Source: http://www.slideshare.net/fernandovelosov/programa-de-segundo-medio
Timestamp: 2016-10-20 19:59:58+00:00

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by fernandovelosov
Programa de tercero medio
Programa Primero Medio
by Paula Lòpez
2011 - II : Clase Nº 01 Estadística...
fernandovelosov
at Mi propio preuniversitario y academia de matemáticas
2Educación MediaMatemáticaPrograma de EstudioSegundo Año Medio 2.
MatemáticaPrograma de EstudioSegundo Año Medio 3.
MatemáticaPrograma de Estudio, Segundo Año Medio, Formación General Educación Media, Unidad de Curriculum y Evaluación ISBN 956-7933-24-3 Registro de Propiedad Intelectual Nº 111.663 Ministerio de Educación, República de Chile Alameda 1371, Santiago Primera Edición 1999 Segunda Edición 2004 4.
Santiago, octubre 1999Estimados profesores:EL PRESENTE PROGRAMA DE ESTUDIO de Segundo Año Medio ha sido elaborado por laUnidad de Curriculum y Evaluación del Ministerio de Educación y aprobado por elConsejo Superior de Educación, para ser puesto en práctica, por los establecimientosque elijan aplicarlo, a partir del año escolar del 2000.En sus objetivos, contenidos y actividades busca responder a un doble propósito: articulara lo largo del año una experiencia de aprendizaje acorde con las definiciones del marcocurricular de Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios de laEducación Media, definido en el Decreto Nº 220, de mayo de 1998, y ofrecer la mejorherramienta de apoyo a la profesora o profesor que hará posible su puesta en práctica.Los nuevos programas para Segundo Año Medio plantean objetivos de aprendizaje demayor nivel que los del pasado, porque la vida futura, tanto a nivel de las personas comodel país, establece mayores requerimientos formativos. A la vez, ofrecen descripcionesdetalladas de los caminos pedagógicos para llegar a estas metas más altas. Así, al igualque en el caso de los programas del nivel precedente, los correspondientes al SegundoAño Medio incluyen numerosas actividades y ejemplos de trabajo con alumnos y alumnas,consistentes en experiencias concretas, realizables e íntimamente ligadas al logro de losaprendizajes esperados. Su multiplicidad busca enriquecer y abrir posibilidades, norecargar ni rigidizar; en múltiples puntos requieren que la profesora o el profesor disciernay opte por lo que es más adecuado al contexto, momento y características de sus alumnosy alumnas.Los nuevos programas son una invitación a los docentes de Segundo Año Medio paraejecutar una nueva obra, que sin su concurso no es realizable. Estos programas demandancambios importantes en las prácticas docentes. Ello constituye un desafío grande, depreparación y estudio, de fe en la vocación formadora, y de rigor en la gradual puesta enpráctica de lo nuevo. Lo que importa en el momento inicial es la aceptación del desafíoy la confianza en los resultados del trabajo hecho con cariño y profesionalismo. José Pablo Arellano Marín Ministro de Educación 5.
Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 7 Presentación 9 Objetivos Fundamentales Transversales y su presencia en el programa 12 Objetivos Fundamentales 13 Cuadro sinóptico: Unidades, contenidos y distribución temporal 14 Unidad 1: Nociones de probabilidades 16 Actividades para el aprendizaje y ejemplos 19 Actividades para la evaluación y ejemplos 31 Unidad 2: Semejanza de figuras planas 36 Actividades para el aprendizaje y ejemplos 39 Actividades para la evaluación y ejemplos 52 Unidad 3: Las fracciones en lenguaje algebraico 56 Actividades de aprendizaje y ejemplos 59 Actividades para la evaluación y ejemplos 71 Unidad 4: Sobre la circunferencia y sus ángulos 76 Actividades para el aprendizaje y ejemplos 79 Actividades para la evaluación y ejemplos 90 Unidad 5: Ecuación de la recta y otras funciones, modelos de situaciones diarias 96 Actividades para el aprendizaje y ejemplos 99 Actividades para la evaluación y ejemplos 112 Unidad 6: Sistemas de ecuaciones lineales 118 Actividades para el aprendizaje y ejemplos 121 Actividades propuestas para la evaluación y ejemplos 127 Bibliografía 131 Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios Primer a Cuarto Año Medio 133 6.
8 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 7.
Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 9PresentaciónLA MATEMÁTICA ES UNA DISCIPLINA cuya cons- La resolución de desafíos y problemas es un tipotrucción ha surgido de la necesidad y/o el deseo de actividad que permite, además del desarro-de responder preguntas, interpretar fenómenos llo de las capacidades para analizar y relacionary resolver problemas provenientes de los más en un contexto diversas temáticas, dar signifi-variados ámbitos, tanto del mundo de las cien- cado a conceptos y procedimientos matemáti-cias naturales, sociales, del arte y de la tecnología cos. Esto favorece un aprendizaje significativo,como de la matemática misma. La matemática sólido y el desarrollo de una actitud crítica, apo-forma parte del acervo cultural de nuestra so- yada en la reflexión, acerca de diversos temas.ciedad. Es recomendable generar climas de traba- El Programa de Matemáticas para Segun- jo en los que tengan cabida la intuicióndo Año Medio se sitúa -de la misma manera que matemática, el análisis de situaciones y proce-el Programa de Primer Año Medio- en la pers- dimientos, la estructuración de conceptos y lospectiva del derecho de todas las personas a desa- procesos de generalización. Asimismo, velar porrrollar su capacidad de pensar y de interpretar una participación amplia de los estudiantes, bajomatemáticamente fenómenos, facilitando su in- una conducción alerta y con un nivel de exi-corporación, de manera informada, a una socie- gencia adecuado. Es conveniente dedicardad tecnificada y en constante cambio. tiempo para debatir acerca de las formas que En consecuencia, se continúa en la búsque- permiten resolver problemas específicos, losda de maneras de enseñar que aprovechen la conceptos involucrados, las soluciones encon-variedad de talentos, necesidades e intereses que tradas, etc., puesto que el reconocimiento de laposeen los estudiantes para acercarlos a la ma- diversidad de estrategias posibles y la seleccióntemática, ya sea estimulando a aquellos cuyos de la(s) mejor(es) es otro aspecto que se enfati-intereses se relacionan más con las aplicacio- za en este programa.nes, a los que se interesan por la modelización Continuando con el trabajo desarrolladoo bien a los que les atraen los desafíos de la en Primer Año, para la resolución de determi-disciplina misma, brindándoles oportunidades nados problemas es interesante utilizar unatanto a unos como a otros. calculadora (básica o científica); asimismo, es Este programa, así como el de Primer Año, recomendable que los estudiantes utilicen elpropone la resolución de problemas como eje computador, particularmente para el desarrolloimportante para el aprendizaje de la matemáti- de trabajos relativos al uso de planilla de cálcu-ca. Es fundamental que en esta instancia se lo, a la geometría, al diseño y también al álgebra.abran espacios para que los estudiantes respon- Ello dependerá de los programas computacio-dan preguntas que se hacen entre ellos o que nales disponibles en cada establecimientoson planteadas por los docentes, que desarro- educacional.llen sus argumentos, describan, expliquen y de- También es importante realizar otro tipofiendan sus procedimientos y estrategias de de actividades, como lecturas y/o investigacio-resolución y que atiendan a las explicaciones y nes específicas, y posteriores exposiciones sobreargumentaciones de los demás. estos temas, de modo que el equipo expositor 8.
10 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educaciónpueda recibir y contestar preguntas. Debe des- mática, en este programa constituye la primeratacarse que no basta con encontrar la información unidad.buscada, sino que es necesario clasificarla, orga- Necesariamente la unidad 3, Las fraccio-nizarla, reelaborarla en una presentación nes en el lenguaje algebraico, debe estudiarsepersonal. Si la investigación es grupal, debiera antes de trabajar los otros temas relativos a ál-también clarificarse la distribución de tareas y gebra: Ecuación de la recta y otras funciones,responsabilidades. modelos de situaciones diarias y Sistemas de ecuaciones lineales. En relación con estas dosORGANIZACIÓN DEL PROGRAMA unidades, se propone desarrollar un trabajo muyEl Programa de Estudio para el sector de Ma- relacionado entre ambas.temática se enmarca en las orientaciones quederivan de los Objetivos Fundamentales y Con- ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADEStenidos Mínimos Obligatorios y se organiza en Cada unidad incluye los siguientes puntos:torno a seis unidades: • Contenidos 1. Nociones de probabilidades • Aprendizajes esperados 2. Semejanza de figuras planas • Orientaciones didácticas 3. Las fracciones en lenguaje algebraico • Actividades para el aprendizaje y 4. La circunferencia y sus ángulos ejemplos 5. Ecuación de la recta y otras funciones, • Actividades para la evaluación y modelos de situaciones diarias ejemplos 6. Sistemas de ecuaciones lineales A continuación se señalan los aspectos más La secuencia anual para el trabajo en el aula relevantes de estos elementos constitutivos dese puede organizar de variadas formas, consi- cada unidad.derando diversas secuencias temáticas, estiman-do el tiempo que se considere adecuado para CONTENIDOSlos aprendizajes en relación con las caracterís- Los contenidos corresponden al marco curricu-ticas del curso y del establecimiento educacio- lar y se encuentran distribuidos en las seis unida-nal. En este programa el total anual de horas se des planteadas. En algunos casos, y con el fin deha distribuido para dar cabida al tratamiento enfatizar y/o clarificar algunos de ellos, éstos sede las unidades propuestas, estimando un nú- han desglosado en contenidos más específicos.mero de horas que deberá ser calibrado por losdocentes de acuerdo a las realidades específicas. APRENDIZAJES ESPERADOS En este marco de flexibilidad, se pueden Expresan las capacidades y competencias queplantear algunas consideraciones específicas. En interesa que los alumnos y alumnas desarrollen,forma similar al Programa de Primer Año Me- considerando los contenidos de cada unidad ydio, la secuencia anual combina temas propios los objetivos fundamentales para el año escolar.de geometría con temas de álgebra: la segunda Los aprendizajes esperados indican las inten-y cuarta unidades son de geometría. ciones que orientan el proceso pedagógico y dan La unidad 1, Nociones de Probabilidades un norte al proceso de aprendizaje.podría tener diversas ubicaciones en la secuen- Su número es variable por unidad y, en al-cia temática anual. Con el propósito de abrir gunos casos, hay aprendizajes esperados que porespacios con características lúdicas que seduz- su naturaleza están incorporados en algún otro,can a los alumnos y alumnas a estudiar mate- señalados ambos de manera explícita. 9.
Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 11En su elaboración, además de considerar los En cada unidad se incluye un conjunto de pre-contenidos y objetivos propuestos para Segun- guntas, propuestas de trabajo, problemas, quedo Año Medio, se consideró como criterio im- consideran los aprendizajes esperados, pero noportante las tres categorías señaladas en el en una relación uno a uno. La evaluación, enmarco curricular en cuanto al desarrollo de ha- consonancia con el proceso de aprendizaje, tam-bilidades referidas al aprendizaje de procedi- bién aporta a un proceso de integración y rela-mientos rutinarios, resolución de problemas y ción entre los conceptos.estructuración y generalización de conceptos Es recomendable que se evalúen diversosmatemáticos. Además, algunos aprendizajes aspectos del proceso de enseñanza-aprendiza-esperados hacen referencia al proceso de comu- je, y no sólo los resultados de los diversos ejer-nicación: describir procedimientos, propieda- cicios. Cobra relevancia en esta propuestades, organizar ideas e hilar argumentos. observar y evaluar el tipo de razonamiento uti- lizado, el método empleado, la originalidad deORIENTACIONES DIDÁCTICAS las ideas planteadas.En este punto se incorporan precisiones y co-mentarios pedagógicos, relativos al aprendiza-je propio del tema de la unidad.ACTIVIDADES PARA EL APRENDIZAJE Y EJEMPLOSLas actividades explicitan acciones y procesosque importa e interesa que vivan los alumnos ylas alumnas para el logro de los aprendizajesesperados. No existe una correspondencia biuní-voca entre los aprendizajes esperados y lasactividades; una actividad puede estar al servi-cio de varios aprendizajes esperados; además,la dinámica que se dé en el desarrollo de la cla-se puede favorecer más a unos que a otros. Todas las actividades, salvo casos excep-cionales, se complementan con ejemplos espe-cíficos y comentarios pedagógicos; el propósitoes destacar algunos aspectos del tema o de lasituación ejemplificada y presentar sugerenciasde trabajo, de organización y también de eva-luación sobre el proceso que se desarrolla.ACTIVIDADES PARA LA EVALUACIÓN Y EJEMPLOSLa evaluación se considera, como se expresa enel punto anterior, parte del proceso de aprendi-zaje. Debe proveer al alumnado y al docente dela retroalimentación necesaria como referentepara continuar, corregir y orientar las activida-des futuras. 10.
12 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónObjetivos Fundamentales Transversales ysu presencia en el programaLos Objetivos Fundamentales Transversales tación ordenada de los propósitos formativos(OFT) definen finalidades generales de la edu- de la Educación Media en cuatro ámbitos: Cre-cación referidas al desarrollo personal y la for- cimiento y Autoafirmación Personal, Desarrollo delmación ética e intelectual de alumnos y Pensamiento, Formación Ética, Persona y Entor-alumnas. Su realización trasciende a un sector no; su realización, como se dijo, es responsabi-o subsector específico del currículum y tiene lidad de la institución escolar y la experiencialugar en múltiples ámbitos o dimensiones de la de aprendizaje y de vida que ésta ofrece en suexperiencia educativa, que son responsabilidad conjunto a alumnos y alumnas. Desde la pers-del conjunto de la institución escolar, incluyen- pectiva de cada sector y subsector, esto signifi-do, entre otros, el proyecto educativo y el tipo ca que no hay límites respecto a qué OF Tde disciplina que caracteriza a cada estableci- trabajar en el contexto específico de cada disci-miento, los estilos y tipos de prácticas docen- plina; las posibilidades formativas de todo con-tes, las actividades ceremoniales y el ejemplo tenido conceptual o actividad debierancotidiano de profesores y profesoras, admi- considerarse abiertas a cualquier aspecto o di-nistrativos y los propios estudiantes. Sin em- mensión de los OFT.bargo, el ámbito privilegiado de realización de Junto a lo señalado, es necesario destacarlos OFT se encuentra en los contextos y activi- que hay una relación de afinidad y consistenciadades de aprendizaje que organiza cada sector en términos de objeto temático, preguntas oy subsector, en función del logro de los apren- problemas, entre cada sector y subsector, pordizajes esperados de cada una de sus unidades. un lado, y determinados OFT, por otro. El pre- Desde la perspectiva señalada, cada sector sente programa de estudio ha sido definido in-o subsector de aprendizaje, en su propósito de c luyendo (ver ticalizando), los objetivoscontribuir a la formación para la vida, conjuga transversales más afines con su objeto, los queen un todo integrado e indisoluble el desarro- han sido incorporados tanto a sus objetivos yllo intelectual con la formación ético-social de contenidos, como a sus metodologías, activida-alumnos y alumnas. De esta forma se busca su- des y sugerencias de evaluación. De este modo,perar la separación que en ocasiones se estable- los conceptos (o conocimientos) habilidades yce entre la dimensión formativa y la instructiva. actitudes que este programa se propone traba-Los programas están construidos sobre la base jar integran explícitamente algunos de los OFTde contenidos programáticos significativos que definidos en el marco curricular de la Educa-tienen una carga formativa muy importante, ya ción Media.que en el proceso de adquisición de estos cono- El Programa de Matemática de Segundocimientos y habilidades los estudiantes estable- Año Medio refuerza algunos OFT que tuvie-cen jerarquías valóricas, formulan juicios ron presencia y oportunidad de desarrollo du-morales, asumen posturas éticas y desarrollan rante el Primer Año y adiciona otros propio decompromisos sociales. las nuevas unidades: Los Objetivos Fundamentales Transversa- • Los OFT del ámbito Crecimiento y Au-les definidos en el marco curricular nacional toafirmación Personal referidos al interés y(Decreto Nº 220), corresponden a una explici- capacidad de conocer la realidad, utilizar 11.
Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 13 el conocimiento y la información, tomar sarrollo de actitudes de rigor, perseveran- decisiones fundamentadas. cia y análisis de sus procedimientos, así • Los OFT del ámbito Desarrollo del Pensa- como de flexibilidad, originalidad y asun- miento, en especial los relativos a habilida- ción del riesgo, y las capacidades de reci- des de investigación, a través de las activi- bir y aceptar consejos y críticas. dades que suponen selección y organización • A través de los problemas a resolver mate- de información y datos; a habilidades de máticamente que plantean las actividades resolución de problemas y de pensamien- del programa, es posible ampliar el trabajo to lógico, a través del conjunto de conte- de los OF T a la capacidad de juicio de nidos y actividades orientados al análisis alumnos y alumnas, y la aplicación de cri- de diversas situaciones, así como a la apli- terios morales a problemas del medio am- cación de leyes y principios, por un lado, y biente, económicos y sociales. al aprendizaje de algoritmos o procedi- Junto a lo señalado, a través de las sugerencias mientos rutinarios por otro; y a habilida- al docente que explicita, el programa invita a des de generalización y de modelización a prácticas pedagógicas que realizan los valores y partir de relaciones observadas. orientaciones éticas de los OFT, así como sus • Los OFT del ámbito Persona y su Entorno definiciones sobre habilidades intelectuales y referidos al trabajo, y que plantean el de- comunicativas. Objetivos Fundamentales Los alumnos y las alumnas desarrollarán la capacidad de: 1. Conocer y utilizar conceptos matemáticos asociados al estudio de la ecuación de la recta, sistemas de ecuaciones lineales, semejanza de figuras planas y nociones de probabilidad; iniciándose en el reconocimiento y aplicación de modelos matemáticos. 2. Analizar experimentos aleatorios e investigar sobre las probabilidades en juegos de azar sencillos, estableciendo las diferencias entre los fenómenos aleatorios y los deterministas. 3. Explorar sistemáticamente diversas estrategias para la resolución de problemas; profundizar y relacionar contenidos matemáticos. 4. Percibir la relación de la matemática con otros ámbitos del saber. 5. Analizar invariantes relativas a cambios de ubicación y ampliación o reducción a escala, utilizando el dibujo geométrico. 12.
14 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación Unidades, contenidos y distribución temporal Cuadro sinóptico Unidades 1 2 3 4 Nociones de Semejanza de figuras Las fracciones en lenguaje La circunferencia y sus probabilidades planas algebraico ángulos Contenidos • Juegos de azar • Semejanza de figuras • Expresiones algebraicas • Ángulos del centro y sencillos; planas. Criterios de fraccionarias simples, ángulos inscritos en una representación y semejanza. Dibujo a (con binomios o circunferencia. Teorema análisis de los escala en diversos productos notables en el que relaciona la medida resultados; uso de tablas contextos. numerador y en el del ángulo del centro y gráficos. • Teorema de Thales sobre denominador). con la del • Comentarios históricos trazos proporcionales. Simplificación, correspondiente ángulo acerca de los inicios del División interior de un multiplicación y adición inscrito. estudio de la trazo en una razón dada. de expresiones • Distinción entre probabilidad. fraccionarias simples. hipótesis y tesis. • Distinción entre • La probabilidad como hipótesis y tesis. • Relación entre la Organización lógica de proporción entre el Organización lógica de operatoria con los argumentos. número de resultados los argumentos. fracciones y la • Uso de algún programa favorables y el número operatoria con computacional de • Planteo y resolución de expresiones total de resultados problemas relativos a geometría que permita posibles, en el caso de fraccionarias. medir ángulos, y ampliar trazos proporcionales. experimentos con Análisis de los datos y • Resolución de desafíos y y reducir figuras. resultados de la factibilidad de las problemas no rutinarios equiprobables. soluciones. que involucren Sistematización de sustitución de variables recuentos por medio de • Teoremas relativos a por dígitos y/o números. diagramas de árbol. proporcionalidad de trazos, en triángulos, • Potencias con • Iteración de cuadriláteros y exponente entero. experimentos sencillos, circunferencia, como Multiplicación y división por ejemplo, lanzamiento aplicación del Teorema de potencias. Uso e de una moneda; relación de Thales. Relación interpretación de con el triángulo de entre paralelismo, paréntesis. Pascal. Interpretaciones semejanza y la combinatorias. proporcionalidad entre trazos. Presencia de la geometría en expresiones artísticas; por ejemplo, la razón áurea. Distribución temporal Tiempo estimado: Tiempo estimado: Tiempo estimado: Tiempo estimado: 25 a 30 horas 30 a 35 horas 30 a 35 horas 20 a 25 horas 13.
Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación 155 6Ecuación de la recta y Sistemas de ecuacionesotras funciones, modelos linealesde situaciones diarias• Representación, análisis • Resolución de sistemas y resolución de de ecuaciones lineales problemas con dos incógnitas. contextualizados en Gráfico de las rectas situaciones como la correspondientes. asignación de precios • Planteo y resolución de por tramo de consumo, problemas y desafíos por ejemplo de agua, luz, que involucren sistemas gas. Variables de ecuaciones. Análisis dependientes e y pertinencia de las independientes. soluciones.• Función afín y función • Relación entre las lineal. expresiones gráficas y• Ecuación de la recta. algebraicas de los Interpretación de la sistemas de ecuaciones pendiente y del lineales y sus intercepto con el eje de soluciones. las ordenadas. • Distancia entre dos Condición de puntos en el plano. paralelismo y de perpendicularidad. • Evolución del pensamiento geométrico• Función valor absoluto; durante los siglos XVI y gráfico de esta función. XVII; aporte de René Interpretación del valor Descartes al desarrollo absoluto como expresión de la relación entre de distancia en la recta álgebra y geometría. real.• Función parte entera.• Uso de algún programa computacional de manipulación algebraica y gráfica. Tiempo estimado: Tiempo estimado: 30 a 35 horas 20 a 25 horas 14.
16 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónUnidad 1 Nociones de probabilidades Contenidos a. Juegos de azar sencillos; representación y análisis de los resultados; uso de tablas y gráficos. b. Comentarios históricos acerca de los inicios del estudio de la probabilidad. c. La probabilidad como proporción entre el número de resultados favorables y el número total de resultados posibles, en el caso de experimentos con resultados equiprobables. Sistematización de recuentos por medio de diagramas de árbol. d. Iteración de experimentos sencillos, por ejemplo, lanzamiento de una moneda; relación con el Triángulo de Pascal. Interpretaciones combinatorias. 15.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 17 Aprendizajes esperados Los alumnos y alumnas: 1. Relacionan la noción de probabilidad con la información estadística que deriva de la repetición de un fenómeno aleatorio y explican qué diferencia a éstos de los fenómenos determinísticos. 2. Analizan e interpretan los resultados de problemas que involucran cálculo de probabilidades, considerando experimentos aleatorios simples; explican los procedimientos utilizados; analizan la independencia de los mismos; reconocen los casos de equiprobabilidad. 3. Conocen y utilizan la fórmula de Laplace para el cálculo de probabilida- des; comparan probabilidades y analizan su valor máximo y su valor mínimo. 4. Utilizan el Triángulo de Pascal y al diagrama de árbol como técnicas de conteo en la resolución de problemas. 5. Interpretan información de diversos ámbitos, que involucra probabi- lidades. 16.
18 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónOrientaciones didácticasLas nociones de probabilidad y de lo aleatorio adquieren día a día mayor relevancia en la interpre-tación de hechos y en el análisis de situaciones. Sin embargo, muchas creencias tiñen la noción deprobabilidad con tonos más propios de lo determinístico; son muchas las personas que interpretanque, por ejemplo, como 1/6 es la probabilidad de obtener el as en el lanzamiento de un dado, allanzarlo 6 veces una de ellas debiera ser as. O bien, que si los números 3 y 15 salieron en el sorteoanterior, no saldrán en el siguiente, creyendo que el azar tiene memoria. Estas creencias puedentergiversar las opiniones en ámbitos más importantes que los juegos, como la salud pública, indica-dores sociales, comportamientos juveniles, publicidad, etc. Considerando que actualmente el análisis e interpretación de numerosas situaciones hacenreferencia al lenguaje probabilístico, es una necesidad contribuir a la construcción del sentido de laprobabilidad, entendida como una medida que se establece por el análisis de los resultados de undeterminado fenómeno que se repite un gran número de casos. No se puede predecir qué resultadosaldrá en el próximo lanzamiento de una dado, pero si se ha experimentado que en mil lanzamien-tos, en aproximadamente la sexta parte de ellos, vale decir entre 165 y 170 veces, saldrá un as, enotra sexta parte de los lanzamientos saldrá dos, y así para los otros números. Pero, puede ser másinteresante aun, conocer estudios estadísticos orientados a establecer la probabilidad de algunosresultados en fenómenos de orden social, político, económico, etc. El foco central de esta unidad es desarrollar la noción de probabilidad a partir del análisis desituaciones que sean interesantes y motivadoras para las alumnas y los alumnos; es importante quepuedan interpretar informaciones referidas a diversos ámbitos, tales como economía, salud, educa-ción, comunicación, diseño de políticas, etc., que involucran y hacen referencia a variables aleatorias. En esta propuesta se propone el análisis de juegos y fenómenos aleatorios sin enfatizar el usodel vocabulario específico; el concepto de espacio muestral está presente pero no se sistematiza. En las diferentes actividades que se han seleccionado es conveniente que los estudiantes reali-cen los juegos y las experiencias propuestas; que manipulen los objetos y reflexionen sobre losresultados; que los grafiquen y analicen en cada caso. Hay numerosos programas computacionalesreferidos a probabilidades, que incorporan simulaciones con dados, naipes u otras situaciones; conéstos se pueden hacer cien o mil lanzamientos de dos dados en un tiempo breve para, por ejemplo,calcular su suma y graficar los resultados. Si no se dispone de estos programas específicos, es recomendable trabajar en grupos para larepetición de determinados fenómenos, lo que permite obtener un total de resultados a nivel decurso que hace interesante su estudio por medio de tablas o gráficos. De este modo se pude apoyarla construcción del concepto de probabilidad y su relación con el análisis de los resultados para unagran cantidad de casos. Para hacer los gráficos o tablas se puede recurrir a una planilla de cálculo. 17.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 19Actividades para el aprendizaje y ejemplosActividad 1 Practican diversos juegos de azar sencillos; tabulan, grafican y analizan los resultados obtenidos e infieren la noción de probabilidad y de fenómeno aleatorio. Ejemplo A Lanzar una moneda y registrar el resultado –sello o cara– para cada lanzamiento. Analizar los resultados que se obtienen para 10, 20, 50, 100, 500, 1 000 veces que se lance la moneda. Verificar que los números asociados a la “cara” y al “sello” son diferentes entre sí y que, en la medida de que el número de casos aumenta, se aproximan al 50% del total. Ejemplo B Analizar los resultados que se obtienen al lanzar 50, 100, 500 o más veces un dado; registrar estos resultados en tablas y gráficos. Observar cómo las barras tienden a tener la misma altura en el gráfico en la medida en que el número de lanzamientos aumenta. Ejemplo C Tabular y graficar el número de partidos que ganó, empató y perdió un determinado equipo de fútbol durante un año determinado. Analizar el gráfico e interpretar la altura que alcanza cada una de las barras. De acuerdo a ese gráfico, ¿cuál era la probabilidad de que el equipo ganara el último partido de la temporada?INDICACIONES AL DOCENTE :Los tres ejemplos se refieren a fenómenos aleatorios: en ninguno de los tres es predecible el resulta-do. Sin embargo, en los dos primeros, que son del mismo tipo, es claramente observable en elgráfico que la frecuencia asociada a cada resultado es aproximadamente la misma. En el tercer caso,en cambio, las frecuencias correspondientes a los tres valores que puede tomar la variable aleatoriano son las mismas. Es interesante comentar con los alumnos y alumnas casos con dados “cargados”; en esos casos,algunos resultados no tienen la misma probabilidad de salir en cada lanzamiento. Si se dispone de un programa computacional apropiado, se puede complementar esta experien-cia práctica con simulaciones de experimentos parecidos. La gran ventaja de la herramientacomputacional es que los experimentos se pueden repetir una gran cantidad de veces en poco tiem-po, y, en muchos de ellos, se pueden visualizar los cambios en las barras de un gráfico. 18.
20 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónConsiderar otros ejemplos de fenómenos aleatorios: sexo de los hijos, predicciones meteorológicas,nutrición y salud, tabaquismo y enfermedades respiratorias, etc. Es necesario que los alumnos yalumnas asocien el concepto de probabilidad con la frecuencia que se observa en registros estadísti-cos de los resultados de determinado fenómeno. Ejemplo D Hacer una lista de juegos de salón: ludo, dominó, juegos con naipe, con dados, tablero chino, ajedrez u otros, y analizarlos considerando la presencia del factor azar y la de algunas habilidades y estrategias tales como memoria, técnicas de conteo, análisis de opciones, por citar algunas. Comparar con los juegos de azar que se realizan a nivel nacional: lotería, kino, loto, etc.INDICACIONES AL DOCENTE :Algunos juegos de salón, como el ajedrez, son juegos de estrategia, otros son una interesante com-binación de azar y reflexión, y otros son sólo de azar. En esta conversación se puede establecer ladistinción entre la ‘buena suerte’ y la probabilidad de ganar uno de estos juegos.Actividad 2 Realizan distintos juegos de azar, determinan las condiciones en que podrían ganar, aplican la definición canónica de probabilidad y la noción de independencia de los eventos. Ejemplo A Simular la organización de una rifa interna en el curso, suponiendo que eran 20 listas con 15 números cada una y cinco premios a repartir. Organizar un debate suponiendo que en los resultados del sorteo, tres de estos cinco premios recayeron en personas que compraron números en la lista 19. ¿Qué procedimientos de sorteo impedirían que esto sucediera?INDICACIONES AL DOCENTE :En este contexto, se puede analizar cómo las características de lo diversos procedimientos de sorteoinciden en la probabilidad de ganar. En cada caso se puede analizar la dependencia o independenciaentre los sorteos de cada premio: si se elimina o no la lista que obtuvo un premio en el sorteosiguiente. Si todas las listas y números participaran en los sorteos de todos los premios, una personapodría recibir más de un premio. 19.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 21 Ejemplo B Se dispone de discos hechos en cartulina que pueden girar sobre una base que tiene una flecha indicadora. Si se hacen girar sucesivamente los dos discos del dibujo, ¿cuál es la probabilidad de que la suma de los números indicados por la flecha sea par, considerando que cada disco está dividido en tres ángulos congruentes? Hacer una tabla de valores de los casos posibles y de los que cumplen con las condiciones pedidas. Este ejemplo admite gran variedad de ajustes y cambios; uno de ellos se ilustra en el dibujo que sigue: Complementariamente, se podría pedir a los estudiantes que analicen un registro que indica que 70 de un total de 100 juegos realizados con estos discos indican que se obtuvo suma impar.INDICACIONES AL DOCENTE :En el primer juego se han puesto los números en distinto orden para establecer que, en este caso,este orden no incide en la probabilidad del resultado. En relación con el registro que indicaría un 70% de sumas impares es interesante no sólo laconclusión de que la probabilidad de la suma impar es 4 , esto es menor que un 50%, sino también 9la argumentación que los alumnos y alumnas pueden plantear acerca de los defectos en los gradosde libertad de giro de los discos u otro que podrían permitir ese resultado. Ejemplo C Modificar el ejemplo anterior reemplazando los discos por fichas numeradas disponibles en una bolsa, manteniendo las mismas probabilidades para cada caso, ¿cuáles serían las fichas para los dos primeros discos?, ¿cuántas y cuáles serán las fichas para reemplazar el tercer y cuarto disco? 20.
22 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónINDICACIONES AL DOCENTE :Es interesante notar si los alumnos y alumnas logran diferenciar el número de fichas requeridas encada uno de los juegos. Ejemplo D Se dispone de tres fichas: una es roja por ambos lados, la otra verde, también por ambos lados y la tercera tiene una cara roja y la otra verde. Quien dirige el juego saca de una bolsa una de las tres fichas y muestra sólo una de las caras y pide adivinar el color de la cara que se oculta. El desafío es encontrar una forma que permita acertar la mayor cantidad de veces el color de la cara que no se muestra, suponiendo que cada vez la ficha es reembolsada. Analizar situaciones tales como: ¿Qué sucedería, considerando las tres fichas que se pueden sacar, si una persona decidiera que siempre va a decir rojo?, ¿en qué casos acertaría? Si una persona decidiera decir siempre el mismo color que le muestran, o bien, si optara por decir el contrario, ¿cuándo acertaría y cuándo no, en cada caso?INDICACIONES AL DOCENTE :Es interesante desarrollar el juego entre pares de alumnos; abrir espacio para la búsqueda y análisisde estrategias posibles, para ponerlas a prueba y llevar registro de los resultados. Si se considera conveniente, con el propósito de poner más en evidencia los casos posibles y losfavorables, se puede ampliar a cuatro fichas, de las cuales una es roja por ambos lados, una es rojo-verde y las otras dos fichas tienen sus dos caras verdes.Actividad 3 Analizan y resuelven problemas que involucran el cálculo de la probabilidad de un suceso asociado a un experimento aleatorio sencillo, utilizando la fórmula de Laplace y distinguiendo los casos de equiprobabilidad, de certeza y de probabilidad cero. Ejemplo A Repartir los números del 1 al 12, al interior de grupos de 4 estudiantes, como lo indica el dibujo: 1, 2, 3 4, 5, 6 7, 8, 9 10, 11, 12 21.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 23 Se lanzan dos dados simultáneamente; la suma de los puntos selecciona a la persona que gana ese juego. Cada grupo juega 10 veces el juego. Sintetizar los resultados del curso en un cuadro general como el siguiente: Juegos ganados Gr A Gr B Gr C Gr D Gr.... Total 1, 2, 3 4, 5, 6 7, 8, 9 10, 11, 12 Total 10 10 10 10 Abrir un debate sobre los resultados en cada grupo y sobre el total del curso. ¿Por qué las personas que tienen los números 1, 2 y 3 ganaron menos veces? ¿Se podría organizar el reparto de los números del 1 al 12 para que las condiciones para ganar sean las mismas para todos los participantes? ¿Reciben todas la misma cantidad de números? ¿Se puede hacer esto para cualquier número de jugadores?INDICACIONES AL DOCENTE :Puede ser adecuado, para el análisis del juego, diferenciar por colores los dos dados para llegar aestablecer los 36 pares de puntos posibles que se pueden generar y establecer la probabilidad quecorresponde a cada suma del 1 al 12; construir, a partir de esa información, posibles repartos equitativos. Ejemplo B ¿De cuál de estas cajas es más probable sacar una ficha verde? Fundamentar la opción. Complementar el ejemplo, planteando que se quiere tener la misma probabilidad en las tres cajas: ¿Qué cambios se pueden hacer? ¿Es posible agregar fichas, blancas o verdes, para tener la certeza de sacar una ficha de ese color? A B CINDICACIONES AL DOCENTE :Se podrían restringir las reglas del juego, indicando, por ejemplo, que sólo se pueden agregar fichasy no quitar, o que sólo se pueden agregar fichas de un determinado color, etc. 22.
24 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación Ejemplo C Ana María hizo, en el computador, la simulación del siguiente experimento: se lanzan dos dados y se calcula la diferencia entre los puntos; esta experiencia se repitió 1.000 veces. Por un problema con la impresora, ella obtuvo un gráfico borroso como el que muestra el dibujo. Considerando las características del experimento realizado, completar el gráfico asignando a cada diferencia las barras correspondientes. Complementar este ejemplo, elaborando el gráfico correspondiente a la probabilidad de cada una de las sumas de los puntos, entre dos dados.INDICACIONES AL DOCENTE :Es importante que los alumnos y alumnas experimenten con un par de dados, ojalá de distinto colorpara determinar todos los casos posibles. Pedir que elaboren una tabla u otra forma de registro;utilizando esa información pueden completar el gráfico. Considerando los gráficos de las sumas y de las restas, se puede proponer a los estudiantes queinventen juegos que presenten diversas probabilidades para ganar. Ejemplo D Averiguar la cantidad de números que se vende en alguno de los juegos de azar públicos (Lotería, Polla) y calcular la probabilidad de ganar el premio mayor.INDICACIONES AL DOCENTE :Para calcular la probabilidad de ganar el premio mayor de alguno de los juegos de azar, es conve-niente seleccionar alguno en el que sea sencillo el cálculo del número total de casos. Estos cálculospara el kino o el loto requieren el uso de combinatoria que para este nivel inicial es aún complejo.Pareciera que los casos más simples son el cálculo del premio mayor para la Polla o Lotería, o bien,se podría considerar alguna rifa que se realice en la ciudad o en el propio liceo. 23.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 25Actividad 4 Resuelven problemas que involucran el cálculo de la probabilidad de un suceso asociado a la iteración de un experimento aleatorio sencillo. Utilizan el diagrama de árbol como una técnica de conteo y lo relacionan con el Triángulo de Pascal, para los experimentos con dos sucesos equiprobables. Ejemplo A Lanzar una moneda tres veces seguidas, ¿cuál es la probabilidad de que salga dos veces cara y una vez sello? Hacer un diagrama que permita contar los casos posibles y los favorables.INDICACIONES AL DOCENTE :Las situaciones posibles se pueden graficar utilizando el diagrama de árbol. En este caso estánmarcadas con trazo continuo las soluciones; son tres de un total de ocho. Ejemplo B En un grupo de 36 participantes, se les da a elegir entre varios colores para el pantalón y la polera necesarios para las actividades deportivas; en los pantalones hay azules, verdes y grises; en las poleras se puede elegir entre blancas, amarillas, rosa o color arena. Si todas la prendas están en una caja, ¿cuál es la probabilidad de que una persona saque la combinación azul-arena? Organizar la información en un diagrama de árbol.INDICACIONES AL DOCENTE :El dibujo siguiente ilustra uno de los posibles diagramas. Es importante que los alumnos y alumnasse den cuenta de que las distintas formas de construir el árbol llevan a un mismo resultado. 24.
26 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación blanca amarilla azul rosada arena blanca amarilla verde rosada arena blanca amarilla gris rosada arenaEn este tipo de situación es importante que los estudiantes organicen la información. El diagramade árbol es una herramienta clara y cómoda si el número de casos no es muy grande. A continuación se incluyen dos diagramas de árbol, equivalentes entre sí, en los que se simpli-fica el esquema, pero se complejiza su lectura. Puede ser muy interesante comparar los dos tipos dediagrama y relacionar las formas de lectura. 1 1 p(azul-arena) na 4 12 are 1 l azu 3 no are na 3 no 4 azu 2 l 3 1 1 p(azul-arena) 12 l 3 azu 1 na are 4 no azu 2 l no 3 are 3 na 4 Ejemplo C Realizar el juego siguiente: en grupos de dos o tres estudiantes, en un tablero como el del dibujo, colocar sendas fichas, una en Liebre y la otra en Tortuga . 25.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 27 L IEBRE META T ORTUGA Lanzar el dado; si sale 1, la liebre llega a la casilla Meta. Con cualquiera de los otros números, la tortuga avanza un paso. Si se realiza este juego 20 veces, ¿cuál de los dos animales llega más veces a la meta? Anticipar la respuesta y en seguida desarrollar el juego para analizar con mayor profundidad la situación. Tener un sistema de registro de los resultados, compararlos entre los grupos y graficarlos.INDICACIONES AL DOCENTE :Si se dispone de un computador, se pueden llevar los resultados a un gráfico circular, para un totalde 20, 100, o más juegos. Se puede proponer el análisis de dos lanzamientos del dado para estudiar las condiciones en lasque podría ganar la tortuga.En el diagrama queda explícito que de las 36 duplas que se generan con los dos lanzamientos, 25hacen ganadora a la tortuga. En consecuencia, la probabilidad de que la tortuga gane un juego es 25 . A partir de este resultado, la probabilidad que gane la liebre está dada por: 36 1- 25 = 11 36 36 26.
28 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónEsta situación también puede representarse en un diagrama como el siguiente, en el que la líneapunteada corresponde a la situación en la que gana la tortuga: 1 re 6 lieb 1 6 tor lie bre tug a 5 p(liebre) = 1 + 5 + 5 = 11 6 5 36 36 36 1 tor tug re 6 a 5 lieb 6 tor tug a 5 p(tortuga) = 25 6 36Para enriquecer el juego, se puede modificar agregando otros pasos intermedios para el camino de latortuga hasta la meta o variando las condiciones para que la liebre llegue la meta. Ejemplo D ¿Cuál es la probabilidad de obtener sólo caras al cabo de cinco lanzamientos consecutivos de una moneda? Sintetizar los primeros resultados en un diagrama de árbol y generalizar en el Triángulo de Pascal.INDICACIONES AL DOCENTE :El esquema siguiente resume la relación entre el diagrama de árbol para este ejemplo y el Triángulode Pascal.En el tercer lanzamiento la información que se sintetiza en el Triángulo de Pascal es: 1 caso ccc;3 casos ccs; 3 casos css y 1 caso sss. 27.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 29 Ejemplo E El Triángulo de Pascal que sigue, sintetiza los resultados obtenidos en el lanzamiento sucesivo de una moneda. ¿Cuántas veces se ha lanzado la moneda? ¿Qué representan cada uno de los números de la última línea del Triángulo de Pascal?INDICACIONES AL DOCENTE :Puede ser interesante para los estudiantes recoger antecedentes sobre la historia de este triángulo yanalizar las regularidades numéricas que presenta. Además, es conveniente reflexionar sobre la ca-pacidad de síntesis del Triángulo de Pascal. Es necesario presentar el Triángulo de Pascal en su forma habitual, sin los trazos intermedios: 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 28.
30 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónActividad 5 Recogen y sistematizan información acerca del desarrollo histórico del estudio matemático de las probabilidades y sobre su utilización en diversos ámbitos profesionales. Ejemplo A Las alumnas y alumnos se informan sobre las probabilidades asociadas a los métodos anticonceptivos, acerca de la probabilidad de generar un cáncer pulmonar por efecto del cigarrillo; en general incluir en estos estudios e investigaciones asuntos de interés para los alumnos y alumnas. Se podría incorporar temas relativos a meteorología, astronomía, género, conquista del espacio, salud, nutrición, niveles de estudio etc. A partir de esta información, podrían hacer breves artículos para publicar en algún boletín del liceo, algunas conferencias sobre algún tema que sea interesante para los padres, una exposición en la que se incluyen dibujos y fotografías, etc. Ejemplo B Recoger información sobre Laplace, B. Pascal y P. de Fermat y los inicios del estudio sistemático de las probabilidades.INDICACIONES AL DOCENTE :Interesa que los alumnos y alumnas procesen la información en una perspectiva de aproximarse a lamatemática como un área del conocimiento que evoluciona y que busca explicaciones a problemasde diversos ámbitos. Además, importa que los alumnos y alumnas visualicen que las probabilidades están presentesen el análisis de una variedad de fenómenos y situaciones. 29.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 31Actividades para la evaluación y ejemplosLas actividades siguientes son complementarias a las propuestas para el aprendizaje; destacan elaspecto evaluativo presente en el proceso de enseñanza y están ligadas a los aprendizajes esperadosseñalados en la parte inicial de la unidad, que son los que han orientado el desarrollo de la misma.Actividad 1 Analizan situaciones y distinguen fenómenos en los que interviene lo aleatorio de los fenómenos determinísticos. Ejemplo En la lista siguiente, marcar las situaciones que considere aleatorias y explicar por qué las considera así. a) Pronóstico del tiempo. b) Que salga 3 rojo en el juego de la ruleta. c) Sexo de un recién nacido. d) Mejoría de un cáncer en tratamiento. e) Efecto de un remedio en un enfermo con control médico. f) Chutear una pelota al aire y que retorne al suelo. g) Apretar el interruptor y que se encienda la luz. h) Saber lo que otro piensa. i) Saber cuánto tiempo dedico diariamente al estudio. j) Tener un accidente en un vehículo que se desplaza a más de 120 km por hora.INDICACIONES AL DOCENTE :Esta actividad se puede desarrollar en una primera instancia en forma individual y después consti-tuir pequeños grupos de dos o tres alumnos y alumnas para volver a discutir el listado. Aquellospuntos en que no haya acuerdo se podrán resolver con la participación de todo el curso.Interesa observar en el trabajo de grupo y en la discusión final, si es necesario realizarla, cuáles son losargumentos que se esgrimen según el tipo de fenómeno que se trate y si éstos hacen o no referencia a laseguridad o incerteza en la predicción del resultado. 30.
32 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónActividad 2 Realizan distintos juegos de azar, determinan las condiciones en que podrían ganar, aplican la definición canónica de probabilidad y la noción de independencia de los eventos. Ejemplo A Analizar las situaciones siguientes, responder las preguntas y fundamentar las respuestas. a) Si se lanza 6 veces un dado, ¿se puede asegurar que una de esas veces saldrá el número 2?, ¿qué se puede asegurar si se lanzara 500 ó 1.000 veces? b) Si se lanzó 4 veces un dado y en las cuatro veces salió as, ¿con qué probabilidad se puede asegurar que saldrá distinto en la vez siguiente? Interesa observar y analizar en cada caso: i) si se infiere de la fundamentación una noción de probabilidad; ii) si expresan, de alguna manera, que cada lanzamiento es un experimento independiente del anterior; iii) la comunicación: su claridad y precisión. Ejemplo B Inventar un juego en que la probabilidad de ganar sea mayor que un 60%. Se puede realizar grupalmente y complementar con un trabajo individual en el que cada participante del grupo, responderá algunas preguntas referidas al juego inventado. Algunas preguntas que se pueden incorporar en esta actividad: a) Explicar brevemente las reglas del juego creado. b) Explicar por qué en este juego existe una probabilidad mayor de 60% para ganar. c) Suponer que Darío juega tres veces y las tres veces pierde; ¿qué explicación se le podría ofrecer a Darío? Observar si el juego satisface las condiciones pedidas y si la respuesta al punto c) hace refe- rencia a la asociación entre la probabilidad de ganar y el número de veces que se repite el juego. 31.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 33 Ejemplo C El premio mayor de la Lotería ha tenido terminación 9 durante dos semanas seguidas. Ignacio dice que para aumentar la probabilidad de ganar es preferible jugar a cualquier número que no termine en 9. ¿Es correcta o no la afirmación de Ignacio? ¿Por qué? Interesa observar si logran expresar que cada lanzamiento es un experimento independien- te; lo que sale en un caso no influye en el resultado del siguiente.Actividad 3 Analizan y resuelven problemas que involucran el cálculo de la probabilidad de un suceso asociado a un experimento aleatorio sencillo, utilizando la fórmula de Laplace y distinguiendo los casos de equiprobabilidad, de certeza y de probabilidad cero. Ejemplo A ¿Cuántas fichas blancas es necesario agregar en cada caja, para tener la misma probabilidad de sacar una ficha verde de cualquiera de ellas? Explique, en cada caso, su respuesta. Interesa observar: i) si tienen la noción de equiprobabilidad; ii) el procedimiento utilizado para encontrar la solución (dibujo, cálculo, algún esquema,...); iii) si la explicación es clara y precisa. Ejemplo B Al jugar 100 veces con una ruleta se ha registrado la siguiente tabla de resultados: Color Nº Veces Verde 50 Rojo 40 Azul 10 32.
34 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación ¿Con cuál de las ruletas siguientes se hizo el juego? A B C Interesa observar cómo relacionan la información de la tabla con la de los discos. Ejemplo C Las cinco preguntas que se plantean a continuación se refieren a las tres cajas siguientes que tienen fichas blancas y verdes. En cada caso, explique las razones de sus respuestas. a) Calcular la probabilidad de sacar una ficha verde de cada caja. b) ¿De cuál caja es más probable sacar una ficha blanca? c) ¿Cuántas fichas blancas es necesario agregar en la segunda caja, para que la probabilidad de sacar una ficha verde sea igual en la primera y en la segunda caja? d) ¿Cuántas fichas verdes es necesario agregar en la tercera caja para que la probabilidad de sacar una ficha verde sea igual en la primera y tercera cajas? e) Si se agrega una ficha blanca en la primera caja, ¿cuántas fichas blancas es necesario agregar en las otras dos cajas para que sacar una ficha verde en cada una de ellas tenga la misma probabilidad? Interesa observar: i) si las respuestas reflejan un manejo de la noción de probabilidad y del uso de la fórmula de Laplace, ii) si tienen un manejo de comparación de fracciones los alumnos o alumnas que contesten bien a a) y mal a b), iii) si aceptan que la pregunta e) no tiene solución para la tercera caja.Actividad 4 Resuelven problemas que involucran el cálculo de la probabilidad de un suceso asociado a la iteración de un experimento aleatorio sencillo. Utilizan el diagrama de árbol como una técnica de conteo y lo relacionan con el Triángulo de Pascal, para los experimentos con dos sucesos equiprobables. 33.
Unidad 1: Nociones de probabilidades 35 Ejemplo A Se lanzan 2 monedas simultáneamente, ¿cuál es la probabilidad de obtener cara en una y sello en la otra? ¿Por qué? Interesa observar: i) si distinguen los cuatro casos posibles y los dos favorables; ii) a qué procedimientos recurren (dibujos, diagramas, cálculo, ...); iii) si la explicación es clara y hace referencia a la cantidad de casos posibles y de casos favorables. Ejemplo B Considere el siguiente Triángulo de Pascal; invente una situación cuya representación corresponda a la de este dibujo. Interpretar, considerando la situación inventada, los números que se anotan en la última línea. 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 Interesa observar: i) si la situación que se propone es coherente con la petición que se hace; ii) si interpretan el Triángulo de Pascal como síntesis de casos posibles y favorables, para determinados resultados; iii) si logran relacionar una situación específica con la representación propuesta. Ejemplo C Se lanzan tres dados simultáneamente y en los tres sale as. ¿Cuál es la probabilidad que esto ocurra en el lanzamiento siguiente de los tres dados? Interesa observar: i) si logran establecer el total de casos posibles; ii) si calculan correctamente la probabilidad pedida; iii) qué tipo de procedimiento utilizaron; iv) las respuestas no esperadas, haciendo alusión a que los dados pudieran estar ‘cargados’, por ejemplo. 34.
36 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónUnidad 2 Semejanza de figuras planas Contenidos a. Semejanza de figuras planas. Criterios de semejanza. Dibujo a escala en diversos contextos. b. Teorema de Thales sobre trazos proporcionales. División interior de un trazo en una razón dada. c. Distinción entre hipótesis y tesis. Organización lógica de los argumentos. d. Planteo y resolución de problemas relativos a trazos proporcionales. Análisis de los datos y de la factibilidad de las soluciones. e. Teoremas relativos a proporcionalidad de trazos, en triángulos, cuadriláteros y circunferencia, como aplicación del Teorema de Thales. Relación entre paralelismo, semejanza y la proporcionalidad entre trazos. Presencia de la geometría en expresiones artísticas; por ejemplo, la razón áurea. 35.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 37 Aprendizajes esperados Los alumnos y alumnas: 1. Conocen los criterios de semejanza de triángulos y los aplican en el análisis de diferentes polígonos y en la resolución de problemas. 2. Reconocen y describen las invariantes que se establecen al ampliar o reducir figuras. 3. Conocen el Teorema de Thales sobre proporcionalidad de trazos y lo aplican en la resolución de problemas. 4. Conjeturan y demuestran propiedades geométricas asociadas a la proporcionalidad de trazos y a la semejanza de figuras planas, distinguiendo entre hipótesis y tesis. 5. Conocen acerca de la mutua influencia entre la geometría y algunas expresiones artísticas. 6. Estiman distancias y longitudes aplicando semejanza de triángulos. 36.
38 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónOrientaciones didácticasLa semejanza de figuras es un tema con una amplia y diversa gama de contextualizaciones. Estetema tiene una fuerte tradición en la matemática escolar en nuestro país; generalmente, su enseñan-za se ha centrado más en la semejanza de triángulos y en los teoremas que la rigen que en susaplicaciones. En el desarrollo de esta unidad se amplía el análisis a la semejanza entre diversos polígonos,enfatizando la incidencia de las regularidades en las condiciones de semejanza y estableciendo rela-ciones con los conceptos de proporcionalidad y de paralelismo; éstos se sintetizan en los teoremasde semejanza de triángulos y el teorema de Thales, parte del bagaje básico relativo a este tema. Las figuras semejantes presentan un nivel de evidencia a simple vista; la dificultad reside en elanálisis de las condiciones que generan aquello que es visible y tangible; es el salto cualitativo que vadesde la superposición de dos triángulos semejantes, constatando la igualdad de los ángulos, a losteoremas de semejanza; es el análisis que permite concluir que todos los polígonos regulares sonsemejantes entre sí. Es el paso de los ejemplos a la generalización, lo que no es un tema menor parael aprendizaje, y a su vez es uno de los importante aportes que derivan de un aprendizaje de calidaden matemática. Existen programas computacionales que permiten crear ambientes de evidencias visuales derelaciones geométricas, lo que estimula la formulación de hipótesis. Numerosos procedimientos para la estimación y el cálculo de distancias y alturas se basan en lasemejanza de triángulos. En esta unidad se incluyen algunos de ellos. Es conveniente que los alumnos y alumnas se acostumbren a seguir el orden de los vérticeshomólogos, para anotar los nombres de dos figuras semejantes; es una estrategia que facilita laexpresión de la proporcionalidad entre los lados. La semejanza y la proporcionalidad están estrechamente relacionadas. La proporcionalidad esun tema que es motivo de estudio desde la Educación Básica y continúa durante la EducaciónMedia. En su estudio asociado al tema de semejanza es importante que los alumnos y alumnasdiferencien las relaciones de proporcionalidad entre longitudes, áreas y volúmenes entre figurassemejantes y puedan establecer una a partir de la otra. 37.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 39Actividades para el aprendizaje y ejemplosActividad 1 Realizan ampliaciones y reducciones de figuras; utilizan el dibujo a escala e interpretan mapas, planos, dibujos, fotografías u otras formas de representación que utilice el dibujo a escala. Ejemplo A Analizar mapas regionales, del país o del mundo estableciendo el significado de la escala; comparar superficies de regiones o de países a partir de un mapa. Recoger información sobre diferentes formas de representar la Tierra y sus consecuencias en la interpretación del tamaño de las diferentes zonas o países. Comparar los efectos de la proyección de G. Mercator (1569) y de A. Peters (1977) en el tamaño de la representación de diferentes regiones. Ejemplo B Estudiar planos de maquinarias y estimar el espacio que ocuparía una de esas máquinas en la sala de clase. Ejemplo C Analizar maquetas de edificios para aproximar la superficie que ocuparía determinada construcción. Ejemplo D Diseñar la distribución de muebles en una pieza utilizando dibujo a escala. Ejemplo E Observar dibujos, esquemas y fotografías del macro y del microcosmos; investigar sobre las distancias y dimensiones reales y la dificultad para construir un modelo a escala.INDICACIONES AL DOCENTE :Es interesante que los alumnos y alumnas se familiaricen con el fenómeno de la ampliación y lareducción de figuras y cuerpos; que visualicen que se mantiene la forma y que el cambio en lasmedidas de longitud se rige por una escala, que establece la relación de reducción o ampliación. 38.
40 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónActividad 2 Construyen figuras semejantes, comparan las medidas de los ángulos y de las longitudes de los lados; construyen tablas y gráficos; establecen las invariantes asociadas a la semejanza de figuras planas. Ejemplo A Construir un pantógrafo y utilizarlo para trazar figuras semejantes. Sugerencias para la construcción de un pantógrafo:INDICACIONES AL DOCENTE :Es interesante que los estudiantes conozcan este instrumento, lo utilicen y puedan darse cuenta desu funcionamiento. Para incentivar reflexiones al respecto se puede preguntar: ¿con qué medidas unpantógrafo triplicaría los lados de una figura? Ejemplo B Considerar una situación del tipo siguiente. Una empresa ha diseñado un juego para niños que permite armar figuras como la del dibujo. Las piezas y sus medidas son las siguientes: radio 5 cm 5 cm 10 cm 6 cm 6 cm 3 cm 2 cm 8 cm 39.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 41 • Por diversas razones, la empresa decide agrandar estas piezas con el siguiente criterio: lo que mide 5 cm pasará a medir 8 cm; el resto de las medidas se deben ajustar a ese criterio para mantener la proporción. • Diseñar en cartulina las piezas del juego ya ampliado. Analizar y comentar los procedimientos utilizados: ¿cuál fue la pieza que ofreció mayor (o menor) dificultad para rehacerla?INDICACIONES AL DOCENTE :En este ejemplo, algunos alumnos y alumnas suelen sumar 3 cm a cada medida, probablementeporque es la diferencia entre 8 y 5; si en la actividad se propusiera duplicar la medida: lo que mide 5 cmpasase a medir 10 cm, las alumnas y alumnos aplicarían el modelo multiplicativo; en ese caso elfactor de multiplicación es 2. En este ejemplo, el factor multiplicativo es 8 ; que este factor no sea un número entero plan- 5tea una dificultad mayor que cuando el factor es entero; los alumnos y alumnas aplican, en este caso,erróneamente, el modelo aditivo. El círculo y el triángulo equilátero debieran ofrecer menos dificultades que las figuras másirregulares. Es interesante considerar que el triángulo rectángulo debe continuar siendo tal y satis-facer, en consecuencia, el Teorema de Pitágoras. A partir de trabajos de este tipo se pueden inducir “teoremas” de semejanza de las figuras enrelación con sus regularidades como, por ejemplo, todos los polígonos regulares del mismo tipo sonsemejantes. Ejemplo C Se organiza al curso en grupos; cada grupo recorta 10 o más rectángulos considerando dos o tres razones diferentes entre sus lados; se pasan estos rectángulos a otro grupo para que los clasifique por semejanza.INDICACIONES AL DOCENTE :Analizar y discutir los procedimientos que presenten los estudiantes. Invitarlos a comparar las me-didas de los lados y de las diagonales. Analizar la comparación por diferencia y por cuociente. Compartir los dos procedimientos que se ilustran en los dibujos siguientes; interesa constatarque los lados de los rectángulos quedan, en este ordenamiento, paralelos entre sí. Es necesarioreflexionar con los alumnos y alumnas sobre la relación entre semejanza y proporcionalidad y cómoesta relación se expresa en paralelismo. 40.
42 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación Ejemplo D Construir por homotecia figuras semejantes. En los dibujos siguientes se proponen dos construcciones. En la primera, O es el centro de homotecia, ABCD es la figura original y la razón de homotecia es 1 . 2 En el segundo dibujo, ABCD es la figura original, O es el centro de homotecia y la razón de homotecia es –3. A A’ 4,5 9,0 O B’ C’ B D’ C D A’ C B 2,0 D 0 A 6,0 D’ B’ C’INDICACIONES AL DOCENTE :Es interesante que con regla y compás o con algún programa computacional geométrico, se constru-yan figuras semejantes utilizando la homotecia. En estas figuras es importante expresar por escritola semejanza, respetando el orden de los vértices homólogos, y la proporcionalidad entre los lados. Además, se puede complementar este ejemplo proponiendo el dibujo de dos figuras homotéti-cas, y pidiendo que determinen los centros y la razón de homotecia. 41.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 43Actividad 3 Resuelven problemas y elaboran demostraciones utilizando el Teorema de Thales; conocen y analizan una demostración de este teorema. Ejemplo A Dividir un trazo en 3 partes de igual medida. Ejemplo B Dividir un trazo AB en la razón 2:3INDICACIONES AL DOCENTE :La forma clásica de hacer estas construcciones es por medio de rectas paralelas; es convenientemostrar en un mismo dibujo, que ni la medida del ángulo que forma la recta auxiliar con el trazo, nila distancia entre las paralelas alteran la ubicación de los puntos de división. Esto da pie para pro-poner el Teorema de Thales. Ejemplos numéricos pueden servir de base para trabajar el teorema de Thales, así como parallegar a la construcción clásica de la división interior de un trazo en la razón m:n en que m y ncorresponden a las medidas de dos trazos. Es necesario que los estudiantes conozcan y puedan entender una demostración del Teoremade Thales. Ejemplo C Calcular la medida del trazo EF si E y F dividen respectivamente los lados AC y BC del triángulo ABC, en la razón 2:3 siendo AE más largo que EC. C 15 cm cm 10 E F A B 20 cmINDICACIONES AL DOCENTE :Este ejercicio puede llevar a comentarios relativos a la medida de los trazos que unen los puntosmedios de los lados en el triángulo y de los lados no paralelos, en el trapecio. 42.
44 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación Ejemplo D Se quiere fijar un cuadro de 80 cm por 60 cm sobre un rectángulo de papel. La persona dueña del cuadro quiere que se mantenga la razón entre las medidas de los lados de la tela. Además, agrega que le gustaría que este marco de color no tuviera más de 5 cm de ancho. ¿Qué soluciones se pueden proponer para las medidas de este marco?INDICACIONES AL DOCENTE :Se puede estimular a que los estudiantes representen a escala el rectángulo con y sin marco; queestablezcan las razones entre los lados y las comparen. Observar las respuestas de los alumnos y alum-nas, los caminos que toman y que rechazan, las reflexiones que proponen y las conclusiones que planteanpara poder apoyar con preguntas sus reflexiones y conclusiones. Analizar las respuestas correctas. Ejemplo E En un dibujo como el siguiente en que AB // CD // FG anotar medidas posibles de los trazos que se generan. ¿A cuáles y a cuántos trazos, como mínimo, es posible asignarles medidas, arbitrariamente, para que la figura quede determinada? B D A C E G FINDICACIONES AL DOCENTE :Este ejemplo se puede simplificar reduciendo a dos las paralelas y analizando qué medidas quedandeterminadas por otras. Ejemplo F Si la razón entre la diagonal de un rectángulo y su lado mayor es 5:4, entonces en qué razón están el lado mayor con el lado menor del rectángulo. Explicar el procedimiento realizado. D C A BINDICACIONES AL DOCENTE :Es muy importante que los alumnos y alumnas escriban las relaciones que van estableciendo ypuedan fundamentar con claridad las razones que las sustentan. 43.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 45Actividad 4 Estiman distancias o alturas aplicando la semejanza de triángulos; describen las relaciones que justifican la validez de sus estimaciones. Ejemplo Los dibujos siguientes ilustran diversas maneras, utilizadas habitualmente por las guías y scouts, para estimar alturas y distancias, recurriendo a la semejanza de triángulos. Realizar algunas de estas estimaciones aprovechando alguna salida a terreno que el curso realice u organizando una actividad específica fuera de la sala de clases o del establecimiento educacional. a) Con un espejo En este caso, es necesario que la persona pueda observar el extremo superior del árbol reflejado en el espejo. b) La del leñador Mirando con un solo ojo, se cubre la altura del árbol con una varita o un lápiz que se sostiene en la mano. Girar la mano en 90º y que una persona se ubique en el punto que corresponde al extremo libre de la varita. 44.
46 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de Educación c) ¿Cuántas veces cabe? Colocar al pie de un poste una persona o vara de altura conocida. Ubicarse a una distancia adecuada, mirando con un solo ojo y recurriendo a un lápiz o varita que se sostiene con la mano, cubrir la persona y contar cuántas veces cabe en la altura de dicho poste. d) La de las sombras Para una misma hora la razón entre la longitud de un objeto y de su sombra es la misma. 45.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 47 e) Haciendo coincidir los extremos Es necesario ubicarse a una distancia tal que mirando con un solo ojo queden alineados el extremo superior del árbol y el de la vara de longitud conocida. f) Guiños alternativos Con el brazo estirado, utilizar como mira el dedo pulgar para ubicar dos puntos sobre el edificio, mirando primero con un ojo y después con el otro. Estimar la distancia entre ambos puntos, multiplicarla por 10 para obtener una estimación de la distancia que los separa del edificio. El factor 10 deriva de la razón entre la medida aproximada de la distancia entre ambos ojos (6 cm) y la longitud de los brazos (60 cm) un promedio aproximado y cómodo para hacer los cálculos.INDICACIONES AL DOCENTE :Será interesante que los alumnos y alumnas realicen algunas de estas mediciones estimativas; que seorganicen grupos de trabajo para analizar los distintos casos y explicar las razones que justificanestas estimaciones. Es importante que los estudiantes diferencien una estimación de la exactitud,que utilicen las cifras significativas y el redondeo en los cálculos estimativos y que, además, valorenlas estimaciones de medidas y resultados. 46.
48 Segundo Año Medio Matemática Ministerio de EducaciónActividad 5 Sistematizan los teoremas de semejanza para cualquier triángulo y deducen las formas que estos teoremas toman para los triángulos equiláteros, isósceles y rectángulos. Aplican estos teoremas a la resolución de problemas. Ejemplo A Organizar un juego de comunicación, considerando un triángulo escaleno como el siguiente: ¿Cuál es el mínimo de información que una persona necesita conocer para construir otro triángulo semejante con el del dibujo? Establecen los teoremas de semejanza para cualquier triángulo; particularmente, para aquellos que ofrecen características específicas. Comparan con los teoremas de congruencia de triángulos.INDICACIONES AL DOCENTE :Es muy importante que los alumnos y alumnas establezcan la distinción entre la razón de semejan-za que se da entre los lados y elementos lineales homólogos entre dos figuras semejantes y que lasemejanza conserva la razón entre los lados de una figura. Se puede definir la semejanza como lasucesión de una isometría y una homotecia o viceversa. Además, la congruencia se puede interpretarcomo una semejanza de razón 1. Ejemplo B D C Considerar el dibujo siguiente: R A S B Calcular la medida de RS sabiendo que RA = 3 , AR = 30 cm y BC = 25 cm. RC 2INDICACIONES AL DOCENTE :La resolución de este problema pasa por la aplicación de algún teorema de semejanza de triángulos.Es importante insistir en la escritura de las relaciones y en la verbalización de las razones quefundamentan dichas relaciones. 47.
Unidad 2: Semejanza de figuras planas 49 Ejemplo C Un rectángulo inscrito en un triángulo tiene su base sobre la base c del triángulo. Escribir la altura x del rectángulo sabiendo que ella es la mitad de la base del rectángulo, en función de la altura h del triángulo y de la base c del triángulo. h x cINDICACIONES AL DOCENTE :Es necesario coordinar acciones para que los alumnos y alumnas visualicen los dos triángulos seme-jantes y escriban ordenadamente las relaciones de proporcionalidad entre los lados.Actividad 6 Analizan figuras semejantes y establecen las razones entre las áreas correspon- dientes. Ejemplo A El dibujo siguiente ilustra un modelo de tangrama. Una empresa decide hacer para la venta una cantidad de estos puzzles de modo que el área total sea el doble del área del cuadrado del modelo. ¿Qué procedimientos podrían utilizar para diseñar el nuevo tangrama? Analizar la razón de semejanza si se duplica el área. 14 cm 7 cmINDICACIONES AL DOCENTE :Es posible que la primera reacción de muchos estudiantes seaduplicar los lados del tangrama o de cada una de las figuras. Es 7 cmimportante que pongan a prueba sus procedimientos y consta-ten si satisfacen o no la petición planteada. Este ejemplo se puede relacionar con el porcentaje que consideran las personas que sacan foto-copias al recibir la petición que dupliquen un dibujo. Para esos casos se programa la fotocopiadorapara una ampliación de 141%. Pedir a los alumnos y alumnas que justifiquen ese porcentaje. Recommended
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