Salinas, P. (2010). - Repositorio Digital - Instituto Politécnico Nacional
Salinas, P. (2010). - Repositorio Digital - Instituto Politécnico Nacional Salinas, P. (2010). - Repositorio Digital - Instituto Politécnico Nacional
Pero en lugar de referirse a la velocidad como una razón entre infinitesimales, como en el Cálculo Leibniziano, Newton hablaba de los momentos de las cantidades fluyentes, que son como sus velocidades de flujo, partes infinitamente pequeñas con las cuales se incrementan en cada periodo infinitamente pequeño de tiempo. “Aunque existen notables diferencias entre el Cálculo diferencial de Leibniz y el fluxional de Newton, es claro que en ambos casos las cantidades infinitamente pequeñas resultan ser un recurso básico” (Arcos, 2004, p. 88). “Los infinitamente pequeños y los infinitamente grandes —en una u otra forma— son esenciales en Cálculo. De hecho son de las características distinguibles del Cálculo comparado con muchas otras ramas de las Matemáticas (por ejemplo Álgebra)” (Kleiner, 2001, p. 137). Aceptar lo anterior nos exige tomar en cuenta esa realidad en el diseño de una secuencia didáctica que permita trascender el pensamiento algebraico e introduzca al estudiante al pensamiento propio del Cálculo, con todas las dificultades que esto representa. Kaput (1994) nos señala el entorno matemático en el que el trabajo de Newton se inscribe. El lenguaje del Álgebra y el uso de la Geometría de coordenadas se convirtieron en herramientas para el desarrollo de nuevas Matemáticas, la justificación de argumentos se daba en términos algebraicos y aritméticos vagos, era frecuente que de cálculos particulares se realizaran inducciones, y la noción subyacente de número gradualmente se volvió más abstracta y general. Kaput reporta el importante hecho de que en la mente de Newton se incluían los números negativos e irracionales, y las imágenes cinéticas asociadas al movimiento continuo se integran a todos estos desarrollos en su mente. En las propias palabras de Newton, de su obra De quadratura curvarum, Kaput rescata el siguiente extracto (incluido en A Source Book in Mathematics de Dirk Jan Struik , 1986): En este lugar yo considero a las cantidades matemáticas no consistiendo de muy pequeñas partes, sino como descritas mediante un movimiento continuo. Las líneas (curvas) se describen, y por tanto se generan, no por la aposición de partes sino por el movimiento continuo de puntos....Esta génesis toma lugar realmente en la naturaleza de las cosas, y se ha visto a diario en el movimiento de los cuerpos. Y de esta manera los antiguos, dibujando líneas movibles a lo largo de líneas rectas inmóviles, enseñaron la génesis de rectángulos (Newton, citado por Kaput, 1994, p. 111). Esta manera dinámica de ver las curvas le permitió visionar un acercamiento diferente al problema geométrico de cálculo de áreas, no como un límite de suma de áreas infinitesimales, sino más bien en términos de la razón de cambio del área con respecto al tiempo. Boyer (1949) refiere que en su De analysi per aequationes numero terminorum infinitas Newton emplea la idea de un rectángulo indefinidamente pequeño o “momento” del área y encuentra la cuadratura de curvas de un modo fundamentalmente diferente del practicado. En otras palabras, comenta Boyer, mientras que anteriores cálculos de áreas se determinaron a través del equivalente a la integral definida (límite de una suma), Newton primeramente determina la razón de cambio del área y de ahí calcula el área mediante lo que ahora llamamos la integral indefinida de la función que representa la 63
ordenada. En este sentido puede afirmarse que el proceso de encontrar la derivada (razón de cambio) es la idea básica, y la integral se define en términos de la derivada. Es difícil precisar cómo pensaba Newton exactamente la razón instantánea de cambio, pero Boyer sugiere que muy seguramente sea similar a la concepción de velocidad instantánea que Galileo hizo tan familiar en su tiempo, aunque no fuera rigurosa, “en términos de la distancia que es recorrida si el objeto en movimiento mantuviera su velocidad instantánea por un periodo de tiempo dado” (Gravemeijer y Doorman, 1999, p. 124). La contribución de Newton fue más bien el facilitar los cálculos y no el clarificar las concepciones. Un elemento significativo del trabajo de Newton fue “el hecho de que aplicaba el método ‘directamente e invertidamente’, como él decía” (Boyer, 1949, p. 192). No es nuestro objetivo aquí el reproducir el método, que es importante decirlo, incluye el uso de su teorema del binomio; nuestro interés es más bien dejar evidencia de cómo Newton antepone su idea de razón de cambio instantánea del área de un modo intuitivo y resuelve a través de ella el cálculo del área. En la aplicación de su método para demostrar m n mn n , Boyer observa n que el área bajo la curva y a x está dada por Y a x mn cierta insinuación de considerar la ordenada de la curva como representando a la velocidad del área, la cual se interpreta dinámicamente creciendo con respecto al tiempo que a su vez está representado en el eje x. Haya o no sido de esta manera, esto nos sugiere que en un acercamiento newtoniano la integración tiene sentido hacerla en derivadas de funciones y no en funciones, y su objetivo es recuperar la magnitud (función) de la que se conoce su razón de cambio con respecto al tiempo (derivada). Para Newton era un hecho que si el área es y a x m n , y a la inversa, si la curva es m n n Y a x mn mn n , entonces la curva es n y a x , entonces el área es Y a x mn mn n Recuperado en términos formales (de funciones), el resultado de Newton establece que: si la función es si la derivada es n Y a x m n m n mn n entonces su derivada es y a x entonces la antiderivada es y a x m n n Y a x mn “El Teorema Fundamental del Cálculo —la comprensión de que la acumulación de una cantidad y la razón de cambio de su acumulación están herméticamente relacionadas— es uno de los sellos intelectuales en el desarrollo del Cálculo” (Thompson, 1994a, p. 236). En palabras de Richard Courant, comenta Thompson, “la idea raíz de todo el cálculo diferencial e integral”, hizo posible el desarrollo algorítmico de lo que ahora conocemos como Cálculo. Estar conscientes de esta idea cambia nuestra perspectiva de la ubicación de este teorema en el discurso escolar del Cálculo. Podríamos ambicionar que esta idea raíz se convirtiera didácticamente en la plataforma para el desarrollo del pensamiento variacional, de este mn n . 64
- Page 17 and 18: Seguramente la introducción de la
- Page 19 and 20: Nosotros sostenemos que los resulta
- Page 21 and 22: En este apartado se comentan dos ac
- Page 23 and 24: Bajo estas consideraciones Gravemei
- Page 25 and 26: dimensión sociocultural, los plano
- Page 27 and 28: El acercamiento socioepistemológic
- Page 29 and 30: Buendía y Cordero (2005), descrito
- Page 31 and 32: 214). La investigación, aclara, of
- Page 33 and 34: CAPÍTULO II: FUNDAMENTOS INTRODUCC
- Page 35 and 36: eficazmente adecuado para sus fines
- Page 37 and 38: variable en la investigación educa
- Page 39 and 40: fundamentos de esta teoría y, como
- Page 41 and 42: Concepción de clase. Se concibe la
- Page 43 and 44: Es claro que las condiciones contem
- Page 45 and 46: se asumió en el análisis a priori
- Page 47 and 48: +3 +2 +1 0 -1 Valores y concepcione
- Page 49 and 50: de la práctica del profesor en el
- Page 51 and 52: diferenciar el tipo de trabajo cogn
- Page 53 and 54: Problemas reportados sobre dificult
- Page 55 and 56: de representación dinámica. Sitú
- Page 57 and 58: del ambiente con las herramientas e
- Page 59 and 60: CAPÍTULO III: MÉTODO INTRODUCCIÓ
- Page 61 and 62: Los estudiosos del Colegio de Merto
- Page 63 and 64: Oresme más bien utiliza la forma d
- Page 65 and 66: preparación para entender lo que s
- Page 67: SOBRE EL PARADIGMA NEWTONIANO Klein
- Page 71 and 72: Thompson, 1994, p. 240 66
- Page 73 and 74: A 1 m B C D Y ante la pregunta de
- Page 75 and 76: 1) el límite de la suma lim n f
- Page 77 and 78: y una vez establecida esa relación
- Page 79 and 80: ANÁLISIS DIDÁCTICO En este aparta
- Page 81 and 82: En el Capítulo 2 se considera el S
- Page 83 and 84: Esto suponiendo que pudimos encontr
- Page 85 and 86: este contenido matemático en el se
- Page 87 and 88: El valor verdadero de S(1) emerge a
- Page 89 and 90: Reactivo diagnóstico. Un carro tra
- Page 91 and 92: POBLACIÓN 1 (POB 1): 520 estudiant
- Page 93 and 94: Marcas de clase para las respuestas
- Page 95 and 96: Marcas de clase para las respuestas
- Page 97 and 98: 78 72 66 60 54 48 42 36 30 24 18 12
- Page 99 and 100: Respuesta Frecuencia Procedimientos
- Page 101 and 102: INTERPRETACIÓN A través del anál
- Page 103 and 104: CAPÍTULO IV: RESULTADOS INTRODUCCI
- Page 105 and 106: LA SECUENCIA DIDÁCTICA EN GESTACI
- Page 107 and 108: La clase, concebida como comunidad
- Page 109 and 110: Situación Problema 4 Un carro tran
- Page 111 and 112: Parte importante de dicha devoluci
- Page 113 and 114: que se tiene en el extremo izquierd
- Page 115 and 116: Reflexionando sobre los cinco punto
- Page 117 and 118: En la síntesis de discusión inter
Pero en lugar de referirse a la velocidad como una razón entre infinitesimales, como en el<br />
Cálculo Leibniziano, Newton hablaba de los momentos de las cantidades fluyentes, que<br />
son como sus velocidades de flujo, partes infinitamente pequeñas con las cuales se<br />
incrementan en cada periodo infinitamente pequeño de tiempo. “Aunque existen<br />
notables diferencias entre el Cálculo diferencial de Leibniz y el fluxional de Newton, es<br />
claro que en ambos casos las cantidades infinitamente pequeñas resultan ser un recurso<br />
básico” (Arcos, 2004, p. 88).<br />
“Los infinitamente pequeños y los infinitamente grandes —en una u otra forma— son<br />
esenciales en Cálculo. De hecho son de las características distinguibles del Cálculo<br />
comparado con muchas otras ramas de las Matemáticas (por ejemplo Álgebra)” (Kleiner,<br />
2001, p. 137). Aceptar lo anterior nos exige tomar en cuenta esa realidad en el diseño de<br />
una secuencia didáctica que permita trascender el pensamiento algebraico e introduzca al<br />
estudiante al pensamiento propio del Cálculo, con todas las dificultades que esto<br />
representa.<br />
Kaput (1994) nos señala el entorno matemático en el que el trabajo de Newton se<br />
inscribe. El lenguaje del Álgebra y el uso de la Geometría de coordenadas se convirtieron<br />
en herramientas para el desarrollo de nuevas Matemáticas, la justificación de argumentos<br />
se daba en términos algebraicos y aritméticos vagos, era frecuente que de cálculos<br />
particulares se realizaran inducciones, y la noción subyacente de número gradualmente se<br />
volvió más abstracta y general. Kaput reporta el importante hecho de que en la mente de<br />
Newton se incluían los números negativos e irracionales, y las imágenes cinéticas<br />
asociadas al movimiento continuo se integran a todos estos desarrollos en su mente. En<br />
las propias palabras de Newton, de su obra De quadratura curvarum, Kaput rescata el<br />
siguiente extracto (incluido en A Source Book in Mathematics de Dirk Jan Struik , 1986):<br />
En este lugar yo considero a las cantidades matemáticas no consistiendo de muy<br />
pequeñas partes, sino como descritas mediante un movimiento continuo. Las<br />
líneas (curvas) se describen, y por tanto se generan, no por la aposición de partes<br />
sino por el movimiento continuo de puntos....Esta génesis toma lugar realmente<br />
en la naturaleza de las cosas, y se ha visto a diario en el movimiento de los<br />
cuerpos. Y de esta manera los antiguos, dibujando líneas movibles a lo largo de<br />
líneas rectas inmóviles, enseñaron la génesis de rectángulos (Newton, citado por<br />
Kaput, 1994, p. 111).<br />
Esta manera dinámica de ver las curvas le permitió visionar un acercamiento diferente al<br />
problema geométrico de cálculo de áreas, no como un límite de suma de áreas<br />
infinitesimales, sino más bien en términos de la razón de cambio del área con respecto al<br />
tiempo. Boyer (1949) refiere que en su De analysi per aequationes numero terminorum<br />
infinitas Newton emplea la idea de un rectángulo indefinidamente pequeño o “momento”<br />
del área y encuentra la cuadratura de curvas de un modo fundamentalmente diferente del<br />
practicado. En otras palabras, comenta Boyer, mientras que anteriores cálculos de áreas<br />
se determinaron a través del equivalente a la integral definida (límite de una suma),<br />
Newton primeramente determina la razón de cambio del área y de ahí calcula el área<br />
mediante lo que ahora llamamos la integral indefinida de la función que representa la<br />
63