratta di un ingrandimento o di una riduzione?

2. Costruire una seconda omotetia e riconoscerla

Costruzione

Con lo strumento Punto disegna tre punti: A, B e C. Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo ABC. Con lo strumento Punto disegna un punto O all’esterno del poligono.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro O e passante per A.
Con lo strumento Intersezione individua il punto D, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro D e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto E, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro E e passante per D.
Con lo strumento Intersezione individua il punto A’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro O e passante per B.
Con lo strumento Intersezione individua il punto F, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro F e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto G, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro G e passante per F.
Con lo strumento Intersezione individua il punto B’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro O e passante per C.
Con lo strumento Intersezione individua il punto H, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro H e passante per O.
Con lo strumento Intersezione individua il punto I, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto disegna la circonferenza di centro I e passante per H.
Con lo strumento Intersezione individua il punto C’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.

Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo A’B’C’.

Domande

Con il procedimento indicato, hai costruito un triangolo A’B’C’ che corrisponde al triangolo ABC attraveso una omotetia.

2.1. Qual è il centro dell’omotetia?
2.2. Qual è il valore di questa omotetia?
2.3. Si tratta di una omotetia inversa o diretta?
2.4. Si tratta di un ingrandimento o di una riduzione?

3. Costruire una terza omotetia e riconoscerla

Costruzione

Con lo strumento Punto disegna tre punti: A, B e C. Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo ABC. Con lo strumento Punto disegna un punto O all’esterno del poligono.

Con lo strumento Segmento traccia il segmento AO.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento AO e chiamalo A’.

Con lo strumento Segmento traccia il segmento BO.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento BO e chiamalo B’.

Con lo strumento Segmento traccia il segmento CO.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento CO e chiamalo C’.

Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo A’B’C’.

Domande

Con il procedimento indicato, hai costruito un triangolo A’B’C’ che corrisponde al triangolo ABC attraveso una omotetia.

3.1. Qual è il centro dell’omotetia?
3.2. Qual è il valore di questa omotetia?
3.3. Si tratta di una omotetia inversa o diretta?
3.4. Si tratta di un ingrandimento o di una riduzione?

4. Costruire una quarta omotetia e riconoscerla

Costruzione

Con lo strumento Punto disegna tre punti: A, B e C. Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo ABC. Con lo strumento Punto disegna un punto O all’esterno del poligono.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per A e per O.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento AO e chiamalo D.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto costruisci la circonferenza di centro O e passante per D.
Con lo strumento Intersezione individua il punto A’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per A e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per B e per O.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento BO e chiamalo E.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto costruisci la circonferenza di centro O e passante per E.
Con lo strumento Intersezione individua il punto B’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per B e per O.

Con lo strumento Retta traccia la retta passante per C e per O.
Con lo strumento Punto medio o centro individua il punto medio del segmento CO e chiamalo F.
Con lo strumento Circonferenza – dati il centro e un punto costruisci la circonferenza di centro O e passante per F.
Con lo strumento Intersezione individua il punto C’, ulteriore intersezione di questa circonferenza con la retta passante per C e per O.

Con lo strumento Poligono costruisci il triangolo A’B’C’.

Domande

Con il procedimento indicato, hai costruito un triangolo A’B’C’ che corrisponde al triangolo ABC attraveso una omotetia.

4.1. Qual è il centro dell’omotetia?
4.2. Qual è il valore di questa omotetia?
4.3. Si tratta di una omotetia inversa o diretta?
4.4. Si tratta di un ingrandimento o di una riduzione?

5. Osservare le figure omotetiche

Con lo strumento Poligono disegna un pentagono.
Con lo strumento Punto disegna un punto esterno al pentagono e chiamalo O.
Seleziona il comando Slider. Fai click in un punto qualunque della vista grafica. Ti comparirà una finestra di controllo in cui dovrai selezionare la voce Numero, scegliere come nome k e come intervallo da -5 a +5, lasciando come incremento 0,1. Dopo aver cliccato su Applica, ti compare nella vista grafica una linea con un punto. Selezionando lo strumento Muovi puoi trascinare questo punto sulla linea; trascinandolo, cambia il valore del numero k. Muovi il punto dello slider fino ad ottenere k = 2.

Seleziona lo strumento Omotetia, poi seleziona il poligono, il punto O e (nella finestrella che ti chiede il Rapporto) digita k (proprio la stessa lettera che hai scelto prima), infine clicca su OK.

A questo punto Geogebra ti ha disegnato il pentagono che è il trasformato del tuo tramite l’omotetia di centro O e di rapporto k = 2.
Ma se adesso selezioni il comando Muovi e trascini il punto sullo slider, cambia il rapporto dell’omotetia e di conseguenza la figura creata. Funziona?

Domande

5.1. Esiste un valore di k per il quale la figura trasformata coincide con la figura originale? Se sì, che valore è?
5.2. Esiste un valore di k per il quale la figura trasformata si riduce ad un punto? Se sì, che valore é?
5.3. Per quali valori di k la figura trasformata è più piccola dell’originale?
5.4. Per quali valori di k la figura trasformata è più grande dell’originale?
5.5. Per quali valori di k la figura trasformata è congruente all’originale?

Con lo strumento Muovi trascina il punto O dentro il pentagono. Poi fai variare il valore di k trascinando il punto sullo slider.

5.6. Possiamo dire che ciascun lato della figura trasformata è perpendicolare al lato corrispondente nella figura originale?
5.7. Possiamo dire che ciascun lato della figura trasformata è parallelo al lato corrispondente nella figura originale?

Compiti – 2C – 25/05/2017

Omotetie

Ricorda:

  • una omotetia di centro O è una trasformazione che manda ogni punto P del piano in un punto P’ che si trova sulla retta OP;
  • se il rapporto dell’omotetia è positivo (+), il punto P’ si trova dalla stessa parte di P rispetto ad O;
  • se il rapporto dell’omotetia è negativo (-), il punto P’ si trova dalla parte opposta di P rispetto ad O;
  • il rapporto tra la lunghezza del segmento OP’ e la lunghezza del segmento OP è pari al valore assoluto del rapporto dell’omotetia (in altre parole: se il rapporto dell’omotetia è +4 o -4, la distanza di P’ da O è il quadruplo della distanza di P da O; se il rapporto dell’omotetia è -1/2 o +1/2, la distanza di P’ da O è la metà della distanza di P da O).

Esercizio 1

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto +1/4.

omo1

Esercizio 2

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto +3.

omo2

Esercizio 3

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto -1/3.

omo3

Esercizio 4

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto -2.

omo4

Compiti per il 22 maggio 2017- seconda C

Nell’ultima lezione di aritmetica abbiamo imparato come costruire segmenti aventi per lunghezza la radice quadrata di 2, di 3 e di tutti i numeri naturali.

Questi segmenti possono venir riportati sulla retta numerica (come abbiamo fatto in classe) o costruiti “uno attorno all’altro”, a formare una spirale: si parte da un triagolo rettangolo isoscele e si procede come ho accenntato in classe, disegnando così una figura che prende il nome di spirale di Teodoro.

Se la spiegazione in classe non è stata abbastanza chiara, o se vuoi approfondire l’argomento, ecco alcuni link che puoi consultare:

In questi link, non vengono date istruzioni precise a proposito di quali strumenti di GeoGebra utilizzare, ma solo riguardanti la costruzione geometrica: se sei in difficoltà, mandami un messaggio di posta elettronica, e ti invierò un videotutorial con le istruzioni precise.

Per il 22 maggio 2017 mi aspetto di ricevere (per posta elettronica o su una chiavetta usb) un tuo file, dove la spirale sia costruita almeno fino al segmento di lunghezza radicequadrata di 17.

Ecco alcuni dei disegni dei miei alunni di qualche anni fa:

Spirale di Massimiliano

Massimiliano, Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Gaia

Gaia, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Francesca

Francesca, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Davide

Davide, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Riccardo

Riccardo, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Irene ed Elisa

Irene ed Elisa, Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Martina

Martina, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Leonardo L.

Leonardo L., Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Andrea M.

Andrea M., Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Andrea

Andrea D.M., Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Aurora e Matilde

Aurora e Matilde, Geogebra, Spirale di Teodoro


La seguente immagine non è di un alunno, ma di una collega: grazie a Daniela Molinari, che i miei studenti conoscono già per le sue recensioni su amolamatematica.it.
Daniela ha lasciato tutti gli elementi della costruzione e ha colorato nello stesso modo tutti i triangoli. A mio parere l’effetto è quello di lasciare che siano evidenti (dalla costruzione, appunto) le proprietà della figura e di dare un’immagine complessiva della spirale, piuttosto che dei suoi singoli spicchi.

Spirale di Teodoro di Cirene; Daniela Molinari; Geogebra.

Daniela Molinari, Geogebra, spirale di Teodoro

 

 

 

 

Simmetrie

Dalle classi seconda C e terza C dell’anno scolastico 2016 / 2017 della Scuola secondaria di primo grado “Piero Calamandrei” di Venezia Chirignago alcune interpretazioni della simmetria ottenute grazie a GeoGebra.

Compiti per l’11 gennaio 2017, classe 2ª C

Ricopia sul quaderno le figure disegnate sul secondo volume del libro di geometria alle seguenti pagine:

  • pagina G90, figure dell’esercizio numero 3;
  • pagina G219, figure degli esercizi numero 1 e 4;
  • pagina G214 figure degli esercizi numero 1, 2, 3 e 4;
  • pagina G215, figure degli esercizi numero 5, 6, 7 e 8.

Di ciascuna figura disegnata sul tuo quaderno, misura l’area in centimetri quadrati, come abbiamo fatto in classe.

Compiti per il 21 dicembre 2016, classe 2ª C

Osserva la figura.
I segmenti AB, AC, AD, AE sono tutti uguali.
In particolare, se usiamo come unità di misura il lato di un quadretto, sono tutti lunghi 5.

Osserva bene come sono posti i loro estremi rispetto agli incroci dei quadretti.
Riproduci la figura sul tuo quaderno, rispettando gli incroci con i quadretti.

Rombi

Riesci a disegnare un rombo che abbia uno dei lati messo (rispetto ai quadretti) come AB, ossia orizzontale e lungo 5?
Uno solo o anche di più?
Disegna tutti i rombi che riesci, diversi tra loro, con un lato messo come il segmento AB.

Riesci a disegnare un rombo che abbia uno dei lati messo (rispetto ai quadretti) come AC, ossia verticale e lungo 5?
Uno solo o anche di più?
Disegna tutti i rombi che riesci, diversi tra loro, con un lato messo come il segmento AC.

Riesci a disegnare un rombo che abbia uno dei lati messo (rispetto ai quadretti) come AD, ossia con coefficiente angolare sx3 giù4 e lungo 5?
Uno solo o anche di più?
Disegna tutti i rombi che riesci, diversi tra loro, con un lato messo come il segmento AD.

Riesci a disegnare un rombo che abbia uno dei lati messo (rispetto ai quadretti) come AE, ossia con coefficiente angolare sx4 giù3 e lungo 5?
Uno solo o anche di più?
Disegna tutti i rombi che riesci, diversi tra loro, con un lato messo come il segmento AE.

 

 

 

 

 

 

Compiti per il 22 novembre 2016, classe 3ª C

Il compito consiste nella costruzione di un file con GeoGebra e nel rispondere ad alcune domande. Potrai rispondere alle domande creando un Testo all’interno del file di GeoGebra, oppure (se mi invii il file tramite posta elettronica), nel messaggio al quale allegherai il file.

Ricordati della regola che ci siamo dati per i nomi dei files: in questo caso dovrà essere cognome_nome_3c_omotetia.ggb

Costruisci un file di GeoGebrea per studiare le omotetie, utilizzando gli strumenti Slider e Omotetia

Osservare le figure omotetiche

Con lo strumento Poligono disegna un pentagono.
Con lo strumento Punto disegna un punto esterno al pentagono e chiamalo O.
Seleziona il comando Slider. Fai click in un punto qualunque della vista grafica. Ti comparirà una finestra di controllo in cui dovrai selezionare la voce Numero, scegliere come nome k e come intervallo da -4 a +4, lasciando come incremento 0,1. Dopo aver cliccato su Applica, ti compare nella vista grafica una linea con un punto. Selezionando lo strumento Muovi puoi trascinare questo punto sulla linea; trascinandolo, cambia il valore del numero k. Muovi il punto dello slider fino ad ottenere k = 2.

Seleziona lo strumento Omotetia, poi seleziona il poligono, il punto O e (nella finestrella che ti chiede il Rapporto) digita k (proprio la stessa lettera che hai scelto prima), infine clicca su OK.

A questo punto Geogebra ti ha disegnato il pentagono che è il trasformato del tuo tramite l’omotetia di centro O e di rapporto k = 2.
Ma se adesso selezioni il comando Muovi e trascini il punto sullo slider, cambia il rapporto dell’omotetia e di conseguenza la figura creata. Funziona?

Domande

5.1. Esiste un valore di k per il quale la figura trasformata coincide con la figura originale? Se sì, che valore è?
5.2. Esiste un valore di k per il quale la figura trasformata si riduce ad un punto? Se sì, che valore é?
5.3. Per quali valori di k la figura trasformata è più piccola dell’originale?
5.4. Per quali valori di k la figura trasformata è più grande dell’originale?
5.5. Per quali valori di k la figura trasformata è congruente all’originale?

Con lo strumento Muovi trascina il punto O dentro il pentagono. Poi fai variare il valore di k trascinando il punto sullo slider.

5.6. Possiamo dire che ciascun lato della figura trasformata è perpendicolare al lato corrispondente nella figura originale?
5.7. Possiamo dire che ciascun lato della figura trasformata è parallelo al lato corrispondente nella figura originale?

Compiti per il 16 novembre 2016, classe 3ª C

Omotetie

Ricorda:

  • una omotetia di centro O è una trasformazione che manda ogni punto P del piano in un punto P’ che si trova sulla retta OP;
  • se il rapporto dell’omotetia è positivo (+), il punto P’ si trova dalla stessa parte di P rispetto ad O;
  • se il rapporto dell’omotetia è negativo (-), il punto P’ si trova dalla parte opposta di P rispetto ad O;
  • il rapporto tra la lunghezza del segmento OP’ e la lunghezza del segmento OP è pari al valore assoluto del rapporto dell’omotetia (in altre parole: se il rapporto dell’omotetia è +4 o -4, la distanza di P’ da O è il quadruplo della distanza di P da O; se il rapporto dell’omotetia è -1/2 o +1/2, la distanza di P’ da O è la metà della distanza di P da O).

Esercizio 1

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto +1/4.

omo1

Esercizio 2

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto +3.

omo2

Esercizio 3

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto -1/3.

omo3

Esercizio 4

Ricopia sul quaderno la figura, contando bene i quadretti (ad ogni quadretto sulla figura, fai corrispondere un quadretto sul quaderno).

Disegna il poligono A’B’C’D’E’, immagine di ABCDE in una omotetia di centro O e rapporto -2.

omo4

Compiti per il 16 novembre 2016, classe 2ª C

Rotazioni

Con riga, compasso e goniometro, sul foglio che ti è stato consegnato dall’insegnante, disegna l’immagine ruotata di 70°, in senso orario.

Se non ti è ancora chiaro come usare il compasso e il goniometro, forse questo video potrebbe aiutarti.

Compiti per il 9 novembre 2016, classe 2ª C

Rotazioni

Costruisci un file con GeoGebra in cui si veda un poligono (a tuo piacimento), ruotare di un angolo variabile α, di un angolo triplo di α e di un angolo ampio 5 volte α.

Per farlo, puoi cercre di ricordarti quanto abbiamo visto in classe venerdì 4 novembre, oppure guardare il seguente videotutorial.

Una volta costruito il file, modifica l’angolo o sposta il centro di rotazione per poter rispondere, sul quaderno, alle seguenti domande:

  1. Per quali valori dell’ampiezza dell’angolo α il poligono e le sue tre immagini ruotate sono tutti sovrapposti?
  2. Ci sono dei valori dell’ampiezza dell’angolo α per i quali le tre immagini del poligono sono tra loro sovrapposte senza essere sovrapposte al poligono originale? Quali?
  3. Ci sono dei valori dell’ampiezza dell’angolo α per i quali due delle tre immagini del poligono sono tra loro sovrapposte senza essere sovrapposte al poligono originale? Quali?
  4. Che cosa succede se sposti il centro di rotazione fino a farlo coincidere con uno dei vertici del poligono originale?
  5. Che cosa succede se sposti il centro di rotazione fino a farlo diventare interno al poligono originale?

Compiti per l’11 novembre 2016, classe 3ª C

Misure ISO 216 serie A

Qui di seguito sono date le dimensioni, espresse in millimetri, dei lati dei fogli di diversi formati standard, dall’A0 all’A10 (i più comunemente usati, anche dalla macchina fotocopiatrice che abbiamo a scuola, sono i formati A3 e A4).

formato dimensioni area rapporto tra le dimensioni
A0 841 × 1189    
A1 594 × 841    
A2 420 × 594    
A3 297 × 420    
A4 210 × 297    
A5 148 × 210    
A6 105 × 148    
A7 74 × 105    
A8 52 × 74    
A9 37 × 52    
A10 26 × 37    

Per ciascuno di questi formati calcola (anche aiutandoti con la calcolatrice):

  • l’area del foglio
  • il rapporto tra le due dimensioni.

Copia la tabella sul quaderno, inserendo nelle due colonne vuote i risultati dei tuoi calcoli.

Compiti per il 30 maggio – prima C

Altezze e ortocentro di un triangolo

Disegna, con GeoGebra, un triangolo, le sue altezze e il suo ortocentro. Fammi avere il tuo file tramite posta elettronica o salvata su una chiavetta usb.

Puoi guardare il videotutorial incorporato alla fine di questo articolo, ovviamente. Altrettanto ovviamente potrai scegliere i colori che preferisci.

Una volta terminata la costruzione, fai misurare a GeoGebra gli angoli del tuo triangolo. Muovi i vertici del triangolo e osserva dove va a finire l’ortocentro quando il triangolo è acutangolo, ottusangolo o rettangolo. Per “dove va a finire” intendo in particolare se è un punto interno al triangolo, esterno al triangolo o proprio appartenente alla linea spezzata che delimita il triangolo.

Fai la stessa cosa con i files che hai precedentemente costruito con le bisettrici, gli assi e le mediane dei triangoli.

Copia sul un foglio (intestato con il tuo nome e il tuo cognome, perché me lo consegnerai) tre tabelle simili a queste, compilandole in base alle tue osservazioni (scrivendo “sì” o “no” in ciascuna casella):

Ortocentro

L’ortocentro è il punto di incontro delle altezze (o dei loro prolungamenti) di un triangolo.

  è interno? è esterno? è sulla spezzata?
triangoli acutangoli      
triangoli ottusangoli      
triangoli rettangoli      

Baricentro

Il baricentro è il punto d’incontro delle mediane di un triangolo.

  è interno? è esterno? è sulla spezzata?
triangoli acutangoli      
triangoli ottusangoli      
triangoli rettangoli      

Incentro

L’incentro è il punto d’incontro delle bisettrici di un triangolo.

  è interno? è esterno? è sulla spezzata?
triangoli acutangoli      
triangoli ottusangoli      
triangoli rettangoli      

Circocentro

Il circocentro è il punto d’incontro degli assi di un triangolo.

  è interno? è esterno? è sulla spezzata?
triangoli acutangoli      
triangoli ottusangoli      
triangoli rettangoli      

Le piastrelle del palazzo di Policrate

Nel 2013 la professoressa Ornella Robutti ha pubblicato un video sul teorema di Pitagora in cui si narra, tra storia e leggenda, di “come Pitagora sia pervenuto al celebre teorema che porta il suo nome e come sia possibile dimostrarlo con un semplice ragionamento geometrico”.

Gli alunni della seconda C dell’anno scolastico 2015 / 2016 hanno guardato questo video e poi, divisi in gruppi, ne hanno preparato un remake, partendo da alcune “piastrelle” da me disegnate. Il resto è tutta farina del loro sacco. Ogni gruppo ha letto alla classe, prima di girare il video, il testo che aveva preparato, giusto per farsi dire dai compagni se fosse sufficientemente chiaro.

Io sono molto soddisfatta, forse perché mi accontento di poco…

Video scritto e girato da Beatrice Bolognato, Gianluca Costa, Riccardo Zamengo e Sara Akremi

Video scritto e girato da Amadai Primac, Giulia Semenzato e Daniel Ferro

Video scritto e girato da Fabio Cavaciocchi, Giorgia Perugini, Alvise Lamon e Valentina Gasi

Video scritto e girato da Emma Gabana, Filippo Bortolami e Dylan Polgampolage

Video scritto e girato da Gaia Gallo, Jacopo Vesco, Irene Favaretto e Jennifer Dentici

Video scritto e girato da Gabriele Pedullà, Chiara Comellato, Emma Frigo ed Erik Amurri

La spirale degli irrazionali

A dispetto del nome, non si tratta di una via senza uscita in cui finiscono le persone che non usano la ragione, ma di un semplice disegno in cui, a partire da un triangolo rettangolo isoscele di lato unitario, si tracciano segmenti aventi per lunghezza la radice quadrata di 2, di 3 e di tutti i numeri naturali.

In realtà, da qualche parte bisogna pur fermarsi, ma possiamo pensare di procedere con la costruzione all’infinito.

Sono cosciente che si tratta di una mia (piccola) mania, di un disegno in cui io vedo una bellezza e una profondità che forse in realtà non sono così evidenti, però diciamo almeno che non sono sola! E’ vero che io sono arrivata al punto (come – con mia somma gioia – qualcuno dei miei alunni ha notato) di utilizzare questa spirale come icona che rappresenta la mia utenza in vari blog o social network, ma sono in molti ad averla studiata, a partire da un certo Teodoro di Cirene.

Qui alcuni link che potete consultare per saperne di più:

Qui un video pubblicato su Imaginary, un sito di matematica “aperta e interattiva”:

E qui invece alcuni disegno degli alunni della classe seconda C (anno scolastico 2015 / 2016):

Qui puoi vedere le stesse immagini in uno slideshow:

Compiti per il 20 maggio – seconda C

Nell’ultima lezione di geometria, a partire da una domanda di Beatrice (smettetela di maledirla), vi ho insegnato come costruire segmenti aventi per lunghezza la radice quadrata di 2, di 3 e di tutti i numeri naturali.

Per costruire questi segmenti si parte da un triagolo rettangolo isoscele e si procede seguendo le istruzioni che vi ho dato in classe, disegnando così una figura che prende il nome di spirale di Teodoro.

Se la spiegazione in classe non è stata abbastanza chiara, o se vuoi approfondire l’argomenti, ecco alcuni link che puoi consultare:

Ad ogni modo, per il 20 maggio 2016 mi aspetto un tuo file, dove la spirale sia costruita almeno fino al segmento di lunghezza radicequadrata di 17.

Ecco alcuni dei disegni dei miei alunni di qualche anni fa:

Spirale di Massimiliano

Massimiliano, Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Gaia

Gaia, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Francesca

Francesca, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Davide

Davide, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Riccardo

Riccardo, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Irene ed Elisa

Irene ed Elisa, Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Martina

Martina, Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Leonardo L.

Leonardo L., Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Andrea M.

Andrea M., Geogebra, Spirale di Teodoro

Spirale di Andrea

Andrea D.M., Geogebra, spirale di Teodoro

Spirale di Aurora e Matilde

Aurora e Matilde, Geogebra, Spirale di Teodoro


La seguente immagine non è di un alunno, ma di una collega: grazie a Daniela Molinari, che i miei studenti conoscono già per le sue recensioni su amolamatematica.it.
Daniela ha lasciato tutti gli elementi della costruzione e ha colorato nello stesso modo tutti i triangoli. A mio parere l’effetto è quello di lasciare che siano evidenti (dalla costruzione, appunto) le proprietà della figura e di dare un’immagine complessiva della spirale, piuttosto che dei suoi singoli spicchi.

Spirale di Teodoro di Cirene; Daniela Molinari; Geogebra.

Daniela Molinari, Geogebra, spirale di Teodoro

 

 

 

 

Compiti per il 9 maggio – prima C

Bisettrici e incentro di un triangolo

Disegna, con GeoGebra, un triangolo, le sue bisettrici e il suo incentro.

Se vuoi scoprire perché l’incentro si chiama proprio così, prosegui con la costruzione della circonferenza inscritta, seguendo le istruzioni date in questo videotutorial:

Assi e circocentro di un triangolo

Disegna, con GeoGebra, un triangolo, i suoi assi e il suo circocentro.

Se vuoi scoprire perché il circocentro si chiama proprio così, prosegui con la costruzione della circonferenza circoscritta, seguendo le istruzioni date in questo videotutorial:

Compiti per il 29 aprile – seconda C

Il teorema di Pitagora

Le ultime attività svolte in classe (e gli ultimi compiti che hai fatto a casa) ti hanno introdotto al teorema di Pitagora, il cui enunciato può essere espresso così:

Dato un qualsiasi triangolo rettangolo, il quadrato costruito sulla sua ipotenusa è equivalente alla somma dei quadrati costruiti sui suoi cateti.

o così:

Dato un qualsiasi triangolo rettangolo, l’area del quadrato costruito sulla sua ipotenusa è uguale alla somma delle aree dei quadrati costruiti sui suoi cateti.

L’autrice del video che ti propongo di guardare per la prossima volta ha cercato di immaginare come Pitagora sia giunto alla dimostrazione di questo teorema (già noto non solo ai Greci ma anche in culture più antiche) guardando le piastrelle del pavimento del palazzo di Policrate, il tiranno di Samo da cui poi Pitagora fuggì, riparando a Crotone, in Magna Grecia.

Guardalo e riguardalo con attenzione, perché in classe vi chiederò di preparare un video simile a questo, che però sfrutti mattonelle di cartoncino, invece che mattonelle virtuali costruite con GeoGebra

Il teorema di Pitagora: la storia di una semplice dimostrazione, di Ornella Robutti

Compiti per il 27 aprile – prima C

Triangoli con GeoGebra

Innanzitutto, per chi non avesse ancora scaricato GeoGebra, questo il link al sito ufficiale, da cui scaricare il programma per installarlo sul proprio dispositivo. Come vi ho già più volte detto, vi prego, in questa prima fase di ricerca su internet ed installazione sul vostro dispositivo, di farvi aiutare da un adulto.

Il primo video incorporato in questo articolo ti ricorda come disegnare con GeoGebra triangoli isosceli, equilateri e rettangoli.
Il secondo video incorporato in questo articolo ti insegna cosa sono e come disegnare con GeoGebra triangoli emiequilateri e triangoli rettangoli isosceli.

Puoi spedirmi il tuo file al mio indirizzo di posta elettronica o consegnarmelo in classe su una chiavetta usb.

Compito

Crea un file con GeoGebra; dagli nome “cognome-nome-1c-triangoli”; l’estensione del file dovrà essere “ggb”. Sul file dovanno essere presenti i disegni e le risposte in forma completa (in modo tale che possa capire di che cosa stai parlando anche qualcuno che non ha letto le domande).

Disegna un triangolo isoscele (ossia un triangolo con due lati uguali).
Fai misurare a GeoGebra i suoi tre angoli interni. Che cosa noti?

Disegna un triangolo equilatero (ossia un triangolo con tre lati uguali).
Fai misurare a GeoGebra i suoi tre angoli interni. Che cosa noti?

Disegna un triangolo rettangolo, partendo da uno dei suoi cateti. Non nascondere le linee di costruzione.
Fai misurare a GeoGebra l’angolo retto.

Disegna un triangolo rettangolo, partendo dalla sua ipotenusa. Non nascondere le linee di costruzione.
fai misurare a GeoGebra l’angolo retto di questo triangolo.

Disegna un triangolo emiequilatero.
Fai misurare a GeoGebra i suoi angoli. Che cosa noti?

Disegna un triangolo rettangolo isoscele.
Fai misurare a GeoGebra i suoi angoli. Che cosa noti?

Come disegnare triangoli isosceli, equilateri e rettangoli

Come disegnare triangoli emiequilateri e triangoli rettangoli isosceli