, SENTIDO NUMERICO , , E INICIACION AL ALGEBRA . , SEGUNDA EDICION Tenoch E. Cedilla A. Colaboradora: Gloria Saynez Mendoza Sentido numérico Segunda edición e iniciación al álgebra D. R. © 1999 por Grupo Editorial Iberoamél'ica, S. A. de C. V. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida, archivada o transmitida en forma alguna o mediante algún sistema, ya sea electrónico, mecánico. de fotorreproducción. de almacenamiento en memoria o cualquier otro. sin el previo y expreso permiso por escrito de Grupo Editorial Iberoamérica. Autor: Ca laborado res : Captura y diseño: Tenoch ECedillo A. Profesor titular, Universidad Pedagógica Nacional Pro/a. Gloria Sayne: Mendo:a Facultad de Ciencias de la UNAM Prof Valentin Cru: Oliva Escuela Normal Superior de México f Tadimir L. Cedillo Miranda Facultad de Ingeniería. UNAM Editor: ProdUcción: Disei'lo de Cubierta: Nicolás Grepe Philp Ruben Ruiz V. Ricardo Lápe: G. ISBN 970-625-219-3 Grupo Editorial Iberoamérica, S. A. de C. Nebraska 199. Col. Nápoles C. P. 03810 México. D. F. Teléfono: 523 09 94. Fax: 543 1 I 73 e-rnail [email protected]. h ttp:f Iv ila Isoít, o rg. org. rnx/ ge¡ Reg. CAN1EM 1382 Impreso en MéxicolPrinted in Me:tico v. - 006134 LA CALCULADORA EN EL AULA Esta serie editorial tiene como propósito poner a disposición de los investigadores y profesores materiales de enseñanza para el uso de la calculadora en el aula que se han derivado de la investigación. En los países desarrollados la calculadora es ampliamente utilizada por los profesores en la clase de matemáticas, sin embargo, en nuestro país aún estamos en una etapa inicial a este respecto. En los últimos años se ha observado que hay cada vez más profesores e investigadores mexicanos que están desarrollando propuestas para el uso de la calculadora, esta situación se ha hecho palpable en los distintos eventos sobre la enseñanze de las matemáticas que se llevan a cabo en México. Esas iniciativas son indicadores claros de un creciente interés por conocer y explotar de mejor manera los nuevos recursos tecnológicos como un medio de apoyo en la enseñanza. Existen revistas de enseñanza y de investigación que incluyen actividades para el uso de la calculadora en la clase de matemáticas en el nivel básico, desafortunadamente la mayor parte de estos trabajos no se han divulgado aún en revistas en español. Otro problema a este respecto es que a pesar de que muchas de estas iniciativas presentan actividades e ideas interesantes, lo que ofrecen es una muestra reducida de actividades para la enseñanza que es insuficiente para delinear un enfoque didáctico en el que el profesor se pueda apoyar para abordar el currículum oficial. Recientemente se han editado valiosos materiales en español sobre el uso de la calculadora, sin embargo, los materiales para la educación básica aún son escasos. La primera etapa de esta serie editorial se propone, con el tiempo, llenar ese vacío. La Calculadora en el Aula representa un esfuerzo para propiciar la construcción de una cultura didáctica en el uso de nuevos recursos tecnológicos, esta tarea exige la participación de muchos educadores y la búsqueda de un enfoque didáctico que permita ofrecer alternativas acordes al estilo y tradiciones de enseñanza en las escuelas mexicanas. En consecuencia, una condición que se ha impuesto a los materiales de esta serie es que sean el producto de cuidadosas revisiones a partir de resultados de investigación obtenidos en el aula. Finalmente, deseo reiterar nuestra convicción de que serán los profesores en servicio quienes tendrán la última palabra en cuanto a la pertinencia y utilidad de esta serie, por lo que sus comentarios o críticas siempre serán bienvenidos. Asimismo, se hace una cordial invitación a todos aquellos educadores que deseen publicar materiales sobre el uso de la calculadora para que los propongan a la coordinación editorial de esta serie. Tenoch Cedilla Coordinador Editorial [email protected] RECONOCIMIENTOS Quiero agradecer la participación de la Profesora Gloria Saynes Mendoza, cuya colaboración hizo posible incluir la sección Exponentes y Simbolización. Asimismo. Debo manifestar mi reconocimiento a los profesores Valentín Cruz Oliva y Martín Reyes Arellano por su colaboración en la puesta a prueba de estos materiales en las secundarias diurnas Soledad Anaya Solórzano y República de Panamá en el D.F., respectivamente. De manera especial deseo expresar mi agradecimiento al Dr. Eugenio Filloy Yagüe por el apoyo decidido que me ha brindado para trabajar con alumnos de primaria y secundaria en el Centro Escolar Hermanos Revueltas. Agradezco a Texas Instruments de México, las facilidades que me ha brindado para contar con calculadoras durante diferentes fases de aplicación de los materiales de enseñanza que conforman este volumen. CONTENIDO Reflexiones teóricas Investigación Referencias bibliográficas Recomendaciones para la enseñanza Guía didáctica Actividades para la enseñanza Hechos numéricos básicos 1 S 16 18 22 29 iSe descompuso la tecla para sumar! 32 33 34 35 iSe descompuso la tecla para restar! 36 Del cero al 100 sólo con cuatro "cuatros" Valor posicional Lectura y escritura de números Equivalencia numérica IAI cero en cinco pasos! 37 38 ¿Qué números dividen a otros? 39 ¿Qué números se dividen entre 7 y 11? 40 41 ¿Esos "numerotes" son divisIbles entre todo eso? Números decimales y sus operaciones Suma y estimación 43 Resta y estimación 44 Multiplicación y estimación 45 iSe descompuso la tecla para multiplicar! 46 División y estimación 47 iSe descompuso la tecla para diVIdir! 48 Lectura y escritura de números decimales 49 Lectura y escritura de medidas de longitud SO Lectura y escritura de medidas de peso 51 Transformaciones 52 en un solo paso iSe descompuso la tecla del punto decimal! Fracciones decimales 53 54 Fracciones comunes y sus operaciones Noción de fracción Fracciones equivalentes Fracciones como razones Fracciones como operadores ¿Cuáles son las fracciones que faltan? «Como encuentro esas fracciones'? Un poco de fracciones y restas i Multiplicar con fracciones es bastante fáCIl! ¿Cuál fracción es la mayor? ¿Qué fracciones dan la suma mayor? 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 ••••• Números con signo y sus operaciones ¿Cómo sumamos números con signo? Algo más sobre sumas 67 68 69 70 71 72 73 ¿Cómo restamos números con signo? ¿Cómo multiplico números con signo? Algo más sobre multiplicación de números con signo «Corno divido números con signo? Potencias de números con signo ¿Sirven para algo los números con signo? Exponentes y aproximación 74 ¿Que es eso de exponentes fraccionarios? iTambién hay exponentes negativosf iSe descompuso la tecla de la raíz cuadradaf 76 77 Como me aproximo ... epo: abajo o por arriba? Exponentes y simbolización 79 78 Potencias y simbolización (1) Potencias y simbolización (2) Potencias y simbolización (3) Potencias y simbolización (4) ¿qué es eso de "elevar a la menos 1? Leyes de los exponentes (1) Leyes de los exponentes (2) ¿Una potencia que siempre da por resultado 1? Simbolización: números consecutivos Términos semejantes (1) Términos semejantes (2) Términos semejantes (3) Términos semejantes (4) Equivalencia algebraica Simbolización: problemas algebraicos /Esto s/ está d/f/ClZ! Solución de ecuaciones: Estrategias no convencionales Incógmtas/ ecuaciones/ ... ¿Qué es todo eso? Números perdidos ¿Ecuaciones con más de una solución? ¿Ecuaciones distintas que tienen la misma solución? ¿Qué es eso de ecuaciones equivalentes? ¿Resolver ecuaciones por tanteos? ¿Puedo hacer que esas ecuaciones sean más simples? ¿Qué es eso de deshacer operaciones? iEsto de las ecuaciones no es tan dif/cil! Manual básico: para el uso de la calculadora Jerarqu/a de operaciones Uso de paréntesis 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 98 99 100 101 102 103 104 105 106 108 -- ---- _._-- -- Notación científica Tecla para la operación de restar y tecla del signo negativo 109 La tecla AN5 110 Fracciones Potencias «como se edita un programa en calculadoras TI-89 y TI-92 Modelos TI-7~ 80, 81, 82, 83 Y 85 ecomo se "corre" un programa? Modelos TI-7J, 80, 81, 82,83 Y 85 ¿Cómo se edita un programa en calculadoras Casio? ecomo se "corre" un programa en calculadoras Casio? 111 112 114 115 116 La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico REFLEXIONES e Iniciación 1 1: Reflexiones al Álgebra teóricas TEÓRICAS El sustento teórico del modelo didáctico que se presenta en este volumen se conformó a través de una constante interacción entre teoría y práctica. Este proceso se originó en un estudio exploratorio sobre el potencial de la calculadora programable como herramienta cognitiva; el estudio se llevó a cabo con estudiantes de 11-12 años de edad que no habían recibido instrucción en álgebra (Cedillo, 1994), y el trabajo de campo tuvo una duración de diez sesiones de 50 minutos. Las actividades con las que se experimentó en el aula se basaron en pedir a los estudiantes que identificaran las reglas que gobiernan ciertos patrones numéricos y, una vez que lo lograban, se les pedía que construyeran un programa en la calculadora que reprodujera esos patrones. En términos matemáticos, estas actividades requieren a los estudiantes que expresen mediante una función lineal la forma en que ellos describen verbalmente las reglas que generan un patrón numérico. Por ejemplo, la regla que genera la siguiente tabla puede expresarse mediante la función y=2x-1. Número de entrada Número de salida 1 1 4 7 6 11 9 17 Como se esperaba, la reacción espontánea de los estudiantes para enfrentar esas actividades fue expresar verbalmente la regla que genera una tabla como la anterior, por ejemplo, "multiplicar por 2 y restar 1", o "sumar el número consigo mismo y restar uno". Una vez que introducían en la calculadora una función lineal que creían que representaba esa regla, asignaban valores numéricos a la variable para así verificar la validez de sus respuestas. Debe mencionarse que en este estudio no se incluyó instrucción alguna acerca de nomenclatura o conceptos algebraicos, para los estudiantes esas expresiones algebraicas sólo eran programas que permitían que la calculadora "entendiera" lo que ellos querían hacer. La posibilidad que brinda la calculadora para editar expresiones algebraicas va más allá de sólo poder registrarlas, como puede hacerse en el ambiente del lápiz y el papel o en un pizarrón electrónico. Realmente, el recurso importante que ofrecen esas máquinas es que hacen posible usar las expresiones algebraicas, por ejemplo, obtener su valor numérico para un valor específico de la variable, o construir tablas y gráficas para subsiguientes exploraciones. Esto aunado a la retroalimentación inmediata que proporciona al usuario. Los resultados de ese estudio sugirieron que los recursos que ofrece la calculadora programable son lo que dieron lugar a que los estudiantes abordaran las actividades mediante estrategias no convencionales que generaban al seguir sus propias formas de razonamiento (Cedillo, 1994). Las respuestas de los estudiantes mostraron que el uso de la calculadora permitió que los estudiantes plantearan conjeturas y las evaluaran por sí mismos, lo cual les Tenoch E. Cedillo A. 2 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Reflexiones teóricas estimuló a que se aventuraran siguiendo estrategias propias, sin necesidad de que acudieran constantemente al profesor para pedir su aprobación o para recordar procedimientos convencionales previamente aprendidos. En lugar de hacer ese tipo de preguntas, las participaciones de los estudiantes se centraron en proponer soluciones, cuyas formas de validación eran discutidas con el profesor. Esto, en teoría, brinda al profesor la posibilidad de conducir a sus estudiantes hacia un nivel más alto de aprendizaje. Por ejemplo, el simple hecho de que en general cada estudiante elegía una literal distinta para editar sus programas, como P+4 y B+4; o cuando uno de ellos construía el programa A+A-1, y otro el programa 2xB-1, daban lugar a sustanciosos debates con el grupo sobre cuestiones relacionadas con equivalencia algebraica. El ambiente de trabajo que se generó durante ese estudio podría describirse como un escenario en el que, esencialmente a través de la exploración numérica orientada a la consecución de un fin claramente establecido, los estudiantes iban asignando significados al código algebraico a partir de las formas en que lo usaban, sin requerir previamente del conocimiento de definiciones y reglas de transformación algebraica. Esta forma de trabajo sugirió que los estudiantes estaban aprendiendo álgebra a partir de su uso, lo cual condujo a la búsqueda de elementos teóricos que permitieran explicar y analizar lo que ahí se había observado. El mejor ejemplo de aprendizaje a través del uso lo proporciona el lenguaje natural: la lengua materna se aprende fundamentalmente a través de su uso, sin necesidad de conocer previamente aspectos gramaticales o reglas sintácticas. Las similitudes que se presentaron en ese estudio exploratorio entre el aprendizaje del álgebra y el del lenguaje natural, condujeron a la idea de proponer la enseñanza del álgebra como un código cuya función es comunicar ideas matemáticas. Cabe mencionar que, bajo perspectivas distintas, esta postura ha sido anteriormente abordada por Papert (1980) y Mason (1984). La forma en que se avanzó en el desarrollo de estas ideas se discute en la siguiente sección. Principios teóricos El estudio que sucintamente se describió en la sección anterior dio lugar a cuestionar un principio teórico que subyace en un enfoque de enseñanza ampliamente empleado en matemáticas. El principio teórico que aquí se menciona se puede resumir como sigue: Los significados determinan los distintos usos del lenguaje Muchos libros de texto ejemplifican este principio, se inicia con definiciones, ejemplos y reglas sintácticas (significadoS); después de esto, el capítulo se cierra con una serie de problemas que requieren la aplicación de las definiciones, reglas y ejemplos que les antecedieron (usoS). Indudablemente este enfoque teórico funciona, de esa manera han aprendido matemáticas muchas generaciones. Pero también sabemos que para una gran mayoría de esos estudiantes las matemáticas han resultado algo muy difícil de comprender, y en muchos casos un obstáculo insuperable (ver, por ejemplo, Küchemann, 1981; Booth, 1984; Lee y Wheeler, 1988). Los resultados poco satisfactorios que se han obtenido aplicando ese enfoque hacen plausible la búsqueda de alternativas, como la que se discute a continuación. Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e lnlclación al Álgebra 3 Reflexiones teóricas La contraparte de ese principio teórico se ajusta en buena medida a lo observado en el estudio exploratorio anteriormente expuesto, éste puede resumirse como sigue: Los usos del lenguaje determinan sus significados Este enfoque teórico concuerda con el trabajo desarrollado por Bruner (1980, 1982, 1983, 1985), quien realizó una extensa investigación sobre la adquisición del lenguaje materno. Su estudio se centró en indagar cómo es que los niños, aparentemente sin esfuerzo, aprenden algo tan complejo como el lenguaje natural. Una parte central de su trabajo se condujo a estudiar qué es lo que hace posible que el lenguaje natural sea aprendido por cualquier persona con una inteligencia normal, mientras que, en general, otros campos de conocimiento presentan una situación bastante distinta a este respecto. ¿Por qué no todos aprendemos matemáticas, filosofía, geografía o historia y sí aprendemos con un aceptable nivel de dominio el lenguaje natural? La investigación de Bruner cuestiona sensiblemente posiciones teóricas planteadas con anterioridad. Entre éstas deben destacarse las propuestas por Piaget y Chomsky. Piaget (1985, 1988), planteado sucintamente, propone que el desarrollo del lenguaje es un subproducto del desarrollo de operaciones cognitivas no lingüísticas. Bajo esta perspectiva, el lenguaje es simplemente un síntoma de la semiotización automática de las operaciones cognitivas del desarrollo. Un problema con esta posición teórica es que no especifica a través de qué medios concretos estas operaciones cognitivas no lingüísticas propician la capacidad para reconocer y emplear la gramática de predicados, o el sistema de marcadores lingüísticos definido-indefinido de la anáfora, o la capacidad para generar únicamente frases bien formadas, confiando así, con una fe ciega, en la inevitabilidad del progreso. Un ejemplo claro de la inconsistencia de esta posición es que no ofrece una respuesta plausible a cómo es que un niño, situado claramente en una fase egocéntrica, puede dominar el uso de pronombres de cambio de persona como "yo" y "tú", cuando se supone que el desarrollo intelectual que ha alcanzado no le permite adoptar la perspectiva de alguien más (Bruner, 1982). Otra importante perspectiva teórica sobre la adquisición del lenguaje es la desarrollada por Chomsky (1957), quien propone que los seres humanos nacemos equipados con un poderoso sistema neurológico que nos permite decodificar la gramática del lenguaje natural. Esta concepción sugiere que la adquisición de la estructura sintáctica formal del lenguaje es completamente independiente del conocimiento del mundo, o de una interacción social privilegiada con los hablantes del lenguaje. Según esta postura, la cuestión de los detalles de la adquisición del lenguaje es, sobre todo, un problema de desempeño, más que de competencia, que es innata. De acuerdo con Chomsky, el desarrollo del desempeño depende totalmente del desarrollo de otros procesos, como la amplitud de atención y la capacidad de procesamiento de información. La investigación de Bruner ofrece una alternativa que va mas allá de las concepciones planteadas por Piaget y Chomsky. Los resultados de su investigación sugieren que el lenguaje natural no es sólo una consecuencia del desarrollo intelectual, o sólo un resultado del asombroso sistema neurológico con Tenoch E. Cedilla A. 4 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Reflexiones teóricas el que estamos dotados los seres humanos. Entre sus principales resultados, retomamos para este estudio que él encontró que el lenguaje natural se enseña, que el adulto arregla artificialmente el ambiente de manera que sintonice con las posibilidades de comprensión del niño (Bruner, 1983). Ese referente teórico mostró proporcionar un buen sustento para abordar la enseñanza del álgebra (Cedilla, 1994, 1995, 1996). Los resultados de esos estudios resaltaron la necesidad de establecer una relación más estrecha entre la enseñanza de la aritmética y el álgebra (Cedilla, 1995, 1997) Y sugirieron que una manera de fortalecer esa relación es logrando que los estudiantes generen significados para los números y sus operaciones que les permitan ir más allá de aplicar los algoritmos de las operaciones aritméticas eficientemente, de manera que empiecen a trabajar con "lo aún desconocido" en un contexto numérico. El referente teórico en que se sustentan los materiales para la enseñanza que se incluyen en este volumen, consiste en concebir la aritmética como un sistema de signos que los sujetos pueden usar para comunicar y manipular ideas matemáticas. Bajo esta premisa, se asigna a la calculadora el papel de un ambiente en el que los sujetos pueden producir expresiones matemáticas empleando el lenguaje de la aritmética. Un aspecto crucial en este planteamiento teórico, es que la producción de esas expresiones se da como una forma de comunicación entre el sujeto y la máquina, lo cual se basa en un uso de la calculadora para realizar actividades que promueven que el sujeto anticipe una respuesta antes de acudir a la máquina, cuando se ejecuta el procedimiento mediante el que el usuario expresa su estrategia, la respuesta de la máquina le ofrece retroalimentación inmediata que le indica si sus mensajes fueron emitidos y recibidos con la intención y el significado que él quería darles. Las actividades de aprendizaje que se presentan en este volumen fueron diseñadas para orientar la enseñanza de la aritmética a través de su uso. Guardadas las proporciones, pudiera considerarse que este proceso intenta simular la forma en que aprendemos el lenguaje materno. Este referente teórico puede resumirse en algunos principios, entre los que se destacan los síquíentes': • • I El uso del código aritmético es el vehículo que promueve que los estudiantes asignen significados a los números y sus operaciones. Este principio contrasta notablemente con el que consiste en asumir que los significados (definiciones y reglas) son los que determinan la forma en que posteriormente se aplicará el sistema de signos de la aritmética. De acuerdo con el principio anterior, este enfoque teórico no propone sustentar la enseñanza de la aritmética en el aprendizaje de reglas y definiciones, sino en realizar actividades que favorezcan que el estudiante, a través del uso del código aritmético, asigne significados a los números y sus operaciones que le permitan usar con propiedad ese código en distintos contextos. Puede encontrarse una versión detallada de este referente teórico en Cedilla, 1999. Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra 5 Investigación INVESTIGACIÓN Introducción En los actuales planes y programas de estudio de matemáticas para la escuela secundaria se hace énfasis en que el trabajo en clase deberá "favorecer la comprensión de las nociones aritméticas a partir de la solución de problemas muy diversos y permitirá el desarrollo de estrategias de conteo, cálculo mental, estimación de resultados y el uso inteligente de la calculadora'". En cuanto a la enseñanza del álgebra, se recomienda "aprovechar las oportunidades que ofrecen la aritmética y la geometría para que los estudiantes se inicien gradualmente en el uso de las literales y otros temas que preparan el acceso al álgebra". Respecto a la incorporación de nuevos medios, se recomienda "utilizar la calculadora como un auxiliar en la solución de problemas" (Libro para el Maestro de Educación Secundaria, SEP, 1993, pág. 19). Estos principios y recomendaciones alientan por primera vez el uso de la calculadora desde el ámbito oficial en México, y resumen dos finalidades centrales para la enseñanza de la aritmética, por una parte se destaca su carácter instrumental como herramienta para comprender y manejar información de tipo cuantitativo; por otra parte, se señala la función propedéutica de la enseñanza de la aritmética como un elemento que proporcione bases para el estudio del álgebra y la geometría tanto en la escuela secundaria, como posteriormente en el bachillerato. Estas finalidades concuerdan ampliamente con los propósitos de los profesores de matemáticas, a la fecha aún no conozco a algún profesor que no pretenda que sus alumnos usen las matemáticas escolares como una herramienta que les permita plantear y resolver problemas, y que ese conocimiento sea la base sobre la que sostenga un sólido avance en estudios posteriores. El problema que aún debemos intentar solucionar es cómo llevar a buen término esos propósitos con un mayor número de alumnos. Éste es el ámbito en que se ubica la investigación que aquí se reporta. La reforma curricular de 1993 propone una alternativa a una tradición de enseñanza que se cultivó durante mucho tiempo, en la que el énfasis se otorgaba al dominio de la ejecución de las operaciones aritméticas básicas, lo cual se tradujo en una gran inversión de tiempo y esfuerzo por parte de los profesores para que los estudiantes lograran un manejo aceptable de los algoritmos para hacer esas operaciones. Quizás la mayor crítica a este enfoque es que propiciaba un aprendizaje mecanicista que parece no favorecer la comprensión de conceptos, ni un uso eficiente de la aritmética como herramienta para resolver problemas. A este respecto, la reforma curricular de 1993 disminuye notablemente el énfasis en la enseñanza de los algoritmos de las operaciones aritméticas y otorga especial atención a que los alumnos desarrollen estrategias no convencionales. Este planteamiento didáctico se apoya en cuidadosas recomendaciones para el profesor y en los libros de texto, en los que se incluyen actividades donde las operaciones básicas se introducen en el marco de la resolución de problemas. Esa alternativa para la enseñanza de la aritmética ofrece una perspectiva más alentadora, parece sensato pensar que la función de las operaciones de la aritmética, y los conceptos que éstas involucran, podrían comprenderse I Educación Básica, Secundaria. Plan y Programas de Estudio 1993, SEP, pág. 38. Tenoch E. Cedillo A. 6 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Investigación mejor si su enseñanza se ubica en un contexto en donde la finalidad no sea simplemente ejecutar bien las operaciones básicas, sino usarlas como un medio para resolver problemas. Sin embargo, el diseño de actividades para una enseñanza basada en la resolución de problemas es una de las grandes dificultades aún no superadas. Aún persiste el debate sobre cuáles problemas son más adecuados: los problemas basados en "situaciones de la vida real", que acuden a la experiencia cotidiana del estudiante como apoyo para el aprendizaje de situaciones más complejas y abstractas, o los problemas diseñados para recrearse en situaciones de orden meramente matemático, que acuden a la curiosidad intelectual y la creatividad del estudiante. La investigación realizada a la fecha confirma que los estudiantes presentan distintos tipos de acercamiento y distintas habilidades en la resolución de problemas, por lo que considero que ambos tipos de problemas debieran incluirse como punto de partida en la enseñanza de las matemáticas. El uso de la calculadora en la clase de matemáticas es otro aspecto que requiere de un estudio cuidadoso para dar un mejor apoyo al logro de las metas propuestas. La incorporación de la calculadora en el aula introduce nuevos elementos que implican, entre otros aspectos, el diseño de actividades de aprendizaje acordes a esa nueva herramienta, y por lo mismo, en consonancia con nuevas formas de enseñanza y de aprendizaje. En esta década se han realizado un buen número de investigaciones que han aportado evidencia de los beneficios que pueden obtenerse del uso de la calculadora en la clase de matemáticas; esos estudios han ayudado a despejar muchas dud~s de los profesores y padres de familia sobre la pertinencia del empleo de la calculadora en el aula. Por ejemplo, actualmente ya no se puede sostener la creencia de que el uso de la calculadora puede inhibir el desarrollo de habilidades aritméticas básicas (Hembree y Dessart, 198ó, 1992; Shuard, 1992; Ruthven, 1992; Brolin, 1992). Otros estudios han mostrado el potencial del uso de la calculadora como apoyo en la resolución de problemas, en particular, se ha encontrado que el uso de la máquina favorece que los estudiantes se concentren en los procesos de solución al hacer descansar el cálculo aritmético en la calculadora. Otro aspecto favorable a este respecto es que la disponibilidad de la calculadora en el aula permite que los problemas propuestos sean "más realistas", ya que el apoyo que brinda la máquina ayuda a que el profesor introduzca en e: planteamiento de problemas datos numéricos que no se restringen al manejo de números enteros, aspecto que en el ambiente del lápiz y el papel lrnita artificialmente las situaciones que dan contexto a un problema matemático (Shumway, 1990; Shuard, 1992). La investigación que aquí se reporta se propone estudiar qué es lo que aprenden los alumnos cuando el ambiente de aprendizaje se basa en el uso de la calculadora, en otras palabras, el interés central de esta investigación es analizar las nociones y estrategias numéricas que desarrollan los estudiantes en un ambiente de trabajo donde la ejecución de las operaciones a.ritméticas no es un fin, sino el medio que permite explorar y generar soluciones a problemas matemáticos; otro propósito que orienta esta investigación es estudiar cómo influye en el aprendizaje de los estudiantes el hecho de que el trabajo de cálculo aritmético esté a cargo de una máquina. Uno de los productos esperados de este trabajo es la formación de un banco de actividades de enseñanza en el que la calculadora no se use solamente como un Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación 7 al Álgebra auxiliar en el cálculo aritmético, aprendizaje de los estudiantes. Investigación sino como una herramienta que medie el En lo que resta de este reporte se abordan cuestiones de orden metodológico, se discuten los resultados obtenidos y, por último, se plantean algunas implicaciones hacia la enseñanza. Aspectos metodológicos Preguntas de investigación La investigación se orientó a obtener datos que permitieran dar respuesta a las siguientes preguntas: • ¿Qué nociones y estrategias aritméticas desarrollan los estudiantes cuando enfrentan situaciones donde las operaciones aritméticas son el vehículo para obtener respuestas o soluciones, y la ejecución de las operaciones se deja a cargo de la calculadora? • ¿Cuáles son las limitaciones y las bondades de las actividades basadas en la exploración numérica mediante el uso de la calculadora? • ¿Cuál es la actitud de los estudiantes hacia esta forma de enseñanza? Método Dado que una meta importante de esta investigación es estudiar lo que aprenden los alumnos, se adoptó el método de análisis cualitativo como instrumento de investigación, en particular, el método de estudio de casos (Miles y Huberman, 1984). Esta forma de análisis permite inquirir y conocer de manera más detallada los procesos de solución que emplean los estudiantes, lo cual proporciona un esquema más fiel de los alcances y limitaciones de sus aprendizajes. Las fases previstas para realizar esta investigación son un estudio piloto y un estudio principal, en ambas fases las principales fuentes de datos son el trabajo escrito de los estudiantes (36 hojas de trabajo realizadas en clase y dos cuestionarios), y dos entrevistas individuales con seis alumnos previamente seleccionados de acuerdo con su desempeño en matemáticas, dos alumnos con un rendimiento por abajo del promedio, dos alumnos con rendimiento promedio, y dos alumnos con rendimiento arriba del promedio. Las entrevistas fueron estructuradas con base en los procesos de solución que emplearon esos alumnos para abordar las hojas de trabajo durante las sesiones de clase. En este reporte sólo se aborda la parte correspondiente al análisis de los datos obtenidos del trabajo escrito de los alumnos, posteriormente se reportará la siguiente fase de investigación, en la que se incluirán los datos arrojados por entrevistas individuales. Sujetos El trabajo de campo se llevó a cabo con un grupo escolar que cursa el primer grado de la escuela secundaria (11-12 años de edad)". El grupo consta de 20 alumnos y se trabajó con ellos durante 16 sesiones de 50 minutos cada una, dos sesiones por semana, durante ocho semanas. El trabajo se desarrolló como una parte del curso regular que se imparte en la escuela. 2 Centro Escolar Hermanos Revueltas, Coyoacán, México, D.F. Tenoch E. Cedillo A. po 8 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Investigación Ambiente de trabajo El investigador se incorporó como profesor del curso de matemáticas, su participación se centró en observar y hacer registros sobre el trabajo realizado por los alumnos. Esto fue factible debido a que la actividad en la clase se desarrolló con base en hojas de trabajo previamente preparadas que se proporcionaban a los alumnos al inicio de cada sesión. Esta forma de trabajo permitió que: (i) las actividades no dependieran de la exposición del profesor, (ii) que los alumnos pudieran avanzar a su propio ritmo, y (iii) que el profesor tuviera la posibilidad de atender las preguntas que individualmente planteaban los alumnos. Se dedicaron al trabajo de campo dos de las cinco sesiones semanales de que consta el curso regular. La actividad durante esas sesiones de clase se organizó como sigue: • • • • Al iniciar la clase los alumnos recibían un sobre que contenía las hojas de trabajo sobre un tema determinado. Los alumnos tomaban su calculadora e iniciaban el trabajo. Se pedía a los alumnos que hicieran su mejor esfuerzo y avanzaran tanto como les fuera posible. Al finalizar la sesión entregaban su sobre al profesor (investigador), en la siguiente clase recibían su sobre con las hojas de trabajo que habían completado revisadas por el profesor, y las hojas que aún no habían abordado. Los estudiantes debían retomar su trabajo haciendo las correcciones señaladas en las notas que el profesor había escrito al revisar los trabajos. Una vez hecho esto podían abordar nuevas hojas de trabajo. Los alumnos podían elegir trabajar en grupo o individualmente. Los alumnos podían completar tantas hojas de trabajo como les fuera posible en cada sesión, la única regla era que no podían entregar su trabajo en blanco, si no entendían algo debían acudir al profesor o a cualquiera de sus compañeros. Ei profesor observaba cómo trabajaban los estudiantes y atendía las preguntas que individualmente le planteaban. Actividades de enseñanza. Las actividades se organizaron en paquetes de hojas de trabajo que corresponden a los siguientes temas: Números naturales y sus operaciones (8 hojas de trabajo), Decimales y sus operaciones (12), Fracciones comunes y sus operaciones (8), y Números con signo y sus operaciones (8). En la sección "Actividades para la Enseñanza" pueden encontrarse las actividades que se emplearon durante el trabajo de campo. Toma de datos Con el fin de documentar el trabajo de los alumnos, las actividades de enseñanza se diseñaron como hojas de trabajo y se reprodujeron para ser entregadas a cada estudiante. Esto proporcionó datos que posteriormente fueron analizados. Al término de cada sesión se recogían las hojas de trabajo que habían completado los estudiantes. Esas hojas eran revisadas por el investigador y se llevaba un registro del avance de cada estudiante. Estos registros se centraron en las siguientes categorías: (i) los aciertos de los estudiantes, (ii) los errores que cometieron, (iii) las estrategias no convencionales que desarrollaron, y, (iv) las dificultades que tuvieron y la forma en que las superaron (con ayuda del profesor o por sí mismos). Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra 9 Investigación Las notas que tomó el investigador al término de cada sesión constituyeron otra fuente importante de datos. Finalmente se aplicaron dos cuestionarios a manera de exámenes que permitieron estudiar los logros individuales y las estrategias que desarrollaron los estudiantes. Resultados Nociones y estrategias: Transición de lo particular a lo general. Un resultado importante de este estudio está relacionado con indicios de procesos de generalización mostrados por los estudiantes. A pesar de que las actividades de enseñanza consistieron en manipulaciones numéricas, y por lo mismo se centran en el tratamiento de casos específicos, las estrategias que desarrollaron los estudiantes mostraron una notoria tendencia hacia la generalización de procedimientos. Esta forma de trabajo de los estudiantes puede ser un antecedente importante en el paso de la aritmética al álgebra. Los datos recabados muestran que hubo dos factores determinantes en las estrategias que desarrollaron los alumnos en torno a procesos de generalización: (i) el cálculo numérico se hizo descansar en la calculadora, lo cual favoreció que los estudiantes se concentraran en el establecimiento de las relaciones relevantes en la solución de un problema; (ii) el cálculo numérico nunca fue el objetivo final de las actividades, sino un medio para realizarlas. Las actividades así diseñadas y el apoyo de la calculadora, propiciaron que los estudiantes exploraran tantas estrategias como les fue posible sin que eso agotara sus esfuerzos, lo cual parece haber favorecido que en muchas ocasiones encontraran más de una forma de resolver un problema. Este hecho ayudó que los estudiantes rompieran el esquema de respuesta única y se iniciaran en la búsqueda de estrategias más generales y más eficientes. En lo que sigue se presentan algunos episodios del trabajo de los estudiantes que proporcionan evidencia de esto. "La tecla descompuesta" es una actividad en la que se requería a los estudiantes que encontraran formas para ejecutar las operaciones aritméticas sin usar las tecla correspondientes a la ejecución de una operación. Atahualpa (alumno de 12 años de edad), encontró mediante exploraciones numéricas que para sumar dos números sin usar la tecla de la suma, podía \\duplicar el mayor de los números y a eso restarle el resultado de restar a ese número el otrd", Su explicación puede describirse mediante la identidad a+b=2a-(a-b), cabe mencionar que Atahualpa no cuenta con elementos de álgebra que le permitan expresar y manipular esas relaciones mediante esa identidad. Él no pudo explicar con claridad cómo encontró ese método, no obstante, el argumento que utilizó para sostenerlo fue retar a sus compañeros a que encontraran un par de números que no pudieran ser sumados de esa manera, lo cual también corresponde a un procedimiento general para mostrar la no validez de una proposición. Algunos estudiantes se esforzaron para encontrar un ejemplo que contradijera la estrategia de Atahualpa, al no poder hacerlo se propusieron encontrar cómo explicar su validez y obtuvieron, mediante doblado de papel el siguiente diagrama, donde los rectángulos A y B representan a los números que "quieren sumar sin sumar". De aquí en adelante, el texto entre comillas y letra cursiva corresponde a transcripciones de expresiones de los estudiantes. 3 Tenoch E. Cedillo A. r 10 La calculadora en el aula Volumen 1: Investigación Sentido Numérico e Iniciación al 'Igebra A+B: A "A" le restas "B" I t [;J A I A-B ~ B I I I Duplicas "A" A Si a "A+A" le quitas lo que dio de "A-B", te queda "A+B" A A+B A-B ¡; , Otros tres estudiantes intuyeron que el método de Atahualpa se podía aplicar al caso de "restar sin usar la tecla de la resta" (el investigador los alentó para que no abandonaran esa idea). Finalmente encontraron el siguiente procedimiento: "multiplica por dos el primer número ya eso le restas el resultado de sumar los dos números', lo cual corresponde a la identidad a-b=2a-(a+b). Cabe mencionar que aunque no pudieron evitar el uso de la resta, esos estudiantes lograron retomar la estrategia que les había funcionado para la suma y extenderla para el caso de la resta, Otros alumnos respondieron a la actividad de la tecla descompuesta haciendo una estimación de la suma de los dos números dados, y luego restaban a esa estimación uno de los números hasta obtener el otro mediante un proceso de ensayo y error. Erick generó otra estrategia interesante, él encontró que podía hacer la suma sin usar la tecla de sumar "restándole al primer número el otro/ pero su negativd', lo cual corresponde a la identidad a-(-b}=a+b. Al explorar con la calculadora él había observado que "restar un número negativo es lo mismo que sumar/d', claramente Erick no podía explicar por qué ese procedimiento funcionaba, su único argumento era la validación empírica que le proporcionaba la máquina. Las actividades del tipo "encuentra dos números que multiplicados (sumados, restados o divididos) den 8.956" fueron otras situaciones que propiciaron la generación de estrategias generales por parte de los alumnos. La estrategia más frecuente fue el uso de la relación inversa entre operaciones. Por ejemplo, Mariana planteó: "eliges un número. el que quiera~ entonces diVides el número que te dan entre el número que elegist~ el resultado de esto y el número que elegiste son dos números que multiplicados te dan el número que se pidé'. Generalizacióny eficiencia Se propició que los alumnos discutieran los diversos métodos que habían generado y ellos se propusieron dilucidar" cuál método es metor'. En esta discusión pusieron en juego argumentos relacionados con la eficiencia y la generalidad del método. Finalmente fueron capaces de concluir que las distintas estrategias que habían generado tenían el mismo nivel de generalidad "porque cualquiera de esos métodos se podía usar con los números que fenoch E. Cedillo A. -- ---_.=...-.=::::-~ La calculadora 11 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Investigación quieras', pero los métodos de Atahualpa y Erick fueron reconocidos como más eficientes "porque no necesitas hacer tanteos'. . Salvo en el caso de la estrategia de ensayo y error, los alumnos no podían explicar con claridad por qué los procedimientos que desarrollaron eran válidos, sin embargo, estos episodios muestran cómo los estudiantes empezaron a formular generalizaciones en un ámbito de trabajo que partió del manejo de casos específicos. Otro aspecto relevante es el hecho de que los estudiantes condicionaron la validez de los procedimientos que generaron en tanto no encontraran un ejemplo que mostrara lo contrario. Estos hallazgos sugieren que la calculadora puede usarse para apoyar el paso de lo particular a lo general. De acuerdo con lo observado en este estudio, parece poco probable que el conocimiento adquirido por los estudiantes con base en la validación empírica que ofrece la calculadora pudiera representar un obstáculo. Más bien, estos resultados sugieren que ese conocimiento basado en lo empírico puede ser un antecedente favorable para abordar posteriormente el estudio de métodos de validación formales. Resolución de ecuaciones Las ecuaciones que se incluyeron en el paquete de actividades son de las formas x+b=c, bx=c, y b+-x=c(a, by c, constantes), esas ecuaciones pueden resolverse aritméticamente "deshaciendo operaciones". Sin embargo, para una mejor apreciación del trabajo desarrollado por los estudiantes debe tenerse en cuenta que no se les dio ninguna instrucción sobre qué es una ecuación, qué es una incógnita, o cómo se resuelve una ecuación. También hay que considerar que los valores numéricos que se usaron en las ecuaciones son bastante sofisticados (fracciones decimales, fracciones comunes y números negativos). La ausencia de instrucción sobre este tema y la complejidad de los valores numéricos que se incluyeron se debe al propósito de observar en qué medida el uso de la calculadora podía apoyar a los alumnos en la solución de ese tipo de situaciones, por lo que la única indicación que se les dio fue "encuentra los números que faltan". Las respuestas de los alumnos a estas actividades señalan varios resultados importantes, entre éstos cabe destacar los siguientes: • • • Para ninguno de los estudiantes representó alguna dificultad la abrupta inclusión de literales en el contenido de expresiones aritméticas. Todos los estudiantes pudieron resolver correctamente las ecuaciones de las formas x± a= 4 ax= 4 y x+ a= b. Quince alumnos pudieron resolver las ecuaciones de la forma a -i- X = b, doce de ellos lo lograron mediante el procedimiento de ensayo y error, tres de ellos pudieron desarrollar métodos que muestra que fueron capaces de empezar a operar con "lo aún desconocido". Sus respuestas muestran una versión del proceso denominado operar con la incógmta (Filloy y Rojano, 1984, 1989). Los datos recabados sugieren varias explicaciones con relación a la aceptación por parte de los alumnos del uso de literales en expresiones matemáticas. Para algunos alumnos la instrucción "encuentra los números que faltan" fue suficiente para que entendieran que las literales que se incluyeron en las ecuaciones representaban "un número que falta". Para otros alumnos lo que se les pedía era claro porque" cuando usamos la calculadora siempre se nos Tenoch E. Cedillo A. 12 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Investigación pide que encontremos números que faltan ... aqu/ era más claro/ en lugar del número que falta habla una letrá'. Ciertamente, en la mayor parte de las actividades precedentes a las de ecuaciones se pide a los alumnos que encuentren números que satisfacen condiciones dadas, por ejemplo, "encuentra dos números que divididos den 3.0567". Otros alumnos manifestaron que las letras incluidas en expresiones matemáticas no les sorprendieron porque en la primaria y otras clases de la secundaria usan fórmulas. Estas respuestas de los alumnos parecen explicar satisfactoriamente su aceptación para trabajar con expresiones que contienen literales. Cabe destacar que hay estudios en los que se ha encontrado que una alta proporción de alumnos de esas edades han mostrado un rechazo al uso de literales como símbolos matemáticos y que su experiencia en el nivel elemental con las letras los ha conducido a desarrollar concepciones erróneas para el uso estos símbolos en el álgebra (Küchemann, 1981). El contraste entre los resultados del estudio que aquí se reporta y los obtenidos por Küchemann resaltan la importancia de que nuestros alumnos no hayan presentado indicios de ese tipo de problemas, lo cual parece haberse dado fundamentalmente por el contexto numérico en que se presentaron las actividades prealgebraicas. En cuanto al éxito alcanzado por los alumnos en la resolución de ecuaciones, una explicación plausible son las acciones que realizaron cuando enfrentaron las actividades del tipo de "la tecla descompuesta" y "encuentra dos números que sumados den un número dado". En estas actividades la estrategia más empleada por los alumnos fue acudir a las operaciones inversas. Es muy probable que los estudiantes conocieran la relación inversa entre la suma y la resta o la multiplicación y la división, sin embargo, los datos recabados muestran que ellos no estaban conscientes de que esta relación pudiera emplearse como herramienta para resolver problemas aritméticos, cuestión que fue más evidente cuando enfrentaron la solución de ecuaciones. Otro elemento que influyó notablemente en el éxito de los alumnos fue la disponibilidad de la calculadora, lo cual favoreció que pudieran verificar sus respuestas ágilmente. Un buen número de alumnos "pensaba en voz alta" o comentaban entre ellos mientras realizaban las actividades, una expresión que se escuchaba frecuentemente era" oueao. ya estti veamos si está bierf'. En muchos casos, expresiones como ésta precedían la verificación de los cálculos mediante la calculadora. La complejidad de los valores numéricos incluidos en las ecuaciones también desempeñó un papel importante en el desarrollo de esta predisposición de los estudiantes para verificar sus resultados, cuando se les preguntó a este respecto varios de ellos contestaron" en general los resultados son números muy complicados ... difícilmente puedo saber a simple vista si estoy bien ... lo bueno es que con la calculadora es muy fácil checar si estoy bien o nd'. A este respecto debe notarse la disponibilidad de la calculadora induce en los estudiantes la idea de que ahora "le es fácil checar los resultados", pero lo que están haciendo vas más allá de usar inteligentemente la calculadora, ellos están logrando algo que la investigación ha mostrado que en general le es difícil en el ámbito de la resolución de ecuaciones: dar sentido a lo que están haciendo y saber qué es lo que están buscando. La consciencia de lo que están haciendo y lo que deben obtener es lo que les indujo a verificar sus resultados y a contar con criterios que les permitían valorar si sus respuestas eran correctas o no. Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra 13 Investigación Al inicio de la sección de resultados relacionados con resolución de ecuaciones se mencionó que algunos estudiantes desarrollaron estrategias que involucraron cierta manipulación sobre "lo aún desconocido". Esto se presentó cuando estaban resolviendo ecuaciones de la forma a+x=b. Algunos estudiantes pudieron hacerlo mediante ensayo Y error, pero otros acudieron a reinterpretar la ecuación como se describe a continuación. Silvia (alumna de 12 años de edad) explicó cómo resolvió la ecuación 1.267 +- q = 100.412 como sigue: "Se trata de encontrar entre qué número debes dividir a 1.267para que el resultado sea 100.412 ... no lo pude encontrar tanteando con distintos números; entonces me di cuenta que si ya supiera qué número es: al multiplicarlo por 100.412 me debená dar 1.26~ es decir gx100,412=1.267 ... As/me di cuenta que el número que buscaba es el resultado de dividir 1.267 entre 100.41~ eso me dio 0.0126180 ... lo comprobé con la calculadoray está bierf'. Otros dos estudiantes ofrecieron explicaciones similares, aunque no tan claramente como lo hizo Silvia, sin embargo es importante hacer notar cómo el trabajo que han realizado con la calculadora les ha permitido, por una parte, enfrentar la solución de ecuaciones que difícilmente se podrían pensar como los primeros casos que se propondrían a niños de esas edades; por otra parte debe destacarse el tipo de transformaciones de orden algebraico que esos niños han podido efectuar con base en una experiencia totalmente basada en el tratamiento de casos numéricos. Actitud de los estudiantes Durante la ya larga experiencia que he tenido como profesor de matemáticas he probado diversos materiales para apoyar la enseñanza, con toda certeza puedo afirmar que ninguno de los recursos que he empleado ha producido una motivación tan evidente y tan sostenida en el tiempo como la que produce el uso de la calculadora. El uso de la calculadora en la clase introduce por sí mismo un elemento que motiva curiosidad en los estudiantes, esta curiosidad se manifiesta en un notorio interés en la clase de matemáticas. QUizás el indicador más evidente que debo mencionar es que los estudiantes expresaban una seria molestia si por alguna razón dejaban de tener una da- se. La motivación de los estudiantes puede estar relacionada con la novedad del uso de la máquina en la clase, otro factor que puede influir en ese interés es que las actividades están planteadas en el esquema de un juego, en la actualidad los juegos son quizás el uso más común de las máquinas entre los jóvenes. A este respecto, la ventaja que ofrece la calculadora es que cualquier cosa que se haga al usarla está inmersa en una actividad matemática, por esto, si la actividad con la calculadora es un juego entonces es un juego matemático. El asunto que debemos estudiar con más cuidado es lo que aprenden los estudiantes a través de estos juegos basados en el uso de la calculadora. Otro aspecto importante es el fortalecimiento de la auto estima de los estudiantes. Los datos aportados en este estudio indican que el uso de la calculadora favorece este aspecto. Una de las primeras cosas que aprenden los estudiantes es que la calculadora puede realizar los cálculos con mayor velocidad que ellos, pero que la calculadora no puede actuar por sí misma, ni Tenoch E. Cedillo A. 14 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Investigación elegir qué operaciones deben realizarse para resolver un problema; eso es algo que ellos sí pueden hacer. Los estudiantes aprenden pronto a usar la calculadora para poner a prueba sus conjeturas, con el apoyo de la máquina ellos son capaces de contestar por sí mismos muchas de las preguntas que usualmente planteaban al maestro o a compañeros más competentes. La posibilidad de avanzar por sí mismos refuerza notablemente su auto estima. El siguiente episodio con un alumno cuyo desempeño en matemáticas es notablemente más bajo que el del resto de sus compañeros ilustra esta situación. Él estaba buscando dos números que sumaran 0.321, su primer intento fue con los números 0.320 y 1, al hacerlo con la calculadora se sorprendió que el resultado fuera 1.320. Entonces intentó con 0.301 y 2, Y se encontró una situación similar. A pesar de que esos intentos mostraban un fracaso evidente, él se acercó orgullosamente Cl comentarme su éxito: "Por fin entendí por qué me deaán que debo alinear los números para sumar ... los decimales nunca me salieron bien, pero ahora me di cuenta por qué 0.320 más 1no da 0.32l. iQué tooto/: ¿No? Pero ya me di cuenta de que lo que deb/á sumar no es 1 sino o. 001, es decir; más un milésimd'. Este episodio es un buen ejemplo de cómo la interacción con la máquina puede favorecer un cambio de actitud hacia las matemáticas, ahora ese alumno ya puede hablar de sus dificultades, en particular, porque las está superando por sí mismo. Durante el desarrollo de esta investigación se observó que un buen número de alumnos declaran cosas como la siguiente: "yo nunca he sido bueno en matemáticas, nunca pude hacer bien las restas ni las divisiones, las fracciones nunca las entendt; pero con la calculadora me gustan las cosas que hago porque las entiendo mejor ... me habtán dtcho no tentá sentido hacer las cosas con la calculadora porque eso no me haaá pensar; eso no es cierto, para hacer algo con la calculadora necesito antes pensar para ver qué vaya ha- ce/'. Probablemente esas expresiones se deben a experiencias desfavorables debido a una falta de destreza para calcular, cuestión que queda en un segundo plano al incorporar la calculadora. Sin embargo, el asunto que parece importante es que el desempeño de los estudiantes en la clase de matemáticas mejora notablemente con el apoyo de la calculadora, lo cual cuestiona fuertemente el hecho de que los cursos de matemáticas se centren en el dominio de destrezas de cálculo (en el caso de la aritmética), y en el dominio de la manipulación simbólica (en el caso del álgebra), en lugar de promover el uso de las operaciones en la resolución de problemas. Comentarios finales El trabajo desarrollado por los alumnos indica que en muchas ocasiones no pudieron responder al primer intento, sin embargo difícilmente se rendían ante una tarea porque podían seguir poniendo a prueba sus conjeturas con el apoyo de la calculadora. Al principio parecía que sólo intentaban estrategias de ensayo Y error, sin embargo, después de algunos intentos llegaban a bosquejar estrategias que les conducían sistemáticamente a una solución correcta. Los datos recabados muestran que al dar respuesta a ese tipo de actividades, los alumnos no estaban aprendiendo cómo realizar las operaciones, lo que estaban aprendiendo es qué son y para qué sirven las operaciones, además, estaban desarrollando una noción de número a través de las acciones que realizaban con ellos. Tenoch E. Cedillo A. •..... _-~ ....._.- . -.---- - La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra 15 Investigación El tipo de actividades que se usaron en este estudio contrastan fuertemente con aquéllas en las que el énfasis se pone en el dominio ce los algoritmos para ejecutar las operaciones aritméticas. Las actividades que se emplearon en esta investigación se centran en el uso de las operaciones y no en cómo se ejecutan los cálculos, esto último puede hacerlo la calculadora, pero la calculadora no puede elegir qué operaciones son pertinente~ ni la manera en que éstas se usan para resolver un problema. Los resultados de este estudio sugieren que la calculadora puede emplearse para favorecer que los estudiantes aprendan cómo emplear sus conocimientos de aritmética en la solución de problemas. Este aspecto es crucial, porque saber cómo usar las operaciones es un factor determinante en el éxito que los estudiantes puedan alcanzar en sus estudios futuros. En última instancia, parece que todos estaríamos de acuerdo en que el propósito más importante en la enseñanza de la aritmética es que ésta sirva como herramienta para plantear y resolver problemas. Las respuestas de los estudiantes que se han discutido en este reporte sugieren que la calculadora desempeñó el papel de un interlocutor con el que los ellos pueden interactuar mediante el lenguaje de la aritmética, este hecho ubica a la aritmética en un contexto pragmático que contrasta notablemente con el papel que se le otorga al concebirla solamente como un conjunto de reglas para realizar cálculos numéricos. Los resultados de esta investigación indican que el hecho de que la calculadora se emplee para promover que los alumnos aprendan para qué sirven los números y sus operaciones no significa que ellos no aprendan cómo hacerlas. Los datos recabados muestran que al trabajar con la calculadora los alumnos no sólo aprenden sobre el significado de las operaciones, sino que desarrollan estrategias no convencionales para realizarlas, sobre todo, estrategias de cálculo mental. Estos resultados sugieren que una vez que los alumnos han comprendido cómo pueden ser utilizadas las operaciones, parecen estar en una situación más favorable para aprender, -si se considera necesario, la ejecución de los algoritmos convencionales. En cuanto a la enseñanza del álgebra, los resultados de este estudio muestran hallazgos promisorios que sugieren que la calculadora puede explotarse para promover que los estudiantes desarrollen nociones y estrategias numéricas que pueden ser una apoyo importante en la transición de la aritmética al álgebra. Tenoch E. Cedillo A. 16 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación REFERENCIAS Booth, Brolin, Bruner, Bruner, Bruner, Bruner, Cedillo, Referencias al Álgebra BIBLIOGRÁFICAS L., 1984. Algebra: Childrens Strategies and Errors in Secondary Mathematics Project NFER-NELSON, London. H., 1992. Introducing Calculators in Swedish Schools. Calculators in Mathematics Education. NCTM Yearbook, Reston, Virginia. J., 1980. 'The social context of language acquisition'. Witkin Memorial Lecture, Educational Testing Service, Princeton, New Jersey. J., 1982. "The formats of Language Acquisition". American Journalof Semiotics, Vol. 1, No. 3,1- 16. J., 1983. Child's talk. 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Entre las más relevantes se destaca la demanda social sobre el uso del lenguaje, que hace de éste no sólo un importante campo de conocimiento, sino lo ubica en el nivel de un medio para la supervivencia, característica que evidentemente no puede atribuirse a las matemáticas. Por naturaleza el ser humano es un ser social y establece sus relaciones en la sociedad a través del lenguaje, el uso continuo e intenso del lenguaje natural es una de las características que lo distinguen de otras áreas de conocimiento y lo convierte en un conocimiento indispensable para la vida en sociedad. La calculadora, adecuadamente empleada, puede simular un microcosmos en el que el lenguaje que "se habla" es el lenguaje de las matemáticas, más concretamente, los códigos de la aritmética, el álgebra y la geometría. Una vez que se presiona la tecla que activa la calculadora, cualquier otra cosa que se quiera hacer con la máquina es a través del código matemático. Esto conduce a pensar en crear un ambiente de enseñanza basado en el uso de la calculadora, donde la máquina desempeña el papel de una comunidad que exige el uso del lenguaje de las matemáticas. El diseño de ese ambiente de trabajo debe proponerse que los estudiantes participen activamente, un ambiente que capte su interés y estimule su creatividad intelectual, a la vez que favorece el desarrollo de habilidades matemáticas básicas orientadas a un uso apropiado del código matemático, particularmente habilidades relacionadas con la resolución de problemas. Este planteamiento concuerda con lo propuesto por Papert (1980) con relación al ambiente de trabajo empleando el lenguaje de programación Logo. Papert concebía las matemáticas como un lenguaje y al Logo como un ambiente que exige el uso del lenguaje matemático, para describir esto empleaba la metáfora "si realmente quieres aprender francés, hazlo en Francia". Han pasado ya cerca de treinta años desde que se empezó a introducir la calculadora en las clases de matemáticas. La calculadora se introdujo al mercado como una simple herramienta para facilitar los cálculos aritméticos, de la calculadora de cuatro operaciones se pasó rápidamente a la 'calculadora científica', que incluye funciones matemáticas mucho más sofisticadas y la posibilidad de editar y correr programas de cómputo; a mediados de los 80's se pusieron a disposición del público las primeras 'calculadoras gráficas', que además de las funciones que ofrecen las calculadoras científicas, cuentan con una pantalla de ocho líneas que permite editar tablas y gráficas de funciones. A inicios de los 90's tuvo lugar el advenimiento de las calculadoras con capacidad de manipulación algebraica, que incluyen nuevos recursos que facilitan la edición y captura de datos. Una notable diferencia entre las modernas calculadoras y los modelos que las precedieron, es que el código que emplean se rige estrictamente por las formas convencionales de la notación y sintaxis algebraica. Estos hechos han ocasionado que los usos de la calculadora hayan evolucionado sensiblemente, de ser sólo un auxiliar para el cálculo aritmético y algebraico, actualmente se emplea como un recurso para mediar el conocimiento (Ruthven, 1996). Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: al Álgebra 19 Recomendaciones para la enseñanza Otra notable diferencia entre la adquisición del lenguaje y el aprendizaje de la aritmética, es la privilegiada relación uno a uno en que se fundamenta la enseñanza del lenguaje natural. No obstante, es factible explotar los recursos que ofrecen las modernas calculadoras para diseñar una estrategia didáctica orientada a proponer el aprendizaje de la aritmética a través de su uso, sin necesidad de partir de una enseñanza basada en reglas, ejemplos y definiciones. Esta hipótesis se fortalece con los resultados de investigación que se discuten más adelante. La calculadora permite el acceso. individual a poderosos procesadores matemáticos, esta característica favorece que los estudiantes trabajen en forma más privada, el tamaño de la pantalla, aún en el caso de los modelos que disponen de las pantallas de mayor tamaño, hace que sólo sea posible ver lo que un estudiante está haciendo en la máquina si él lo permite. La privacidad que brinda la calculadora alienta a los estudiantes a explorar distintos acercamientos a la solución de un problema, a afinar sus plantearrúentos y hacerlos público su trabajo cuando ellos lo deciden. Contrario a le que podría esperarse, la forma individual de trabajo que induce el uso de la calculadora no inhibe que se dé el trabajo colaborativo; la retroalimentación inmediata que da la calculadora y la posibilidad que brinda a los estudiantes de explorar soluciones siguiendo sus propias formas de razonamiento, da lugar a la producción de distintas y originales soluciones a un mismo problema, lo cual les estimula a compartir y discutir sus hallazgos con sus compañeros y con el profesor (Cedilla, 1999). Desde luego, esta manera de aproximarse al estudio de las matemáticas no depende solamente del uso de la calculadora, el tipo de las actividades de enseñanza y la participación del profesor desempeñan papeles determinantes. Las actividades deben diseñarse de manera que no exista una única manera de obtener o de expresar una solución, y el profesor debe mantener una actitud favorable para entender formas de solución que él antes no había concebido y estar siempre alerta para explotar de mejor manera las contribuciones de los estudiantes. Organización del trabajo en la clase El ambiente de enseñanza puede arreglarse de manera que el profesor atienda individualmente a sus alumnos, lo cual no significa un impedimento para el trabajo colaborativo en pequeños grupos, sino un recurso para favorecer una interacción más productiva entre alumno y profesor, y una participación más creativa de los estudiantes. La organización de las actividades de enseñanza como hojas de trabajo es un recurso de alta utilidad a este respecto. Una hoja de trabajo es, en extensión, una página. Su contenido debe incluir situaciones en las que el fin que se persigue esté claramente establecido para propiciar que el estudiante inicie de inmediato su trabajo haciendo algo que se concrete en una producción propia. Para esto, es conveniente que la hoja de trabajo proponga un reto intelectual al estudiante, con la condición de que haga posible que perciba desde el principio que puede abordar la actividad, y que le sea claro que lo único que todav/á no sabe es cómo organizar lo que ya sabe para empezar a hacer lo que se le está planteando. Tenoch E. Cedillo A. 20 La calculadora en el aula Volumen 1; Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Recomendaciones para la enseñanza Se asume que en este proceso de estructuración/reestructuración de sus ideas, el estudiante estará siempre en la posibilidad de aprender algo nuevo. El uso de las hojas de trabajo permite que el profesor no tenga que estar al frente del grupo dando una lección y le libera tiempo para atender las preguntas e intervenciones de los estudiantes individualmente. Las hojas de trabajo facilitan que los estudiantes inicien la actividad sin requerir una presentación preliminar por parte del profesor. Desde luego, la eficacia de una hoja de trabajo depende de su diseño, una buena hoja de trabajo debe hacer factible que los estudiantes desarrollen su creatividad matemática siguiendo sus propias formas de razonamiento. Esta forma de trabajo propicia que los estudiantes logren producciones originales, de manera que cuando consultan algo con el profesor, éste se ve obligado a seguir la línea de razonamiento del estudiante. La originalidad de las respuestas de los estudiantes obliga que el profesor, para entenderlas, tenga que dialogar con ellos y tomar ese diálogo como punto de partida para continuar la discusión con el estudiante. Esto da lugar una rica interacción entre pares, donde uno de ellos es experto, y el otro, aún en su calidad de aprendiz, está sometiendo al criterio del experto conjeturas que puede defender con argumentos basados en una previa validación lograda por los rudimentarios medios a su alcance. Sincromá entre la propuesta del profesor y el avance del estudiante. La sintonía entre la propuesta de enseñanza y el avance del estudiante es crucial y su logro implica un esfuerzo notable por parte del profesor. Una adecuada organización de la actividad en el aula puede facilitar que el profesor esté siempre al tanto del avance de cada uno sus alumnos, lo cual es un elemento central en el logro de dicha sintonía. Las hojas de trabajo desempeñan un papel fundamental para conseguir lo anterior. Un punto fundamental en el esquema didáctico es tener en cuenta que cada individuo tiene un ritmo distinto para aprender. Puede respetarse el paso de cada estudiante si no se le proporciona sólo una hoja de trabajo para completar en una sesión de clase, sino un paquete con cuatro o cinco hojas de trabajo. La instrucción del profesor puede ser: "estas actividades son las que deben completar en esta clase, algunos las harán todas, y algunos no completarán algunas, eso no es lo más importante, lo que realmente importa es que el trabajo que entreguen sea el resultado de su máximo esfuerzo". El uso de paquetes de hojas de trabajo permite que los estudiantes que avanzan a un ritmo más rápido no detengan su progreso, y que los estudiantes que avanzan más lentamente puedan acudir a la ayuda del profesor para aclarar sus dudas, o mantener su ritmo si trabajan sin tropiezos. La única restricción, que se recomienda enfáticamente como una regla a seguir, es que ningún estudiante puede entregar su trabajo en blanco al término de una sesión de clase, en caso de que agoten sus esfuerzos y no puedan avanzar, los estudiantes tienen la obligación de consultar al profesor o a alguno de sus compañeros. La obligación de consultar, adecuadamente manejada, conduce a los estudiantes a plantear preguntas más atinadas que simplemente "no entiendo nada", porque las respuestas a esas preguntas Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación deben ser instrumentales problemas. al Álgeb,a 21 Recomendaciones para la enseñanza para el logro de la actividad con la que han tenido . Una aparente desventaja de respetar el avance individual de los estudiantes es que al término de unas cuantas sesiones de clase el profesor tiene ante sí un grupo con logros individuales muy heterogéneos. Esto es aparente por al menos dos razones, primero porque independientemente de la estrategia de enseñanza, el avance individual de los estudiantes es distinto, y segundo, porque esa heterogeneidad puede ser aprovechada para generar fructíferas sesiones en las que el profesor puede organizar un debate con el grupo sobre los aspectos más relevantes de un bloque de actividades. En esas sesiones el profesor puede centrar la atención de los estudiantes en las respuestas correctas que han producido, discutir por qué son correctas y analizar rigurosamente las formas de validación que generan los estudiantes para sus respuestas; además, y quizás más importante, el profesor puede discutir los errores que se hayan presentado, y sobre todo, discutir los criterios que permiten decidir que esas respuestas son incorrectas. Tenach E. Cedilla A. 22 Lo La calculadora en el aula Volumen 1: S Guía didáctica Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Ha GUíA DIDÁCTICA 9 Hoja de Trabajo Tema 1 Valor posicional Valor posictonal 2 Lectura y escritura de números Lectura y escritura de números naturales Equivalencia numérica Equivalencia numérica 3 Temas explícito • • Lectura de números naturales y decimales Resta con números naturales v decimales Uso de operaciones con números naturales y decimales. • • • 4 Estrategias no convencionales para sumar. ¡Se descompuso la tecla para restar! Estrategias no convencionales para restar. • • Del cero al 100 sólo con cuatro cuatras. Uso de las operaciones aritméticas básicaso • I 5 6 • • • • • iSe descompuso la tecla para sumar! 1 implícitos • ~ • • • Uso de las operaciones aritméticas básicas. Estimación. Descomposición de un números en sumandos y factores. Cálculo mental. Uso de la resta como operació n inversa de la suma. Estimación. Cálculo mental. Iniciación a la resolución de ecuaciones de la forma X+A=B. Uso de la suma como operación inversa de la resta. Ir:iciación a la resolución de ecuaciones de la forma X+A=B. Introducción del exponente cero y la raíz cuadrada. Distintas representaciones de la unidad. Uso del paréntesis y la prioridad de las operaciones. Introducción a la producción de cadenas de expresiones numéricas. Estimación. Cálculo mental. I 7 iAI cero en cinco pasos! Divisibilidad • + • 8 ¿Qué números dividen a otros? Divisibilidad • • • • Tenoch E. Cedilla A. Noción de número primo. Estimació"n. Cálculo mental. Noción de número primo. Descomposición de números en factores. Construcción de números con un números de divisores dados. Cálculo mental. Observaciones Una sesión de 50 minutos. Una sesión de 20 minutos. En los 30 minutos restantes ei profesor puede conducir una dlscusión en la que se revisen las dificultades que encontraron los estudiantes y las formas eficientes que encontraron para aprovechar mejor los recursos de la calculadora Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. I ~ Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. O una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad de los alumnos a partir de las respuestas que ellos ofrecen. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. O una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad de los alumnos a partir de las respuestas que ellos ofrecen. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. O una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad de los alumnos a partir de las respuestas que ellos ofrecen. Puede resultar de gran ayuda que el profesor aborde esta actividad con un sólo número, por ejemplo, el 5. Ahí puede introducir nuevos conceptos como el uso de paréntesís, el exponente cero y la raíz cuadrada. A partir de esto se puede asignar a cada alumno un número distinto o series de números para cada equipo de trabajo. Debe considerarse que no todos los números del O al 100 pueden expresarse con sólo cuatro cuatros. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. O una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad de los alumnos a oartir de las respuestas que ellos ofrecen. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. O una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad de los alumnos a partir de las respuestas que ellos ofrecen. 11 \ ~ La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico Hoja de Trabajo ¿Qué núrne9 ros se dividen entre 7 y 11? e Iniciación 1: 23 al Álgebra Tema explícito Divisibilidad entre 7 y 11 Guía didáctica - • • • I I 10 ¿Esos "numerotes" son divisibles entre todo eso? Divisibilidad entre 7, 11 y 13. • • • • 11 Suma yestimación. Suma y estimación con números decimales. • • • • I 12 Resta y estímación. Resta y estimación con números dedmales. • • • 13 14 15 Multiplicación y estimación. Multiplicación y estimación con números decimales. Se descompuso la tecla para multiplicaro Estrategias no convencionales para multiplicar. División y es· timación División y estimación con decimales '"Y) ~ • • • • • • • • • Temas implícitos Noción de divisor. Relación entre factores de un números y sus divisores. Primeras reglas de divisibilidad: "Si un número es divisible entre otros dos tarnbién es divisible entre su producto". "Si un número a es divisible entre otro número b, entonces a es divisible entre cualquiera de los factores de b", Noción de divisor. Relación entre factores de un números y sus divisores. Primeras reglas de divisibilidad: "Si un número es divisible entre otros dos también es divisible entre su producto". "Si un número a es divisible entre otro número b, entonces a es divisible entre cualquiera de los factores de b", Relación entre el algoritmo de la multiplicación con números enteros y la propledad distributiva del producto. Descomposición de números decimales en sumandos. Valor posicional con núrneros decimales. Cálculo mental. La resta como operación inversa de la suma. Valor posicional con números decimales. Cálculo mental. La suma como operación inversa de la resta. Valor posicional con números decimales. Cálculo mental. La división como operación inversa de la multiolicación. El producto como suma de sumandos iguales. La división como operación inversa del producto. Iniciación a la resolución de ecuaciones de Ia forma AX=B. Estrategias no convencionales para dividir. El producto como operación inversa de la división. Iniciación a la resolución de ecuaciones de la formas X/A=B v A/X=B Observaciones Se recomienda especial atención del profesor para aprovechar las estrategias originales de los estudiantes. En particular resulta importante que el profesor los aliente a justificar sus respuestas y a que traten de generalizar algunas de sus conjeturas. Se recomienda especial atención del profesor para aprovechar las estrategias originales de los estudiantes. Si se les permite a los alumnos enfrentar el problema con sus propios medios producen soluciones que pueden explotarse para enriquecer las nociones que ellos desarrollan. Por ejemplo, algunos alumnos han llegado al número 1001 como el "menor número distinto de cero que puedo construir al repetir un número de tres dígitos: 001001. Mientras otros lo han obtenido como el producto de 7, 11 Y 13. Este tipo de "encuentros" les ha permitido avanzar hacia la justificación que se pide en la actividad. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 24 _ Temas Tema explícito • Estrategias no convencionales para dividlr. • l. I Lectura y escritura de números decima les Lectura ~' escritura de medidas de longitud. 17 18 I Lectura y escritura de números decimales ? 1+ ¡ I I Lectura y escritura de medidas de peso. Lectura y escritura de medidas de peso. Transformaciones en un solo paso Operaciones que involuéran potencias de Se descompuso la tecla del punto decimal Operaciones que involucran potencias de Fracciones decimales Noción de fracción decimal come representación de particiones de la unidad .. I 21 22 I 23 10. Noción de fracción 26 1 Fracciones equivalentes • • •~ l. • Noción de fracción común como representación de partidones de la unidad. Equivalencia de frac- clones • • • • • Fracciones como razones Uso de las fracciones para expresar la retación entre dos magnitudes. • Fracciones como operadores Uso de las fracciones para obtener partes determinadas de cantidades dadas. • • l Tenoch E. Cedilla A. Observaciones implícitos La división como una resta iterada. Relación entre producto y m~!t¡piicación como operaclones inversas. Estimación. Cálculo mental. Valor posicional. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Relación entre el sistema decimal de numeración y el sistema decimal de medidas de peso. Cálculo mental. Resolución de problemas que involucran distintas unídades de medida. Relación entre el sistema decimal de numeración y el sistema decimal de medidas de peso. Cálculo mental. Resolución de problemas que involucran distintas unidades de medida. Cálculo mental. Estimación. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Cálculo mental. Estimación. 10. i 25 I I • I ¡Z4 • • • I 20 SE Una sesión de 50 minutos. F I I Lectura y escriture ce ,~ medidas de lon91 id. + + 19 Guia didáctica al Álgebra I Hoia de Trabajo Se descorn16 puso la tecla 1 para dividir Lo en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación • Partición de la unidad y formas de representación. El número 1 como suma de las partes de la unidad. Nociones básicas de probabilidad y frecuencia relativa. Partición de la unidad y formas de representación. El número 1 como suma de las partes de la unidad. Nociones básicas de probabilidad y frecuencia relativa. Suma de fracciones. Conversión de dos o más fracciones a fracciones equivalentes con un mismo denominador. Fracciones equivalentes Resolución de problemas. Relación entre la división y el producto de fracciones. Resolución de problemas. I ~ 2S Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. El profesor debe estimular a los alumnos para que produzcan varias respuestas distintas para cada actividad. Una sesión grupal de 50 minutos en la que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. El profesor debe estimular a los alumnos para que produzcan varias respuestas distintas para cada actividad. Una sesión grupal de 50 minutos, 25 minutos para que los alumnos aborden la actividad por sí mismos, y 25 minutos en los que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. Una sesión grupal de 50 minutos, 25 minutos para que los alumnos aborden la actividad por sí mismos, y 25 minutos en los que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. Una sesión grupal de 50 minutos, 25 minutos para que los alumnos aborden la actividad por sí mismos, y 25 minutos en los que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. Una sesión grupal de 50 minutos, 25 rninutos para que los alumnos aborden la actividad por sí mismos, y 25 minutos en los que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. E:(,;UEl~ IOR,;1AL SUPEHi0R VERACRUZ.~¡!A "Dr. M::.nuel Suárez Trujillo'' la A T r I La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico Hoja de Trabajo 27 ¿Cuáles son las fracciones que faltan? e Iniciación Tema 1: 25 al Álgebra Guia didáctica explícito Suma y resta con fracciones comunes Temas • • • I • • i I 28 29 ¿Cómo encuentro esas fracciones? Un poco de fracciones y restas Suma y resta con fracciones comunes Suma y resta con fracciones comunes <- • • • • • I 30 31 • iMultiplicar con fracciones es bastante fácil1 Producto con fracciones ¿Cuál fracción es la mayor? Orden en el conjunto de las fracciones. • • • I • • ;- 32 ¿Qué fraccíones dan 1" suma mayor? 33 34 I I ¡ Orden en el conjunto de las fracciones. ¿Cómo sumamas números con signo? Suma de números con signo. Algo más sobre sumas Suma con números con signo. • • • • • • • • • • • implícitos Cálculo mental con fracciones. Estimación con fracciones Relación entre !a suma y ia resta como operaciones inversas. Dada una fracción obtener el complemento a la unidad. Resolución de ecuaciones que contienen fracciones. Descomposición de freccíones en un número de sumandos dado. Cálculo mental con fracciones comunes. Fracciones equivalentes. Descomposición de fracciones en un número de sumandos dado. Cálculo mental con fracciones comunes. Fracciones equivalentes. Resolución de ecuaciones que contienen fracciones. El producto como una forma de obtener fracciones equívalentes. Resolución de ecuaciones que contienen fracciones. La relación inversa entre producto y división con fracciones. La equivalencia como una forma de comparación entre fracciones. La resta como una forma de comparación entre fraccíones. Densidad en el conjunto de las fracciones. Construcción de criterios para determinar, qué fracción es menor. Cálculo mental con fracciones. Fracciones equivalentes. Estrateolas de conteo. Usos de los números con signo como formas de representación de magnitudes. Estimación de sumas con números con signo. Cálculo mental con números con sicno. Cálculo mental. Estimación. Primeras nociones orden en el conjunto de los números negativos. Resolución de ecuaciones que contienen números ne- Observaciones Tres sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos, una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes, y una en la que el profesor puede ampliar la perspectiva de los alumnos, por ejemplo, el cálculo mental con fracciones (suma y resta). Dos sesiones de 50 minutos. Una para que las estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 58 minutos. Una para que las estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Tres sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos, una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes, y una en la que el profesor puede ampliar la perspectiva de los alumnos, en particular en encontrar estrategias para obtener cualquier número de fracciones que estén entre dos fracciones dadas. Otro aspecto importante es la aplicación de la noción de orden en la solución de problemas. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. catívos. Tenoch 006134 E. Cedillo A. 26 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Hoja de Trabajo zcórno restamos números con I 35 Temas Tema explícito Resta con números con signo. siqno? • • • • (- • 36 ¿Cómo multiplica números con signo? Producto con números con signo. • • 37 1 38 Algo más sobre multiplicación de números con signo ¿Cómo divido números con signo? Producto con números con signo. 1" • División con números con signo. • • • 39 Potencias de con números con signo Potencias de números con signo. • ~ • • 40 1 i 41 42 ¿Sirven para algo los números con signo? Resolución de problemas que involucran números con signo. ¿Que ES eso de exponentes fraccionarios? iTambién hay Exponentes negativos! Estimación, aproxirnación y redondeo con números decímales. Estimación, aproximación y redondeo con números decimales. Guia didáctica al Álgebra • • • ~ • • • • implícitos Observaciones Introducción al uso de signos concatenados (+-.-). Resolución de ecuaciones que contienen números negativos. Resolución de ecuaciones que involucran signos concatenados (--). Introducción de -1 como coeficiente implícito. Resolución de problemas que involucran operaciones con números con signo. Relación inversa entre la suma y la resta. Comparación entre el produeto con números posítívcs y con números negativos. Propiedad conmutativa del producto. Tres sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos, una para la puesta en común de las y distintas respuestas de los estudiantes, una en la que el profesor puede ampliar la perspectiva de los alumnos, en particular sobre las similitudes entre operar con números positivos y números negativos y el uso de -1 como coeficiente implícito. Producto con más de dos factores. Determinación del signo del producto a partir del número de factores negativos. Propiedad asociativa del producto. Comparación entre el cocíente con números positivos y el cociente con números negativos. No conmutatividad del co- Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. dente. Los casos de _an y (-a)" Determinación del signo de la potencia a partir del signo de la base y de la paridad del exponente. Propiedad asociativa del producto. Estrategias para efectuar multiplicaciones iteradas sin usa la calculadora. Operaciones con números con signo. Valor numérico de expresiones algebraicas. Signo del valor numérico de x. Introducción numérica de exponentes variables. Antecedentes a la noción de locarítrno, Introducción numérica a la relación entre exponentes fraccionarios y radicales. Nociones de aproximación "por arriba" y "por abajo". Orden en el conjunto de los números decimales. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes incorporando lo que han visto con las operaclones de suma y resta (por ejemplo, el producto como suma iterada y el cociente como resta iterada). Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes; el profesor debe enriquecer la experiencia de los estudiantes incluyendo actividades del tipo abn, con a y b variando el signo de a y b. La e Sen - Hoja 43 44 45 Y 46 47 \ 48 Y 49 r 51 57 é Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. 58 \ I L Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación Hoja de Trabajo Tema explícito iSe descompuso la tecla de la raíz cuadrada! Noción de raíz cuadrada. 43 27 1: al Álgebra Guia didáctica Temas implícitos • • I • I 44 Como me aproximo épor abajo o por arriba? oo' Noción de raíz cuadrada. • • • 45 y 46 Potencias y simbolización Iniciación al uso de literales • • 47 ¿Elevar a la menos "menos 1"? Notación exponencial. • • • 48 y 49 Leyes de los exponentes Iniciación literales al uso de 50 LUna potencia que da por resultado 1? Significado del exponente cero. • I • Primeras reglas de escritura algebraica. 51 a 57 • • • • • 58 Recursividad: La tecla ANS Iniciación al uso de literales • • I I ~ Relación inversa entre elevar a cuadrado y obtener la raíz cuadrada de un número. Nociones de aproximación "por arriba" y "por abajo". Orden en el conjunto de los números decimales. Relación inversa entre elevar a cuadrado y obtener la raíz cuadrada de un número. Nociones de aproximación "por arriba" y "por abajo". Orden en el conjunto de los números decimales. Introducción a la representación de generalizaciones usando el código algebraico. Reconocimiento de patrones numéricos generados al elevar distintos números a una misma potencia. Significado instrumental del exponente -1. Introducción a la representación de generalizaciones usando el código algebraico. Reconocimiento de patrones numéricos generados al elevar distintos números a una misma potencia. Introducción numérica a las leyes de los exponentes para el producto con expresiones aloebraícas no lineales. Introducción a la representación de generalizaciones usando el código algebraico. Reconocimiento de patrones numéricos generados al elevar distintos números a una misma potencia. Sistemas de numeración. Introducción a la representación de generalizaciones usando el código algebraico. Reconocimiento de patrones numéricos generados al elevar distintos números a una misma potencia. Uso del código algebraico para plantear y resolver problemas. Introducción instrumental al uso de la noción de recursividad Reconocimiento de patrones numéricos generados al aplicar recursivamente una misma secuencia de operadones a distintos números. Introducción a la representación de generalizaciones usando el códíoo alqebraico. Observaciones Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Se recomienda que esta actividad se retome posteriormente varias veces en el desarrollo del curso. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Se recomienda que esta actividad se retome varias veces durante el desarrollo del curso. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Una sesión grupal de 50 minutos, 25 minutos para que los alumnos aborden la actividad por sí rnlsrnos.iy 25 minutos en los que el profesor dirige la actividad a partir de las respuestas de los alumnos. Tres sesiones de 50 minutos. Dos para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Dos sesiones de 50 minutos. Una para que los estudiantes aborden la actividad por sí mismos y una para la puesta en común de las distintas respuestas de los estudiantes. Tenoch E. Cedilla A. -- ACTIVIDADES - PARA LA E SENANZA ---- -_.~ La calculadora ------- --- - ---_._----~---- en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra HECHOS NUMÉRICOS 31 Hechos numéricos básicos BÁSICOS Además de abordar aspectos importantes sobre el manejo de los números naturales, esta sección tiene como propósito que el estudiante se familiarice con el teclado de la calculadora y sus formas de funcionamiento, en el contexto de un ámbito numérico que le es más familiar que el trabajo con otro tipo de números. De acuerdo con lo anterior, las actividades de esta sección se han diseñado para que el profesor vaya introduciendo gradualmente algunos detalles sobre el manejo de la máquina en el contexto del trabajo de la clase de matemáticas. Las actividades que aquí se incluyen pueden realizarse con una calculadora simple de cuatro operaciones. Si se cuenta con una calculadora científica o una calculadora gráfica se tendrá la ventaja de que esas máquinas respetan la prioridad de las operaciones, aspecto que resulta fundamental como antecedente para la introducción al álgebra. Además, si se cuenta con una calculadora gráfica se tendrá la ventaja de poder editar en varias líneas y usar el cursor para hacer modificaciones en las expresiones que se han editado. Las pruebas a que se ha sometido este material han mostrado que la hoja de trabajo Sólo cuatro "castros" propicia que los estudiantes se enfrenten con aparentes contradicciones porque no tienen en cuenta la prioridad de las operaciones. Por ejemplo, algunos estudiantes creen que la calculadora se descompuso porque al realizar 4+4+4 ..;-4, obtienen 9 como resultado, y ellos esperaban obtener 3. Se recomienda que el profesor aproveche momentos como ése para introducir el uso de paréntesis. Esas situaciones son más propicias para hacer ver a los alumnos la función que desempeñan los paréntesis como signos de agrupación, ya que esos nuevos recursos surgen como una respuesta a sus propias iniciativas. Respecto a la resolución de ecuaciones, es crucial que los estudiantes desarrollen el hábito de verificar sus respuestas. Se ha observado que a pesar de que en la actividad se pide a los estudiantes que comprueben sus soluciones, algunos de ellos no lo hacen, por lo que se hace necesario que el profesor esté alerta a este respecto. Por último, se recomienda al profesor que permita que sus estudiantes acudan a estrategias informales y que se recreen en ellas tanto como sea posible antes de introducir las formas convencionales de resolución de ecuaciones. Recomendamos enfáticamente que el profesor aborde las formas convencionales para la resolución de ecuaciones una vez que los alumnos hayan completado las actividades sobre ecuaciones que se proponen en este volumen. Primer grado de secundaria La calculadora 32 en el aula, Volumen 1: Sentido numérico e iniciación Hechos numéricos al álgebra básicos Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 1 VALOR POSICIONAL Escribe en la calculadora el número 796182453. Supongamos que los nueve dígitos que forman ese número son "invasores espaciales". Para salvar al planeta debes "eliminarlos" convirtiéndolos uno por uno en cero haciendo una sola operación con el nú- mero 796182453 y otro número que tú propongas. Por ejemplo, eliminar al "1" quiere decir que hagas una operación para que el número 796182453 cambie a 796082453. Después de que elimines al 1 debes eliminar al 2, luego el 3, Y así sucesivamente. 1. Completa la siguiente tabla para mostrar cómo eliminaste a cada "invasor". Dígito i Operación que hiciste en la calculadora ¡ Resultado --------f-----T--------------------------------------------------------------------------------------------------------r-----------------i96-Ü-S-24-5j·-----------------------2-------T------------------------------------------------------------------------------------------------------T----------------i96-Ü-S-Ü45j---------------- ::::::::~::::::::C::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::L::::::::::::::tª:§:Q§:Q4:§:Q::::::::::::::-:: ________ ~ L 5 L }_ª_§_º_ª_º_º_~_º [ 796080000 ¡ _ --------6--------1--------------------------------------------------------------------------------------------------------T----------------i9-Ü-Ü-S-ü-ü-ü-ü-----------------1 ~F~F:~:::·::·:::~~·:::::::···::::·::::·······::·:··········:::t:::::::····:·:·::~~~~~~~~····:··:::· --------g-------r-------------------------------------------------------------------------------------------------------r----------------------------ü------------------ 2. Ahora elimina uno por uno cada uno de los dígitos del número 4983.26715. siguiente tabla para mostrar cómo eliminaste a cada "invasor". o .----- Completa la Dígito ¡ Operación que hiciste en la calculadora, Resultado ------------------,---------------------------------------------------------------------------------------------------------+-----------------------.----------------------_·_---·_··-1 1 i ¡ I 4983.26705 ·j:T~~·~:·~=~~:~~~:~!~~~¡~;~ 5 ¡ i 980.0670 --------6-------T-------------------------------------------------------------------------------------------------------r------------------------9-S-o-:0070------------ j ------------------;-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - - I 7 ¡ ::~·F:~:··~:~~~~F:~ii~ Primer grado de secundaria , 980 Tenoch E_Cedilla A. I ; La calculadora 33 en el aula, Volumen 1: Sentido numérico e iniciación Hechos numéricos al álgebra Fecha: básicos ----------- HOJA DE TRABAJO 2 LECTURA Y ESCRITURA DE NÚMEROS 1. Escribe en la calculadora los números que están descritos con palabras. Cuando vayas escribiendo los números ve haciendo con la calculadora las sumas que se indican. Si leíste y escribiste correctamente cada cantidad obtendrás el total que se indica. Si el total que obtuviste es diferente del que se indica, busca y corrige el error que cometiste. Cuando hayas producido los números correctos escríbelos en el cuadro de la derecha. CANTIDADES a) o :+ _ más doce mi I uno, ;+ más trescientos :+ _ _ ~~o:oo . r-r-r-ro-o cuarenta y cinco mil ochenta y siete. o-o o-o 0-' o-o ,-, ,-, ,-o 0-'-' ,-, ,-, ,-, ,-o 0-' o-o ,-, o-o o-o 0-' o-o e-r-o-o -oo-o ,-o o o o joT'?,~ , trece mi I noventa y nueve más veinticinco millones ciento cinco, más ciento veintiocho más trescientos TOTAL: __ ~ d) CON NÚMEROS siete millones setecientos ochenta mil cuatro, más ciento veinticinco mil cinco, !~! b) e) CANTIDADES EN PALABRAS ~_~~~~??, oo_ o, .. :+ ,_ _ _ _ :+ ,+ millones ochenta y seis, cinco mil uno. : TOTAL: treinta 153318291 y seis mi I cien, más un millón dos mil, :+ más quinientos :+ mil veinte, más trescientos TOTAL: o~oii .,o -o--o.--_--o,--.--oo--,--oo--,--,o--,--,,--,,--,--,,--,--"--,--"--'--'0--00--0-.. --'--'0--0--0'--'--"--"--0--0'· __ . __ ~---------------------------------------_--- cuatrocientos o .. 'd;~o; ~~ : + -----------; TOTAL: 2238150 mil treinta. i~~'~~ o ~~'~:o, o o o o o -- -- - ---'" """ o --" - -- -, - o' - o, - o - ~- - '" cuarenta -- - - ---- -- - -, - -, - -"'" -" - - - - - - -, - - -- :+ -----------:+ _ más dos millones cien, más treinta y siete mil uno, más quinientos TOTAL: -----------_ :+ ; TOTAL: mil diez. _ 12577112 2. Inventa una suma con cuatro sumandos como las anteriores. Usa números tan complicados como te sea posible. Verifica que el total que obtienes es el mismo que el que se indica. CANTIDADES EN PALABRAS CANTIDADES CON NÚMEROS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _. - - _. - - - .,. - - _. - - - - - - - - - - - - - - - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - . - - más _ más más _ _ TOTAL: Primer grado de secundaria _ :-l- --------------------, , , ----------: TOTAL: 4000136 .T Tenoch E. Cedillo A. 34 La calculadora en el aula, Volumen 1: Hechos numéricos Sentido numérico e iniciación al álgebra Fecha: básicos ----------- HOJA DE TRABAJO 3 EQUIVALENCIA 1. En cada recuadro construye una representación del 5 y el 9. Intenta puedes usar las teclas operaciones distintas. NUMÉRICA distinta del número quinientos nueve. No usar en cada una de tus respuestas cuatro Usa tu calculadora para comprobar tus respuestas. ~II_II __ II- _1: __ 11_11"---_ 2. En cada recuadro distintas construye el número trescientos doce. Debes usar cuatro operaciones y no puedes usar las teclas del 3 y el 1. Encuentra tantas formas distintas co- mo te sea posible y escríbelas en los siguientes espacios. ~I_I _11__ 11- _11 __ 11 11__ __ 3. Construye en la calculadora el número mil doscientos veintidós. ciones distintas Debes usar cuatro opera- y no puedes usar las teclas del 1 y el 2. En cada recuadro escribe al me- nos dos representaciones distintas de ese número. _II_II~ ~I_I_11_11_114. En cada recuadro construye al menos una representación uno sin usar las teclas del 4 y el 1. distinta del número cuatrocientos I_II~II_II~I II~ _11 __ 11_ Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula, Volumen numérico e iniciación 1: 35 al álgebra Hechos numéricos básicos Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 4 ¡SE DESCOMPUSO LA TECLA PARA SUMAR! ¡Se descompuso la tecla para sumar! El reto que presenta esta hoja de trabajo consiste en que encuentres cómo realizar las siguientes sumas empleando la calculadora, pero sin usar para nada la tecla para sumar. 1. ¿Puedes hacer la operación 438+725 sin usar la tecla para sumar y sin sumar mentalmente ni con lápiz y papel? Describe cómo lo hiciste _ 2. Compara tu método con el de los compañeros que estén cerca de ti. ¿Alguien encontró un método distinto del tuyo? ¿En qué consiste? _ ¿Cuál método es mejor, el tuyo o el de algunos de tus compañeros? ¿Por qué? 3. ¿Puedes hacer la operación 1536+489+39.83, _ _ sin usar la tecla para sumar y sin sumar mentalmente ni empleando lápiz y papel? Explica cómo lo hiciste, hazlo de manera que cualquiera de tus compañeros lo pueda entender. _ 4. Encuentra los números que faltan. Escribe en cada espacio las operaciones que uses para obtener una solución. a) 487+x=798 Primer grada de secundaria b) y+1761+89=2346 ! e) 7A+z+125.97=784.88 Tenach E. Cedilla A. 36 La calculadora en el aula, Volumen 1: Hechos numericos Sentido numérico e iniciación al álgebra Fecha: basrcos ----------- HOJA DE TRABAJO 5 ¡SE DESCOMPUSO LA TECLA PARA RESTAR! ¡La tecla para restar se descompuso! El reto que presenta esta hoja de trabajo consiste en que encuentres una manera de restar usando la calculadora, pero sin usar en absoluto la tecla para restar. 1. ¿Puedes encontrar un método para hacer la operación 1585-427 sin usar la tecla pai'o restar y sin hacer la resta mentalmente ni con lápiz y papel? _ 2. Explica cual es el método que encontraste, pañeros lo puede entender. 3. Compara tu método con el de los compañeros que estén cerca de ti. cAlquien encontró un método distinto hazlo de manera que cualquiera de tus com_ del tuyo? ¿En qué consiste ese otro método) ¿Cuál método es mejor, el tuyo o el de algunos de tus compañeros? ¿Por qué? 4. ¿Puedes hacer la operación 453.75-128.29 sin usar la tecla para restar y sin hacer la resta mentalmente ni con lápiz y papel? contraste, 5. _ ._ Explica cual es el método que en- hazlo de manera que cualquiera de tus compañeros lo pueda entender. Encuentra los números que faltan. Escribe las operaciones que hiciste en los especies. a) x-487=798 Primer grado de secundaria b) y-1761+89=2346 C) 2-7.4+125.97 = 784.88 Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula, Volumen 1: Sentido numérico e iniciación 37 Hechos numéricos al álgebra básicos Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 6 DEL CERO AL CIEN SÓLO CON "CUATROS" Una alumna encontró que puede construir con la calculadora los números del cero al cien usando sólo el número 4 y las teclas B888QJ Por ejemplo, el cero puede construirse puede construirse 4+4 como sigue: como sigue: 4.;.4-4.;.4. El 10 + J4. El 3 puede obtenerse como (4+4+4)-A. Otra regla de este juego es que no es válido escribir 1. números como 44+44=88. El cero y el diez están en la siguiente misma manera, intenta "cuatros" encontrar lista, encuentra otras formas al menos dos formas distintas de escribirlos. de escribir De la sólo con cuatro los demás números de la lista. Los casos que te parezcan más difíciles resuélvelos usando más de cuatro "cuatros". Núm.: RESPUESTAS O : .... 2'" .¡ - - - - - - - - - : Núm. RESPUESTAS - .. - - -. -. - '1"" 27 31'" .¡..: - -1- •. • o Núm. RESPUESTAS : 58 : t···· 63·····~··· ••••••••••••••••••• 00- •• ~ •. - ••••• - o - - - - - - - - - - - - - o .) •. -. -- .. - o .¡ '( ';" o - •. ····r·--°ú5ó oo ---.-.-- --. 0- o o •• - •• __ • -. - __ .. _ . o ••• -, - -.-..-.. •• •. 0- - - , .~ ••• o o _ : 83 ; : 89 : -.-.------., ·:····94·····:·-' •• 5'2'00 -. J. ; 48 ; 49 : "i' : "51---;'" -1- .. '22' .-¡- ';' ,1. 10 : 13 ; ·---1·8-··':- o - - .. - o .1 - • 3 T; -.. -' : ; - 69····· 64 --.-5"----. -f': --35 3'5'" ~-.---. - --. -~-. f": ... -9' -.':"-.- -.-.--.. '------ifó····;·····--.-.- -.----.-7t;- ;, _________ - ~ - - 00 __ - • oo - - •• • - - - •• - - - - ---. - • o •• - •• - 0-' - - - - o •• o. - -- 2. Un alumno dice que 4+4+4..,.4=3. Uno de sus compañeros dice que eso no está bien, que el resultado 3. ¿Qué correcto es 9. ¿Estás de acuerdo resultado produce la Explica 4. con alguno de ellos? Justifica calculadora por si qué obtienes realizas la ese resultado Sin cambiar ninguna operación ni ningún número, cpuedes "arreglar" para que dé como resultado 3,? ¿Cómo lo harías? Primer grado de secundaria tu respuesta. operación 4..,.4+4><4? con la calculadora. la operación 4+4+4..,.4 _ Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 38 en el aula, Volumen 1: Sentido numérico e iniciación Hechos numéricos al álgebra Fecha: básicos ----------- HOJA DE TRABAJO 7 ¡AL CERO EN CINCO PASOS! Esta hoja presenta juego matemático que consiste en lo siguiente: Se trata de reducir a cero un número que esté entre cero y mil. Puedes hacer esto mediante sumas, restas, multiplicaciones o divisiones. Puedes repetir una operación las veces que quieras. Las operaciones deben hacerse con el número que se da y otro número entero que tú elijas. El número que elijas debe ser uno de los siguientes: 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, o 9. Puedes usar el número que elijas las veces que quieras. Cada operación que hagas se cuenta como un paso y el resultado de cada operación que hagas debe ser un número entero. Ganas el juego si, a lo más en cinco pasos, puedes reducir a cero cada uno de los siguientes números. EJEMPLO: REDUZCAMOS A CERO EL NÚMERO 869. Paso 1: Paso 2: 869 - 5 = 864 864 -;. 9 = 96 96 -;. 8 12 12 -i- 6= 2 = Paso 3: Paso 4: Paso 5: 2-2=0 Usa la calculadora para encontrar distintas meros: maneras de reducir a cero los siguientes nú- a) 789 b) 629 e) 823 Paso 1: Paso 1: Paso 1: Paso 2: Paso 2: Paso 2: Paso 3: Paso 3: Paso 3: Paso 4: Paso 4: Paso 4: Paso 5: Paso 5: Paso 5: d) 952 e) f) Paso Paso Paso Paso Paso Paso Paso Paso Paso Paso 1: 2: 3: 4: 5: Primer grado de secundaria 997 1: 2: 3: 4: 5: I I 857 Paso Paso Paso Paso Paso I 1: 2: 3: 4: 5: I I I I Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula, Volumen Sentido numérico e iniciación 39 1: Hechos numéricos al álgebra básicos Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 8 ¿QUÉ NÚMEROS DIVIDEN A OTROS'? 1. Un alumno dice que cualquier número entero, ro, puede dividirse ¿Es cierto 2. lo que dice ese compañero? Haz en tu calculadora 4. 6. ¿Por qué? y tus compañeros y _ ¿Puedes encontrar un número entero que esté entre 50 y 60 Y que sólo pueda dividirse tre sí mismo y el 1? ¿Cuál es ese número? Una compañera dice que encontró pueden dividirse números? 5. el ce- residuo. la operación 570 y observa qué pasa. Discute este resultado con tu profesor anota tus conclusiones. 3. excepto entre sí mismo y el 1 sin dejar diez números enteros entre sí mismos y el 1. ¿Es cierto Otro alumno dice que entre que están entre 80 y 120 que sólo lo que dice esa alumna? ¿Cuáles son esos _ el 120 y el 130 no hay números que sólo puedan dividirse residuo. en_ ¿Es cierto lo que él dice? entre sí mismos y entre el 1 sin dejar ¿Por qué? ¿Puedes encontrar número? cinco números que sólo se puedan dividir entre sí mismos, el 1, y otro ¿Qué números con esas características encon- traste? 7. ¿Puedes encontrar mos, el 1 y otro 8. Encuentra un método para inventar números que sólo puedan dividirse número? Describe a continuación cinco números que sólo puedan dividirse ros más. ¿Qué números encontraste? 9. tu método ._. . .. .... un método para inventar números que sólo puedan dividirse mos, el 1, y otros dos números? 10. ¿Puedes encontrar un método a continuación para construir _ entre sí mismos, el 1, y otros dos núme- ¿Puedes encontrar Describe entre sí mis- .__ . entre sí mis- tu método _ números que sólo puedan dividirse entre sí mismos, el 1, y otros tres números? Haz una lista de diez números con esas características. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. 40 La calculadora en el aula, Volumen 1: Hechos numéricos Sentido numérico e iniciación al álgebra Fecha: básicos _ HOJA DE TRABAJO 9 ¿NÚMEROS QUE SE DIVIDEN ENTRE 7 Y 11? Lee con atención lo siguiente: 10 es divisible entre 5 y entre 2 porque 5x2=10; 56 es divisible entre 7 y entre 8 porque 7x8=56. 1. Da otros tres ejemplos de números que sean divisibles entre 7. _ 2. Construye tres números enteros que estén entre 100 y 300, Y que sean divisibles entre 7. Escribe a continuación los números que construiste. _ 3. Construye tres números enteros que estén entre 1000 y 1300, Y que sean divisibles entre 7. Escribe a continuación los números que construiste. _ 4. Describe con un ejemplo cómo construiste de manera que cualquiera números que son divisibles de tus compañeros entre 7. Hazlo lo entienda. 5. Construye tres números mayores que 200 y menores que 300 que sean divisibles entre 11. Escribe los números que construiste a continuación. _ 6. ¿Encontraste algún método para construir números que son divisibles entre 11? Des- cribe tu método con un ejemplo, hazlo de manera que cualquiera de tus compañeros lo entienda. _ 7. Encuentra un método para construir números que sean divisibles entre 11 y entre 13. Describe a continuación tu método usando dos ejemplos, hazlo de manera que cualquiera de tus compañeros te pueda entender. _ Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula, Volumen Sentido numérico e iniciación 41 1: Hechos numéricos al álgebra Fecha: básicos ------------ HOJA DE TRABAJO 10 ¿ESOS "NUMEROTES" SON DIVISIBLES ENTRE TODO ESO? Este es un juego matemático. por qué pasa lo que enseguida observcrér. explicar 1. Escribe 2. Repite un número entero Escribe de tres cifras, ese número a continuación entonces cifras Ganas el juego si puedes un número de seis cifras, son idénticas a las tres el que tú pr-efieres. del que ya tienes. Tendrás en el que las tres primeras últimcs. Por ejemplo, 324324. el número que constr •.•'<te a continuación. 3. ¿Crees que el número de seis cifras tu respuesta y di qué observas. que construiste sea divisible entre 7? __ Comprueba _ 4. ¿Crees que el número de seis cifras ba tu respuesta y di qué observas. que construiste sea divisible entre 11? __ Comprue_ 5. ¿Crees que el número de seis cifras ba tu respuesta y di qué observas. que construiste sea divisible entre 13? __ Comprue_ 6. Discute lo que observaste con tus compañeros. ¿Ellos encontraron ¿Cuáles son tus conclusiones? 7. Construye otros números de seis cifras es siempre divisible compañeros la pueda entender. este entre 7, número de seis cifras 11 Y 13? Da tu respuesta Tu profesor cifras entre 7, 11 Y l3? Esta es la clave del juego, si puedes dar una respuesta habrás ganado. ¿Por qué cualquier _ de manera que las tres primeras a las tres últimas. ¿Esos números son divisibles comprobar tu respuesta? 8 lo mismo que tú? __ decidirá correcta sean iguales ¿Qué hiciste a la siguiente que construyas para _ pregunta de esa manera de manera que cualquiera de tus quién o quienes son los ganadores en juego. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 42 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Decimales y sus operaciones NÚMEROS DECIMALES Y SUS OPERACIONES Comentarios y sugerencias para el profesor Si se están usando calculadoras científicas o gráficas, debe tenerse en cuenta que estas máquinas pueden configurarse para trabajar con un número de cifras decimales predeterminado. En esta sección es crucial que el profesor cuide que las calculadoras de los estudiantes se arreglen de manera que desplieguen el mismo número de dígitos en la pantalla, de otra manera puede ocasionar confusión en los alumnos el que sus compañeros obtengan resultados distintos a los suyos. Desde luego este hecho puede explotarse, el profesor puede deliberadamente buscar que los alumnos obtengan distintos resultados a pesar de que estén usando los mismos procedimientos, esto le permitirá discutir cuestiones relacionadas con redondeo y números truncados. En las actividades que incluyen la resolución de ecuaciones, se recomienda que el profesor revise que los estudiantes verifiquen sus respuestas usando la calculadora. Esto propiciará que los alumnos vayan siendo cada vez más independientes en la realización del trabajo y que incorporen cada vez más la calculadora como un instrumento que les permite explorar y generar estrategias originales para resolver ecuaciones. Estas experiencias favorecerán que los alumnos valoren de mejor manera los procedimientos convencionales que posteriormente deberán aprender. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 43 1: Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 11 SUMA Y ESTIMACIÓN 1. En cada inciso escribe dos números tal que al sumarlos den por resultado el número que se indica. 0.321 0.457 1.305 a) : d) :g) b) ~e) : h) e) :f) : i) ----------------------------- ------ 0.4056 j) . -:- - - - - - - - - - - : ~m) - . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -:- 1.00506 - ------ : - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ .._. 3.040578 : o) : k) : n) : p) 1) ~ñ) :q) : 2. ¿Qué hiciste para obtener los números que se piden en el inciso P Describe tu método de manera que cualquiera de tus compañeros lo entienda. Si quieres hazlo con un ejemplo 3. En cada inciso escribe tres números tal que al sumarlos den por resultado el número que se da. Los números que uses en cada inciso deben ser distintos y ninguno de los sumandos debe ser cero. Usa la calculadora para comprobar tus respuestas, no debes tener ningún error. 0.7101 0.3015 0.2003 a) d) g) b) e) h) e) f) i) Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 44 La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ RESTA Y ESTIMACIÓN 1. En cada inciso escribe restar dos números tales que, al uno del otro, den por resultado el número que se da. 2.0056 0.307 0.425 a) id) g) b) ¡ e) h) e) j f) i) ------_.-------------------------------;--------------------------------------- 3.05608 0.509 ¡ m) j) -------------------.-------------------- 19.50807 o) : ¡ n) k) p) , ¡ ñ) 1) q) 2. ¿Qué hiciste para encontrar los números que se piden en el inciso 1? Describe tu método de manera que cualquiera de tus compañeros lo entienda. Si quieres hazlo con un ejemplo _ 3. Encuentra los números que faltan en cada inciso. Escribe en cada espacio las operaciones que hagas para obtener tus respuestas. Usa la calculadora respuestas, no debes tener ningún error. a) x -0.01012=4.576 Primer grado de secundaria b) y-0.1 0203=1.079 para comprobar tus e) 0.30076-w=3.45 Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 45 1: Decimales y sus operaciones al Álqebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 13 MULTIPLICACIÓN y ESTIMACIÓN 1. En cada inciso escribe dos números que multiplicados den por resultado el número que se da. Los números que uses en cada inciso deben ser distintos. 0.001 0.765 0.206 a) d) g) b) e) h) e) _________________________________ ...•..i) f) ------------- w._. 0.784 _ 3.519 19.873 j) 1m) o) k) i n) p) 1) !ñ) q) 2. ¿Qué hiciste para encontrar los números que se piden en el inciso 1? Describe tu método de manera que cualquiera de tus compañeros lo entienda. Si quieres hazlo con un ejemplo 3. En cada inciso escribe tres números que multiplicados den por resultado el número que se da. 0.1003 7.30078 5.10207 a) d) g) b) e) h) e) f) i) Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 46 en el aula Volumen 1: Decirr Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 14 ¡SE DESCOMPUSO LA TECLA PARA MULTIPLICAR! íl,c tecla para multiplicar se descompuso! El trabajo que harás en esta hoja se basa en un juego. El juego consiste en que encuentres una forma para multiplicar con la calculadora sin usar la tecla para multiplicar ni hacer de ninguna manera una multiplicación. l. ¿Puedes hacer la siguiente multiplicación tecla para multiplicar sin usar la y sin hacer ninguna multiplica- ción mentalmente ni con lápiz y papel? 84x37 2. Explica cual es el método que encontraste, pañeros lo pueda entender. haz lo de manera que cualquiera de tus com_ 3. Compara tu método con el de los compañeros que estén cerca de ti. cAlquien encontró un método distinto del tuyo? ¿En qué consiste ese otro método? _ ¿Cuál método es mejor, el tuyo o el de algunos de tus compañeros? ¿Por qué? _ _ 4. ¿Puedes hacer la operación 95.Sx36.5 sin usar la tecla para multiplicar y sin hacer la multiplicación mentalmente ni con lápiz y papel? Explica cómo lo hiciste, hazlo 5. de manera que cualquiera de tus compañeros lo pueda entender. Encuentra los números que faltan. Escribe en cada espacio las operaciones que uses para obtener una solución. Comprueba tus respuestas usando la calculadora. a) 48.7 x d=695.4 Primer grado de secunda, b) e x 17.68=23.46 e) 7D48x z = 1.45 Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 47 1: Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 15 DIVISIÓN Y ESTIMACIÓN 1. En cada inciso escribe tales que, al dividir dos números uno entre el otro, den por resultado un número que esté entre los dos números que se dan. 0.405 Y 0.407 0.728 Y 0.734 a) d) b) e) 0.79 Y 0.8 I g) 1 h) ~L-O:791yo.792-¡f)---4jí57Y;¡:859----I'!---iÜ¡43Y2Ü¡5j) 1m) lO) k) in) Ip) 1) iñ) iq) 2. ¿Qué hiciste para encontrar los números que se piden en la pregunta anterior? Des- cribe tu método de manera que cualquiera de tus compañeros lo entienda. Si quieres hazlo con un ejemplo. _ 3. Encuentra el número que falta en cada uno de los siguientes incisos. Usa la calculadora para comprobar tus respuestas, no debes tener ningún error. a) r -i- 0.536 = 4.715 r= 4. b) P -i- 0.318 = 0.0032 p= ¿Encontraste un método para responder mediante un ejemplo. _ Primer grado de secundaria e) 1.267-:-q=100.412 q= la pregunta anterior? Describe tu método Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 48 en el aula Volumen 1: Decimales y sus operaciones Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 16 El trabajo que harás en esta hoja se basa en un juego que consiste en que encuentres una forma para hacer divisiones con la calculadora sin usar la tecla de la división y sin hacer ninguna división. 1. ¿Puedes hacer la operación 94-.0-28 sin usar la tecla para dividir y sin hacer _____ la división mentalmente ni con lápiz y papel? Explica qué hiciste para contestar la pregunta ante- rior. Escribe tu explicación de manera que cualquiera de tus compañeros la pueda entender. _ 2. Compara tu método con el de los compañeros que estén cerca de ti. ¿Alguien encontró un método distinto del tuyo? ¿En qué consiste ese otro método? ¿Cuál método es mejor, el tuyo o el de algunos de tus compañeros? ¿Por qué? _ _ 3. ¿Puedes hacer la operación 96.8732.5 sin usar la tecla para dividir y sin hacer la división mentalmente ni con lápiz y papel? Explica el método que usaste para dividir sin usar la tecla de la división, haz lo de manera que cualquiera de tus compañeros lo pueda entender. _ 4. Encuentra el número que falta en cada uno de los siguientes incisos. Escribe en cada espacio las operaciones que hiciste para obtener tus respuestas y compruébalas con la calculadora. a) x+O.125= 1 x= Primer grado de secundaria b) y+O.318=O e) 10+z=20 y= z= Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación 49 Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 17 LECTURA Y ESCRITURA DE NÚMEROS DECIMALES 1. Escribe en la calculadora los números que están descritos con palabras. Cuando vayas escribiendo los números ve haciendo con la calculadora las sumas que se indican. Si leíste y escribiste correctamente cada cantidad obtendrás el total que se indica. Si el total que obtuviste es diferente del que se indica, busca y corrige el error que cometiste. Cuando hayas producido los números correctos escríbelos en el cuadro de la derecha. CANTIDADES EN PALABRAS CANTIDADES CON NÚMEROS -~)-------U~-~~t~~;--~-~~t~~--~-;~t~~~-~~:-------------------------------------------------------------T-----------------------------------------.-.-.-. --..1 i+ i+ i+ más tres milésimos, más dos enteros más veinticinco setenta milésimos, milésimos. _ _ _ tTOTAL: 3.138 TOTAL: -b)--------M-¡I-~~--~~t~-~-~-~--~~--~;~t~~;-~-~:---------------------------------------------------------------r-----------------------------------------------------f·' más dos mil noventa y nueve enteros diez centésimos, más cuarenta mil siete enteros un diez milésimo, más veinte tres mil diez enteros diez milésimos. ¡+ _ i T _ i+ _ ¡TOTAL: 66117.1201 TOTAL: -~j--------T~-;¡~t~-y--¿-~h;--~-i-í-~~;~-t~--~~t~~;~-~;i-~t-;-~;I~~-i-~;~:·-----·-·----··-------·-r-------------------------------------.--------------más treinta mil tres enteros treinta más cuarenta y dos mil treinta más un entero dos milésimos. y siete diez milésimos, y un enteros treinta milésimos, !+ !+ !+ _ _ _ ¡TOTAL: 110055.05:7 TOTAL: -d)--------D¡~-;-~¡i-I¿-~~~--~-~-;:-------------------------------------------------------------------------------------l--------------------------------------------------------- i+ más dos millones cien, más treinta más quinientos _ i+ ¡+ y siete mil uno, cuarenta mil diez. _ _ ¡TOTAL: 12577112 TOTAL: '----2. Inventa una suma con cuatro como te sea posible. Verifica sumandos como las anteriores. que el total que obtienes Usa números tan complicados es el mismo que el que se indica. CANTIDADES EN PALABRAS i CANTIDADES CON NÚMEROS ----------------------------------- --------------------------------- --------------------------_._--------¡----------------------------------------------------.------------------- -------------------, ¡ ------------- ¡ más , + _ más "! + _ ;~TAL: "1 Primer grado de secundaria + TOTAL: 38001.036 Tenoch E. Cedilla A. 50 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 18 LECTURA Y ESCRITURA DE MEDIDAS DE LONGITUD 1. Usa números decimales para escribir en la calculadora las medidas que están descritas con palabras. Cuando vayas escribiendo los números ve haciendo con la calculadora las sumas que se indican. Si leíste y escribiste correctamente cada cantidad obtendrás el total que se indica. Si el total que obtuviste es diferente del que se indica, busca y corrige el error que cometiste. Cuando hayas producido los números correctos escríbelos en el cuadro de la derecha. MEDIDAS EXPRESADAS CON PALABRAS MEDIDAS EXPRESADAS CON NÚMEROS ------r---------- ------ ------- -------------------------------- -------- ___________________________________________________ ._.---.----.------------------------------------------------------. a) Un metro dos centímetros, más tres milímetros, ¡+ ¡+ más dos centímetros, más tres centímetros dos milímetros. i+ ! TOTAL: TOTAL: 1.075 metros -b)""""""""-T;"~¡~t~"~~t~~~"~~~~~~t~"";"~~"t"í";;;~t;"~";":""""""""""""""""""""""""""""""""""""""T"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" más dos kilómetros veinticinco metros cuatro centímetros, i + más tres metros cuatro milímetros, i+ más cuatro metros treinta y dos centímetros un milímetro. TOTAL: ¡+ ! TOTAL: 2062.765 metros ----------------._------. __.-------------------_.--._----.--.--------------------------.-----------------------------------+--------------------------------------------------------------e) Seis kilómetros ocho metros, más dos hectómetros + + cinco metros tres centímetros, más dos decámetros cuarenta y ocho milímetros, más veintiséis metros treinta y siete milímetros. + TOTAL: d) TOTAL: 6259.115 metros Cien kilómetros diez metros cuarenta y ocho centímetros, más cincuenta kilómetros dos metros nueve milímetros, más cuarenta y nueve kilómetros y medio, más dos kilómetros TOTAL: + + y medio treinta y seis milímetros. + TOTAL: 202012.525 metros 2. Inventa una suma con cuatro sumandos como las anteriores. Usa medidas de longitud tan complicadas como te sea posible. Verifica que el total que obtienes es el mismo que el que se indica. MEDIDAS EXPRESADAS CON PALABRAS MEDIDAS CON NÚMEROS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------~_---------------------------------------------------------------------más _ más ------------------más _ TOTAL: Primer grado de secundaria _ - + ------------+ + ------------TOTAL: 38001.036 metros Tenoch E. Cedilla A. - La calculadora 51 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 19 LECTURA Y ESCRITURA DE MEDIDAS DE PESO 1. Usa números decimales para escribir en la calculadora las medidas que están descritas con palabras. Cuando vayas escribiendo los números ve haciendo con la calculadora las sumas que se indican. Si leíste y escribiste correctamente cada cantidad obtendrás el total que se indica. Si el total que obtuviste es diferente del que se indica, busca y corrige el error que cometiste. Cuando hayas producido los números correctos escríbelos en el cuadro de la derecha. MEDIDAS EXPRESADAS CON PALABRAS i MEDIDAS EXPRESADAS ¡ NÚMEROS -;)-------------M~d-i-~--k¡í~~---------------------------------------------------------------------------------r-----------------------------·--------------------- CON -----__ o. más cuarenta y siete gramos, i+ _ más dos ki los ocho gramos, !+ i+ ! TOTAL: _ _ más cuarenta kilos veinticinco gramos. --- TOTAL: 42.58 kilos ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------~-----------------------------------------------------------------b) Dos toneladas doce ki los cuarenta gramos, más cien toneladas dieciséis kilos y medio, + más dos mil treinta y siete gramos, más seis toneladas y media doscientos gramos. TOTAL: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------.----.------e) Dos kilos tres cuartos, + -----------+ ------------ TOT AL: 108530.777 kilos ..------------------------------------------------------------------ más cuatro mil doscientos cincuenta gramos, !+ más un kilo y cuarto, más diez kilos cien gramos. !+ ¡+ _ _ _ -~l"j-------~~:~~~~--t-~-~-~i~d~~-t~~~-~~~-~t~~~-----------------------------------------------I-!-~-!-~~-:--~~-:~-~--~~!~:--más veintiocho toneladas un cuarto, i+ _ más quince toneladas dos kilos, más siete mil cinco gramos. !+ ¡+ ! TOTAL: _ TOTAL: 2. _ 48009.005 kilos Usa números decimales para expresar las siguientes cantidades en kilos. Emplea la calculadora para sumar los números que escribiste. Si tus respuestas son correctas la suma te deberá dar la cantidad que se indica. Si no te da ese resultado revisa tus respuestas y corrige los errores que hayas cometido. MEDIDAS EXPRESADAS CON PALABRAS MEDIDAS CON NÚMEROS Tres toneladas tres cuartos, más Cuatrocientos cincuenta qramos, más tres cuartos de ki lo, más Cuatro mil ochocientos oremos, más cuarenta toneladas cincuenta kilos veinte qramos. SUMA: 43806.02 Primer grado de secundaria kilos Tenoch E. Cedillo A. 52 La calculadora en el aula Volumen 1: Decimales y sus operaciones Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 20 TRANSfORMACIONES EN UN SOLO PASO Encuentra al menos dos formas para obtener los números de abajo a partir del número de arriba. 1. 19.0IxO.Ol 19-0-100 2. 3. 4. Una alumna dice que 1.5 es igual 1.5000. cTiene razón? Primer grado de secundaria ¿Por qué? _ Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación 53 Decimales y sus operaciones al Álgebra Fecha: ------ HOJA DE TRABAJO 21 ¡SE DESCOMPUSO LA TECLA DEL PUNTO DECIMAL! Supongamos que la tecla del punto decimal se descompuso. Encuentra tintas de producir los siguientes al menos dos maneras con la calculadora cada uno de números sin usar la tecla del punto decimal. En cada cuadro escribe la calculadora para obtener a) 0.5 dis- ¡ e) 1.5 lo que hiciste en lo que se indica. 0.3 ¡ 1342.58 ---------- ---------------- --- -- --- -.--- -- -- -- --- --_.- -_.. ----1-- --- ----------- ----- ------- -------- ------- g) 19876.035 I h) 10003.002 o __ o _ •• __ o .···_f-.·-.··.-.-_._-------.-.-.--------------------.-----_.----_.. i) 0.00034 I ¡ ¡ ¡ i ¡ 1 3.25 Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 54 La calculadora en el aula Volumen 1: Decimales y sus operaciones Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 22 FRACCIONES DECIMALES 1. La siguiente figura muestra una tira de papel que ha sido dividida en varias partes. Dentro de cada parte escribe el número decimal que la represente. Suma los números que escribiste en cada parte. Si tus respuestas suma debe darte 1. cl,o suma que hiciste te dio l? son correctas la Si no fue así, encuentra los errores que cometiste e intenta de nuevo. 0.25 2. ¿Que fracciones decimales corresponden a cada una de las partes en que se ha dividido la unidad en la siguiente figura? Suma los números que escribiste correctas la suma debe darte Si tus respuestas son 1. cl,c suma que hiciste te dio l? Si no fue así, encuentra los errores que cometiste e intenta de nuevo. 3. ¿Que fracciones corresponden a cada una de las partes en que se ha dividido la unidad en la siguiente figura? Escribe en cada parte la fracción común y la fracción decimal que la represente. -----------------------------¡------------------------------1 :------------------------------1 ~ + 2- + ~ = 3 = 0.25 12 12 12 12 ¡--------------1 ¡------------------------------'------- ----- -'--------- ¡ r-------- ----------------------------------------- ------------r--------------¡-- -------------------- --------------- --------- " , 4. ¿Puedes asegurar que tus respuestas son correctas? Primer grado de secundaria ¿Por qué? , _ Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 55 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación FRACCIONES al Álgebra Fracciones comunes y sus operaciones COMUNES Y SUS OPERACIONES Comentarios y sugerencias para el profesor El principal propósito de esta sección es que los estudiantes desarrollen nociones y estrategias que les permitan usar las fracciones comunes en la solución de problemas. Se pretende que esas nociones les apoyen en la comprensión de información basada la noción de proporcionalidad. El tema sobre el valor decimal de la fracciones comunes no se aborda en esta sección con la finalidad de no distraer la atención de los alumnos en el tratamiento de un tema que se sabe es de alta dificultad. Por esta razón se recomienda que el profesor incorpore ese tema en los momentos que considere más adecuados durante el trabajo que aquí se propone. Como en las secciones anteriores, se recomienda al profesor que verifique que los alumnos comprueben sus respuestas empleando la calculadora. Las actividades que se incluyen en esta sección requieren el uso de calculadoras que permitan editar y hacer operaciones con fracciones comunes. Actualmente existen muchos modelos de calculadoras científicas que ofrecen esos recursos. Las posibilidades que ofrece cualquier tipo de calculadora gráfica a este respecto son superiores, entre otras cosas, algunas calculadoras gráficas permiten editar fracciones en la forma en que usualmente lo hacemos con lápiz y papel, por ejemplo, 314, o algunas admiten expresiones como t. Esto contrasta con la notación de parejas ordenadas que emplean otras calculadoras, por ejemplo: la expresión 3,4, para representar la fracción tres cuartos, lo cual requerirá que el profesor proporcione la información pertinente. La calculadora 56 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Fracciones comunes y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 23 NOCIÓN DE FRACCIÓN 1. La figura de abajo representa una tira de papel que se ha dividido en algunas partes. La tira de papel completa representa a la unidad. En cada parte del rectángulo escribe la fracción correspondiente. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 8 1 , que escribiste Si tus respuestas correctas la suma debe darte 1. cl,c suma que hiciste te dio 1? son Suma las fracciones _ Si no fue así, trata de encontrar los errores que cometiste e intenta de nuevo. ¿Qué fracciones I corresponden a cada una de las partes en que se ha dividido la tira de papel que se muestra en la siguiente figura? Escribe en cada parte la fracción pondiente. . 1 1 1 1 1 1 1 1 I I I 1 I I I I I 1 1 1 J Suma las fracciones 1 9 J 1 I 1 1 1 1 I 1 I J 1 1 1 I 1 I 1 I 1 corres- 1 1 1 1 1 I I 1 1 1 I 1 I I 1 J 1 I 1 1 1 1 I J I 1 1 I I Si tus respuestas que escribiste son correctas la suma debe darte 1. cl,c suma que hiciste te dio 1? Si no te dio 1, trata de encontrar el error que cometiste e intenta de nuevo. 3. ¿Que fracciones corresponden a cada una de las partes en que se ha dividido la tira de papel que se muestra en la siguiente figura? En cada parte escribe la fracción rresponda. 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 I l. _ _ _1 _ 1 I I L __ I I ~ __ 1 ~ _ _ 1_ que co- 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .l. _ _ _ _ _ _ _ 1 1 I Á 1 1 1 1 1 J I 1 1 4. ¿Cómo puedes usar la calculadora tas? para verificar _ _ _ _ _ .l. _ 1 Á __ _ _, _ J ' 1 1 1 __ J 1 1 1 , que tus respuestas _ _ _ _ son correc- ------------------------------------- Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: 57 al Álgebra Fracciones comunes y sus operaciones Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 24 FRACCIONES EQUIVALENTES 1. Usa la calculadora para realizar las siguientes operaciones. 1 a) 1 ,: "2+3= .b) 4 1 : 8+3"= ¡c) 5 1 10+"3= 4 1 6+"3= id) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .,. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -r- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- e) 8 16 -+-= 1 3 ¡f) ¿Qué observas? 2 4 1 3 -+-= :g) 7 14 -+-= 1 3 '16 :h) 1 3 -+-= 32 _ ¿Por qué crees que esté pasando eso? _ 2. Ahora inventa otras cinco operaciones que den el mismo resultado que 2 : : b¡ a) 2. + 2. e) d¡ : 3 e) : 3. En cada inciso, construye tres fracciones equivalentes a la fracción que se da. 2 a) 3 3 4 I I lb) I 4. Encuentra I I 9 I I I I I I I I - I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I fracciones equivalentes a las fracciones 3 le) I 15 I que se muestran en cada inciso. deben cumplir la condición de tener el mismo denominador. Por ejem- 111 - y pro. se pued en expresar 4 5 = 4 20 I Id) I Esas fracciones 1 2 c) - . con e " mismo denomincd enomrno or como sigue: 15 __ _= 4 y 20 4 5 20 2 3 a) - y3 8 2 3 lb) - yI 5 7 I I I I 3 2 e) -y4 3 I 5 Id) - I 6 y2 1 le) 5y- I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Primer grado de secundaria 3 Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 58 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Fracciones y sus operaciones comunes al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 25 FRACCIONES Y RAZONES 1. Observa la figura de la derecha para contestar a) ¿Qué fracción corresponde puntos que están totalmente lo que se indica en cada inciso. a la cantidad de dentro del trián- gulo respecto al total de puntos que aparecen en la f igu ro? • • b) ¿Qué fracción representa la cantidad de puntos que están adentro del rectángulo respecto al total de puntos que hay en la figura? c) Hay unos puntos que están en la parte en que se d) ¿Qué fracción corresponde a los puntos que están afuera empalman el rectángulo y el triángulo. Qué del triángulo, pero dentro del fracción representa esa cantidad de puntos respecto al total de puntos que hay en la figura? _ 2. rectángulo, como parte del total de puntos que hay en la figura? _ Una alumna dice que las siguientes fracciones son equivalentes. Usa la calculadora para revisar sus respuestas y corrige las que no sean correctas. Escribe en cada cuadro las operaciones que usaste para contestar. a) 27 3 =45 5 60 = 55 72 67 :c) ! b) -- 90 3 120 4 -=- _._---------------_.---------_.-------~--------------------------------------~--------------------------------------: 84 12 : 630 O ie) 91=1"3 d) 68=0 if) 530 2520=2420 3. El Profesor González y el Profesor Pérez aplicaron el mismo examen a sus alumnos. En el grupo del Profesor González 20 de 25 estudiantes aprobaron el examen. En el grupo del Profesor Pérez 24 de 30 estudiantes aprobaron el examen. Uno de esos estudiantes se enteró de esos resultados y afirma que los grupos salieron iguales. cl,o que dice ese estudiante es correcto? Justifica tu respuesta. -------------------------- Tenoch E. Cedillo A. Primer grado de secundarla La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 59 1: Fracciones comunes y sus operaciones al Álgebra Fecha: ~ HOJA DE TRABAJO 26 FRACCIONES COMO OPERADORES 1. Una alumna dice que para obtener la mitad de 1784 le da lo mismo hacer la operación 1784-'-2, que hacer la operación .2.. ¿Estás 1784 x de acuerdo con ella? Si tu 2 respuesta muéstralo 2. es afirmativa di por qué. Si no estás de acuerdo con un ejemplo. _ Un alumno dice que para obtener le da lo mismo dividir tás de acuerdo entre la tercera 3 que multiplicar con él? parte de 891 1 ¿Es3 por - Si tu respuesta es afirmativa di por qué. Si no estás de acuerdo muestra con un ejemplo por qué. _ 3. Otro alumno dice que para sacar dos quintas partes de 340 puede hacer cualquiera de estas 340 x ~ o 340 x 2 . ¿Estás de acuerdo con él? dos operaciones: afirmativa 4. 5 di por Usa fracciones 5 qué. Si no estás para encontrar de acuerdo muestra -- Si tu respuesta es con un ejemplo por lo que se pide en cada caso. Escribe las operaciones qué. que hi- ciste en los espacios correspondientes. a) e) La onceava par-i b) La quinceava 11040. te de 6457. I parte Tres veintavos ! f) Cuatro quintas de 11740. i partes de de Un quinto de 350. ¡ g) Ocho séptimos i 4109. 195. i d) Dos décimos de 7830. de i h) Siete [ de 3708. I j I¡ I¡ ! ! ! i i i Primer grado de secundaria novenos Tenoch E. Cedillo A. La calculadora 60 en el aula Volumen 1: Fracciones comunes y sus operaciones Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 27 ¿CU ÁLES SON LAS FRACCIONES l. Usa la calculadora para encontrar : .b) 1 1 3 5 --+-+c=l : ¡ La fracción que falta es: _ : 211 : d) . + 1 1 e)··+-+f=l 7 4 : f= :h= - - - - - - - - - - - _. - - -.- 3 _ + -+ h = 2 5 4 -- - - - - - - _ •• - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ •• -_. 211 :,'f) p= : m= pura contestar - - - - - - - - - -- 23 11 1- + 2 -- + m + 3 - = 11 - e) 1-- + 2 ---+ 3 -. + p = 10 346 2. ¿Qué hiciste QUE FAL TAN? las fracciones que faltan. 2 a) -+8=1 5 La fracción que falta es: - - - _ ••• ----- 54 las preguntas 62 anteriores? 3. Usa la calculadora para encontrar las fracciones que faltan. 2 3 : : b) 1 5 - - X =- a) , . -- - - --- - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ •• - -- - --- - - - -- - -- 3 3-m = .' 7 La fracción que falta es: c) 3 ! La fracción que falta es: La fracción que falta es: - 3 4'- y =8 - - - r r > - : - - - - - - - - - - 5 ¡ d) 8 -8 - - = - - - - - - - - - - - - - - - - - e) : La fracción que falta es: 4. ¿Encontraste un método para contestar Primer grado de secundaria - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- ! La fracción que falta es: : : f) ._--- q = 6 4 - S' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - r - - . - - - - - - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - .. 27 - 1 1 . -- --.-- . 1 - - b- e=3 4 : La fracción que falta es: las preguntas anteriores? ¿Cuál es tu método? Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 61 1: Fracciones comunes y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 28 ¿CÓMO ENCUENTRO ESAS FRACCIONES? 1. En cada inciso encuentra dos fracciones cuya suma dé como resultado 3 4 lo} lb} Id} le) I le) I I ___J 2. En cada inciso encuentra tres fracciones cuya suma dé como resultado ~. 8 3. En cada inciso encuentra tres fracciones que al sumarlas den como resultado 25 3 I I _! 4. En cada inciso encuentra tres fracciones que al sumarlas den como resultado 3 ~ . 5 En cada inciso encuentra tres fracciones que al sumarlas den como resultado ~ . 12 I o} lb} 1 e} 1 d} Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A i 62 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Fracciones al Álgebra com Fecha HOJA DE TRABAJO 29 UN POCO DE FRACCIONES Y RESTAS 1. En cada inciso encuentra dos fracciones de manera que al restar una de la otra obtengas 2 5 d) e) b) a) 2. En cada inciso encuentra dos fracciones de manera que al restar 3. En cada inciso escribe dos fracciones 1 todo 3 - I una de la otra obtengas ~ 7 e) b) a) e) d) de manera que al restar una de la otra dé como resul- 3 4. Encuentra e) b) a) las fracciones d) que faltan. 3 m b) ----- 7 n p q 1 =- 24 e) 2: _ ¡__ ~ 1 3 5 P a 1 d) - - - - -=8 q b 12 5. Un pasajero inició su jornada y justo a la mitad de su viaje se quedó dormido. Al despertar se dio cuenta que todavía tenía que viajar la mitad de la distancia que había viajado mientras dormía. ¿Qué parte de toda la jornada permaneció dormido? Escribe las operaciones que hiciste para obtener ese resultado Primer grado de secundaria Tenoch E_ Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación 63 al Álgebra Fracciones comunes y sus operaciones Fecha: ----- HOJA DE TRABAJO 30 ¿QUÉ FÁCIL ES MULTIPLICAR CON FRACCIONES! 1. Realiza las siguientes 21 37 a) -x-= 3 operaciones usando la calculadora. .b) -x-= 5 : 4 34 :c) 8 : 7 1 a 3 b las fracciones - - - - - - - - - - - - - e ¡ e) ib) -x-=1 4 d - - - - - - - - - - - - - - 2r - -1- - - - : e) --x-=1 5 s :f) - - - - - - - - - - 9 m 10 n - - - - - - - - - - - - - - - •. - - - - : --x-=1 7 d 8 f :g) - - - - - - De las siguientes ¡ 4 8 a) 12 i b) e) 120 ! f) 72 - encierra - - - - - - - - - - - - - - - - .•. - 7 - - :h) y 4 5 - : - - - - con esos _ Justifica - - - - - - - - - - - - - - - - - - • -- y 12x-=1 z 3 le permite construir 3 - x-- ¿Si mu Itip Iicorc equivalente? fracciones - -x--=1 S. una fracción - 5x . Iente a 4'L e o que diIce es cierto. '? eqUlva 4. 11 - x _.- = 1 3. Una alumna de otra escuela dice que la operación obtendría 9 crees que hizo la calculadora que faltan. 3 a) -x-=1 id) -x-= 5 Observa los resultados que obtuviste. ¿Qué operaciones números para realizar las operaciones cnter-iores)? 2. Encuentra 25 -x-= -S4 una fracción 6- por 6 tam bilen tu respuesta _ en un círculo las que sean equivalentes a -~ 24 ! ¡ 1 i c) - 16 d) 24 I 12 ¡ 3 ·---------4-0--------------------------------:------4-8------------------------------t--------4-----------------------------------¡-------3-2--------------------------------- 5. rlllllCI Describe .!::fIOUU ¡ ! detalladamente 1 g) ¡ ¡ el método que utilizaste ir::: "6 ! h) 60 para responder ¡ ¡ la pregunta anterior. de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora 64 en el aula Volumen 1: comunes y sus operaciones Fracciones Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 31 ¿QUÉ FRACCIÓN 1. En cada inciso encierra 2 3 3 4 3 4 5 6 a) -y. f) --y- en un círculo el número que creas que es el mayor. 3 4 ..y8 9 b) ES MAYOR? 11 7 12 8 g) -y- e) h) 3 2 5Y 1 1 3 2 -y- 2_.y 3. d) i 8 7 5 5 -y 8 9 i) 4 y .. 3 5 2 e) 4 5 . y _. 5 6 j) 2. ¿Cómo podrías usar la calculadora para verificar si las respuestas son correctas? Describe el método que encontraste. que diste a la pregunta 3. Una alumna de otra escuela dice que para saber cuál es el número mayor resta números del otro, pero que a veces le da un número negativo y se confunde. --32 - 43.- = - 12 -l· .¿Cuál 4. Otro es el número mayor en este caso? alumno dice que él no usó la calculadora. ¿Por qué? fracciones equivalentes. 4 con 5, ._. - ,e I 1 as trans formó ormo en-· 24 y 25 -- respectivamente. 5 6 30 30 qué hizo después para decidir cuál es la fracción mayor? ejemp 1 o, para comparar explicar uno de los Por ejemplo, --------------- Él encontró 1 Por ¿Pued es _ 5. Ordena de mayor a menor los números que se muestran en cada inciso. a) 215 - .- 234 b) -- -,- 3'8 538 6. ¿Qué el método a) 11 .. y .- 23 para responder una fracción ! i b) i , 5'6 5 empleaste 7. En cada caso encuentra e) 4 - y _. 5 5 i ¡ f) 11 -- Y - 45 i l 6 7 - Y8 8 la pregunta .-- --- -- ;::e) 23 - y .- 34 '34 1:: d) ,45 ----------- ----- ------------------------¡-------- ¡ ¡ g) l ¡ 7 8 - y 9 9 8 6 .. 9 3? que esté entre las dos fracciones ._-----------------_._---------------------------~---------------------------------------~ 3 11 12 13 13 18 d)- i ¡ h) ! que se dan. y ------ ------------ ----- ------------ 11 12 .. y -. 24 24 Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 65 Fracciones al Álgebra comunes y sus operaciones Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 32 ¿QUÉ FRACCIONES DAN LA SUMA MAYOR? 3 1. Hay once fracciones que pueden 3,4,5 (observa construirse ¡ 5 ¡2 ¡ .4 y (3 a con los números Y 6. ¿Cuáles son esas fracciOneS?! 3 4 3 456 que - = -- = 5 a) ¿Cuál de las parejas construiste 3. distintas produce 6 =- pueden construirse 6y8? las trece que pueden construirse 2, 3, 6, 8. Escríbelas a) Sin hacer de fracciones pareja nor. que suma menor? distintas con los números fracciones distintas con los números en el espacio de abajo. = 1). ¿Cuáles son las fracciones Forma que 4. 2,3, que crees las fracciones construir indica que dará Ahora tú elige cuatro y forma _ las sumas cuál es la la suma me_ números enteros que se pueden con ellos. Escribe esas frac- ciones en el espacio de abajo. a) Sin hacer reja las sumas indica cuál es la pa- que crees que dará a) Sin hacer la suma menor. pareja b) Sin hacer las sumas indica cuál es la pa- i las sumas que crees indica que dará cuál es la la suma me- nor. -------------- __~~::u~_:re~::e~a~:I:::~a::~~r_~;~~~:~:::: 5. Elige cuatro de los números las dos fracciones 6. ¿Encontraste 9, 10, 13, 14, 15 Y 26 de manera que con ellos se formen cuya suma se la menor un método para saber mayor y cuál dará la suma menor? tus compañeros lo entienda. posible. cuál pareja Describe ¿Cuáles son esas dos fracciones? o terna tu método de fracciones dará la suma de manera que cualquiera de _ Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A 66 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Números con signo y sus operaciones NÚMEROS CON SIGNO Y SUS OPERACIONES El propósito de esta sección es presentar una forma alternativa para la enseñanza de las primeras nociones sobre números negativos. La intención es explotar los recursos que ofrece la calculadora para introducir un acercamiento empírico a las leyes de los signos y propiciar el desarrollo de nociones acerca las operaciones y el orden en los números negativos. De acuerdo con ese propósito, se recomienda al profesor que permita que los estudiantes trabajen con base en tas nociones no convencionales que desarrollarán durante el trabajo en esta sección. Las distintas aplicaciones de este material han permitido observar que las nociones y estrategias informales que desarrollan los alumnos son un antecedente que favorece una mejor comprensión de los aspectos formales del estudio de números con signo, los cuales pueden introducirse posteriormente. El trabajo en esta sección puede abordarse con calculadoras científicas o con calculadoras gráficas. Las calculadoras científicas permiten realizar operaciones con números negativos mediante el comando "cambio de signo". Las calculadoras gráficas cuentan con dos teclas para el signo "menos", una tecla para realizar sustracciones y otra para indicar que el número que se introduce es negativo. Este recurso ofrece la ventaja de editar expresiones que contienen dos signos de operación consecutivos, por ejemplo, 2+-3, 2- -3, o 2x-3. Esto permite emplear una notación similar a la que se usa en los libros de texto, lo cual indudablemente facilitará el paso del ambiente de la calculadora al del lápiz y el papel. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 67 Números con signo y sus operaciones al Álgebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 33 ¿CÓMO SUMAMOS NÚMEROS CON SIGNO? En estas hojas de trabajo números negativos. negativos, aprenderás cosas importantes el cero no es positivo ni negativo. Los números positi- vos los conoces bastante bien. Los números negativos se usan para referirse Por ejemplo, sentarse también sobre los Los números con signo pueden ser positivos o la temperatura mediante se usan para referirse expresión -1000 situaciones. "siete grados bojo cero" puede repre- la expresión sona debe $1000.00, a ciertas -7 grados. Los números negativos a deudas, por ejemplo, si una per- esa deuda puede representarse mediante la pesos (se lee "menos mil pesos"). ¿Puedes dar otro ejemplo de una situación en que puedan usarse los números 1. Usa la calculadora para realizar dos signos que representan restar, negativos? las siguientes actividades. Nota que en la calculadora "menos". Uno de esos signos sirve para efectuar el otro, el signo (-), es el que debes usar para escribir hay la operación de un número negativo en la cal- culadora . .~}..~! ¿-.~.=:: j.~}..~~-:.~?~ _._ e) -30+-50= !f) 2. ¿Qué operaciones 0.5+-2= !.~),..~~~?=:: -19+-30= !g) . _.:.?J. _~.1~-:'~.1!=:. __.. ih) -72+30= hizo la calculadora para sumar un número negativo con un número positi- hizo la calculadora para sumar un número negativo con otro número nega- vo? 3. ¿Qué operaciones tivo? 4. ¿Qué hace la calculadora 5. En cada inciso encuentra indica. Verifica para saber qué signo le pone al resultado tres parejas tus respuestas de esas operaciones? de números que al sumarlos den el resultado que se usando la calculadora. a) Resultado: -32 b) Resultado: -45 e) Resultado: -27 d) Resultado: -40 e) Resultado: -55 f) g) h) Resultado:-1 Primer grado de secundaria Resultado: -78 Resultado: O Tenoch E. Cedillo A. 68 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Números con signo y sus operaciones al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 34 ALGO MÁS SOBRE SUMAS 1. ¿Puedes encontrar tres números que al sumarlos den por resultado cero? ¿Cuáles son? _ 2 ¿Puedes encontrar cuatro números que al sumarlos den por resultado -l? ¿Cuáles son? _ 3. ¿Puedes encontrar cinco números que al sumarlos den por resultado -27? ¿Cuáles son? _ 4. Construye una suma con tres sumandos de manera que el resuItado sea -0.25. _ 5. Construye una suma con cuatro sumandos, dos positivos y dos negativos, -0.763. de manera que el resultado sea _ 6. Construye una suma con cinco sumandos, dos negativos y tres positivos, de manera que el resultado sea 38.5. _ 7. Construye una suma con cinco sumandos, cuatro negativos y uno positivo, de manera que la suma sea -7.328. _ 8. Encuentra los números que faltan. Verifica tus respuestas con la calculadora, no de- bes tener ningún error. a) -15+13+m m= d) -2.5+q+-12 q= =O = 7.8 g) -1.3+t+-2.4=-10 t= 17+-20+n n= :e) ¡h) = -75 ¡ e) p+18+-35 = -100 p= 1 1 .. +r+---=-2 3 9 r= 7.45+-12.8+u= u= 1 3 - _·+s+ - = O 5 8 s= 15 ~i) 3 -v+-+-=O 1 4 6 v= Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: 69 al Álgebra Números con signo y sus operaciones Fecha HOJA DE TRABAJO 35 ¿CÓMO RESTAMOS NÚMEROS CON SIGNO? También podemos hacer restas tu calculadora con números negativos. Por ejemplo, haz en la siguiente operación 9 - - 8. Nota que el primer signo "menos" (-) segundo signo "menos" (-) es el que se usa para restar, es el que se usa para escribir y que el números negativos en la calculadora. 1. ¿Qué resultado da la calculadora _________ 2 Teclea en la calculadora según corresponda. calculadora nos"? 3. a) 10- ¿Qué resultado Realiza las siguientes 9- -10 ¿Por qué crees que se obtiene la expresión cuando tecleas, cuando haces la operación -6 9 - - 8? ese resultado? Y luego presiona la tecla "ENTER" O "EXE" da la calculadora? uno enseguida del otro, ¿Qué crees que hace la los dos signos para la expresión "me_ operaciones usando la calculadora. = :b) 14- -14 = 1 1 2 2 -- - -- .c) = - - - - - - - - ..-. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ .. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. -. - - -d) 1 - 1 3 -100--48 = 3 4. Explica 5. Encuentra a) = -18--14 --._lo que crees que hace el número que falta. la calculadora Usa la calculadora 1 2 4-a = 10 ----b=- a= para restar para verificar un número tus respuestas. 3 4 1 1 - ._-- e = -- 3 b= ci)---~ 18~ét-;-2-0------ -------_._.. -.... negativo. 2 c= , , ¡-e). - --=-40~e·; 50·· -.. --------. --------- -iF --- -Ú3~f-;-40 ---_.----------_.- e= f= , - -,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -,- - - - - - ;.- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -: - - - - - - .- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _. - -d= , g] -17.5-g = -19.4 :n¡ 'h= g= 6. En el laboratorio una substancia ratura 38.7-h = 62.4 -17.9-k= 100 k= de química un alumno observó que cada 60 segundos la temperatura disminuía la misma cantidad de esa substancia ese alumno observó que la temperatura las dos substancias Primer gr<'ldo de secundaria de grados. Al iniciar el experimento era 36°C y seis minutos después era -24°C. de otra substancia cada minuto. Si él inició los dos experimentos tos :1) tendrán era -30°C de la tempe- En otro experimento y que disminuía 4°C al mismo tiempo, cdespués de cuántos minu- la misma temperatura? ¿Cuál es esa temperatura? Tenoch E Cedillc c... La calculadora 70 L en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Números con signo y sus operaciones al Álgebra S Fecha: HOJA DE TRABAJO 36 ¿CÓMO MULTIPLICO NÚMEROS El trabajo que realices multiplicaciones en esta con dos números hoja te ayudará CON SIGNO? a aprender 1 cómo hacer negativos. a 1. Efectúa las siguientes a) -8x6 = _________ e) j - - - - - - - - - - - - - - -,- 5x-7 , , = operaciones b) -3x4 = usando la calculadora: :e) Sx(-6) = - - - - - - - - - - - - - - - - - _. - -,- , , , , : f) 8x(-4) = j j d) -9x3 = e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- , , , i) g) 10x(-10)= 2 2. Explica lo que crees que hace la calculadora número negativo. para multiplicar un número positivo por un _ 2 3. Un alumno dice que -7x13 da el mismo resultado es correcto? Justifica que 13x(-7). cl,o que dice ese alumno tu respuesta _ E --., 1) 4. Efectúa las siguientes operaciones sin usar la calculadora. = -e)---6~-~7-~-·----.-----'!f)- --9~-(~9Y~-----------:-~j)"--]";( ~ij; -------------1-h) --~1-;9--~--------------a) 5. -9x7 = Ahora 6. tus :d) -10xS , , usa la calculadora cTodcs ___ ¡ e) 7x(-4) = , , respuestas para revisar fueron , , las respuestas que diste correctas? ¿Cometiste algunos Exploremos errores? _ ahora como multiplicar operaciones dos números negativos. Para hacer esto realiza las a; usando la calculadora. = -e)-- ~5-~(~7)-; -----------:-f)--- -~4~~9-~--------------1-9)·· ~8-;(~8)·;-8x(-S) = __ ¡: anterior. ¿En qué consistieron? siguientes a) en el inciso ~b) -7x-9 = _ : e) : d) -6x(-6) , , , , -10x-4 = __ ---¡- h} _.~1~~-1-ó·~ -i) 7. Explica qué hace la calculadora negativo. 8. Un alumno de otra que dice para multiplicar escuela dice que ese alumno un número -4x(-12) da el mismo resultado Primer grado de secundaria por otro que j) k) 1) é ¿Por Otra a la operación número _ -12x(-4). cl,o es correcto? qué? -(-7) es equivalente negativo -lx-7. ¿Estás alumna dice que la expresión de acuerdo con ella? Por qué? Tenoch E. Cedilla A. F La calculadora Sentido en el aula Volumen 1: Numérico e Iniciación 71 al Álgebra Números con signo y sus operaciones Fecha: HOJA DE TRABAJO 37 ALGO MÁS SOBRE MULTIPLICACIÓN 1. Veamos ahora cómo hacer multiplicaciones realiza a) - - - las siguientes 2x4x(-5) - - - - - - - - - - - - - - : b) - - - - - - - - - - - con más de dos números con signo. Para esto operaciones usando la calculadora. = - DE NÚMEROS CON SIGNO _ •• - - - -2x4x(-5) - - - - - - - - - - - : e) = - - - - - - - - - - - - - - - _ •• - - - -2x(-4):.«-5} - - - - - - - - - - - - - - - = - - - - - - - - - - - - - - -1- _ e) 3x(-2)x(-4) = ¡ f} 3x(-2)x4 = ¡ g) -3x(-2)x(-4) = ¡ h) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -:- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -.: - .- - - - - - - - - - _. - .. - - - - - - - .:- _. , , 3x2x4 = i) 5x3x(-4) 5x3>'4 = 2. ¿De qué depende el signo del resultado 3. Realiza las siguientes - - = - - : j) -5x(-3)x 4) = - : k) - - - -5x(-3)x cuando multiplicas (-4) = : 1) tres números? _ operaciones sin usar la calculadora. a) 3x5x( -4) = ¡ b) -4x4x(-2) = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -:- - - - - - - - - - - - - - - - - - , - : e) - -- - - - - - - - - -: - , - - -2x(-3)x(-3) - - - - -- - - - - - - - = : d) - - - - - - - - - - - - - - - - .,. - - , 3x4x3 = - --- - - - - - - - - - - - e) 4x(-1)x(-3)= :f) 5x(-1)x2= :g) -6x(-2)x(-4)= :h) 4x3x6= , , , - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .. - -. - - - _. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ...• _. - . - - _. - .... i) 6x2x(-1) = :j) -3x(-4)x5) = : k) -5x(-2)x (-1) = : 1) 5x5x4 = - - 4. Ahora usa la calculadora respuestas fueron para revisar ¿En qué 5. La siguiente sultado. las respuestas correctas? actividad = e) -6.4x(-3.2)x-1 = d) -4.6 x 2.7x 5.9 = ~ dentro del cuadro ,correspondiente. 100 18 ¡ e) :f) -7x (-8) x (-0.2) = -1.7xO.8x-2= 20.48 :g) -1.3x(-3.8)x5.1 73.278 ¡ h) 4.5 x 5.7 x 9.3 = x -1.2= ~ 25.194 238.545 : m) -1.7x2.3)x(-5.6);,;3.3 = -8.5x(-2.5)x(-5.4)x-1.8 = 206.55 : n) 7.5x(-2)x(-5.4)x-1.6 = k) -9x 10.2x(-5.1)x4.5 = ¡a) -1.2x(3.4)x(-6.1)x-3= 1) -8.5x(-1.1)x(-2.1)x-1.4 = 2106.81 27.489 : p) -2.5x(-4.8)x6.4x1.2 Usa la calculadora poro revisar 21'114 ~ fueron correctas? ¿En qué consistieron las respuestas respuestas 72'2568 1296 74.664 = 92.16 ~ que diste al inciso anterior. ¿Cuáles de tus tus errores? 11 2 2.;2 = -1.5x(-2.3)x Primer grado de secundaria Todcs tus _ i) puestas _____ é - incorrectas? errores? j) 6. (-5.1) fueron ... en que digas cuál es el signo del resultado sin hacer ninguno operación. Escribe el signo del resultado -10 x 2x (-5) -1.5x(-2)x(-6)= tus respuestos _ es un juego. Las operaciones están hechos y sólo falta el signo del re- El juego consiste a) b) que diste al inciso anterior. ¿Cuáles de tus consistieron - - ¿Todas tus res- fueron incorrectas? _ Tenoch E. Cedilla A. 72 La calculadora pn aula Volu el 1"f'11 ~: Números Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra con signo y sus operaciones Fecha: _ liOJA OE TR BAJO 38 ¿CÓMO DIVIDO NÚMEROS CON SIGNO? 1. Efectúa a) -872 = las siguientes operaciones usando la calculadora. ~b) -1274 = :C) , ' ~)----1-5:;(~5-)-~----------- rf-)--- 187(-6) = ~d) -973 = . -8:;{~4)-;; ----------- \Jj ---1 O-~(~-1-0-)';'------------- -¡-h) - - - ~-1-~8;;- -----_.------ ,, 2. ,' Explica mediante un ejemplo qué crees que hace la calculadora números con signo. para hacer divisiones Un alumno de otra escuela dice que -8720 da el mismo resultado que 207(-8). el.o que dice J ese alumno es correcto? 4. Efectúa las siguientes :b\ -9177 = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 67(-7) = 5. Usa la calculadora fueron , , ¿Por qué? operaciones sin usar la calculadora. .:c) -8075 = 707(-4) = •.• 97(-9) = :9) 77 (-7 )= ¿Cuáles Exploremos ahora como dividir _ ;h) para revisar tus respuestas a la pregunta anterior. correctas? -1075 = ~ -179 = c Todcs tus repuestas respuestas ¿En qué 6. :d) , , , -1- :f con _ fueron consistieron correctas? tus errores? un número negativo entre otro número negativo. Para hacer esto realiza las siguientes operaciones usando la calculadora. a, -87(-5) = ____________________________ ;:» -57(-7) = .b) -77(-9) = .'. ;;) :C) -67(-6) = .1. -47(-9) = ¡g; J. . , Explica mediante un ejemplo qué crees que hace la calculadora tivo entre otro número negativo. 8 Un alumno de otra escuela dice que -47(-12) da el mismo resultado dice ese alumno es correcto? ¿Por qué? entre la multiplicación _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ • • _ -17(-10) = , 7. ¿Qué semejanza encuentras _ ¡r) -87(-8)= , 9 -107(-4) = ;0) ~ para dividir un número nega_ que -127(-4). el.o que _ y la división con números positivos y ne- gativos? Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 73 '¡. al Álgebra Fecha: HOJA DE RABAJO 39 POTENCIAS DE NÚMEROS CON SIGNO Un alumno de otra escuela dice que 52=5x2=1O. ¿Es correcto lo que dice ese alumno? ¿Por qué? ¿Qué resulta- .. do da la calculadora ..... si haces la operación 52? 2 Haz las siguientes 3 ¿Qué resultado b)? 4 operaciones a) _62 obtuviste con la calculadora: y b) (_6)2 en el inciso a)? ¿Cómo "interpreta" terpreta" la calculadora ¿Qué debes escribir en la calculadora debes escribir ________ tado 6 en la calculadora Si escribiste -116. Si Haz las siguientes tu respuesta si quieres correctamente no fue _73= - - - - - - - - - - -:J- - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - -:-- - - - - - - - - - 6-di -4 = : e -2 = restar corrígela "seis esa expresión no fue correcta, _ al cubo debes obtener y escríbela de lOO"? como resul- a continuación. - - - - -- - - - - - - -- -- - - - - - -- - -:-- - - - - - - - - - ,( - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- :, , 7. Usa la calculadora para revisar obtuviste? las respuestas ¿Cometiste actividad algunos 0125 05764801 obtuviste? Primer grado de secundarla -5 = errores? ¿En qué te equivocaste? es un juego. Las operaciones ya se están hechas y al resultado el signo. El juego consiste en que encuentres Usa la calculadora • que diste en el inciso 3. ¿Cuántos aciertos el signo del resultado operación con los números. Escribe el signo del resultado 9 Si tu respuesta esa expresión correcta, menos siete al correctamente D I falta si quieres "elevar operaciones sin usar la calculadora. a. _52= 8. La siguiente (_6)2? Si escribiste debes obtener como resultado -343. corrígela y escríbela a continuación. ¿Qué ¿Yen el inciso la expresión _62? ¿Cómo "in- la calculadora la expresión cubo"? 5. _ ' para revisar en el espacio correspondiente. b )(_3)6 = D729 r e )(_8)4 = 04096 f)_(_5)4 las respuestas ¿Cometiste algunos sólo le sin hacer ninguna 1(_9)5 = = n 59049 0625 que diste en el inciso 8. ¿Cuántos aciertos errores? ¿En qué te equivocaste? _ 74 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Números con signo y sus operaciones al Álgebra Fecha: HOJA DE TRABAJO 40 ¿SIRVEN PARA ALGO LOS NÚMEROS CON SIGNO? 1. Escribe una suma de números con signo que corresponda a cada una de las siguientes situaciones. a) En una ciudad la temperatura a las 10 de la noche era 16°C. A partir de esa hora la temperatura disminuyó 1°C cada diez minutos. ¿Cuál era la temperatura a las 5:00 AM del siguiente día? _ b) Un equipo de fútbol americano perdió 2 yardas en la primera oportunidad, en la segunda oportunidad ganó 7 yardas, en la tercera logró cero yardas, y en la última perdió 9 yardas. ¿Cuál fue el resultado de sus intentos en las cuatro oportunidades? _ c) Colón descubrió América en 1492. Roma fue fundada 2275 años antes. ¿En qué año tuvo lugar la fundación de Roma? _ d) Completa el siguiente cuadrado escribiendo en cada cuadro uno de los siguientes números: -13, -10, -7, -4,2,5,8 Y 11. La condición que debe cumplir tu cuadrado mágico es que cualesquiera tres números colocados en línea recta deben sumar lo mismo. -\ Primer grado de secundaria cJ+2a +5, si a= -3. 2. ¿Cuál es el valor numérico de la expresión 3. ¿Cuál es el valor numérico de -m, si m 4. Si x representa a un número positivo, ccudl es el signo del valor numérico de -x? _ 5. Si x representa un número negativo, ccudl es el signo del valor numérico de -x? = -9.5? _ Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra 75 Exponentes y decimales EXPONENTES Y DECIMALES El propósito de esta sección es aprovechar los recursos de la calculadora para explotar el contexto que ofrecen los exponentes en la recreación de los conceptos de aproximación y redondeo con números decimales. Se ha observado con amplias poblaciones de estudiantes que la novedad que ofrece el acercamiento empírico a los exponentes negativos y fraccionarios favorece su curiosidad inteiectual. Un propósito secundario de esta sección de actividades es introducir las nociones de exponentes fraccionarios y exponentes negativos en el contexto de la estimación y aproximación. Los temas sobre exponentes fraccionarios y exponentes negativos no están incluidos en el curriculum de matemáticas de educación básica, sin embargo, las aplicaciones de este material han proporcionado evidencia de que el conocimiento que poseen los estudiantes sobre números decimales y exponentes resulta fortalecido por las actividades que se proponen en esta sección. También se ha observado que las nociones que desarrollan los alumnos a través de estas actividades pueden ser un antecedente importante para la comprensión del concepto de logaritmo y sus aplicaciones. La noción de aproximación puede resultar difícil para algunos estudiantes. Se ha observado que para un buen número de alumnos la noción de aproximación se restringe al caso de "aproximarse por abajo", lo cual limita sensiblemente sus posibilidades para que comprendan los procesos de aproximación. Esto, entre otros aspectos, es fundamental para un manejo eficiente de información en la que se ha redondeado o truncado la expansión decimal de los datos involucrados. Por lo anterior, se recomienda que el profesor otorgue especial atención a las respuestas de sus alumnos en las actividades en que se les pide obtener la mejor aproximación con un número de cifras decimales dado. Las actividades de esta sección requieren al menos de una calculadora científica. A este respecto, las calculadoras gráficas presentan la ventaja de que, una vez que se ha editado una expresión numérica y se ha ejecutado la operación correspondiente, el usuario puede regresar al renglón anterior para hacer modificaciones, lo cual le ahorra el trabajo de volver a editar y ejecutar operaciones desde el inicio. Esta ventaja adquiere particular relevancia en actividades que requieren la edición de expresiones numéricas con un número grande de cifras decimales, que es precisamente el caso que se presenta en procedimientos que incluyen aproximaciones sucesivas. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora 76 en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Algebra y Jecimales Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 41 ¿QUÉ ES ESO DE EXPONENTES FRACCIONARIOS? 1. Una alumna de otra escuela dice que entre 4.378 y 4.379 no hay ningún número decimal. cl,o que dice esa alumna es cierto? _ • Si estás de ocuerdo con elle expllcc por qué. _ • Si no estás de acuerdo con esa alumna da un ejemplo que justifique tu respuesta. _ Un alumno de otro grupo dice que 42=16 y 43=64. ¿Es cierto lo que dice ese alumno? ¿Por qué? _ 3. ¿Hay alguna potencia a la que se pueda elevar el 4 de manera que el resultado sea aproximadamente 29? Explora posibilidades con tu calculadora y encuentra cuál es esa potencia Compara tu respuesta con las de tus compañeros, gana el que haya logrado una mejor aproximación. 4. ¿Cuál es la mejor aproximación con cuatro manera que 4x se aproxime a 29? cifras asegurar que la aproximación que encontraste decimales para el valor de x, de ¿Por qué puedes es la mejor? _ 5 ¿Cuál es el valor con seis cifras decimales para k, de manera que el valor de 6k sea la mejor aproximación para 5000? ¿Por qué puedes asegurar que la aproximación que encontraste es la mejor? _ o ¿Cuál es el valor con ocho cifras aproxi moción para 32? decimales para x, de manera que 5x sea la mejor _ 7. En cada uno de los siguientes co;sos encuentra la mejor aproximación con tres cifras decimales para el valor de x(el simbolo ">." significa: "es aproximadamente" ..). a 7x I x :::::135 = PrifTl&1' ~raJo _ .:L scc :nct,.l(ia x = _ x= x = _ SI och E C-edill0 A L<,calculadora en el aula VA umen '1: Sentido Numél'lco e Inicia_ión 77 Exponentes al Álg(;bio y decimales Fecha: HOJA DE T BAJ 42 ¡TAMBIÉN HAY EXPONENTES NEGATIVOS! 1 Haz con la calculadora la operación 5-1. Un alumno de otra escuela dice que 5-1=0.2, y una de sus compañeras dice que 5-1 = .~ . ¿Cuál de los dos está en lo correcto? ¿Por 5 qué? _ 2. Otro alumno dice que 10-3=0.001. ¿Es correcto ese resultado? ___ ¿Por qué? _ 3, ¿A qué potencia debe elevarse 10 para obtener como resultado 0.00000l? 4. ¿A que potencia puedo elevar 10 para obtener una buena aproximación al valor 0.5? 5. ¿Cuál es la mejor aproximación con cuatro cifras decimales para y, de manera que 10Y ~0.38? 6, ¿Cuál es la mejor aproximación con tres cifras decimales para r. de manera que 10r ~ 2000? 6. ¿Cuál es la mejor aproximación 10x ~ 0.0258? con cuatro cifras decimales para x, de manera que _ 1 8. Una alumna de otra escuela dice que 252'= 25°5 = ...-'25 . ¿Es correcto alumna? ¿Cómo puedes verificar si lo que dice esa alumna es correcto 9. Encuentra el valor de x , de manera que 64 x = 3)64. x= 10 Encuentra el valor de x de manera que 32x x= Primer grado de SeClIl10a, tél lo que afirma esa = ~¡32. o no? Tenoch E. Cedilla A 78 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Álgebra y decimales Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 43 ¡SE DESCOMPUSO 1. Supongamos cuadrada que la tecla LA TECLA DE LA RAíz de se descompuso. ¿Qué la CUADRADA! raíz podrías hacer, sin usar la tecla de la raíz cuadrada, para contestar las siguientes preguntas? a) ¿Cómo puedes encontrar b) ¿Cómo puedes encontrar la raíz cuadrada la raíz cuadrada de Sl? _ d) ¿Cuál es el número entero que mejor se aproxima a la raíz cuadrada de 75? _ para la raíz cuadrada de 133 con un número entero y _ f) ¿Puedes encontrar una mejor aproximación entero y tres cifras decimales? ¿Cuál es? g) ¿Puedes encontrar una mejor aproximación de 133 cuatro cifras Podemos tener es decir, mejor a un número "por arriba". "por "por aproximación que encontraste para la raíz cuadrada de 72. abajo" para decimal, el Observa que 7.1 es una arriba"? y una cifra Primer grado de secundaria "por abajo" o "por que 7-6.7=0.3. del 7 que 6.7. ¿Puedes encontrar ¿Cuál Sin usar la tecla de la raíz cuadrada encuentra número entero aproximación? para la raíz cuadrada _ que 6.7, porque 7.1-7=0.1, mientras 7.1 está "más cerca" aproximación que las que has obtenido 6.7 es una aproximación número 7, y 7.1 es una aproximación mejor aproximación para la raíz cuadrada de 133 con un número _ decimales? ¿Cuál es? una aproximación arriba". Por ejemplo, 3. _ c) ¿Cuál es el número entero que mejor se aproxima a la raíz cuadrada de 53? e) ¿Puedes encontrar una aproximación una cifra decimal? ¿Cuál es? 2. de 25? una es? la mejor aproximación "por abajo", con un para la raíz cuadrada del número 72. ¿Cuál es esa Explica qué es lo que te permite afirmar que la es la mejor aproximación "por abajo" con una cifra decimal _ Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: 79 al Álgebra Exponentes y decimales Fecha: HOJA DE TRABAJO 44 CÓMO ME APROXIMO '" ¿POR ABAJO O POR ARRIBA? 1. Encuentra la me jor aproximación "por abajo" para cada una de las siguientes raíces cuadradas. Tu aproximación debe tener dos cifras decimales, Para hacer esto no debes usar la tecla de la raíz cuadrada. m a) ------- b) -- --- -- -- ---- --- --- -- --- --- --.- d) ~90 - - -- - - - - - - - - - - -- g) ·197 -- ----. -. - e) 1108 - - - -------------- ------- -. - - ------------ -- - -- ---- - -. --- - - - - --- -- --- e) J134 - - - -- -- - - - - - - - - - - -- --- -1452 ------- - --- - - - - - - - ----- ------- - ---- - - - ..• - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. - - - - - - - - - - - - - _. , h) )725 i i) ')927 2. Encuentra la me jor aproximaclon por arriba" para cada una de las siguientes raíces cuadradas. Tu aproximación debe tener tres cifras deci_males, y no debes usar la tecla de la raíz cuadrada. a) -. ,[48 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - b) -)227 i e) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - e) .)618 - - - - - - - - - - -. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. g) ,.958 --- - -. - - - - ! f) • _. • /853 .. - - - - - - - - - - - -. - - - - -- - - - -- i i) h) /1104 /326 .J - - -- _. - ------ 'oho05 3. Encuentra la me jor aproximación "por arriba" y la mejor aproximación "por abajo", con tres cifras decimales, para el número /2. -------- <,/2< ------- Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. _. so La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra EÁPONENTES Exponentes y simbolización y SIMBOLIZACIÓN El propósito de esta sección es aprovechar el código de programación de la calculadora para introducir el uso del simbolismo algebraico para expresar y justificar generalizaciones. Esta sección está estrechamente relacionada con la anterior, en la que se abordan los conceptos de exponente y potencia en el contexto de la estimación y aproximación numéri- ca. Las actividades que aquí se presentan se basan en el reconocimiento de patrones numéricos que fueron generados por funciones de las formas f(x)=x y f(x)=¡ff. Una vez que los alumnos pueden identificar esos patrones se les pide que los reproduzcan empleando la calculadora, lo cual implica que generen expresiones algebraicas equivalentes a la regla de correspondencia de la función involucrada. Posteriormente se extienden esas actividades al caso de la equivalencia algebraica entre expresiones que se obtienen al operar con potencias de una variable. Estas actividades están orientadas a ofrecer un acercamiento empírico a las leyes de los exponentes. Algunas de las actividades de esta sección incluyen problemas que requieren el uso de expresiones algebraicas para representar las relaciones que conducen a su solución. En las distintas aplicaciones a que se ha sujetado este material se ha observado que los estudiantes construyen expresiones algebraicas distintas como respuesta a una misma actividad. Se recomienda al profesor que explote este hecho para discutir con el grupo las distintas soluciones que se obtuvieron, y en particular que se aprovechen esas respuestas para abordar el tema de equivalencia algebraica. Se recomienda que el profesor ponga en juego sus recursos didácticos para enriquecer la discusión a partir de los distintos argumentos que presentan los estudiantes y de la forma en que defienden sus respuestas. En particular, el profesor podrá observar cómo aprenden los alumnos al analizar colectivamente sus respuestas, especialmente en el caso de las respuestas incorrectas. Las actividades de esta sección requieren una calculadora que permita editar expresiones algebraicas y calcular su valor numérico para valores específicos de la variable. Las máquinas más simples con estas características son las calculadoras científicas programables. Las calculadoras gráficas ofrecen mejores recursos de edición y de cálculo que las calculadoras científicas programables. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 8] al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 45 POTENCIAS Núm. de entrada Núm. de salida 2 4 3 9 5 25 7 49 8 64 ¿Puedes construir 1. Y SIMBOLIZACIÓN En mi calculadora siguiente tabla. escribí (1) A2, lo corrí y produjo la el programa otro programa que haga lo mismo que el mío? _ Escri be aquí tu programa 2. _ Ahora, sin borrar nada de lo ya escrito, produzca los siguientes resultados: Núm. de entrada quiero corregir A2 para que Núm. de salida 2 8 3 27 5 125 7 343 8 512 Escribe cómo quedó tu programa: 3 el programa Escribe otro programa Primer grado de secundaria _ que haga lo mismo que el anterior. Ten0LI) E. Cedilla /J.. 82 La calculadora Sentido en el aula Volumen 1: Numérico e Iniciación al Álgebra y simbolización Exponentes Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 46 POTENCIAS Y SIMBOLIZACIÓN (2) En mi calculadora escribí un programa que hace lo siguiente: 1. ¿Puedes escribir es? Núm. de entrada Núm. de salida 1 1 2 16 5 625 7 2401 10 10000 un programa que haga lo mismo que el mío? 2. Ahora, sin borrar nada de lo ya escrito, talo para que haga lo siguiente: complé- ¿Cuál _ Núm. de entrada Núm. de salida 1 1 2 64 5 15625 7 117649 10 ¿Cómo quedó tu programa? Escríbelo. _ 3. Construye otro programa que haga lo mismo que éste último: Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 83 Exponentes y simbolización al Álgebra Fecha: ----- HOJA DE TRABAJO 47 POTENCIAS Y SIMBOLIZACIÓN (3) Núm. de entrada Núm. de salda 1 10 2 100 4 10000 6 1000000 8 100000000 1. ¿Puedes hacer ________ 2. Construí un programa que hace lo siguiente: un programa que produzca ¿Cuál es? los mismos resultados Ahora, sin borrar nada de lo ya escrito, corrígelo para que haga lo siguiente: Núm. de entrada que el mío? Núm. de salida 1 10 2 1000 4 100000 6 10000000 8 1000000000 ¿Cómo quedó escrito tu programa? 3. Escribe otro programa que haga lo mismo que éste último: Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 84 La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: Exponentes al Álgel:Jr<l y sírnbouzaclón Fecha: H . 8 POTENCIAS Y SIMBOLIZACIÓN 1. _ (4) Hice un programa que produce los siguientes resultados: Núm. de entrada Núm. de salida 1 1 2 16 3 81 5 625 10 10000 ¿Puedes hacer un programa que haga lo mismo que el mío? _ ¿Cuál es? 2. Ahora, sin borrar nada de lo ya escrito, corrígelo para que haga lo siguiente: Núm. de f)"tr3cla ~~úm. de salida 1 1 2 4 3 9 5 25 10 100 ¿Cómo quedó escrito tu programa? 3. _ Escribe otro programa que haga lo mismo que éste último. Primer grade de secundaria Tenoch E. Cedillo ,o... La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: 85 al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: HOJA DE TRABAJO 49 ¿QUÉ ES ESO DE "ELEVAR A LA MENOS Construí un programa que hace lo siguiente: 1. ¿Puedes escribir un programa que haga lo mismo que el mío? Escríbelo: 1"? Núm. de entrada Núm. de salida 1 1 2 0.5 4 0.25 5 0.2 10 0.1 2. Ahora escribe en tu calculadora el programa A'" -1 Y córrelo con los valores dados en la tabla anterior. ¿Qué observas? _ 3. Una alumna dice que el programa l..,.A da los mismos resultados que el programa A'" -1. cestds de acuerdo con ella? Núm. de entrada Núm. de salida 1 1 2 0.25 5 0.04 10 0.01 100 0.0001 (l.E 04) Justifica tu respuesta mediante un ejemplo. 4. ¿Puedes escribir un programa que haga lo mismo que éste? Escríbelo en este espacio. 5. Escribe en tu calculadora el programa NA -2 Y córrelo con los valores dados en la tabla anterior. ¿Qué observas? _ Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. 86 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Álgebra y simbolización Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 50 LEYES DE LOS EXPONENTES (1) 1. Una alumna hizo el siguiente programa: R..... 3xR ..... 4. Lo corrió para varios valores y, después de observarlos, afirmó que ese programa produce los mismos resultados que R..... l. ¿Estás de acuerdo con ella? ¿Por qué? _ Escribe ambos programas en tu calculadora y pruébalos. ¿Qué piensas ahora? _ 2. Un alumno, al ver el programa X ..... 3+X ..... 2, comentó que éste producía los mismos resultados que el programa X ..... 5. ¿Estás de acuerdo con él? 3. Ahora escribe ambos ¿Por qué? programas en tu _ calculadora y córrelos, cqué obser- vas? ---------------------------------------------------------------- 4. Construye cuatro programas equivalentes a X ..... S. Comprueba tus respuestas usando tu calculadora, no debes tener conti nuación. Primer grado de secundaria ningún error. Escribe los programas que construiste a Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1; 87 al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: ----- HOJA DE TRABAJO 51 LEYES DE LOS EXPONENTES (2) Un profesor escribió en el pizarrón la siguiente expresión: Les pidió a sus alumnos que la escribieran más breve, pasaron dos de ellos y escribieron lo siguiente: Primer alumno Segundo alumno 1. ¿Ambas respuestas son correctas? Da dos ejemplos que justifiquen tu respuesta. ¿Sólo estás de acuerdo con uno de ellos? Muestra dos ejemplos que justifiquen ¿Con cuál estás de acuerdo? tu respuesta. Escribe los programas en tu calculadora para que verifiques tus respuestas. 2. Un alumno hizo el programa N2+N2 y retó a sus compañeros a que lo escribieran más breve, estas fueron sus respuestas: Primera respuesta: N4 éEstds de acuerdo con alguna de estas respuestas? Explica por qué: Segunda respuesta: 2N2 ¿Con cuál? _ 88 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Álgebra y simbolización Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 52 ¿UNA POTENCIA Un estudiante QUE SIEMPRE DA POR RESULTADO escribió un programa que le pareció muy curioso porque siempre que ingresó un número diferente resultado le dio 1. de cero, el 1? Núm. de entrada. Núm. de salida 5 1 10 1 435 1 -12 1 8.3 1 -0.5 1 El problema es que se le olvidó qué fue lo que escribió, sólo recuerda que el inicio era algo como lo siguiente ¿Puedes ayudarlo a completarlo? Verifica que tus resultados coincidan con los de él. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: 89 al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: HOJA DE TRABAJO 53 SIMBOLIZACIÓN: NÚMEROS CONSECUTIVOS 1. ¿Qué tipo de números obtienes si sumas dos números consecutivos? Escribe algunos ejemplos en los siguientes cuadros. , . : ¿Puedes programar la calculadora de manera que te permita sumar dos números consecutivos? ¿Cuál es ese programa? _ 2. ¿Qué tipo de números obtienes si sumas tres números consecutivos? Escribe algunos ejemplos en los siguientes espacios. ¿Puedes programar la calculadora de manera que te permita sumar tres números consecutivos? ¿Cuál es ese programa? _ 3. ¿Qué tipo de números obtienes si sumas cinco números consecutivos? Escribe algunos ejemplos en los siguientes espacios. éPuedes programar la calculadora de manera que te permita sumar cinco números consecutivos? ¿Cuál es ese programa? _ Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 90 La calculadora en el aula Volumen 1: Exponentes y simbolización Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 54 TÉRMINOS SEMEJANTES (1) En mi calculadora escribí el siguiente programa: 3X + 4X 1. Escríbelo en la tuya y completa la siguiente tabla: 7 2 Núm. de entrada. 12.5 152.9 Núm. de salida 100 30.7 1754. 490 ¿Puedes escribir otro programa, más breve, que haga lo mismo? Escríbelo. 2. Escribe el siguiente programa en tu calculadora -7X + X y completa la tabla: Núm. de entrada. 5 7 13.6 25 30.7 100 135 Núm. de salida 454.2 ¿Puedes escribir otro programa, más breve, que haga lo mismo? Escríbelo Una vez que hayas verificado crees que es así: Primer grado de secundaria que tus programas funcionan como los míos, explica por qué _ Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 91 1: Exponentes al Álgebra y simbolización Fecha: __ ----------, HOJA DE TRABAJO 55 TÉRMINOS SEMEJANTES (2) 1. Escribe en tu calculadora el programa 38+2+48 y úsalo para completar la siguiente ta- bla. Núm. de entrada. 4 1 12.5 30 57.9 1206 962 Núm. de salida 2. 101.0 Un alumno de otra escuela dice que ese programa hace lo mismo que el programa 9x8, ¿Por qué? ---- cestés de acuerdo con él? 3. ¿Puedes escribir verifica los siguientes programas en forma más breve? Después de hacerlo, corriéndolos en tu calculadora. Programa original Programa más breve -3X + 7X - - - - - - - - - - - - - - - - -- _. -- - - - - - - - - -- - - - - - - - _.- --- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - ~- ...- - - - - ----_ .. - - - - - - - - - -- 5A + 2A + 4 - - .- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - " - -- -- -- -- ----- - ---- - - --- ---- -- - -- -- -- - - -- ------ - - - - 4N + N + 3N - - - - - -- - - -- - - -- - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .. - - - -- - - - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8X - 2X + 4X - J - - _. - - - - - - - _. - -- 5T -7T + 2 + 3T ¿Comprobaste tus respuestas con la calculadora? ~. _ tas no fueron correctas? cEn qué consistieron Primer grado de secundaria .... ~_ tus errores? __ ~ ¿Algunas de tus respues------ Tenoch E. Cedillo A. 92 La calculadora La e en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Álgebra Fecha: y simbolización Sen ------ HOJA DE TRABAJO 56 TÉRMINOS SEMEJANTES (3) d fi Escribí en mi calculadora el siguiente programa: .. " '~~" r '.; .,.', 3A + 28 + 2A + 38 1. Escríbelo en la calculadora y úsalo para completar la siguiente tabla. 1 Núm. de entrada. 2 4 3 5 5 0.5 2.5 2 8 10 5 Núm. de salida ¿Puedes explicar qué hace el programa? _ •. 2. Ahora escríbelo en forma más breve: Corre este último programa con los valores de la tabla. ¿Obtienes dos? Escribe tus conclusiones. los mismos resulta- ------------------- Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 93 al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: ------ HOJA DE TRABAJO 57 TÉRMINOS SEMEJANTES (4) ¿Puedes escribir los siguientes programas en forma más breve? Después de hacerlo, veri- fica tus respuestas corriendo tus programas en la calculadora. Programa original 2 Programa más breve 2 3X + -2X . [JA2 + -2A + 4 -4NxN 8X-2X + 4X2 2 5T - 3 7T + 2 + 3T2 3X2 + 2X - 7X +X2 4Y 3 - 3Y + 3 - 5Y Escribe tus conclusiones Primer grado de secundaria J 3 +9- Y -------------------------- Tenoch E. Cedilla A. 94 La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: Exponentes al Álgebra Fecha: y simbolización ----- HOJA DE TRABAJO 58 EQUIV ALENCIA ALGEBRAICA Anota en el paréntesis Vo F según consideres si la proposición que se plantea es verdadera o falsa. Justifica cada una de tus respuestas mostrando dos o tres ejemplos. JUSTIFICACION I = 2 (A+8) 2A + 28 ( . --------------------------------------------------------------------------r-----------------------------l------------------------------------------------------------------- i 3M + L + 6M = 9M + L ( ) i --------------------------------------------------------------------------t-------------------------------t-------------------------------------------------------------------- 2P + 2Q + 4P + 3Q = 11(P+Q) --------------------- ¡ ¡ ( ) j ! .. -------------------------------------------------t--------------------------------t----------------------------------------------------------------- 7A - 2A + 48 + 8 ¡! = 5(A+8) ( )! l i : ----------------------------------------------------.-------------------t-----------------------------t----------------.-------------------------------------------------- 5A2 + 2A2 - -------------------------------------.------.- ! ¡ 3A2 = 10A2 ¡ ( ) ¡ ! ! ..--------------------------t-----------------------_·----t------------------------------------------------------------------- 8X3 + 2y3 + y3 _ 2X 3= 6X3 + 3y3 1 ( ) ¡ I ! ------------------------------------------ ------------------ ------------- ---1': -- ------------- --------------1': -------------- --------------------- ------------------- ----------4R + 25 + 2R + 35 = 6R + 55 i ¡ ------------- 00------------------------- ----------------------- - --------------r----2 2N 3 s + 3N = 5N --------------------------------------.-------.2 2 ¡ ( ) ¡¡ -------------- ------------r-------- --------------------------- ------------------------------ --- ( ) i ! ¡ .. ------------------------------r--------------------------------t-------------------------------------------------------------------2 4A + 2A + 2A + 4 A = 6A + 6A i : ( ) i : -------------:::-~:~-;--------------t~----)---t----------------¡ ¡ Primer grado de secundaria : ! Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 95 al Álgebra Exponentes y simbolización Fecha: HOJA DE TRABAJO 59 SIMBOLIZACIÓN: La Directora PROBLEMAS ALGEBRAICOS de una escuela necesita que le pinten varios salones, lo cual incluye las pare- des y el techo. Le pide a un pintor un presupuesto y le da la siguiente información: todos los salones son rectangulares, con diferentes medidas pero todos tienen la misma altura, 3 metros. Después de tomar medidas en los salones de la escuela, el pintor le dice que él cobra $7.00 por pintar un metro cuadrado y le entrega el presupuesto total: $ 17,742.00. 1. ¿Puedes escribir en tu calculadora un programa que le ayude a la Directora cuántos metros cuadrados consideró el pintor en su presupuesto? a verificar _ Escribe tu programa y después úsalo para completar la tabla: Salón 1 4mx8m Salón 2 Salón 3 Biblioteca 3.5 m x 4.5 m 5.75 m x 7 m 12 m x 18.5 m Salón de Maestros 3.25 m x 6.45 m m2 $ ¿El total te salió igual al del pintor? 2. _ El pintor afirma que él solamente tomó las medidas de uno de los salones y que a partir de eso calculó cuántos metros cuadrados debería pintar si incluía los cinco locales. De acuerdo con el presupuesto que presentó el pintor, ccuél de los salones eligió para hacer sus cálculos? Explica qué hiciste para responder esta pregunta. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 96 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Exponentes al Álgebra Fecha: y simbolización ----- HOJA DE TRABAJO 60 ¡ESTO Escribe sí ESTÁ DIFÍCIL! en la calculadora el número 2 y presiona la tecla [ENTER] o [EXE] (eso depende del modelo de tu máquina). Luego activa la función [AN5]. 1. Escribe a continuación x2 (o AN5x2 si tu máquina así lo requiere).y presiona la tecla [ENTER] O [EXE] cuatro seguidas. ¿Qué observas? veces _ 2. Borra todo, escribe el número 3 y presiona [ENTER]. Ahora teclea la expresión AN5+2 y presiona [ENTER] cinco veces seguidas. ¿Qué observas? _ Explica lo que crees que hace la tecla [AN5]. _ 3. Usa la tecla AN5 para producir las siguientes sucesiones numéricas. Escribe en cada línea el programa que construiste con la tecla AN5. Intenta construir más de un pro- grama que p'roduzca cada sucesión. --~Y-2 :--4-,--6~--8-:--1o~--1-i:-1-4-:--1-6~--:-.-:----------------------------Tb)--1-o-Ü-:--so:--is-:--1-2-:S:--6-.-2-S-:--3:-1-2S:------------i 1.5625, PROGRAMA: ... IPROGRAMA: --~Y-2-:-4-:-8~-1-6-:-32-:--64~--1-2"8-:-:-::---------------------------------Td-)-2:--4-:--1-0~--2-8-:-82-:--244~--7j-6~--:-.-:----------------- :_~:R:::___________i:~::R:MA__i e) 3,5,9, 17,33,65,129,257, ... i f) -1, -3, -7, -15, -31, -63, -127, ... I PROGRAMA: PROGRAMA: ------O~1-:--6-:-1-:--Ü-:--1":--Ü-:--1-~--O:1~~::------------------------------·j--h)"2:--Ü-:-2~-Ü-:--2-:-0-~--2-:-(f-:-.-~------------------------------- :~::_~_::: i) 2,1,2,1,2,1,2,1, PROGRAMA: Primer grado de secundaria ... C:::A:: _ ij) 3, -3,3, -3, 3, -3,3, -3, ... ! PROGRAMA Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra SOLUCIÓN DE ECUACIONES: Solución Estrategias ESTRATEGIAS de ecuaciones 97 no convencionales NO CONVENCIONALES En esta sección se abordan estrategias no convencionales de solución para ecuaciones de primer grado. Este material se generó a partir de observar las estrategias que empleó un amplio grupo de estudiantes de primer grado de secundaria que no habían recibido instrucción sobre métodos convencionales para resolver de ecuaciones. Después que los estudiantes se recrearon generando sus propias estrategias, se les enseñaron los métodos convencionales para abordar la solución de ecuaciones. Entre los principales resultados de ese estudio cabe destacar que los estudiantes con desempeño alto en matemáticas no tuvieron dificultad en dominar los métodos convencionales, pero sólo acudían a ellos cuando sus propios métodos resultaban poco prácticos para resolver determinado tipo de ecuaciones. Los estudiantes con desempeño promedio tendían a usar indistintamente los métodos que habían generado y los convencionales. Con los estudiantes de bajo desempeño se observó una situación importante (muchos de ellos con un historial previo poco exitoso en matemáticas). Estos estudiantes tendieron a no abandonar sus propios métodos, los cuales llegaron a dominar con un nivel de éxito aceptable, y presentaron serias dificultades para dominar los métodos convencionales. De hecho, la mayor parte de ellos nunca pudo llegar a dominar los métodos convencionales. Por las razones antes expuestas se sugiere al profesor que aliente a sus estudiantes a que se recreen en el uso de los métodos no convencionales que aquí se presentan, y, de ser posible, que cultiven otras estrategias que seguramente generarán. Posteriormente puede abordarse-el estudio de métodos convencionales, los cuales, si se mantienen las tendencias que aquí se reportan, serán una herramienta útil para los estudiantes avanzados y los estudiantes promedio y no serán un obstáculo para que los estudiantes con un desempeño más bajo puedan resolver ecuaciones. En esta sección se incluyen ecuaciones de segundo grado. Debe mencionarse que debido al carácter numérico de las formas de solución que aquí se proponen, la inclusión de ese tipo de ecuaciones no trastoca lo planteado en los programas oficiales. Los alumnos abordan las ecuaciones de segundo grado de la misma manera en que lo hacen con las ecuaciones de primer grado con una incógnita, o las ecuaciones exponenciales que se incluyen en la sección "Exponentes y aproximación". Debido al enfoque que aquí se emplea, la naturaleza de esas ecuaciones no implica ninguna diferencia para los estudiantes, en todos los casos se trata de encontrar "los números que faltan". En cambio, el contexto que ofrece la solución de un amplio rango de ecuaciones proporciona un ámbito de trabajo que enriquece la experiencia aritmética de los estudiantes, y, además, les aproxima en un contexto empírico a nuevas formas de simbolización algebraica. La calculadora 98 Solución en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Estrategias al Álgebra de ecuaciones: no convencionales Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 61 INCÓGNITAS, ECUACIONES, ... ¿QUÉ ES TODO ESO? 1. En las siguientes expresiones se ha usado una letra para representar falta. El reto es que en cada inciso encuentres de tus respuestas sea incorrecta. a) Usa tu calculadora para verificar ¡ b) m - 1.67 b+1.03=24.7 = 30.25 y que ninguna tus respuestas. i e) p -12.22 = 4.05 p= m= b= a un número que el número que falta , ' -d-)--4~8-~-;::;-3-.5----. -------------:-~;-'-5.?-~-~--.--... -.. ----------- . -¡-h -- 'bs:'b-~ 'r"~'29 --.. --.-r= g) k : : n n= : c= : : ~'i.'5-~'6-.-2----------.. ,"- -rh)'--2-~-c-~-ü-------------.------ri)' --j-~'E;+ j -~ l-il- -.-----.-----.-. ~ a= 2. ¿Hay alguna forma que te permita verificar que tus respuestas son correctas? esto con tus compañeros y anota el método que te parezca más eficaz. 3. Una alumna dice que el número que falta en 4 x d + 2 ella? ¿Por qué? 4. Otro alumno dice que el número que falta en 2 x e = = Discute _ 4 es 0.5. ¿Estás de acuerdo con _ 11 es 5.5, y una alumna dice que es 11 . ¿Quién de los dos tiene razón? el.os dos están equivocados? el.os dos respuestas 2 son correctas? Discute esto con tus compañeros y anota tus conclusiones. Resumen A expresiones como las anteriores, por ejemplo, 3 x b -i- 2 = 14, les llamaremos ecuaciones, y a la letra que aparece en una ecuación le llamaremos incógnita. Podemosusar cualquier letra del alfabeto para representar una incógnita. En una ecuación puedes sustituir una incógnita con cualquier valor numérico, por ejemplo, en la ecuación 3 x b + 2 = 14 podemos decidir que b valga 5, por lo que 3 x b + 2 = 3 x 5 + 2 = 17 . Sin embargo, la condición impuesta por la ecuación es que el valor numérico de 3 x b + 2 sea 14, por lo que b = 5 no es el número que buscamos. Observa que sólo cuando b = 4, 3xb+2 es igual a 14. Por esto, diremos que b 4 es la solución de 3 x b + 2 = 14. = Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: Solución al Álgebra Estrategias de ecuaciones: 99 no convencionales Fecha: ----- HOJA DE TRABAJO 62 NÚMEROS PERDIDOS 1. ¿Puedes encontrar las soluciones de las siguientes ecuaciones? El reto que ninguna de tus respuestas culadora. 2 a) x 1 a- - =1 3 ;b) --- --- -- - -- -- - - - - - - -- - - --- ------ - -- - - - ~- - - 5 1 7 4 --b =- d) ;e) sea incorrecta. Verifica tus resultados usando tu cal- 18=5xa+3 - : e) -- - ---- -- -_. - - - - - ---- consiste en -- ------ - 27 = 18 x a +9 - -- ~---- -- - - ------ -- - - - -- - -. -- - - -- -- -- -- -_. 3.4=c+1.2 1 8 dx4-----= 7 -8 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ..., - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. - - - - - .., - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. - - - - - - - - - -- » 356 + 2 x x = 376 g) ! i) 457=25+2xy 18 + 3 x y = 45 2. ¿Encontraste un método para resolver las ecuaciones anteriores? de manera que cualquiera de tus compañeros lo pueda entender. Describe tu método _ 3. Auxíliate de tu calculadora para encontrar los números que faltan y comprobar que tus respuestas sean correctas. Anota en cada espacio las operaciones que hiciste. ¿+3x m a) = 2x m+7 b) m= ----- e) 25+3xY=8xy+5 y= - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _. 120 + 5 x P = 10 x p + 85 d) 18 x q -1 = O p= --------- q= - - - -- -- --- --- - - -- --- - - --- - - ----- ----- ---- ----- - -- ---- ---- - - - --- - - ---- - - - ----- - - - - - - - -f) - -- - -- - - - - - -- - - --- -_. 3 b +2xb=12 b= --- -------- -- --- - - -- --- - ----- - - -. -- --_. x= Primer grado de secundaria I -- - ---- - --- --- -- - -- - ----- ---- - - --- --- - -- ------- --- - --- - -- -- ------- - _. - - - -_. _. x= Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 100 Solución de ecuaciones: en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Estrategias al Álgebra no convencionales Fecha: HOJA DE TRABAJO 63 ¿ECUACIONES CON MÁS DE UNA SOLUCIÓN? 1. Una alumna dice que la ecuación x2=25 tiene dos soluciones: Xl =5 Y xz=-5. ¿Estás de acuerdo con ella? ¿Por qué? Escribe tus conclusiones en tu cuaderno de manera que cualquiera de tus compañeros las pueda entender. _ 2. Un alumno encontró dos soluciones para la ecuación x2+x=O. eTú también las puedes encontrar? Escribe a continuación tu respuesta y explica cómo razonaste para resolver esa ecuación. _ 3. Otra alumna dice. encontró dos soluciones para la ecuación x2+x=20. Una es x=4 y la otra es x=-5. ¿Estás de acuerdo con ella? ¿Por qué? Escribe tus conclusiones y compáralas con las de tus compañeros. 4. Las siguientes ecuaciones tienen dos soluciones. Encuéntralas y verifica usando tu calculadora. No debe haber ningún error en tus respuestas. tus respuestas 1=400 x2-x=90 - -- ----- -- -- ---- --- - -_._---- --------- --- --- - -- ----- -- - ---- - -_. - --- - - --- - --- -------------------------------------_. 2 c -3xc=10 Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Solución al Álgebra de ecuaciones: 101 Estrategias no convencionales Fecha: ------ HOJA DE TRABAJO 64 ¿ECUACIONES DISTINTAS QUE TIENEN LA MISMA SOLUCIÓN? La solución de la ecuación 2x y - 4 = 8 es y = 6, porque 2 x 6 - 4 = 8. ¿Estás de acuerdo en que 6 también es la solución de la ecuación 5 x a + 4 = 34 ? _ 1. Construye otras también sea 6 2. Construye y =-4. tres ecuaciones distintas tres ecuaciones distintas cuya solución _ que cuya solución sea 3. Construye tres ecuaciones distintas cuya solución sea b = 2 3 Pide a uno de tus compañeros que las resuelva para verificar tus respuestas. _ 2 x (3x + 4) = x + 2 . ¿Estás de 4 . Un a Iumno diIce que x= 2 es Ia so luci uClon di" e a ecuaclon ---3 acuerdo con él? Explica a continuación por qué. _ 5. Construye tres ecuaciones como la de la pregunta anterior que tengan por solución x=2. Intercambia con algún compañero(a) tus ecuaciones y resuélvanlas para que verifiquen que todas las ecuaciones que están proponiendo tienen por solución x=2. _ 6. ¿Encontraste un método para construir ecuaciones a partir de una solución que ya conoces") Describe ese método de manera que cualquiera de tus compañeros pueda entenderlo. Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora 102 Solución de ecuaciones: en el aula Volumen 1: Estrategias no convencionales Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: ----- HOJA DE TRABAJO 65 ¿QUÉ ES ESO DE ECUACIONES EQUIVALENTES? 1. A las ecuaciones que tienen la misma solución se les llama ecuaciones equivalentes. Por ejemplo, las ecuaciones 7 x y - 5 = 51 Y 5 x m + 3 = 43 son equivalentes porque ambas tienen la misma solución. ¿Cuál es su solución? ------ 2. De la siguientes ecuaciones encuentra las que son equivalentes. Justifica tas. a) 4 x a - 2 = 34 b) 7 x 5 - 3 = 32 e) 12+4xa=14 d) 15+6xy=18 e) 2 x m + 11-= 15 f) 5xb-1=44 g) 28 - 5 x P = 3 h) 23-12xr=17 i) 21+8xk=25 j) 3 k) 20 - 2 x 1) 42 + 4 x n = 62 3. Unos alumnos resolvieron las ecuaciones que se muestran a continuación. Revisa sus respuestas, si encuentras respuestas incorrectas corrígelas y muestra la respuesta correcta. a) 3 x a + 5 = 41, a = 12 d) 20 x y +1= O m =2 b) 4 x P - 2 = 20, P = 7 5 = __ k =4 e) 2xn+5=5; n=O o k' - - - - --- - - -- -- - ---- ----- - ----- ---- -------- g) (b + 3) x 2 - 4 = 8; b = 3 -- -- ---h) --- - - ------ 7= -- (2xb+3)x5-1=34; Primer grado de secundaria b=3 k) 16-r=O, f) 2xa+1 ... --5----- --- --.- -- --- - - - -- --- --- - --- - - - - -- - -- = 3; a = 7 --- - - -- - -. -- - -- -- --- ------ -- - --- -------- - ---- - -- ---- --- 3xy+1 (2 + 3 x x) x 4 = 20; x r=-16 -- "--4'--- ; y=9 i) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - ----- ---- - -- --- --------- j) e) tus respues- = 1 1) 2xx-1 - - 4-x = 5' x ' = 3 Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: Solución de ecuaciones: 103 Estrategias no convencionales al Álgebra Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 66 ¿RESOLVER ECUACIONES POR TANTEOS? En esta hoja de trabajo te mostraremos la estrategia que usó Rodrigo para resolver ecuaciones. Muy probablemente tú usaste alguna estrategia como la de Rodrigo cuando resolviste ecuaciones. Sin embargo, conocer otras formas para resolver ecuaciones enriquecerá lo que ya sabes. Llamaremos "tanteo y refinamiento" a la estrategia que él usó. A Rodrigo se le pidió que resolviera la ecuación x2-9=55. La estrategia que empleó se puede describir como se hace a continuación: • Empezó por preguntarse, cqué significa x2? Finalmente su respuesta fue "x2 representa un cierto número que se va a elevar al cuadrado". • Después de esto intentó dándole varios valores a x, primero probó con x=5, y obtuvo que x2=5x5=25. Pero 25-9=16, y el resultado que quería es 55. • Entonces intentó con un número más grande, x=9. Pero x2=81, y 81-9 no da 55. • Finalmente encontró la solución: x.: 8. Él estaba seguro de que esa es la solución porque 82=64-9=55. Como (-8)2=(-8)x(-8)=64, entonces también x.:-8 es solución de esa ecuación. ¿Cuándo resolviste ecuaciones en las hojas de trabajo anteriores pensaste de manera parecida a como lo hizo Rodrigo? ¿Entendiste cuál es su estrategia? Si tu respuesta es afirmativa resuelve las siguientes ecuaciones usando la estrategia que él empleó. a) ~+15=31 e) 1-10=54 Primer grado de secundaria b) ~+31=40 d) l-1=15 Tenoch E. Cedillo A. 104 Solución de ecuaciones: La calculadora en el aula Volumen 1: Estrategias no convencionales Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Fecha: ------ HOJA DE TRABAJO 67 ¿PUEDO HACER QUE ESAS ECUACIONES SEAN MÁS SIMPLES? En esta hoja de trabajo te mostraremos la estrategia que usó Mariana. A ella se le pidió que resolviera la ecuación 5x(a+2)+4=59. Su estrategia consistió en ver a la ecuación completa y reducirla sistemáticamente a una ecuación más sencilla. La estrategia de Mariana la llamaremos "construcción de ecuaciones más simples". La forma en que ella razonó se describe a continuación. Primero se preguntó qué significaba la expresión 5x(a+2), y se dio cuenta que 5x(a+2) significa que 0+2 se debe multiplicar por 5. El problema es que ella que no sabía cuál es el valor de 0+2. Después de algunos intentos encontró que no es difícil resolver esa ecuación. Ella razonó como sigue: • • Como 5x(a+2)+4=59, entonces 5x(a+2) debe valer 55, porque 55+4=59. Esto le permitió construir una ecuación más simple: 5x(a+2)=55. De la misma manera encontró que (0+2) debe valer la quinta parte de 55, es decir 11. Eso le permitió reducir la aparentemente difícil más sencilla: 0+2=11, cuya solución es 0=9. ecuación 5x(a+2)+4=59, a una mucho 1. Comprueba que 0=9 es la solución de la ecuación 5x(a+2)+4=59. _ 2. Resuelve las siguientes ecuaciones usando el método de Mariana. Recuerda que no debes tener errores porque siempre puedes comprobar tus respuestas. a) 4(x+12)+ 7=87 :b) 10+3(y-8)=31 , - - - - - - - - - - - - - .- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .- - - - - .- - - -;- - - - - - - - - - - .- - - - - - - - - - - - - - ..- - - - - - - - - - .- - ...- - - - - - - - - - - - - - c) 34-2(a-1 )=18 e) 22+ p+8 : d) 7(b+3)-5=51 =28 3 Primer grado de secundarla Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: Solución de ecuaciones: al Álgebra 105 Estrategias no convencionales Fecha: HOJA DE TRABAJO ----- 68 ¿QUÉ ES ESO DE DESHACER OPERACIONES? Gerardo y Silvia resolvieron la ecuación 5x(a+2)+4=59 "deshaciendo operaciones". Su estrategia consistió en usar operaciones inversas a las que se muestran en la ecuación. La manera en que razonaron se describe a continuación. • Primero notaron que si 5x(a+2)+4=59, entonces el valor de 5x(a+2) lo podían obtener "deshaciendo sumar 4" a través de restar 5x(a+2)=55. • 4. Esto lo condujo a la ecuación La ecuación 5x(a+2)=55 para hacerla más sencilla "deshicieron multiplicar por 5" dividiendo entre 5. Con esto obtuvieron la ecuación a + 2 = 11, porque a + 2 es la quinta parte de 5 x (a + 2) Y la quinta parte de 55 es 11. r • Por último resolvieron la ecuación a + 2 = 11 , "deshicieron sumar 2" restando 2. Así encontraron que a = 9 es la solución de la ecuación 5 x (a + 2) + 4 = 59 . cEntendiste la estrategia que usaron Gerardo y Silvia? Si tu respuesta es afirmativa resuelve las siguientes ecuaciones como ellos lo hicieron. Usa tu calculadora para realizar esta actividad. Verifica tus respuestas, recuerda que sólo debes producir respuestas correctas. a) 7(a-S)+25=39 - ---- ---- e) - - - - - - --- -. - -. - - ---- - ----- - -- - -. - -- - -- -- - - --- - - - - -- - ----- 2 S+5(b-1)=S - - --- ----- e) - b) 1S+S(b+4)=94 - 52 d) -- - - -- - --- - - --- - ------ - --- - ---- - -. -------- 15 + y + 12 3 = 22 - ---- -- --- - - - -- - - - --. - - -------- - --- - - - - - -- _ .. 2 - ---- - -------- f) - - -- x-s ---2=5 - ----. --- ---- -. ----- ---- ------------ -- - ------ - -_. x-O.5 +5= 93 S 16 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. -- g) 4(X-5)_6=_2 3 Primer grado de secundaria h) 5(x + 3) + 12 = 17 7 Tenoch E. Cedillo A. » 106 La calculadora Solución en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Estrategias al Álgebra de ecuaciones: no convencionales Fecha: _ HOJA DE TRABAJO 69 ¡ESTO DE LAS ECUACIONES NO ES TAN DIFÍCIL! 1. Construye cuatro 5(x + 3) + 12 7 = 17 ecuaciones parecidas a la . Una vez que las hayas resuelto bado, pídele a un compañero(a) ecuación y compro- que las resuelva y tú resuelves las que él(elia) inventó. ¡Gana el que haya resuelto las ecuaciones del otro sin cometer ningún error! ¡ e) b) a) 2. Inventa tres d) ecuaciones distintas número de lista. La primera paréntesis, que tengan de tus ecuaciones la segunda debe incluir paréntesis, cluir una barra de división y paréntesis, los incisos g) y h) de la hoja anterior. suelto y comprobado como solución tu no debe contener la tercera debe in- como las ecuaciones de Una vez que las hayas re- pídele a un compañero(a) que las resuelva y tú resuelve las él(ella) construyó. ¡Gana el que construya correctamente sus ecuaciones y resuel- va las ecuaciones del otro sin cometer ningún error! ¡ e) a) 3. Construye comprobado tres ecuaciones que tengan dos soluciones. Una vez que las hayas resuelto pídele a un compañero(a) que las resuelva. Gana el que resuelva del otro sin cometer a) Primer grado de secundaria y las ecuaciones ningún error. b) e) Tenoch E. Cedillo A. , MANUAL BA5ICO: PARA EL USO DE LA CALCULADORA 108 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Manual básico: para el uso de la calculadora Todas las calculadoras por muy sofisticadas que sean, contienen un ambiente de cálculo numérico. Resultaría muy ambicioso querer describir la forma en que opera el ambiente numérico de todas las marcas y modelos de calculadoras, porque incluso, hasta una calculadora que utiliza un comerciante para hacer sus cuentas, tiene su propia sintaxis. Sin embargo, lo que sí podemos hacer es mostrar algunas situaciones relevantes, para este texto, que se presentan en el ambiente numérico de algunas calculadoras, y mencionar posibles errores que podrían cometerse al realizar cálculos numéricos en otras máquinas. Para ilustrarlas, se utilizarán las pantallas de una calculadora gráfica, la cual cuenta con siete renglones para edición, sin embargo esto no significa que para resolver las actividades de este libro, no pueda ser usada una calculadora científica o sólo aritmética. Antes de ejemplificar lo anterior, convendría decir que en las calculadoras sencillas, la tecla para obtener los resultados es la tecla del signo =, en modelos más recientes, incluyendo calculadoras científicas, se utiliza la tecla ENTER ó EXE. Jerarquía de operaciones Cuando en la calculadora se quiere encontrar el resultado de la operación 4+4x4, figura 1, podríamos esperar como resultado 32, sin embargo el correcto es 20. Esto se debe a que este tipo de calculadoras respeta la jerarquía de operaciones, así que es importante que sí se utiliza una calculadora que no respeta la jerarquía, se haga notar esto a los estudiantes, para que realicen las operaciones en el orden adecuado. Por ejemplo en la figura 1, primero se resuelve 4x4 y al resultado se le suma 4. Figura 1 4+4:+:4 20 Uso de paréntesis En el caso que se quisiera que el resultado de la operación anterior sea 32, entonces puede hacerse uso de los paréntesis, quienes rompen con la jerarquía de las operaciones, como se ilustra en la figura 2. En esta ocasión, la operación que primero se realiza es la que está en los paréntesis y el resultado se multiplica por 4. En una calculadora científica es posible usar paréntesis, aunque deben antes hacerse pruebas para observar cómo es que funcionan. En el caso de que la calculadora no cuente con la herramienta de paréntesis, es necesario explicar a los estudiantes el orden en que deben realizar las cuentas en su calculadora. Figura 2 4+4:+:4 o:: 4+4):+:4 • Notación científica Los resultados de algunos ejercicios que aquí se proponen, pueden ser desplegados en la calculadora en una notación poco familiar para los estudiantes, ésta es la notación científica, incluso aunque en clase se haya estudiado, la forma en que la calculadora la representa no es como el profesor la escribe en el pizarrón, es por ello que debe tenerse en cuenta esta situación, la cual se ilustra a continuación. Por ejemplo si se realiza la operación 735xl0000 el resultado que la calculadora proporcione, puede no ser 7350000, sino que despliega un resultado como el de la figura 3. Esta notación puede interpretarse si se considera 7.35E6 equivalente a 7.35x106, por lo que el punto decimal se recorre a la derecha seis espacios, completando con ceros los espacios vacíos, con lo que entonces se obtiene 7350000. Las calculadoras científicas utilizan otras notaciones, una por ejemplo es 73504, esto se puede interpretar como 735x104, calculadoras más sencillas no utilizan notación científica, y sus resultados están limitados a los dígitos que soporta su pantalla. Primer grado de secundaria Figura 3 735:+: 100~X1 Tenoch E. Cedillo A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: al Álgebra 109 Manual básico: para el uso de la calculadora Otro ejemplo como el anterior, pero cuando se utilizan números decimales, es el que se ilustra en la figura 4, el resultado esperado de multiplicar .03x.OS es .0015, sin embargo la calculadora despliega l.SE-3, el cual debe interpretarse como 1.5xlO'3, de este modose recorre el punto decimal a la izquierda tres espacios. Figura 4 .~33:+:.ü5 Las calculadoras gráficas y científicas pueden ajustar su modo de operación, la forma de hacerlo dependerá de cada modelo, sin embargo la mayoría tienen opciones como: Normal, Sci y Float, como se muestra en la figura S. El modo Normal, despliega las cantidades como se introducen, a menos que sea demasiado grande y entonces utiliza notación científica. Por otra parte, Sci despliega en notación científica cualquier cantidad que se escriba en la calculadora. Figura 6 Por último, en Float, se especifican hasta en cuantas cifras decimales serán desplegadas las cantidades, en caso de que se rebasen, la calculadora efectúa un redondeo, figura 6. Tecla para la operación de restar y tecla del signo negativo La mayoría de los modelos de calculadoras cuentan con una tecla de restar, la cual se identifica porque tiene el signo de resta, y con una tecla con la que puede asignársele el signo negativo a un número y que está identificada como (-) ó + /Un ejemplo que ilustra el uso de estas teclas es el que se muestra en la figura 7, en ocasiones al realizar una resta, en vez de utilizar la tecla de restar se utiliza la tecla que asigna el signo negativo a un número, lo cual produce un error, que se corrige utilizando la tecla de restar. También cuando 10, hay algunos el signo negativo error, por lo que se quiere resolver una operación como -3+4+2modelos de calculadora en que si al 3 se le asigna con la tecla de restar, la calculadora señala un debe usarse la tecla del signo negativo, figura 8. En calculadoras que cuentan con una tecla +/- para asignar signo negativo a las cantidades, en algunos modelos debe escribirse primero la cantidad y entonces se teclea la tecla de signo negativo. Primer grado de secundaria Figura 7 2 -5 2-5 Er-r-or-3 Figura 8 -3+4+2-10 -3+4+2-10 • Error -7 Tenoch E. Cedilla A. 110 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Manual básico: para el uso de la calculadora La Tecla AN5 Esta opción la tienen por lo general calculadoras científicas y gráficas, y su función es recuperar la última cantidad desplegada en la calculadora, incluso después de haberla apagado y vuelto a encender. Pocos modelos tienen una tecla directa para ANS, en la mayoría se tiene como una segunda función de una tecla. Para activarla, se debe oprimir antes la tecla de segunda función (2nd ó Shift), y entonces se oprime la tecla con la que está asociada ANS. Un ejemplo del uso de ANS, es el que se muestra en la figura 9, en donde después de obtener el resultado de la suma de 2+5, éste es recuperado con ANS para sumárselo a 3. Figura 9 2+5 Ans+3 7 HZ! • Algunas de las actividades que contiene este texto, se utiliza ANS para desplegar sucesiones de números, por ejemplo, si se quiere a partir del 1 obtener una sucesión que vaya de dos en dos, se debe primero teclear 1 y después =, ENTER ó EXE, según la calculadora, lo cual registra al número 1, entonces se activa ANS y se le suman 2 unidades, de ahí en adelante será suficiente con oprimir repetidamente la tecla =, ENTER ó EXE, para reproducir la sucesión deseada, como se muestra en la figura 10. Figura 10 1 Ans+2 Ans+2 At"ls+2 At"ls+2 An::.+2 1 "5 7 9 11 Fracciones Algunos modelos de calculadoras cuentan con teclas específicas para escribir fracciones, como se muestra en la figura 11. En otros se puede utilizar la tecla de división. Figura 11 11 1~ • Potencias En calculadoras científicas y gráficas, existen algunas teclas y funciones específicas para escribir potencias, por ejemplo, si se desea obtener el resultado de 34, las calculadoras gráficas cuentan con una tecla que tiene el símbolo: /\ Un ejemplo se muestra en la figura 12. Las calculadoras científicas tienen una función que aparece en algunos casos con una tecla específica y en otros asociado con una tecla principal, su símbolo es la cual puede funcionar escribiendo primero la base de la potencia, en seguida se activa se escribe el exponente, y finalmente se oprime =, o la tecla de ejecución. En calculadoras más sencillas es necesario desarrollar la potencia para obtener el resultado. Figura 12 • :31 y, y, Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 111 1: al Álgebra Manual básico: para el uso de la calculadora ¿Cómo se edita un programa en calculadoras TI-89 Y TI-92 a) (i) (ii) (iii) (iv) b) c) Los programas se escriben en el ambiente HOME de la Figura 1 calculadora, el cual presenta una pantalla como la que se muestra en la figura 1. La pantalla está dividida en cuatro secciones: -5+3-2'9 La parte superior es la barra de herramientas. La sección que tiene mayor área es donde se - so 1ve( x + 3 = 5 , x) -fac.tor(2·x2+3·x) registra el historial de lo que se realiza. -a+3'a-8'a+5',a Enseguida está la línea de edición, en este espacio se editan las expresiones aritméticas o algebraicas que -J2+3+4 _ 62 + 32 se van a usar. En el último renglón se encuentra la barra de (6+3)*4+3 t1tilN DEGftPpp'O:{ estado, que muestra especificaciones sobre el funcionamiento de la calculadora. Con el teclado alfanumérico se escribe el programa que se desea escribir como se muestra en la figura 2. 1.5) a 3. 45. rUNe 7/~~ Figura 2 1~L F2" .*2+11 a.=? TJ)" L F~" T. F~ .L F6 •. ~IAlgebraICalc.IOtherIPrgr~IOICleat' a-z ... Después de haber escrito el programa se oprime SHIFT y enseguida la tecla de la letra K, con lo cual se despliega una barra (1) que se puede interpretar como "tal que". Enseguida de la barra "tal que" se asigna un valor a la letra que se está usando en el programa, como se muestra en la figura 3. La TI-89 tiene esta barra como una tecla directa. EIlI!iC......O.L.l_. MeliTO d) 2. ·x'(x+ Después de esto se oprime la tecla ENTER y en el lado derecho de la pantalla se despliega el resultado, como se muestra en la figura 4. Del mismo modo se pueden asignar otros valores a la letra utilizada. Figura 4 a'2+1Ia=7 -l!L----BJ!_Q e) Se pueden asignar a la vez más de un valor a la letra que se esté utilizando. Esto se logra mediante el uso de llaves (ver figura 5). Los resultados también se despliegan entre llaves. rUNC"$O 8_III_D Figura 5 ¡,'2+11,;¡=Cl 2 3 4 7} <3 Primer grado de secundaria 5 7 9 15: Tenoch E. Cedilla A. 112 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación Manual básico: para el uso de la calculadora al Álgebra Modelos TI-73, 80, 81, 82, 83 Y 85 a) En estos modelos se accede al ambiente de programación oprimiendo la tecla PRGM, la cual despliega las opciones EXEC, EDIT y NEW, como se muestra en la figura 6. Figura 6 ~ EDIT 1IIE'~:O (31 :¿ : F'F::0I32 HEI...t 3: F'F::0I33 b) La opción NEW permite escribir un programa nuevo. Después de seleccionarla y oprimir ENTER, se debe dar un nombre al nuevo programa que se va escribir, se muestra un ejemplo en la figura 7. Enseguida se vuelve a presionar la tecla ENTER. Figura 7 F'F.~OGF.~At'1 t·~·::tro·le=F'F.:OG4 Figura 8 En muchos modelos las letras se obtienen después de oprimir la tecla ALPHA y enseguida la tecla con la que esta asociada la letra que se quiere escribir. Un caso aparte es la calculadora TI -73, en donde se debe oprimir primero 2nd y enseguida la tecla con la que está asociada la función TEXT, con lo cual se despliegan en la pantalla las letras y otros caracteres (figura 8), se selecciona con el cursor cada letra y se oprime ENTER para registrarla. Una vez que se terminó de escribir el texto deseado, se selecciona Done y se oprime ENTER para confirmar que ese es el texto que se quiere. ti E: ( ~: L H M ,', U ',' [1 E n [[] 11 :F .". ,' ~:- ',' ....'. r Ij H 1 J r;¡ F' Fi -: T :=: • •• -c, 'lf"j .r 11 ':.t" Done PP. Después de asignarle un nombre al nuevo programa, se oprime la tecla PRGM, la cual despliega una pantalla como la que se muestra en la figura 9. Con el cursor se selecciona la opción l/O y enseguida el número 1: Input, entonces se oprime ENTER y queda escrito en la primer línea del programa la palabra Input, como se ilustra en la figura 10. Figura 9 CTL tal: lIJln'PUt. :¿: 3: 4: 5: 6: E;:-::EC Figura 10 PF.~OGPAt'1:PROG4 : InF'ut.. • F't-·oP)F't.. Di ;:.F' Di sF'Gt-'aF'h Di ;:.F' Tab 1e OJ.~t..F'J.~t..( 7,!,'~et..Ke'::l c) Enseguida de Input se escribe la letra a la que se le va asignar el valor de entrada del programa (figura 11), y se oprime ENTER para pasar al siguiente renglón. Primer grado de secundaria Figura 11 F'ROGF.~At'1: PROG4 : InF'ut A Tenoch E. Cedilla A. La calculadora en el aula Volumen Sentido Numérico e Iniciación 1: al Álgebra Manual básico: para el uso de la calculadora d) Se vuelve a oprimir la tecla PRGM y con el cursor se seleccionan la opciones l/O y 113 el número 3: Disp (figura 12), después de esto se oprime ENTER y queda escrito en el segundo renglón del programa Disp (ver figura 13). Figura 13 PPOr:J~~At'1:PPOr:J4 : Input.. A : Di;;.p e) • Delante de Disp se anota el programa que se quiere escribir (figura 14). Figura 14 PP0I3PAt'1: PP0134 : 1 nr-ut, A : DisF" A:+:2+1 f) El modelo TI-73 requiere un tercer renglón en el que se despliegue PAUSE. Para ello se debe oprimir PRGM, elegir CTL y la opción 8: PAUSE. Después de esto debe oprimirse ENTER (figura 15). Figura 15 MO 1.····0E::-~EC 3TEl::.e 4: Forc 5: I.rJhile 6: F.:eF'e,:¡t. ?:End mF'.~u::.e 9TLbl g) Una vez que se ha escrito el programa se oprime la tecla 2nd. Para salir de la edición del programa y dejarlo escrito, se oprime la tecla con la que se asocia QUIT (en algunos modelos es la tecla MODE). A partir de este momento el programa está listo para usarse. Primer grado de s cundaria Tenoch E. Cedillo A. 114 La calculadora en el aula Volumen 1: Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra Manual básico: para el LISO de la calculadora ¿Cómo se "corre" un programa? Modelos TI-73, 80, 81, 82, 83 Y 85 a) Para usar un programa ("correrlo") se debe oprimir la tecla PRGM, con el cursor se seleccionan la opción EXEC y el programa que se desea ejecutar, y entonces se presiona ENTER, desplegándose en la pantalla de la calculadora el nombre del programa a ejecutar (figuras 16y 17). Figura 17 Figura 16 ~ EDIT rrPR05 2:PROGl 3:PROG2 4:PROG3 ~PROG4 b) c) t~Eld Ya que se ha desplegado el nombre del programa se oprime ENTER y entonces aparece una signo de interrogación (¿) en la pantalla, solicitándonos el valor de entrada, se escribe un número y se oprime ENTER obteniendo el resultado para dicho valor, se oprime ENTER tantas veces como se deseen dar valores de entrada, figura 18. Cuando se desee modificar un programa se oprime la tecla PRGM, se selecciona EDIT y el programa que se desea modificar (figura 19). Entonces se oprime ENTER, desplegándose en la pantalla el programa que se va modificar. pr9!"'1PROG41 Figura 18 ?4 Figura 19 EXEC ~ l:PROS-2:PROGl 3:PROG2 4:PROG3 t~EI.~ ~PROG4 Primer grado de secundaria Tenoch E. Cedilla A. 1 La calculadora Sentido en el aula Volumen Numérico e Iniciación 1: 115 al Álgebra ¿Cómo se edita un programa calculadoras Casio? Manual básico: para el uso de la calculadora en Para la escritura de programas en los diferentes modelos de CASIO se utiliza la misma sintaxis, aunque cambia la forma de acceder al ambiente de programación. A continuación ilustraremos un modelo en el que la pantalla inicial es como la que se muestra en la figura 20. Esta pantalla (MAIN MENU) varia según el modelo. Figura 20 a) Figura 21 b) c) Con el cursor se selecciona el icono de PRGM (como se muestra iluminado en la figura 20) y se oprime EXE, con lo cual entramos a una pantalla como la que se muestra en la figura 21 (esta pantalla varía de acuerdo al modelo, algunos entran directamente a la lista de programas existentes). En la pantalla de la figura 21 se selecciona la opción de PROGRAM (oprimir la tecla f1). Con esto se tiene acceso a una pantalla como la que se muestra en la figura 22. En esta pantalla se despliega la lista de programas, las áreas de programación Prog O: y Prog 1: tienen programas escritos, en cambio Prog 2: y Prog 3:, que muestran la leyenda empty, son áreas de programación vacías (en otros modelos se les puede asignar un nombre a los programas y entonces en esta pantalla aparecen enlistados los programas por su nombre). Con el cursor se selecciona el área de programación en que se quiere editar un programa, por ejemplo en la figura 22 se seleccionó Prog 2:. Una vez hecha la selección se oprime EXE y se entra a una pantalla vacía en la que el cursor está parpadeando (en otros modelos se oprime la tecla asociada a NEW y se asigna un nombre al nuevo programa). Enseguida se debe desplegar la barra de herramientas de programación, lo cual se hace oprimiendo la tecla SHIFT (tecla amarilla) y enseguida la tecla con la que esté asociada la opción de PRGM (en algunos modelos es la tecla del número 7), desplegándose la barra que se muestra en la figura 23. Primer grado de secundaría Fr'e€' 1: PF~OGRA~1 2: E[)ITOR Figura 22 23173 Bytes Free Pro9 0:?~A:?~8:?~C: Pro9 1:?~A:?~8:?~C: Pro9 2:ert'lpty Pt-'09 Fi:Ut 3: empt.y I Figura 23 • Tenoch E. Cedilla A. 116 La calculadora en el aula Volumen 1: Manual básico: para el uso de la calculadora Sentido Numérico e Iniciación al Álgebra d) e) Para iniciar la escritura del programa, se debe escribir el signo de interrogación ?, para lo cual se oprime la tecla que le esté asociada (en algunos modelos es F6 y en otros F4), enseguida se oprime tecla de la flecha de asignación ~ (en algunos modelos se encuentra cerca de la tecla AC/ON). A continuación se teclea la letra que se va utilizar, para ello se oprime primero ALPHA y enseguida la tecla con la que esté asociada la letra que se haya elegido; a continuación se escriben dos puntos (:), los cuales se despliegan oprimiendo la tecla que le está asociada (en algunos modelos es F6). Enseguida de todo esto se anota el programa, esto se ilustra en la figura 24. Figura 24 .,~ Figura 25 Una vez que se ha escrito el programa se oprime la tecla EXIT para quitar de la pantalla la barra de herramientas de programación. Se vuele a oprimir EXIT para regresar a la pantalla inicial de PRGM en donde se observa registrado el programa que se escribió (figura 25). ."";'--::" 1 1-'-4 El -, ,t.01::'=. -.- Ft-·-1::11::'- "':"__1 _1 I.r ''':1· .).. 4H- •.. • '"::'4 E'· 1-_. l. "::'41-'· . . _". • .",:,. H-· .",:,. E'· .",:, • : -t .: -:t' 1 4 H- • H- .•...."";, + 1 '1-'· .",:,..",:, ..:... :. • e», ..:.. l. :-..,_". 3:emF'ty é.Córno se "corre" a) b) un programa en calculadoras Para correr el programa se debe activar la opción RUN, que aparece en la parte inferior de la pantalla como se ve en la figura 2S (en otros modelos en vez de RUN es EXE). Esta opción se activa con la tecla Fl, enseguida la calculadora muestra un signo de interrogación, lo que es señal de que espera un número de entrada, después que se teclea ese número se oprime EXE y el resultado es desplegado a la derecha del siguiente renglón, se debe oprimir EXE si se desea introducir otro valor (figura 26). Cada vez que se requiera "correr" un programa se puede oprimir la tecla MENU, se selecciona el icono de PRGM, se accede a la lista de programas, se elige el programa que se desea utilizar y se activa dicho programa con RUN (ó EXE según el modelo) con la tecla Fl. Primer grado de secundaria Casio? Figura 26 ..' 1 -:r -' -::- 7 También se puede modificar un programa seleccionándolo desde la lista de programas, una vez que se hacen las modificaciones se oprime EXIT para salir del área de programación. Tenoch E. Cedillo A.
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