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11 junio 2025

RESEÑA DE LA OBRA: EL NÚMERO ÁUREO Y LA SUCESIÓN DE FIBONACCI - JAVIER LUQUE ORDOÑEZ

 


INTRODUCCIÓN

El ser humano ha sentido a lo largo de la historia un elevado interés por el número áureo, asociándolo con el ideal de belleza y otorgándole una importancia mística.

El número áureo se encuentra omnipresente en nuestras vidas, tanto en la propia naturaleza, en la que se presenta de manera sorprendente y realmente fascinante, como como en las creaciones realizadas por el hombre. Dada su ubicuidad, el número áureo es a menudo considerado como el huevo de Pascua de la naturaleza, ya que parece haber sido escondido por todas partes a la espera de ser descubierto en cualquier momento por aquellos que quieran observar e investigar.

Sus propiedades algebraicas y geométricas le dotan de unas especiales características de autosimilitud (autosemejanza) que resultan cruciales para la importancia del número áureo.

El número áureo ha inspirado a pensadores de todas las disciplinas como ningún otro número en la historia de las matemáticas.













EL NÚMERO ÁUREO

El número áureo es un número irracional que representa una proporción concreta entre dos cantidades. Ha recibido a lo largo de la historia otros muchos nombres, entre los que destacan: razón medios y extremos; razón áurea; áurea mediática; razón dorada; número de oro; proporción áurea; número de Dios; y divina proporción.

Aunque antiguamente se representaba con las letras griegas tau o alfa, en la actualidad es muy común representarlo mediante la letra griega phi, tanto en mayúscula como en minúscula.

HISTORIA

En la antigüedad, el número áureo se descubrió como un concepto geométrico, no como una expresión aritmética. A lo largo de la historia este número, cuyo descubrimiento se debió a la geometría, ha recibido diversas denominaciones, haciendo referencia a su origen geométrico (razón, proporción), ya su relación con la belleza (áureo, dorado) y la divinidad (divino, de Dios).

Se cree que el número áureo se encuentra como proporción en varias estelas de Babilonia y Asiria de alrededor del 2.000 aC Sin embargo, no existe documentación histórica que acredite que dicho número fuera empleado de forma consciente en la elaboración de las estelas, por lo que no se sabe si la aparición del número áureo en la medición de las proporciones de dichas estelas fue intencionada (conociendo por tanto la proporción) o casual (desconociéndola).

El primer estudio formal sobre el número áureo del que se tiene constancia (alrededor del 300 aC) se debe a Euclides, considerado el padre de la geometría. En su tratado 'Los Elementos', concretamente en la Proposición 30 del Libro Sexto de dicho tratado, Euclides definió al número áureo de

De la siguiente manera:

'Se dice que una recta ha sido cortada en extrema y media razón cuando la recta entera es al segmento mayor como el segmento mayor es al segmento menor'

Euclides también demostró que este número no puede ser expresado o descrito como la razón de dos números enteros, es decir, que es un número irracional. 

Ya en la Edad Media, Abu Kamil (850-930) realizó cálculos geométricos en pentágonos y decágonos usando el número áureo.













En el Renacimiento, en 1509 el matemático y teólogo italiano Luca Pacioli publicó un libro titulado 'La divina proporción', en el que daba cinco razones por las que el número áureo debía considerarse divino:

a) La unidad del número, que se asemeja a Dios.

b) El hecho de que esté definido por tres segmentos de una recta, que se asemeje a la Trinidad.

c) La inconmensurabilidad del número, igual que Dios es inconmensurable.

d) Este número es omnipresente e invariable, igual que Dios.

e) Dios dio ser al universo a través de la quintaesencia, representada por un dodecaedro, y el número áureo dio ser al dodecaedro.

Los estudios previos de Abu Kamil influyeron en Leonardo de Pisa (Fibonacci), que los empleó para resolver problemas geométricos, pero no llegó a conectarlos con la famosa secuencia que posteriormente fue nombrada en su honor.

En 1525, Alberto Durero publicó 'Instrucción sobre la medida con regla y compás de figuras planas'  sólidas', donde describe cómo trazar la espiral basada en la proporción áurea, denominada espiral áurea o espiral de Durero.

Johannes Kepler (1571-1630) incluyó en su tratado 'El misterio cósmico', sobre la concepción de un modelo platónico del Sistema Solar -empleando los sólidos platónicos-, la siguiente frase respecto del número áureo: “La geometría tiene dos grandes tesoros: uno, el teorema de Pitágoras; el otro, la división de una línea entre el extremo y su proporcional. 













El primero lo podemos comparar a una medida de plata; el segundo lo debemos denominar una joya preciosa”. La primera aproximación decimal al número áureo la consiguió Michael Maestlin en 1597, obteniendo un valor de 0,6180340.

El primer uso conocido del adjetivo áureo, dorado o de oro para referirse a este número se debe al El matemático alemán Martin Ohm (hermano del célebre físico Georg Simon Ohm). Martín, en la segunda edición de 1835 de su libro 'Las matemáticas puras elementales', escribe una nota al pie que aclara: 'Uno también acostumbra llamar a esta división de una línea arbitraria en dos partes como éstas la sección dorada'. 

Esta referencia parece implicar que el término ya era de uso común en ese año. Tal vez el hecho de que en la primera edición del libro no se incluye esta nota sugiere que comenzó a hacerse muy popular en la década de 1830.

En el siglo XVIII Abraham de Moivre, Daniel Bernoulli y Leonhard Euler emplearon una fórmula para relacionar la secuencia de Fibonacci y el número áureo. En 1843 fue redescubierta por Jacques Binet, dando nombre a la fórmula.

Actualmente el número áureo se designa con la letra phi (Φ), desde que en 1910 el matemático Mark Barr le adjudicó esta denominación en honor al escultor griego Fidias, por el máximo valor estético atribuido a su escultura y porque se cree empleaba ya esta proporción en la antigüedad.



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FUENTE DE INFORMACIÓN

https://www.acta.es/medios/articulos/matematicas/119001.pdf



11 mayo 2025

RESEÑA - EL NÚMERO ÁUREO EN LA NATURALEZA Y LAS ARTES - JAVIER LUQUE ORDOÑEZ

 


INTRODUCCIÓN

El ser humano ha sentido a lo largo de la historia un elevado interés por el número áureo, asociándolo con el ideal de belleza y otorgándole una importancia mística.

Descubierto en las civilizaciones antiguas como una proporción geométrica tal que a la percepción  cerebro humano le resulta especialmente agradable, sus propiedades matemáticas de autosemejanza, homotecia y fractalidad le confieren un papel fundamental en la naturaleza, apareciendo en  multitud de circunstancias realmente asombrosas y fascinantes. 

Tal es así que para muchos estudiosos de la materia el número áureo es considerado como el número asociado a la creación.

CONCEPTO

Geométricamente, y tal y como lo definió Euclides -considerado el padre de la geometría-, el número áureo es el valor numérico de la proporción que guardan entre sí dos segmentos de recta a y b (siendo a más largo que b), tales que la longitud total (suma de los dos segmentos ayb) es al  segmento mayor a como el segmento mayor a es al segmento menor b. Es decir, el total es a la  parte mayor, como la mayor es la pequeña. 














APARICIÓN EN LA NATURALEZA

El número áureo y la sucesión de Fibonacci aparecen de forma natural en la morfología y el crecimiento evolutivo de los seres vivos. Aparece en los patrones de crecimiento y supervivencia de las  plantas, en Múltiples proporciones del hombre y del reino animal, e incluso es la base de la formación de la molécula de la vida, el ADN.

APARICIÓN EN LAS PLANTAS. FILOTAXIS

La filotaxis o filotaxia es la rama de la botánica que se encarga del estudio de la disposición de  tallos, ramas, hojas y flores en las plantas. En este ámbito el número áureo y la sucesión de  Fibonacci aparece en innumerables ocasiones, lo que para muchos investigadores demuestra que  el número áureo es al crecimiento orgánico lo que el número PI (3.1416...) es a la medición del círculo: es el  número en el que están basados ​​​​todos los cálculos y fenómenos de crecimiento de los seres vivos.

En concreto, el número áureo y la sucesión de Fibonacci aparecen en las plantas en el número y  disposición y grosor de ramas; el número, disposición y forma de hojas; el número, disposición y  forma de flores y sus componentes; el número, y en la forma y distribución de frutos y semillas.

Específicamente, en la adopción de determinados patrones de distribución juega un papel fundamental el ángulo áureo, que no es más que la razón áurea aplicada a una circunferencia.

En el número de pétalos de las flores, por ejemplo, es muy habitual encontrar números de Fibonacci. Los más típicos son 5 y 8, aunque también las hay de 13, 21, 34, 55, 89 y 144, no habiéndolas  por ejemplo de 33, 35, 20 ó 24.

Esta misma aparición de los números de Fibonacci ocurre también en las distintas partes de la flor,  pudiendo tener un número de Fibonacci para los pétalos, otro distinto para los sépalos, y otro  distinto para los estambres. Es lo que ocurre por ejemplo con la flor de la fruta de la pasión, y con  otras muchas plantas.  A nivel morfológico también la forma de las hojas y las distancias entre ellas en el tallo siguen  proporciones basadas en el número áureo.

Por su parte, el número de ramas y el número de hojas también es muy común que siga un patrón  de Fibonacci, proporcionando formas muy características en el crecimiento de árboles y arbustos.













En las escalas de una piña, o de una alcachofa, también aparecen diversas espirales según números de la sucesión de Fibonacci.  Lo habitual en las plantas es que dispongan sus elementos optimizando el espacio, de forma que  se maximice la luz solar recibida (hojas) y se exponga un mayor número de elementos (flores,  semillas). 

Así, para que las hojas de una planta o las ramas alrededor de un tronco reciban la  máxima luz solar posible, estos elementos deben estar distribuidos de forma que tengan la mínima  interferencia entre ellos. Para ello, en la situación ideal deben crecer verticalmente en hélice ascendente según un ángulo constante igual al ángulo áureo. Este hecho fue descubierto empíricamente por Church, y confirmado matemáticamente por Weisner en 1875.

Las plantas crecen a partir de un pequeño grupo de células -denominado meristema- y situadas en  la punta de cada sección que crece: ramas, brotes, pétalos, etc. Las células crecen y se ordenan  en espiral, cada una apuntando a una dirección manteniendo un cierto ángulo respecto del punto  central. Asombrosamente, con un único ángulo (el ángulo áureo), la planta puede organizar su  propio diseño de forma óptima, sin que importe cuánto más va a crecer la planta. Esto aplica a  ramas, hojas, pétalos, semillas y cualquier otra parte de la planta. 

Un caso espectacular de este fenómeno lo constituye la distribución de las semillas en el girasol el  algoritmo para el patrón de distribución de los flosculos (semillas) fue propuesto por Helmut Vogel  en 1979, determinando un ángulo para cada semilla de Θ = n Φ y una distancia al centro de r =  c√n. El ángulo Φ de divergencia es el ángulo áureo (137,508º, o 222,492º en sentido contrario), y  en cada paso se va ubicando una semilla rellenando, de forma óptima, todo el espacio.

En general, los ángulos que sean divisores de los 360º (0º, 45º, 60º, 90º, 180º, etc.) se aprovechan muy  mal el espacio, ya que repetirán muchas posiciones. Incluso ángulos con una diferencia de décimas  de grado producen patrones completamente distintos. Notese que el aprovechamiento del espacio sólo es óptimo para el ángulo áureo y su complementario, con la única diferencia entre ambos del sentido de ubicación de las semillas.

Aplicando este algoritmo con el valor óptimo del ángulo áureo, además de maximizarse el aprovechamiento del espacio, vuelven a aparecer una vez más los números de Fibonacci. En la distribución así obtenido aparecen 3 tipologías de espirales (denominadas espirales de Fermat) en el patrón, cada una de ellas según un número de Fibonacci de veces. 

Una última curiosidad sobre el número áureo en las plantas. En algunas familias, específicamente de plantas crasas y cactáceas, es habitual encontrarse distribuciones morfológicas según la sucesión de Lucas (similar a la de Fibonacci y tendiendo igualmente al número áureo entre valores consecutivos, pero con diferentes valores iniciales: 2, 1, 3, 4, 7, 11, 18, etc.). 













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