Lenguaje matemático

Día a día utilizamos el lenguaje coloquial para describir situaciones a través de las palabras; sin embargo, muchas de estas palabras expresan problemas que pueden ser traducidas al lenguaje matemático: un lenguaje universal formado por números, letras y símbolos especiales que nos permite entender conceptos complejos en términos precisos.

¿QUÉ ES?

Es el conjunto de símbolos, operaciones y reglas que se utilizan para expresar y resolver problemas matemáticos. Este tipo de lenguaje se basa en la lógica y la precisión. Además, puede ser utilizado por cualquier persona, independientemente de su idioma o cultura.

El lenguaje matemático también es conocido como lenguaje simbólico, ya que sirve para expresar ideas, conceptos y operaciones matemáticas mediante uno o más símbolos.

CARACTERÍSTICAS

Se basa en un sistema de símbolos y fórmulas en lugar de palabras para comunicar ideas y conceptos de manera más clara y precisa.
Todos los símbolos se utilizan de forma rigurosa para representar una idea o concepto específico.
Se utiliza en todo el mundo.
Elimina detalles irrelevantes y se enfoca en los conceptos y las relaciones más significativas.
Se basa en la lógica y la deducción para establecer y demostrar una afirmación matemática.

SÍMBOLOS MATEMÁTICOS

Son un componente clave en este tipo de lenguaje. Los símbolos matemáticos nos ayudan a representar conceptos abstractos como números, operaciones, funciones, relaciones, probabilidad, etc. Los símbolos más comunes son los siguientes:

Lenguaje matemático	Lenguaje coloquial
+	Suma/Adición/Aumentar
−	Resta/Sustracción/Diferencia
×	Multiplicación/Producto
÷	División/Cociente
=	Igual
±	Más menos
%	Porcentaje
>	Mayor que
<	Menor que
≥	Mayor o igual qué
≤	Menor o igual qué
∑	Sumatoria
√	Raíz cuadrada
≡	Equivalencia
≠	Desigualdad
π	Pi
∞	Infinito
ƒ	Función
∫	Integral

NOTACIÓN

Es una parte importante del lenguaje matemático, se utiliza para simplificar la representación de conceptos complejos; por ejemplo, la fórmula del teorema de Pitágoras (a² + b² = c²) es más fácil de recordar y aplicar que una explicación verbal del mismo.

IMPORTANCIA

Es esencial en áreas como la física, la ingeniería, la economía, la informática, la química y muchas otras disciplinas científicas debido a que las fórmulas y los símbolos matemáticos se utilizan para modelar y resolver problemas complejos en estas áreas.

También es importante en la educación. Los niños aprenden a leer, escribir y hablar en este lenguaje desde una edad temprana, inicialmente manejan los números y la aritmética básica y, a medida que avanzan, usan ecuaciones y fórmulas para resolver problemas más complejos. De igual forma, durante su progreso estudiantil, también aprenden otras áreas de las matemáticas, como la geometría, la trigonometría y el álgebra, las cuales necesitan del lenguaje matemático para ser comprendidas.

El lenguaje matemático es una valiosa herramienta para resolver problemas. Así, por ejemplo, en lugar de escribir “el doble de siete es catorce”, podemos escribir “7 × 2 = 14”.

EVOLUCIÓN

• Edad Antigua: las matemáticas se expresaban en lenguaje verbal y pictórico. Los egipcios utilizaban jeroglíficos para representar números y problemas matemáticos, mientras que los babilonios empleaban tablas para realizar cálculos.

• Grecia Clásica: los matemáticos empezaron a utilizar la notación simbólica para representar las matemáticas de forma más rigurosa; por ejemplo, Euclides utilizó símbolos para los conceptos básicos de geometría, como las líneas, ángulos y triángulos.

• Edad Media: la incorporación de la numeración árabe y la invención del álgebra marcaron un paso importante en la forma en que se representaban las matemáticas.

• Renacimiento: en este período se volvió más formal y preciso. Los matemáticos comenzaron a utilizar símbolos especiales para operaciones matemáticas y a representar las relaciones entre las variables.

• Siglo XVIII: el cálculo y la geometría analítica se desarrollaron como disciplinas principales de las matemáticas. La notación simbólica se hizo más compleja y sofisticada para representar conceptos abstractos y complicados.

• Siglo XIX: la teoría de conjuntos y la lógica matemática se convirtieron en disciplinas importantes. El lenguaje matemático se hizo aún más exacto y formal gracias a la introducción de la notación moderna de conjunto y de la teoría de funciones.

• Siglo XX: la informática y la estadística se expandieron, lo que llevó a la creación de nuevas disciplinas que utilizan un lenguaje simbólico, como la lógica matemática, la teoría de la computación y la estadística matemática. En la actualidad, sigue evolucionando para adaptarse a las nuevas tecnologías y a los avances de la investigación.

Ejemplo

Representemos en lenguaje matemático las siguientes expresiones:

Un número	$x$
Un número más cien	$x+100$
El siguiente de un número	$x+1$
El anterior de un número	$x-1$
Siete veces un número	$7x$
El producto de dos números	$x\times y$
La diferencia de dos números	$x-y$
Un número disminuido en cinco unidades	$x-5$
El cubo de un número	$x^{3}$
La cuarta parte de un número	$\frac{x}{4}$
El cociente entre un número y seis es igual a dos	$\frac{x}{6}=2$
Un número menos cincuenta es igual treinta	$x-50=30$
La raíz cuadrada de un número es ocho	$\sqrt{x}=8$

¿Sabías qué?

La palabra “cálculo” proviene del latín calcŭlus, que significa “piedra pequeña”. Antes de que los árabes introdujeran los números indo-arábigos, los antiguos romanos usaban piedras pequeñas para contar y hacer cálculos matemáticos. Estos procedimientos se realizaban en un ábaco, que es un instrumento de operaciones aritméticas sencillas que utiliza cuentas para representar números.

El origen de los símbolos

Muchos de los símbolos matemáticos tienen su origen en la palabra o concepto que representan. Por ejemplo, el símbolo “+” proviene del latín plus, que significa “más”; el símbolo “-” proviene del latín minus, que significa “menos”, y el símbolo “=” proviene del latín aequalitas, que significa “igualdad”.

¡A practicar!

1. Escribe en lenguaje matemático las siguientes expresiones.

El doble de un número.
El quíntuple de un número.
Un tercio de un número.
La raíz cuadrada de un número.
La raíz cúbica del producto de dos números.
La suma de los cuadrados de dos números.
La mitad de un número más diez.
El doble de un número menos su mitad.

Área y perímetro de las figuras planas

Se conoce como figuras planas a las representaciones geométricas bidimensionales básicas, dichas figuras disponen de un perímetro y un área.

El perímetro de una figura se define como la suma de los lados que dibujan su contorno, mientras que el área es la medida de su superficie.

A continuación se presentan las distintas figuras geométricas con sus respectivos perímetros y áreas.

Figura	Elementos	Perímetro	Área
Triángulo	b = base h = altura a = lado 1 b = lado 2 c = lado 3	$P=a+b+c$	$A=\frac{b\times h}{2}$
Cuadrado	a = lado	$P=4\times a$	$A=a\times a=a^{2}$
Rectángulo	b = base h = altura	$P=2(b+h)$	$A=b\times h$
Rombo	a = lados d = diagonal menor D = diagonal mayor	$P=4\times a$	$A=\frac{D\times d}{2}$
Romboide	b = base h = altura a = lado	$P=2(a+b)$	$A=b\times h$
Trapecio	a = lado 1 b = lado 2 c = lado 3 d = lado 4 h = altura	$P=a+b+c+d$	$A=\frac{b+d}{2}\times h$

Ciervo de los pantanos

Este es el más grande de los ciervos sudamericanos. Puede alcanzar una altura de 1,2 m y un peso de entre 100 y 150 kg. La coloración de su pelaje es rojiza en primavera y verano, pero se vuelve más marrón durante el invierno, se caracteriza por sus patas inferiores negras. Come hojas, plantas acuáticas y raíces.

FICHA TAXONÓMICA
Reino	Animalia
Filo	Chordata
Clase	Mammalia
Orden	Artiodactyla
Familia	Cervidae
Subfamilia	Capreolinae
Género	Blastocerus
Especie	Blastocerus dichotomus

Los machos pueden desarrollar astas de hasta 60 cm de longitud con 8 puntas.

Área de distribución

El área de distribución del ciervo de los pantanos generalmente se limita a Paraguay, Brasil y Argentina, aunque todavía hay pequeños focos de estos animales en los humedales de Bolivia y Perú.

Específicamente se encuentra en parches de sabana a lo largo de los márgenes del sur de Perú y del sur de Brasil a través del noreste de Argentina. Aunque anteriormente también se conocía en Uruguay, probablemente ahora esté extinto allí. El área de distribución principal está definida por las cuencas de los ríos Paraguay y Paraná.

El ciervo de los pantanos pasta en aguas poco profundas y marismas, y sus cascos están especialmente adaptados para este tipo de hábitat.

Descripción física

El pelaje es de color marrón rojizo en el verano y se torna de un marrón más oscuro en el invierno. La cola es de color naranja rojizo, tupida y de 10 a 15 cm de largo. Tiene patas grandes con una membrana elástica entre las pezuñas, lo que puede ayudar a evitar que se hunda en el lodo de su hábitat pantanoso. Las patas son negras debajo de las articulaciones del carpo y el tarso. Tiene una banda negra en el hocico, anillos oculares y bordes de las orejas de color blanco. Su peso oscila entre los 89 hasta los 125 kg.

Hábitos de reproducción

La reproducción del ciervo de los pantanos suele ocurrir entre octubre y noviembre. El macho no muda sus astas en ninguna época del año y puede retenerlas por casi dos años. El cervatillo nace con la misma coloración del adulto, pero sin manchas.

El período de gestación puede durar hasta un año.

Comportamiento

La especie es generalmente crepuscular. Algunas poblaciones son diurnas o nocturnas, esto varía según la temporada y la presión de caza. El ciervo de los pantanos suele tener hábitos solitarios o en pequeños grupos de dos a cinco individuos, y ocasionalmente se observan grupos más grandes.

En la temporada seca se lo ubica cerca del agua. Los machos tienen áreas de distribución más amplias que las hembras.

¿Sabías qué?

La densidad poblacional media en la temporada seca y de inundaciones en la cuenca del río Paraná fue de 0,50 a 0,54 ciervos/km² entre 1995 y 1996.

Hábitos alimenticios

Al igual que otros ciervos es herbívoro, pero consume principalmente vegetación acuática y ribereña. Entre las plantas que consume se encuentran los nenúfares y otras hojas, pasto y ramoneo.

La hierba constituye aproximadamente el 50 % de su dieta y las legumbres el 31 %.

Estado de conservación

El ciervo de los pantanos ha sufrido los efectos de la caza descontrolada y la destrucción de su hábitat, lo que ha dado lugar a poblaciones pequeñas y muy fragmentadas. Los proyectos hidráulicos actuales, como el proyecto Hidrovia en los ríos Paraguay y Paraná, amenazan gran parte de lo que queda del hábitat.

La represa de Yacyretá, en la frontera entre Argentina y Paraguay, ha provocado una gran pérdida de su hábitat debido al cambio en los niveles de agua. El drenaje de las marismas para el cultivo del arroz también es un problema. Las poblaciones de ciervos de los pantanos también se han visto reducidas por las enfermedades del ganado, a las que son bastante susceptibles.

El ciervo de los pantanos se encuentra catalogado como vulnerable en la Lista Roja de la IUCN.

Importancia económica

El ciervo de los pantanos es un animal cazado por su carne y por deporte, y no se han reportado impactos negativos sobre las actividades humanas. A pesar de que los ungulados silvestres a veces compiten con el ganado por el forraje y pueden servir como reservorios de enfermedades, la preferencia de esta especie por el hábitat de humedales puede limitar el contacto con algunos tipos de ganado.

Gráfico circular

Los datos estadísticos pueden observarse de forma clara si los representamos en gráficos, de los cuales el circular es uno de los más usados. Este tipo de representación consiste es un círculo dividido en áreas proporcionales a la frecuencia de datos o porcentajes de una categoría. Son de gran ayuda para comparar partes de un todo.

Los gráfico estadísticos son herramientas visuales que nos permiten organizar y expresar datos de forma sencilla y clara; pueden ser lineales, de barras o circulares.

¿Qué es el gráfico circular?

Un gráfico circular, también denominado diagrama de pastel o gráfico de torta, es una representación gráfica en forma de círculo que se usa para comparar porcentajes o frecuencias respecto a un total de datos. El área de todo el círculo es igual al total de datos (100 %) y el área de cada porción del círculo representa el porcentaje de una categoría.

Los gráficos circulares tienen un título, una leyenda y unas etiquetas que muestran los porcentajes o valores de las variables.

– Ejemplo:

En este gráfico podemos ver que el 60 % de la población mundial reside en Asia, el 17 % en África, el 10 % en Europa, el 8 % en Latinoamérica y el Caribe; y el 5 % en América del Norte y Oceanía.

¿Sabías qué?

La invención del gráfico circular se le atribuye al ingeniero escocés y economista político William Playfair.

Tipos de gráficos circulares

Los diagramas de torta no siempre son iguales. Además del circular, también los hay de anillo, semicirculares o irregulares.

¿Cómo construir un gráfico circular?

1. Organiza las frecuencias relativas y absolutas de los datos.

Esta tabla muestra las edades de 30 estudiantes de un curso de inglés.

Edad	Frecuencia absoluta	Frecuencia relativa
14	5	5/30 = 0,2
15	12	12/30 = 0,4
16	10	10/30 = 0,3
17	3	3/30 = 0,1
Total	30	1

La frecuencia absoluta corresponde a la cantidad de veces que se repite una variable, por ejemplo, en el curso de inglés hay 5 estudiantes con 14 años. Por otro lado, la frecuencia relativa corresponde a la parte del total que representa cada valor de la variable. La suma de todas las frecuencias relativas es igual a 1.

2. Halla el porcentaje de cada variable.

Las frecuencias relativas pueden expresarse como un porcentaje si se multiplica cada valor por 100.

Edad	Frecuencia absoluta	Frecuencia relativa	Porcentaje
14	5	5/30 ≈ 0,2	20 %
15	12	12/30 = 0,4	40 %
16	10	10/30 ≈ 0,3	30 %
17	3	3/30 = 0,1	10 %
Total	30	1	100 %

3. Calcula el ángulo central de cada variable.

Los círculos tienen 360°, así que para ilustrar los datos en un gráfico circular debemos conocer los grados que representa cada sector de una variable en dicho círculo. Este cálculo consiste en multiplicar la frecuencia relativa por 360°. Por ejemplo, 0,2 × 360° = 72°.

Edad	Frecuencia absoluta	Frecuencia relativa	Porcentaje	Grados
14	5	5/30 ≈ 0,2	20 %	72°
15	12	12/30 = 0,4	40 %	144°
16	10	10/30 ≈ 0,3	30 %	108°
17	3	3/30 = 0,1	10 %	36°
Total	30	1	100 %	360°

4. Traza una circunferencia y uno de sus radios.

Usa el compás para dibujar una circunferencia, luego traza una línea recta desde el centro hasta el borde de la figura, ese será el radio.

5. Mide los ángulos.

A partir del radio, y con la ayuda de un transportador, marca los grados calculados anteriormente. Hazlo de mayor a menor y en sentido horario. Asigna a cada área de la circunferencia un color diferente.

6. Identifica cada sector del gráfico.

Escribe las etiquetas de los datos en porcentaje, el título y la leyenda según los colores que hayas usado en cada sector.

De esta manera podemos observar fácilmente que el 40 % de los estudiantes del curso de inglés tiene 15 años, mientras que el 30 % tiene 16 años, el 20 % tiene 14 años y el 10 % tiene 17 años.

– Ejemplo:

La siguiente tabla muestra la cantidad de diversos sabores de helado en una heladería, así como el porcentaje de cada variable y los grados que representan.

Sabor de helado	Frecuencia absoluta	Frecuencia relativa	Porcentaje	Grados
Chocolate	60	60/250 ≈ 0,2	20 %	72°
Mantecado	90	90/250 ≈ 0,4	40 %	144°
Fresa	50	50/250 = 0,2	20 %	72°
Colita	50	50/250 = 0,2	20 %	72°
Total	250	1	100 %	360°

El gráfico circular se muestra a continuación:

¿Cuándo utilizar gráficos circulares?

Este tipo de gráfico estadístico es muy útil para contrastar proporciones de un total siempre y cuando las categorías sean pocas, pues no es recomendable usarlo si hay muchas variables ya que genera confusión y el resultado podría ser incomprensible.

Ondas sonoras

El sonido es producido por fuentes vibrantes colocadas en un medio que por lo general suele ser el aire, pero puede ser cualquier gas, líquido o sólido. Un objeto que vibra en el aire produce ondas de sonido a través del desplazamiento de las capas de sus partículas.

El sonido es una forma de energía que se transmite de un punto a otro como una onda.

¿Qué es una onda?

Una onda es una perturbación vibratoria en un medio que transporta energía de un punto a otro sin que haya un contacto directo entre los dos puntos.

Se puede decir que una onda es producida por las vibraciones de las partículas del medio a través del cual pasa.

Tipos de ondas

Hay dos tipos de ondas: longitudinales y transversales.

En las ondas longitudinales, las partículas del medio vibran hacia adelante y hacia atrás en la misma dirección en que se mueve la onda. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso.

Por su parte, en las ondas transversales las partículas del medio vibran hacia arriba y hacia abajo en ángulo recto hacia la dirección en que se mueve la onda. Estas ondas se producen sólo en sólidos y líquidos, pero no en los gases.

El sonido es una onda longitudinal que consiste en compresiones y rarefacciones que viajan a través de un medio.

Características de las ondas sonoras

Los sonidos de diferentes objetos se pueden distinguir en base a sus diferentes características:

Volumen o sonoridad

La sonoridad es la característica del sonido por la cual se pueden distinguir los sonidos fuertes y débiles. El volumen hace referencia a la magnitud del sonido que escuchamos, es la intensidad con que percibimos la onda sonora. Por ejemplo, cuando una persona habla con otra lo hace con menos intensidad que si lo hiciera en una reunión pública.

La sonoridad depende de una serie de factores:

Amplitud del cuerpo vibrante: la intensidad del sonido varía directamente con la amplitud del cuerpo vibrante. Por ejemplo, cuando al tocar un tambor con fuerza la amplitud de su membrana aumenta y se escucha un sonido fuerte.
Área del cuerpo vibrante: la intensidad del sonido también depende del área del cuerpo vibrante. Por ejemplo, el sonido producido por un tambor grande es más fuerte que el de uno pequeño debido a su gran área vibratoria. La sonoridad aumenta con el área del cuerpo vibrante y viceversa.
Distancia desde el cuerpo vibrante: la sonoridad también depende de la distancia del cuerpo vibrante al oyente. Es causada por la disminución de la amplitud debido al aumento de la distancia.

Tono

El tono es la característica del sonido por la cual podemos distinguir entre un sonido agudo o grave, y depende de la frecuencia. Un tono más alto significa una frecuencia más alta y viceversa.

Frecuencia

La frecuencia es el número de vibraciones de sonido que pasan en un segundo. Por ejemplo, la frecuencia de la voz de las mujeres y los niños es mayor que la de los hombres.

Calidad

Es la característica del sonido por la cual se puede distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y el tono. Por ejemplo, si una persona está fuera de una sala puede distinguir entre las notas de un piano y una flauta que se tocan dentro de la sala, esto se debe a la diferencia en la calidad de estas notas.

Intensidad

Es la energía del sonido que pasa por segundo a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación del sonido. Las ondas sonoras transfieren energía desde la fuente sonora al oyente. La intensidad del sonido depende de la amplitud de la onda.

¿Sabías qué...?

La sonoridad depende no sólo de la intensidad del sonido sino también de las condiciones físicas del oído ya que el oído humano es más sensible a algunas frecuencias que a otras.

Reflejo del sonido

Cuando una persona aplaude o grita cerca de una superficie reflectante, como un edificio alto o una montaña, vuelve a escuchar el mismo sonido un poco más tarde. Ese sonido que escucha se llama eco y es el resultado de la reflexión del sonido desde la superficie.

Energía del sonido

Es la energía producida cuando las ondas se mueven hacia afuera desde un objeto vibrante o fuente sonora. Cuando las moléculas de aire alrededor de las ondas comienzan a vibrar, las ondas de sonido son transportadas.

Diferencia entre eco y reverberación

Cuando el sonido incide en la superficie de un medio y rebota, se llama eco o reflejo del sonido. La reverberación es el reflejo múltiple de las ondas sonoras.

La sensación de sonido persiste en nuestro cerebro durante aproximadamente 0,1 s. Para escuchar un eco claro, el intervalo de tiempo entre nuestro sonido y el sonido reflejado debe ser de mayor a 0,1 s si este es menor a 0,1 s se produce reverberación.

Propagación del sonido

En el aire, el sonido se transmite por las variaciones de presión de su fuente al entorno. El nivel de sonido disminuye a medida que se aleja cada vez más de su fuente.

Si bien la absorción por el aire es uno de los factores que atribuyen al debilitamiento de un sonido durante la transmisión, la distancia juega un papel más importante en la reducción del ruido durante la transmisión. La reducción de un sonido se llama atenuación.

El efecto de la atenuación de la distancia depende del tipo de fuentes de sonido. La mayoría de los sonidos o ruidos que se encuentran en la vida cotidiana provienen de fuentes que se pueden caracterizar como fuentes puntuales o lineales.

Si una fuente sonora produce una propagación esférica del sonido en todas las direcciones, es una fuente puntual. Si la fuente sonora produce una propagación cilíndrica del sonido, se puede considerar como una fuente lineal.

Las fuentes sonoras puedes ser naturales o artificiales de acuerdo a su origen.

Circunferencia

Es una línea curva, cerrada y plana en la que todos sus puntos están a la misma distancia de un punto interior llamado centro.

Circunferencia no es sinónimo de círculo, veamos por qué: la circunferencia es el borde y el círculo es el interior. Además, un círculo es una figura plana (bidimensional).

Elementos de la circunferencia:

• Centro: Punto central. Está a la misma distancia del resto de los puntos de la circunferencia.
• Radio: Segmento que une el centro con un punto cualquiera de la circunferencia.
• Diámetro: Segmento que une dos puntos de la circunferencia pasando por el centro. Mide el doble que el radio.
• Cuerda: Une dos puntos de la circunferencia sin pasar por el centro.
• Arco: Cada una de las partes en que una cuerda divide a la circunferencia.
• Semicircunferencia: Es la mitad de una circunferencia.

Sectores comunes

El cuadrante y el semicírculo son dos tipos especiales de sectores:
Un cuarto de círculo se llama cuadrante.
Medio círculo se llama semicírculo.

Longitud de la circunferencia

En ciertas circunstancias sería útil saber cuánto mide la circunferencia. Pareciera complejo realizar esta medición porque no estamos trabajando con líneas rectas. Sin embargo, esta tarea es más fácil de lo que parece; pues, por suerte, se ha inventado una fórmula muy útil y fácil de utilizar.

La longitud de una circunferencia es igual a π (pi) por
el diámetro.

¿Qué es pi?

Es un número representado por la letra griega π. Se trata de un valor con un infinito número de decimales, cuya secuencia comienza de la siguiente manera:

3,1415926535897932384626433832795028841… Este no es un número exacto sino que es de los llamados irracionales, ya que tiene infinitas cifras decimales.

Esta notación fue usada por primera vez en 1706 por el matemático galés William Jones y popularizada por el matemático Leonard Euler en su obra “Introducción al cálculo infinitesimal” de 1748.

Fórmulas para calcular la circunferencia

Circunferencia = π × Diámetro
Circunferencia = 2 × π × Radio
Circunferencia/Diámetro = π

Elementos de un círculo

Son los mismos que la circunferencia (excepto la semicircunferencia) y tres más:

Semicírculo: Mitad de un círculo. El diámetro divide al círculo en dos semicírculos.
Sector circular: Porción de círculo limitada por dos radios y su arco.
Segmento circular: Porción de círculo limitada por una cuerda y su arco.

Área del círculo

El área es la medida de la superficie de una figura; es decir, la medida de su región interior. Para calcular el área del círculo otra vez hay que recurrir al número π.

Área del círculo es igual a π por el cuadrado del radio, se escribe así:
A = π × r²
O, en términos del diámetro:
A = (π/4) × D²

Es fácil acordarse si piensas en el área del cuadrado en el que cabe el círculo.