Cómo visualizar conceptos matemáticos en tu mente.

Últimamente he estado releyendo algo de “Where Mathematics From” de Lakoff y Nunez, así que esto está en mi mente. Para la aritmética básica, creo que el modelo al que se dirige mi cabeza principalmente es lo que yo llamaría “apilamiento” a lo largo de una línea marcada. Los números (números reales) están asociados con segmentos o barras (posiblemente dirigidos, si los números son negativos). Estos parecen descansar sobre una recta numérica marcada.

Añadir es apilar barras. Teniendo en cuenta 112 + 39, imagino 112 sentado en la línea en algún lugar en el extremo inferior del segmento entre 100 y 200, más precisamente alrededor de 1/10 del camino; y 39 es una barra de longitud un poco menor de 40, apilada a la derecha de donde está el 112; Lograr un resultado cercano a 150. Ese parece ser mi cuadro conceptual inmediato. (Se tarda mucho más en leerlo que en pensarlo). El cálculo y la verificación reales suelen ser una serie de operaciones un tanto separadas que son oportunistas: depende de los números. Hay muchas técnicas diferentes, que a menudo ocurren rápidamente sin deliberación; Desenvolver la base conceptual de todos esos sería un proyecto.

La división es principalmente por el modelo de “medición”. Teniendo en cuenta que 112/39 me haría pensar en una barra o trozo (“unidad de medida”) de un tamaño de alrededor de 40, y en cuántos de ellos (podría ser fraccional) cabrían en el 112. Este último está cerca y es menos de 120, sé que el resultado es algo menos 3. Pero algo así como 48/3 me inclina al modelo de “división” (también llamado “partitivo”), donde pienso que 48 (una barra) se divide en tres partes, que Bien sabido sin un pensamiento me deja con 16 en cada parte. Para cantidades grandes y pequeñas que a menudo aparecen en la ciencia, esto está acompañado por diez poderes de “contabilidad”.

La multiplicación parece más variada. La multiplicación por un número entre 1 y 10 se presta a la aproximación como multiplicación repetida por un número de un solo dígito, por lo que las barras de apilamiento. La multiplicación por algo como pi o raíz cuadrada de 2 me hace pensar en “estiramiento”, una extensión importante de la idea de apilar. Pero 39 * 112 tiene mi mente yendo a las multiplicaciones de un solo dígito cuyos resultados (4 veces 1) aparecen inmediatamente, junto con la contabilidad de los poderes de diez (1 más 2); en este caso, dándome 4000. Aunque podría pensar 40 * 100 = 4000 inmediatamente, y un momento más pensar que está bastante por debajo de la marca porque hay otros 40 * 10 = 400 más o menos para agregar. De todos modos, creo que mi visual con esto es solo la notación del valor de lugar en la base 10, obviamente un gran invento para los humanos, aparentemente de la India, que no tiene más de 2000 años. (Cuando hay muchos dígitos, voy por los poderes de diez libros de contabilidad).

Todo esto creo que es convencional y en línea con lo que apunta la educación matemática en la escuela primaria. Cualquier habilidad que posea está ciertamente asociada a muchos hechos: ambas pequeñas técnicas de cálculo (por ejemplo, la división por 5 es la multiplicación por 10 con la división por 2) y los “hechos numéricos” (como 48 es 3 * 16 = 3 * 2 * 2 * 2 * 2): fácilmente disponible en mi cabeza de uso frecuente. Las visualizaciones no son suficientes para un trabajo preciso. Conmigo, siempre parecen estar trabajando lado a lado (ya sea que los consiga o no conscientemente) con algoritmos suficientes para el propósito en cuestión.

Parte de eso lo reportaría como un proceso consciente deliberado. Parte de eso mi cerebro se presenta de inmediato a la conciencia (una “búsqueda” rápida y exitosa: 48 tiene tres 16s en ella). Solo partes de la mayoría de los cálculos simplemente “vienen” a mí. Incluso si una respuesta, o un resultado parcial, simplemente “viene” a mí, hay una tendencia inmediata a verificar la coherencia con un cálculo o una imagen aproximada o diferente en mi cabeza. Esto parece a menudo involuntario; hay otras formas de ver el cálculo y es como si mi mente comenzara a procesar varias vistas al mismo tiempo, por lo que una vista que no llegó a primer plano de inmediato estará lista para interferir como un cheque después de que haya otra. Más concientemente terminado.

Nunca visualizo un problema aritmético como un problema numérico escrito en un papel sobre el cual operaría.

Todo lo que tiene que ver con la aritmética es solo el comienzo de la pregunta de cómo alguien “ve” los conceptos matemáticos en su cabeza. Soy matemático y profesor de matemáticas, por lo que mi mente, independientemente de sus habilidades particulares, ha pasado mucho tiempo con cosas matemáticas.

Gracias por la A2A. Hubo un tiempo en el que tuve que contar para averiguar el resultado de un problema. Para la división, solía imaginar los objetos divididos de manera equitativa en una cierta cantidad de grupos, pero no creo que haya hecho algo así por cualquier otro tipo de problema (más allá de una edad muy temprana). La aritmética más simple hoy en día es casi automática para mí, aunque tengo algunos hábitos extraños si hago matemáticas en mi cabeza.

(Si el resto de esta respuesta parece confusa, ignórela. Solo explica cómo solía hacerlo y, en algunos casos, todavía hago aritmética con más detalle, pero probablemente parezca realmente extraño y poco intuitivo de muchas maneras).

Por ejemplo, si estoy agregando, digamos 73 + 39, podría cambiar los dígitos y convertirlos en 79 + 33, luego sumar 30 a 79 y luego contar los últimos tres. Por lo general, voy de izquierda a derecha, para saber si debo o no llevar algo del siguiente lugar. No recomiendo probar esto a menos que esté 100% seguro de que sabe lo que está haciendo por dentro y por fuera.

Hasta tarde en la escuela secundaria, conscientemente contaba los números para algunos problemas, no porque tuviera problemas con la aritmética o algo así, sino solo como una forma de hacer un seguimiento de las cosas en mi cabeza (por ejemplo, si contaba por tres por alguna razón, una vez que pasé de 15, podría pensar 16 17 18 , 19 20 21 , 22 23 24 , etc., aunque sabía cuáles serían los próximos números).

Solía ​​ver objetos para ayudarme pero, con el tiempo, encontré un método que funciona mejor para mí sin el uso de un objeto ilustrado.

Si estoy sumando 455 y 177, por ejemplo, agregaré 455 más 200 porque los números redondos son más fáciles de tratar. Luego resto 23.

Lo mismo con la resta. Para 455 menos 177, en realidad restaré 200 y esta vez sumaré 23.

Esto le permite lidiar con grandes cantidades rápidamente y funciona bien para manejar el cambio de las transacciones también.

Para la multiplicación, digamos que necesito multiplicar 144 por doce. Nuevamente, es más fácil tratar con números redondos. Multiplico 144 veces diez, lo cual es fácil. Solo agrega un cero y es 1440. Luego agrego 144 dos veces más.

Para la división, 177 dividido por 12. Multiplicaré el 12 por una cifra que sé que me acercará, en este caso diez. Diez veces 12 es 120. Luego, solo tengo que determinar cuántas veces 12 va a las 57 restantes, que es 4, con un resto de 9. La división es la más difícil y me lleva un poco más de tiempo que las otras.

En general, este sistema me permite manejar números bastante grandes y complejos en mi cabeza.

Por supuesto, ni siquiera preguntes sobre el álgebra. Para mí, eso es como tratar de hablar japonés.

Me imagino los números como si estuvieran escritos en una pizarra. Si tengo que hacer problemas más difíciles, trato de imaginar parte del problema que se está configurando a un lado. Luego hago el problema en partes y visualizo unirlas de nuevo.

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Escher y la representación visual de las ideas matemáticas / Coxeter, M., Emmer, R., Penrose, ML, I (o J) Teubner, editores.

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