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Proyecto ESTALMAT – Palencia “El Triángulo de Pascal”<br />
<strong>EL</strong> TRIÁNGULO <strong>DE</strong> <strong>PASCAL</strong>.<br />
PROPIEDA<strong>DE</strong>S ARITMÉTICAS Y OTRAS SORPRESAS.<br />
Vamos a empezar planteando y resolviendo unos problemas que, en principio<br />
puede parecer no tienen nada en común pero... luego veremos.<br />
PROBLEMA 1:<br />
Una hormiga se mueve sobre una cuadrícula pero sólo puede hacerlo yendo<br />
hacia la derecha o hacia arriba (nunca puede caminar en dirección hacia abajo ni<br />
hacia la izquierda). Quiere ir desde un punto A en el que ahora se encuentra hasta otro<br />
punto B, donde está su hormiguero. Se trata de contar por cuántos caminos diferentes<br />
puede ir.<br />
1.a.- Vamos a resolverlo empezando por una cuadrícula muy sencilla:<br />
1.b.- Ahora la cuadrícula es un poco más compleja:<br />
A<br />
A<br />
B<br />
B<br />
¿Por cuántos caminos se puede ir de A hasta B si<br />
sólo puede moverse hacia arriba y hacia la<br />
derecha?<br />
No te resultará difícil decir cuáles son esos<br />
caminos<br />
¿Por cuántos caminos se puede ir de A hasta B si<br />
sólo puede moverse hacia arriba y hacia la<br />
derecha?<br />
Puedes ir dibujándolos, pero... ¡no te dejes<br />
ninguno!<br />
1.c.- ¿Y si la cuadrícula por la que debe andar la hormiga tiene la siguiente forma?<br />
A<br />
Ahora debes ir contando los caminos con mucho más cuidado. Te proponemos<br />
una idea que quizá te resulte útil para no dejarte ningún camino.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 1<br />
José Antonio Zapata Abad<br />
B
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Fíjate en la cuadrícula de abajo. Como verás tiene la misma forma que la de<br />
arriba pero hemos pintado en cada cruce de caminos un pequeño círculo. Se trata de que<br />
pongas dentro de cada círculo de cuántas formas se puede llagar desde A hasta ese<br />
cruce. Recuerda que la hormiga sólo puede caminar hacia arriba y hacia la derecha.<br />
A<br />
¿Has llegado a contar por cuántos caminos diferentes se puede ir desde A hasta B?<br />
Escríbelos en el circulo que está junto a B<br />
Seguro que empiezas a encontrar ciertas propiedades que cumplen los números que has<br />
escrito en los círculos. Escribe lo que se te ocurra y luego lo comentamos.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 2<br />
José Antonio Zapata Abad<br />
B
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1.d.- Y, por último, una cuadrícula más complicada. Podríamos llamarla una<br />
“Cuadrícula 3x3”:<br />
A<br />
Utiliza los números que ya calculaste en el ejemplo anterior, échale un poco de<br />
imaginación y calcula de cuántas formas puede la hormiga ir desde A hasta B.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 3<br />
José Antonio Zapata Abad<br />
B
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PROBLEMA 2:<br />
El abuelo tiene en su cartera una moneda de 1 euro, otra de 2 euros, un billete de<br />
5 euros, otro de 10 euros, otro de 20 euros, uno de 100 euros, otro de 200 euros y uno de<br />
500 euros. Va a darle a su nieto la propina y elige, al azar, dos monedas o billetes.<br />
Se trata de que averigües cuántas cantidades de dinero puede recibir el nieto.<br />
Aquí no te damos ninguna pista más. Simplemente debes ser ordenado y no te<br />
olvides ninguna posibilidad. Al final te será fácil averiguar el número de posibilidades.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 4<br />
José Antonio Zapata Abad
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Otra forma de resolverlo:<br />
Ahora vamos a indicarte otro procedimiento que quizá no te convenza al<br />
principio pero que puede que luego nos sirva para otros ejemplos.<br />
En la tabla de abajo hemos colocado, en las filas y en las columnas las diferentes<br />
monedas o billetes. Debes escribir en cada casilla la cantidad de dinero que recibiría el<br />
nieto.<br />
1 €<br />
2 €<br />
5 €<br />
10 €<br />
20 €<br />
100 €<br />
200 €<br />
500 €<br />
1 € 2 € 5 € 10 € 20 € 100 € 200 € 500 €<br />
Puede que te hayas dado cuenta de algo:<br />
¿Puede el nieto recibir 1 € + 1 € = 2 euros? ¿Por qué no?<br />
¿Hay algún caso que no se pueda dar? Convendría tachar esos casos.<br />
¿Cuántas veces aparece en la tabla cada cantidad? ¿Esto se cumple siempre?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 5<br />
José Antonio Zapata Abad
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Y ahora vamos a contar:<br />
¿Cuántas casillas tenía la tabla inicialmente?<br />
¿Cuántas hemos quitado?<br />
Por tanto, nos quedan ______ casillas.<br />
¿Hay repeticiones?<br />
¿Todas se repiten?<br />
¿Qué convendría hacer ahora para obtener el número de posibles propinas que<br />
recibe el nieto?<br />
Al final llegamos al mismo número de posibles propinas que era de _________<br />
posibilidades.<br />
¿Podrías escribir una fórmula que nos dé el resultado final?<br />
Imagina que ahora el abuelo dispone además de una moneda de 50 céntimos de<br />
euro. ¿Cuántas posibles propinas puede recibir ahora el nieto si su abuelo le da sólo dos<br />
monedas o billetes? Intenta resolverlo mediante una fórmula similar a la que acabamos<br />
de obtener.<br />
Terminamos: ahora el abuelo, además de los billetes y monedas de antes, tiene<br />
una moneda de 20 céntimos de euro, otra de 10 céntimos, otra de 5 céntimos, otra de 2<br />
céntimos y otra de 1 céntimo de euro. ¿cuántas posibles propinas puede recibir el nieto?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 6<br />
José Antonio Zapata Abad
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PROBLEMA 3:<br />
El primer set de un partido de tenis entre Roger Federer y Rafa Nadal terminó<br />
con el resultado 6-4 a favor de Rafa Nadal.<br />
¿De cuántas maneras pudo ir discurriendo el resultado desde el 0-0 inicial hasta<br />
el definitivo 6-4?<br />
Ahora ya eres capaz de resolverlo sin ayuda (o utilizando procedimientos que ya<br />
hemos aprendido en los ejercicios anteriores).<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 7<br />
José Antonio Zapata Abad
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Hola chicos, os presentamos el más famoso triángulo de la Historia de las<br />
Matemáticas. Se le conoce como el Triángulo Aritmético o el Triángulo de Pascal.<br />
Aunque se conocía desde mucho antes –aparece en la portada de un libro sobre<br />
aritmética de Petrus Apianus en el siglo XVI o en un libro de matemáticas chino de<br />
1303 y ya hablaba de él en sus escritos el matemático Omar Khayyam alrededor de<br />
1100, probablemente de fuentes indias o chinas más antiguas- fue el matemático francés<br />
Blaise Pascal quien escribió un primer libro sobre él, el “Tratado del triángulo<br />
aritmético” en el que se describen la mayoría de las innumerables propiedades<br />
aritméticas que se esconden en el triángulo. Es por esto por lo que se le conoce<br />
comúnmente como Triángulo de Pascal.<br />
¿Sabes lo que significa aritmética?<br />
Quizá te interese saber que Blaise Pascal fue la primera persona que inventó una<br />
máquina capaz de hacer operaciones de forma automática. Era algo así como la primera<br />
calculadora aunque por su aspecto también se podría decir que fue el primer ordenador.<br />
Si te resulta interesante puedes investigar más cosas sobre los logros de Blaise Pascal en<br />
Internet, en alguna enciclopedia, libros de historia de las matemáticas...<br />
Escribe algo que hayas encontrado relacionado con Blaise Pascal y te resulte<br />
interesante:<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 8<br />
José Antonio Zapata Abad
Proyecto ESTALMAT – Palencia “El Triángulo de Pascal”<br />
¿Cómo se construye el Triángulo? Se comienza poniendo un uno arriba y en las<br />
dos diagonales y luego...<br />
¿Ves alguna propiedad que sirva para<br />
calcular todos los demás números que forman el<br />
Triángulo?<br />
Escríbela:<br />
A.- Ahora que ya sabemos construirlo vamos a practicar un poco hasta completar el<br />
Triángulo que viene a continuación:<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 9<br />
José Antonio Zapata Abad
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B.- Observa y analiza el Triángulo. ¿Qué propiedades encuentras a simple vista?<br />
Escríbelas y luego las comentamos.<br />
<br />
<br />
<br />
C.- Observa los números que se sitúan sobre la segunda diagonal. Seguro que los<br />
reconoces: son los números _______________________<br />
D.- Observa ahora los números colocados en la tercera diagonal. Escríbelos aquí abajo:<br />
¿Sabes cómo se llama a esta serie de números?<br />
Vamos a ver por qué se llaman así:<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 10<br />
José Antonio Zapata Abad
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E.- Observa la figura de abajo: vamos a sumar los números que hay en cada fila. Anota<br />
junto a las flechas el resultado de la suma de la fila.<br />
¿Qué números se van obteniendo?<br />
¿Sabes cómo se llama esta serie de números?<br />
F.- Ahora vamos a sumar los números situados sobre cualquier diagonal empezando por<br />
el 1 y llegando hasta una posición cualquiera. Empieza por la suma indicada en el<br />
dibujo:<br />
1 + 3 + 6 + 10 + 15 =<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 11<br />
José Antonio Zapata Abad
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Vamos a sumar ahora los números indicados en este otro dibujo:<br />
¿Encuentras alguna regularidad?<br />
¿Cuánto vale la suma de los números naturales situados del 1 al 10?<br />
¿Te atreves ya a dar una respuesta que sirva para cualquier ejemplo?<br />
¿Cuánto vale la suma de los 13 primeros números triangulares?<br />
¿Y la de los 15 primeros números triangulares?<br />
1 + 6 + 21 + 56 + 126 + 252 + 462 =<br />
¿Cuánto vale la suma de 1, 6, 21, 56, 126 y 462 ? Localízalos en el triángulo y<br />
da la respuesta de forma automática, sin necesidad de hacer la suma.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 12<br />
José Antonio Zapata Abad
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G.- Observa ahora las primeras filas como si fueran un solo número: aparecen los<br />
números 1, 11, 121, 1331 y 14641.<br />
Estos números corresponden a....<br />
¿sabrías continuar la serie?<br />
El primer número de esta serie es 1. ¿se cumple también con él la propiedad que<br />
cumplen todos los demás? ¿por qué?<br />
Puede parecer que la siguiente fila no conserva esta propiedad pues en algunas<br />
casillas empiezan a aparecer números de dos dígitos. Haremos lo siguiente: de estos<br />
números de dos dígitos apuntamos las unidades y sumamos las decenas a la cifra<br />
colocada a su izquierda.<br />
Por ejemplo:<br />
Fila quinta: 1 5 10 10 5 1<br />
Anotamos: 1 6 1 0 5 1<br />
Y nos queda el número 161.051 que continúa la propiedad de la serie pues:<br />
161.051 =<br />
Si hacemos lo mismo con las siguientes filas aplicando el mismo procedimientos<br />
para las centenas, millares, etc... se van obteniendo las sucesivas potencias de 11.<br />
Practica ahora con la fila sexta, séptima y octava.<br />
Sexta fila:<br />
Séptima fila:<br />
Octava fila:<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 13<br />
José Antonio Zapata Abad
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H.- ¿Se te ocurre algún procedimiento parecido al Triángulo de Pascal que sirva para<br />
obtener las potencias de 22?<br />
I.- Suma los números de las diagonales señaladas en el siguiente triángulo:<br />
Observa la serie de números que vas obteniendo y escríbelos:<br />
¿Encuentras alguna propiedad que sirva para continuar la serie?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 14<br />
José Antonio Zapata Abad
Proyecto ESTALMAT – Palencia “El Triángulo de Pascal”<br />
UN PROBLEMA: LA PARED Y LOS LADRILLOS<br />
Si queremos construir una pared de ladrillo con los ladrillos de tamaño usual,<br />
que miden el doble de ancho (dos unidades) que de alto (una unidad), y si nuestro muro<br />
tiene dos unidades de alto, podemos construir el muro de un determinado número de<br />
formas, según cómo de largo lo queramos:<br />
Sólo hay una forma de hacer un muro de una unidad de largo: colocar un solo<br />
ladrillo, de pie.<br />
Hay dos formas de hacer un muro de longitud 2: dos ladrillos de pie, uno al lado<br />
del otro, o dos ladrillos tumbados, uno sobre otro.<br />
Hay tres formas de hacer un muro de longitud 3:<br />
¿De cuántas formas se puede hacer un muro de longitud 4?<br />
¿Y de longitud 5?<br />
¿Y de longitud n?<br />
Observa que aparece la serie de…………….<br />
Esta serie está presente muchas veces en la naturaleza, sobre todo en el mundo<br />
vegetal.<br />
¿Habías oído hablar antes de los números de Fibonacci?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 15<br />
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Seguimos con las propiedades aritméticas del Triángulo de Pascal:<br />
J.- Vamos a elegir dos números triangulares consecutivos. Por ejemplo el 6 y el 10.<br />
Calcula su suma: 6 + 10 =<br />
Relaciona este resultado con algún número que en el Triángulo de Pascal está situado<br />
junto al 6 y al 10.<br />
Veamos otro ejemplo. Tomamos ahora el 10 y el 15. Su suma vale:<br />
que es……<br />
10 + 15 =<br />
Ahora que hemos encontrado una propiedad vamos a probarla con otros números más<br />
complejos:<br />
Calcula la suma de 45 y 55: que es ……..<br />
K.- Localiza en el Triángulo de Pascal el número 4.<br />
Escribe los seis números que rodean a 4:<br />
Calcula su multiplicación:<br />
¿Es este resultado el cuadrado de un número natural? ¿De cuál?<br />
¿Cómo se puede obtener el número 30 multiplicando algunos de los números que<br />
rodean a 4?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 16<br />
José Antonio Zapata Abad
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Esto, que puede parecer curioso, se repite con todos los números del Triángulo.<br />
Elegimos, por ejemplo, el número 45<br />
Escribe los seis números que rodean a 45:<br />
Calcula su multiplicación:<br />
¿Es este resultado el cuadrado de un número natural? ¿De cuál?<br />
¿Cómo se puede obtener el número multiplicando algunos de los números que rodean a<br />
45?<br />
Prueba ahora con el número que tú quieras y comprobarás que la propiedad se sigue<br />
cumpliendo.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 17<br />
José Antonio Zapata Abad
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Pero lo más sorprendente a la vista del Triángulo de Pascal surge cuando se pinta en un<br />
triángulo gigante todos los múltiplos de un determinado número primo.<br />
Vamos a empezar por el más sencillo. Pintaremos en el Triángulo de abajo todos los<br />
múltiplos de 2:<br />
En la siguiente hoja os damos un triángulo gigante en el que, desafortunadamente, se<br />
han borrado todos los números. Como sois muy inteligentes seguro que sois capaces de<br />
pintar todos los múltiplos de dos, es decir, todos los números pares.<br />
Quizá conviene que contestéis a las siguientes cuestiones:<br />
Cuando sumamos dos números se cumple que:<br />
nº par + nº par = ¿par o impar?<br />
nº impar + nº par = ¿par o impar?<br />
nº impar + nº impar = ¿par o impar?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 18<br />
José Antonio Zapata Abad
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Mª Dolores Arce Bernardo Página 19<br />
José Antonio Zapata Abad
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Si lo hiciéramos sobre un triángulo inmenso el resultado sería el siguiente:<br />
Esta figura se conoce con el nombre de Triángulo de Sierpinski<br />
¿Has oído hablar de los fractales? ¿Sabes que un copo de nieve es una figura<br />
matemática similar a ésta?<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 20<br />
José Antonio Zapata Abad
Proyecto ESTALMAT – Palencia “El Triángulo de Pascal”<br />
¿Te apetece continuar? Podemos ahora pintar en el triángulo de abajo los<br />
números que son múltiplos de 3. La figura que se obtiene es similar a la anterior.<br />
Y, si tienes fuerzas, inténtalo sobre un Triángulo gigante.<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 21<br />
José Antonio Zapata Abad
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Pinta en este Triángulo de Pascal los números que sean múltiplos de 3:<br />
Mª Dolores Arce Bernardo Página 22<br />
José Antonio Zapata Abad