Gatito

Algebra Recreativa

Yakov Perelman

Capitulo Primero LA QUINTA OPERACION MATEMATICA Contenido 1. La quinta operación 2. Cifras astronómicas 3. ¿Cuánto pesa el aire? 4. Combustión sin llama ni calor 5. Las variaciones del tiempo 6. La cerradura secreta 7. Ciclista supersticioso 8. Resultados de la duplicación consecutiva 9. Millones de veces más rápido 10. 10.000 operaciones por segundo 11.Cantidad posible de partidas de ajedrez 12. El secreto de la máquina de jugar al ajedrez 13. Los tres doses 14. Los tres treses 15. Los tres cuatros 16. Con tres cifras iguales 17. Los cuatro unos 18. Los cuatro doses

1. La quinta operación Con frecuencia se denomina al álgebra la «aritmética de las siete operaciones», queriendo subrayar con ello que a las cuatro operaciones matemáticas conocidaspor todos, el álgebra añade tres más: la elevación a potencias y sus dos inversas. Comencemos nuestras pláticas algebraicas por la «quinta operación»: la elevación a potencias. ¿Responde esta operación a una exigencia de la vida práctica? Indudablemente. Con ella tropezamos a menudo en la vida. Recordemos los innumerables casos en que para calcular superficies y volúmenes se precisa elevar losnúmeros a la segunda o tercera potencia. Otro ejemplo: la fuerza de gravitación universal, la acción recíproca electrostática y magnética, la luz y el sonido son inversamente proporcionales al cuadrado de las, distancia. La continuidad de la traslación de los planetas alrededor del Sol (o, de los, satélites alrededor de los planetas) viene expresada también en forma de una potencia dependiente de ladistancia que les separa de su centro de traslación: la relación entre los cuadrados de los tiempos de traslación es igual a la relación entre los cubos de las distancias. Es un error pensar que en la práctica tropezamos tan sólo con segundas y terceras potencias, y que no existen exponentes de potencias superiores más que en los manuales de álgebra. Cuando un ingeniero busca el grado de solidezde un cuerpo se ve obligados operar a cada instante con cuartas potencias; y en otros cálculos (para hallar el diámetro de tubo conducto de vapor, por ejemplo) llega a operar incluso con la sexta potencia. Asimismo los técnicos hidráulicos se valen de las sextas potencias cuando tratan, de averiguar la fuerza con que son arrastradas las piedras

Patricio Barros

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por el agua: si la corriente de un río es cuatro veces más rápida que la de otro, el primero es capaz de arrastrar por su lecho piedras 4", es decir, 4.096 veces más pesadas que el segundo río 1 . Al estudiar la relación que existe entre la luminosidad de un cuerpo incandescente - el filamento de una lámpara, por ejemplo - y su temperatura-, se opera con potencias aún mayores. Cuando laincandescencia es blanca, su luminosidad general aumenta en relación a la decimosegunda potencia de su temperatura; cuando es roja, en relación a la trigésima potencia de su temperatura (siendo ésta «absoluta», es decir, a partir de –273°C). Esto significa que si calentamos un cuerpo de 2.000°' a 4.000° absolutos, por ejemplo, o sea, si elevamos su temperatura al doble, la luminosidad de dichocuerpo aumentará en 212 , es decir, en más de 4.000 veces. En otro lugar nos ocuparemos de la importancia que tienen para la técnica de fabricación de lámparas eléctricas estas proporciones tan singulares.
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2. Cifras astronómicas Es probable que nadie haga tanto uso de la «quinta operación matemática» como los astrónomos. Los exploradores del firmamento manejan sin cesar cantidades formadaspor una o dos cifras significativas seguidas de una larga fila de ceros. Sería muy incómodo expresar con los medios ordinarios tales cantidades, llamadas con razón «astronómicas» y, sobre todo, operar con ellas. Los kilómetros que nos separan de la nebulosa de Andrómeda se representan con la siguiente cifra: 95 000 000 000 000 000 000. Por añadidura, al efectuar cálculos astronómicos, muchas...