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Scienza under 18 PER ALICE LA MATEMATICA È UN GIOCO Indice 1. E ORA … UNA RISPOSTA 2. RIPROGETTARE UN GIOCO. 3-4. GIOCARE CON LA MATEMATICA. 5. ALICIZZARE LA MATEMATICA. 6. IMPLEMENTARE IL PROGETTO. 7. CONSULTARE SITI E LIBRI. a cura di Francesco Cigada Scienza under 18 1. E ORA … UNA RISPOSTA Indice Ripartiamo dalla domanda di Alice: “Di quanto va allungato questo benedetto cordone, per essere alzato esattamente di otto metri per tutti i quarantamilioni di metri dell’equatore?” La risposta è: 50 metri. “Solo cinquanta?” ti chiede sorpreso il Cappellaio matto. Certamente! Facciamo quattro conticini. • 40 000 000 : 2π = 6 369 426 … abbiamo così trovato (con un poco di approssimazione) il raggio della terra, in metri. • 6 369 426 + 8 = 6 369 434 … abbiamo aggiunto al raggio gli otto metri richiesti dalla Regina • 6 369 434 x 2π = 40 000 050 … ora abbiamo la nuova circonferenza equatoriale, sollevata dei famosi otto metri • 40 000 050 - 40 000 000 = 50 … sono i metri da aggiungere al cordone. Ovvero e molto in breve: • 8 x 2π = 50,24 … Insomma il cordone all’equatore va allungato di poco più di 50 metri. Poi, sul modo poi di tenerlo sospeso a otto metri esatti dal suolo, questa è un altro problema, non più matematico. 8 metri x 2π = 50,24… metri Sappiamo in ogni caso che la Terra non è una sfera perfetta. Schiacciata ai poli, la sua forma è uno sferoide oblato, ottenuto più o meno ruotando una ellisse attorno al suo asse minore. Il diametro medio è circa 12 742 km (ossia 40 009 km/π); d’altronde il metro è stato definito come 1/10 000 000 della distanza tra l'equatore e il polo nord passando per Parigi. La rotazione della Terra è la causa del rigonfiamento equatoriale, che ha un diametro all’equatore di 43 km maggiore di quello tra i poli. Le maggiori deviazioni sulla superficie sono in altezza il Monte Everest, a 8850 m sopra il locale livello del mare; e in profondità la Fossa delle Marianne, a 10 924 m sotto il livello oceanico. Scienza under 18 Prima… ti era stata posta una domanda. Il Cappellaio matto era entrato a voce tesa: ”Ditemi bravo! Ho steso un lunghissimo cordone lungo quarantamilioni di metri attorno l’equatore terrestre. Un lavoro da matti.” Spunta la Lepre Marzolina: “E io? Che stavo dietro a tenerti il bordone?” Alice la ha ascoltato alquanto silenziosa e anzichesì perplessa. Invece il Bruco ha sbuffato la sua: ”Io passo spessissimo attraverso l’equatore, e non intendo assolutamente scavalcare questo cordone. Dovete sollevarlo.” Alice ha sospirato: “Otto centimetri sopra l’equatore!”. “Otto metri!” ha sbraitato la Regina di Cuori, mentre era occupata a tagliare i fiori e le picche, “Esigo che sotto questo cordone equatoriale passi agevolmente il mio corteo dagli altissimi stendardi”. A cotanto dire il Cappellaio matto e la Lepre Marzolina si sono fatti tremebondi, temendo di non disporre di abbastanza cordone da aggiungere. Alice ha voluto aiutarli. Si volta verso di te e ti ha chiesto: “Di quanto va allungato questo benedetto cordone, per essere alzato esattamente di otto metri per tutti i quarantamilioni di metri dell’equatore?” Il Bruco ha tirato una boccata, ti ha scrutato e soggiunto dentro una nuvoletta: “Rispondi subito. Poi vai a controllare nel sito www.performingalice.it" Ed eccoti qui. “Sei contenta di come sei ora?” disse il Bruco. “Ecco mi piacerebbe essere un poco più alta …” disse Alice “Otto centimetri è una statura proprio infelice.” “È una statura eccellente” disse irritato il bruco, tirandosi su mentre parlava. Scienza under 18 2. RIPROGETTARE UN GIOCO. Indice Che cosa è un Gioco? È un fare rivolto a un obiettivo da perseguire, adottando precise regole sulle azioni e sulle operazioni da attuare. Che cosa è la Matematica? È un fare rivolto a un obiettivo da perseguire, adottando precise regole sulle azioni e sulle operazioni da attuare. Beh! Osservate da questa angolazione il gioco e la matematica sono la stessa cosa … più o meno. OBIETTIVO STRATEGIE AZIONI RISULTATO Come affondare le mani dentro i Giochi Matematici? Questo isomorfismo tra matematica e gioco Alice l’ha vissuto e fatto proprio: per Alice (ovvero per il suo creatore) la matematica è affrontare le avventure della vita attraverso una ricerca attiva, uno spiazzamento inatteso, una curiosità instancabile, un imprevisto accolto, un piacere nel dare un senso diverso agli eventi quotidiani. Ma la Matematica è un Gioco non solo per Alice: lo è per chi ha rompicapi da affrontare, problemi da risolvere, logiche da gestire … e sa venirne a capo, ponendosi le domande giuste. Questo piacere della scoperta è aperto a tutti quelli che hanno le mani nella pasta matematica; e quindi anche agli studenti e alle classi che operano sulle differenti aree matematiche. SPIAZZAMENTO DOMANDA ATTIVAZIONE SCOPERTA Quale attività è proposta alla classe? Vi proponiamo di affrontare questa sfida matematica attraverso quattro passi. 1. Ogni alunno di una classe parte in solitario alla ricerca di giochi matematici, cercando nel più vasto e differente archivio possibile: siti, libri, testi, racconto, vissuti … è possibile esplorare una enorme varietà di giochi, per cui viene dichiarata aperta una vasta caccia matematica. Questo lavoro di ricerca è anche di selezione, per arrivare a individuare e focalizzare alcuni (pochi) giochi, che appaiono particolarmente validi e interessanti da far circolare tra i compagni di classe e nelle rete. Ciascuno può fare un prezioso lavoro di selezione, basato sulla sensibilità e sugli interessi individuali. RICERCARE I GIOCHI PIÙ ADATTI 2. Quindi viene raccolto tutto insieme, e a livello di classe (o sottogruppi) si può fare un successivo lavoro di analisi e selezione delle proposte diffuse, attraverso una negoziazione condivisa. Da questo grande calderone (comunque di qualità) la classe sceglie il gioco ottimale (o meglio due o tre o quattro o cinque o sei giochi), da Scienza under 18 esaminare sottosopra da molti punti di vista. La scelta dei giochi matematici ottimali va fatta in base allo scopo della ricerca progettuale: proporre giochi condivisibili con molti, trasformandoli in forme adeguate e coinvolgente da metterlo in rete. SELEZIONARE IL GIOCO OTTIMALE 3. Per il successivo lavoro di riprogettazione si possono creare e delegare piccoli gruppi di lavoro, che riscrivono i giochi selezionati riportandoli nel contesto di Alice e di performing. Inventare di nuovo le cose … magari attraverso una scrittura che si rifà allo stile letterario del testo di Alice nel Paese delle Meraviglie … magari facendo narrare proprio dai personaggi più adatti tra quelli che popolano il Paese delle Meraviglie. ALICIZZARE IL GIOCO MATEMATICO 4. Un gioco riscritto è per sua natura coerente con l’avventura matematica, che si è evoluta attraverso un continuo riprendersi e ricorrersi di idee e teoremi che, partiti dai classici e degli antichi, si sono adattati e trasformati nel tempo e nello spazio. Lo scopo di questa attività è ben definito: creare dei giochi matematici con una forma e una struttura ottimale per il sito www.performingalice.it IMPLEMENTARLO SU PERFORMING Scienza under 18 3-4. GIOCARE CON LA MATEMATICA. Indice Quanti sono i giochi matematici? Tantissimi sì … ma tanti quanti? Infiniti? La matematica è l’unico luogo in cui il concetto di infinito si trova a casa sua, al contrario delle scienze sperimentali. I granelli di sabbia dei deserti, le molecole che formano della Terra, gli atomi che costituiscono l’universo sono tanti … ma con un loro numero. In matematica invece i numeri naturali o reali che potremmo scrivere, i differenti segmenti o prismi che potremmo disegnare ci portano verso l’infinito. Ma la fisicità del gioco rende il loro numero concreto e ineffabile: molte migliaia, oltre il milione … sui giochi matematici vi è l’imbarazzo della scelta. 31. Dieci Giochi 32. Dieci Giochi 33. Dieci Giochi 34. Dieci Giochi 41 42 43 44 Aritmetici Geometrici Algebrici Logici Soluzioni Dieci Giochi Aritmetici Soluzioni Dieci Giochi Geometrici Soluzioni Dieci Giochi Algebrici Soluzioni Dieci Giochi Logici I giochi matematici sono stati classificati nelle aree curricolari della scuola, in quanto il gioco matematico può trovare un fecondo spazio dentro il curricolo matematico. Tutti i grandi matematici si sono occupati di giochi matematici. La matematica è un gioco. Questi quattro gruppi di dieci giochi sono solo spunti iniziali e parziali, un invito ad andare oltre per trovare i giochi che più interessano ricostruire e riproporre. Scienza under 18 31. Dieci giochi Aritmetici SU 1. IL RESTO DI UNA CENA Ci sono tre amici che si trovano una sera e decidono di andare insieme a cena in un ristorante della loro città. Alla fine della cena, chiedono naturalmente il conto al cameriere, che immediatamente porta loro un biglietto dal quale risulta che la spesa complessiva ammonta a 60 euro. A questo punto i tre amici estraggono ognuno una banconota da 20 euro e la porgono al cameriere, lamentandosi perché trovano il conto piuttosto caro, e chiedono al cameriere di andare dal suo capo per chiedere un piccolo sconto. Il cameriere si reca allora dal direttore riferendo quanto gli è stato detto, e quest'ultimo decide di accettare la richiesta applicando uno sconto di 10 euro. Subito dopo il cameriere prende 5 monete da 2 euro dalla cassa e li riporta ai tre amici, i quali decidono di riprendere una moneta da 2 euro a testa e lasciano i restanti 4 euro al cameriere come mancia, riconoscendo sua disponibilità. Usciti dal locale i tre amici cominciano a fare i conti: dunque, ognuno di loro ha in pratica speso 18 euro, per un totale di 54 euro, più i 4 euro dati al cameriere si arriva ad una somma di 58 euro, ma dove sono finite i restanti 2 euro che mancano ai 60 euro iniziali? 2. MENO PESATE POSSIBILI Un orafo ha quattro monete d’oro che sono uguali nell'aspetto, ma una di esse ha un peso diverso. Vuole individuare la moneta con un peso diverso avendo a disposizione una bilancia a due piatti. Qual è il numero minimo di pesate che deve effettuare per risolvere il problema? 3. CAMION CHE PASSANO Un automobilista percorre un tratto autostradale alla velocità costante di 120 km/h. In 30 minuti sorpassa 50 camion che a loro volta marciano a una velocità di 80 km/h. Se tutte le velocità fossero costanti e fossero anche costanti i flussi di traffico, quanti camion percorrono quell'autostrada in un'ora? Un'ipotetica persona ferma su un ponte di quella autostrada quanti camion vedrebbe passare davanti a sè in un'ora? Scienza under 18 4. LA MICCIA BRUCIA Primo caso Un artificiere ha a disposizione due corde di lunghezza uguale, e tanti accendini quanti ne vuole... e nient'altro! Entrambe le corde, se incendiate, impiegano un'ora esatta per bruciare. Se l’artificiere dà fuoco ad una estremità, il fuoco arriva all'altra estremità dopo esattamente 60 minuti. Le due corde però non bruciano in maniera uniforme, ma casualmente, e non bruciano nemmeno nello stesso modo ma ognuna per i fatti suoi. L'obiettivo dell’artificiere è riuscire a trovare un modo per calcolare il passare di un quarto d'ora di tempo. Secondo caso Un povero soldato deve far saltare un ponte dopo 45 minuti esatti. Purtroppo non ha nessun modo di poter determinare il trascorrere del tempo tranne 2 micce che durano esattamente 1 ora ciascuna. Sfortunatamente il tempo di combustione delle due micce non è proporzionale alla lunghezza; così metà miccia non brucia in mezz'ora. Come può riuscire nel suo l'intento? 5. GLI IMBIANCHINI DIVERSI Un imbianchino dipinge una stanza in 1 ora, un altro imbianchino dipinge la stessa stanza in un ora e mezzo, infine un terzo imbianchino dipinge la stessa stanza in 2 ore. Se dipingono tutti insieme la stessa stanza quanto tempo ci mettono? 6. LE NOCI DI COCCO Primo caso. Tre marinai sbarcano su un’isolo selvaggia. Lì trovano un mucchio di noci di cocco. Il primo ne prende la metà più mezza noce. Il secondo prende metà di quello che è rimasto più mezza noce. Anche il terzo prende metà del rimanente più mezza noce. Rimane esattamente una noce che essi danno alla scimmia. Quante erano inizialmente le noci del mucchio? Secondo caso. L’anno dopo cinque marinai e la scimmia diventata amica fanno di nuovo naufragio sulla stessa isola selvaggia, e passano il primo giorno a raccogliere noci di cocco per cibo. Poi le ammucchiano tutte insieme e vanno a dormire. Ma mentre tutti dormono uno di essi si sveglia e, pensando che il mattino dopo vi sarebbero stati dei litigi alla spartizione, decide di prendersi la sua parte: divide le noci in cinque mucchi … rimane una noce che dà alla scimmia; poi nasconde la sua parte e mette tutto le noci restanti assieme. Poco dopo un secondo marinaio si sveglia e fa la stessa cosa: divide le noci in cinque parti, prende la sua e da quella che avanza alla scimmia. Uno dopo l'altro tutti i mariani fanno la stessa cosa: ognuno prende un quinto del mucchio e da una noce alla scimmia. Alla Scienza under 18 mattina dividono le noci ed ognuno ottiene lo stesso numero. Ciascuno sa che mancano delle noci, ma ognuno si sente colpevole come gli altri e così nessuno parla. Quante noci c'erano all'inizio? 7. LE PERLE Un rajah lascia in eredità alle sue sei figlie un certo numero di perle preziose da suddividere in questo modo: alla maggiore una perla e un settimo delle rimanenti; alla seconda due perle e un settimo delle rimanenti; alla terza tre perle un settimo delle rimanenti e così via. L’ultima figlia è insoddisfatta! Ma non ha motivo di lamentarsi: con questa suddivisione tutte ricevono lo stesso numero di perle. Quante sono le perle preziose? 8. UOVA E GALLINE Se quattro galline fanno quattro uova in quattro giorni ... Quante uova faranno sei galline in sei giorni? 9 - LA PIA DONNA Una signora va a pregare nella Chiesa di San Francesco e chiede che le venga raddoppiata la cifra che ha in tasca. Essendo stata esaudita dà un'offerta alla Chiesa di 6 euro ed esce. Poi entra nella Chiesa di San Lorenzo e chiede al nuovo santo lo stesso miracolo. Una volta esaudita, esce dalla Chiesa lasciando al Santo lo stesso obolo di 6 euro. Decide infine di pregare davanti a San Bassiano, che le raddoppia la cifra che ha in tasca, ed esce dopo aver lasciato i soliti 6 euro in offerta. Alla fine rimane completamente senza soldi. Quanto aveva in tasca all’inizio? Scienza under 18 10. I TRE SUPERMERCATI Tre supermercati vendono la stessa pasta di marca Aldente. Il prezzo di base è lo stesso per i tre supermercati: 1 euro. Nel mese di febbraio, per incrementare le vendite, vengono fatte le alcune promozioni. Nel supermercato Spendibene si fa lo sconto del 35% Nel supermercato Paghigiusto c’è la promozione “compri 3 e paghi 2”. Nel supermercato Costapoco c’è la promozione “compri 5 e paghi 3” Quale dei tre supermercati offre la pasta Aldente al prezzo minore? Soluzioni Scienza under 18 32. Dieci Giochi Geometrici SU 1. LA NINFEA CHE CRESCE Una ninfea inizia a crescere in un lago e ogni giorno raddoppia la sua dimensione. Cresce lentamente, un giorno dopo l’altro … ma quando arriva il centesimo giorno ho già occupato tutto il lago. Dopo quanti giorni aveva occupato solo metà del lago? 2. UN CUBO DA DUPLICARE La peste si è diffusa ad Atene e non si trovano rimedi per fermarla. Una delegazione di ateniesi s'imbarca per Delfi, per interrogare l'oracolo su come porre fine all'epidemia. L'oracolo spiega: “Per far cessare la peste dovete duplicare l'altare a forma di cubo, consacrato ad Apollo nell'isola di Delo”. Finalmente! Gli ateniesi costruiscono un nuovo altare col lato doppio di quello antico. Ma la peste continua, e grande è il loro disappunto. Il matematico Archita mostra che il nuovo altare non è il doppio di quello antico, ma otto volte più grande. Gli ateniesi allora innalzano sopra il vecchio altare uno nuovo identico. Il volume dei due altari è il doppio … ma la peste continua. Infatti in nuovo altare non è stato duplicato, ma è formato da due altari sovrapposti. Archita spiega: “Per duplicare un segmento raddoppiatelo; per duplicare un quadrato costruite il lato sulla diagonale; per duplicare un cubo… forse è impossibile.” Quale soluzione proponi? 3. LA PELLE DELL’ORSO Un cacciatore di orsi parte per una battuta di caccia. Raggiunto il luogo desiderato pianta la sua tenda e prepara la bussola. Si incammina verso Sud per un chilometro alla ricerca di orsi, ma non trova nulla. Decide di percorrere un chilometro verso Est. Di nuovo non trova nulla e si dirige ora verso Nord. Dopo un chilometro trova un orso che sta frugando proprio nella tenda che lui aveva piantato poco prima. Di che colore è l'orso? Scienza under 18 4. I LATI DEL TRIANGOLO Due lati di un triangolo misurano ciascuno 8 centimetri. Il terzo lato misura un numero intero di centimetri. Quanti centimetri può misurare al massimo il perimetro del triangolo? 5. UN CUBO A PEZZI Qual è il numero minimo di tagli che occorrerebbe a un falegname per trasformare un cubo di legno in ventisette cubetti? Un falegname, lavorando con una sega circolare, desidera tagliare un cubo di legno, di tre centimetri di lato, in 27 cubetti da un centimetro. Potrebbe farlo assai facilmente con sei tagli, mantenendo i pezzi sempre in modo di conservare la forma cubica (cioè, dopo ogni taglio continua a tenere unita la struttura, così com'era all'inizio). E' possibile ridurre il numero di tagli necessari risistemando i pezzi dopo ogni taglio? 6. L'ACQUARIO MEZZO VUOTO O MEZZO PIENO Un acquario pieno d'acqua fino al bordo pesa 108 kg. Quando è metà vuoto, lo stesso acquario pesa 57 kg. Quanto pesa l'acquario vuoto? Scienza under 18 7. I QUADRATI E I RETTANGOLI DELLA SCACCHIERA Quanti quadrati e quanti altri rettangoli ci sono in una scacchiera? In altre parole, in quanti modi è possibile tracciare un quadrato o un altro rettangolo limitati dalle linee dei quadrati unitari della scacchiera? Si devono contare, oltre agli 8x8 = 64 quadrati unitari anche quelli 2x2, 3x3 e tutti quelli più grandi. Alla fine si arriva ad una formula che si può applicare a scacchiere di dimensioni diverse. Ad esempio, quanti sono i quadrati per una scacchiera 10x10? 8. L’AREA IN ROSSO Un quadrato è inscritto in un cerchio di diametro 2 m. Si costruiscono poi quattro cerchi aventi per diametro ognuno il lato del quadrato. Trova l’area della parte indicata in rosso nella figura. 9. IL DORMITORIO Il dormitorio di un convento ha forma quadrata ed è composto da 8 celle. Ogni cella ospita tre monache. E ogni sera la badessa, che purtroppo è cieca, compie il suo giro d’ispezione. La badessa ha l’abitudine di contare le monade che si trovano nelle 3 celle su ogni lato del quadrato e sa che devono essere in totale 9. Una sera esegue il controllo e conta sempre nove persone per lato, anche se sono entrate quattro novizie. Per sicurezza, fa un secondo giro di ispezione e trova sempre nove persone su ogni lato, sebbene le quattro novizie siano uscite con quattro monache. Com’è possibile? Scienza under 18 10. QUADRATI E FIAMMIFERI Il quadrato di fiammiferi 3 x 3, riportato di figura, può essere diviso molto semplicemente in 3 parti uguali con 6 fiammiferi. Un po’ meno evidente è la divisione, sempre in 3 parti uguali, con 7 fiammiferi. Soluzioni Scienza under 18 33. Dieci Giochi Algebrici SU 1. L’EPITAFFIO DI DIOFANTO Il matematico greco Diofanto, padre delle equazioni, ha scritto sulla sua tomba questa epitaffio. Quanti anni è vissuto Diofanto? Dio gli donò di essere ragazzino per la sesta parte di sua vita. Nell’ altro dodicesimo vicino la guancia di peluria si è riempita. Dopo un settimo di vita, testimonio che accesero per lui fiamme nuziali. E cinque anni dopo il matrimonio gli nacque un figlio, tra grandi ideali. Povero figlio: giunto alla metà d'intera vita del suo genitore, preso dal fato morì senza pietà. Consolando coi numeri il dolore per quattro anni sopravviverà. Poi chiude la sua vita e così muore. 2. STRUZZI E ASINI La famiglia Verdi ha inaugurato una nuova attività: si è messa ad allevare struzzi ed asini. La signora Verdi dice: "Sono proprio contenta perché, con le nascite di quest'anno, nel nostro allevamento posso contare 35 teste e 116 zampe!". Quanti sono gli struzzi e gli asini allevati dalla famiglia Verdi? 3. ARANCE E LIMONI 3 arance e 2 limoni pesano complessivamente 255 grammi. 2 arance e 3 limoni pesano complessivamente 285 grammi. Tutte le arance hanno lo stesso peso e tutte i limoni hanno lo stesso peso. Quanti grammi pesano complessivamente 1 arancia e 1 limone? Scienza under 18 4. FRATELLI E SORELLE Federico ha tre sorelle e cinque fratelli. Sua sorella Sara ha "S" sorelle e "F" fratelli. Quanto vale il prodotto di S per F? 5. QUANTO PESA ANNA? Anna si è pesata ieri con lo zaino in spalla: la bilancia segnava 45 kg. Oggi pesa 53 kg, ma il suo zainetto è tre volte più pesante di quello di ieri. Quanti chilogrammi pesa Anna, se il suo peso tra ieri e oggi è rimasto lo stesso? 6. PENSA UN NUMERO Primo caso. Pensa un numero, raddoppialo, aggiungi 8, dividi per 2, sottrai il numero pensato; avrai 4. Come spieghi questo risultato? Secondo caso. Pensa un numero, moltiplica per 2, aggiungi 5, moltiplica per 5, aggiungi 10, e moltiplica per10, e dimmi il risultato. Se da questo sottraggo 350, e divido per 100, ho il numero pensato. Come spieghi questo risultato? Scienza under 18 7. I DISCEPOLI DI PITAGORA Policrate, Re dell'Isola di Samo, chiede a Pitagora quanti sono i suoi discepoli. Il maestro gli risponde: "La metà studia matematica; un settimo si esercita nella meditazione e nel silenzio, la metà della metà studia natura e, inoltre, ci sono tre allieve donne". Quanti discepoli ha Pitagora ? 8. L'ELEFANTE E IL TOPOLINO Se un elefante e un topolino pesano insieme una tonnellata e 100 grammi e l’elefante pesa una tonnellata più del topolino, quanto peserà quest’ultimo? 9. L’ETA DEI FIGLI Aldo e Bruno, due vecchi amici, si incontrano dopo diversi anni e cominciano a conversare finché il discorso va a finire sui figli. Aldo : "Che età hanno i tuoi tre figli ?" Bruno : "Guarda, ti posso dire che il prodotto delle loro età è uguale a 36". Aldo : "Questa informazione purtroppo non mi basta !" Bruno : "È vero; ti dirò allora che la somma delle loro tre età è uguale al numero civico di quella casa". Aldo : "Uhm...; però ancora non mi è sufficiente!" Bruno : "Hai ragione. Ti posso dire che il più piccolo ha gli occhi azzurri!" Aldo : “OK. Ora so tutto”. Qual è l'età dei tre figli? Scienza under 18 10. UNA BOTTIGLIA DI VINO Se una bottiglia di vino costa 10 Euro e il prezzo del vino è di 9 Euro superiore al prezzo della bottiglia, qual è il prezzo della bottiglia? Soluzioni Scienza under 18 34. Dieci Giochi Logici SU 1. LA CATENA Un signore possiede una catena d'oro composta da sette anelli, non richiusa su se stessa. Un giorno, spinto dal bisogno, è costretto a chiedere in prestito un cavallo ad un suo conoscente per sette giorni. In cambio però, quest'ultimo vuole la catena d'oro e chiede di venir ricompensato con un anello al giorno, per ognuno dei sette giorni. Qual è il numero minimo di anelli della catena che occorre rompere per poter dare ogni giorno un anello? 2. LE PESATE Primo caso Un droghiere ha dieci pile di dieci monete. Uno dei mucchietti è fatto tutto di monete false, ma non sa qual è. Però sa il peso di una moneta buona e che una moneta falsa pesa un grammo in più del dovuto. Le monete possono essere pesate con una bilancia a normale. Qual è il numero minimo di pesate necessarie e riconoscere qual è il mucchietto di monete false? Secondo caso Lo stesso droghiere, il mese dopo si trova con una bilancia a due piatti e nove monete, una delle quali è leggermente più pesante delle altre. Qual è il numero minimo di pesate per stabilire qual è la moneta pesante? Terzo caso Un mese dopo ancora lo stesso droghiere ha una bilancia a due piatti e dodici monete, una delle quali è di peso leggermente diverso. Qual è il numero minimo di pesate per stabilire quale ha il peso differente? 3. IL CAMBIO DEL PACCO In un gioco a premi un concorrente deve scegliere quale porta aprire fra le tre proposte dal presentatore: "Dietro una di queste c'e` un'auto, nelle altre due vi è una gallina". Il concorrente sceglie una porta, e come capita di solito, il presentatore gli dice: "Ne è proprio sicuro? Può ancora cambiare la scelta: anzi, la voglio aiutare" e apre una delle porte che non è stata scelta, mostrando la gallina. Al concorrente conviene cambiare porta, o la cosa è indifferente? Scienza under 18 4. IL CODICE SEGRETO Uno spione cerca di capire la regola che associa parola e controparola d'ordine per entrate in un centro di ricerca segretissimo. Si nasconde dietro a un albero ed osserva. Arriva uno scienziato, bussa al portone e da dentro una voce dice "Dodici", lo scienziato risponde "6" e gli viene aperto. Poco dopo arriva un altro scienziato, bussa e gli viene detto "Otto", lui risponde "4" ed entra. Un terzo scienziato entra, dopo avere risposto "Cinque" alla parola "10". A questo punto, la spia crede di aver capito tutto: si avvicina, bussa, le dicono "Quattro", lui risponde "2" e lo cacciano via in malo modo. Come mai? 5. LA FAMIGLIA ROSSI La famiglia Rossi è formata dal papà, la mamma, figli, figlie e … pesci rossi. Ci sono in tutto 14 mani e 13 bocche. I pesci rossi, come si sa sono senza mani. Quanti pesci rossi ci sono nella famiglia Rossi? 6. INDOVINA IL NUMERO Indovina un numero, è intero e positivo. Quattro amici ti danno delle informazioni. Ma tu sai che, tra Andrea e Bruno, uno dei due dice la verità e così pure fra Carlo e Dario. Solo uno dei due dice il vero Anna: "Il numero è 9". Bruno: "Il numero è primo". Carlo: "Il numero è pari". Dario: "Il numero è 15". Qual è il numero? Scienza under 18 7. IL QUADRO RUBATO Tu devi scoprire il responsabile del furto di un celebre quadro del Caravaggio. A D B C Gli indiziati sono quattro trafficanti d’arte, che conosci bene: i fratelli Aldo e Battista, Corrado e Dario Li interroghi e registri queste dichiarazioni. Aldo: "Corrado non ha rubato la tela." Dario: "Il furto non è stato commesso da Battista." Corrado: "Il ladro è uno dei fratelli." Battista: "Non sono stato io." Tu sai che solo uno di loro ha detto il falso. E ora sai chi ha rubato la tela! 8. COGNOMI E CAPELLI Due uomini e una donna di cognome Biondi, Neri e Rossi si incontrano in un bar. La donna, che non ha i capelli rossi, osserva: "I nostri cognomi corrispondono proprio al colore dei nostri capelli!". "Vero" risponde la persona dai capelli neri "però nessuno di noi ha i capelli che si accordano col proprio cognome." "Hai proprio ragione!" esclama Biondi. Qual è il colore dei capelli di Neri? 9. IDENTIKIT DI UNA TARGA. Dopo aver provocato un incidente, una Fiat Uno fugge. Nessuno dei testimoni ricorda la targa, ma dalle varie testimonianze si accertano le seguenti informazioni: la sigla della provincia è AL, le due cifre finali sono 11, le prime quattro cifre sono pari e tutte diverse. Con questi elementi è possibile individuare l'auto pirata? Scienza under 18 10. UNA GRANDE FAMIGLIA In un gruppo di persone erano presenti tutte queste relazioni di parentela: padre, madre, figlio, figlia, fratello, sorella, cugino, nipote maschile, nipote femminile, zio e zia. Qual è il più piccolo gruppo di persone per le quali si può verificare questa circostanza e quali sono i loro rapporti di parentela? Soluzioni Scienza under 18 4. SOLUZIONI DEI GIOCHI MATEMATICI SU 41. Soluzioni dei Dieci Giochi Aritmetici 1. IL RESTO DI UNA CENA I 2 euro non sono finiti da nessuna parte. Infatti il gioco è intenzionalmente posto con lo scopo di ingannare colui che deve risolverlo. La spiegazione è molto semplice: si può facilmente osservare che i 54 euro complessivamente sborsati dai tre amici, sono state così suddivise: 50 euro lire al direttore del ristorante e i restanti 4 euro sono la mancia data al cameriere. 2. MENO PESATE POSSIBILI Per risolvere il problema sono sufficienti due pesate. Denominiamo le palline con A, B, C e D. Per individuare quella diversa si può procedere nel seguente modo: nella prima pesata si mettono a confronto A e B, e si annota se si è avuto equilibrio oppure no; nella seconda pesata invece si toglie una pallina (ad esempio B) e la si sostituisce con un'altra, cioè si confronta A con C, ed anche in questo caso si controlla se c'è o meno equilibrio. A questo punto, a seconda degli esiti delle due pesate si possono avere quattro diversi casi, in ognuno dei quali è possibile individuare la pallina di peso diverso. La soluzione è riportata nella tabella che segue. 3. CAMION CHE PASSANO La risposta è che passano 200 camion ogni ora. L'automobilista viaggia ad una velocità relativa rispetto ai camion di 40 km/h. Perciò in mezz'ora, percorre 20 km, sempre rispetto ai camion. Questo significa che in un tratto di strada lungo 20 km, ci sono 50 camion, e cioè che ogni camion dista dal successiva 400 m (=20km/50). Dunque tra il passaggio di un camion e l'altro, passano 18 secondi (=0,400/80=0,005 ore) pertanto in un'ora ne passano 200 (=3600/18). 4. LA MICCIA BRUCIA Primo caso. All'inizio si prende la prima corda e si dà fuoco a entrambe le estremità contemporaneamente, e sempre nello stesso istante accendo un estremo della seconda corda. Passata mezz'ora la prima corda sarà completamente consumata (visto che ci avrebbe impiegato un'ora se fosse stata accesa solo da una parte). A questo punto la seconda corda continuerebbe a bruciare ancora per mezz'ora, ma se si dà fuoco anche all'altro estremo, finirà esattamente nel giro di un quarto d'ora.... il quarto d'ora da misurare. Secondo caso. La soluzione si basa sull'osservare che una miccia accesa da entrambi gli estremi si consuma esattamente in mezz'ora; la combustione non lineare fa sì che le scintille provenienti dai due estremi non si incontrino a metà della miccia ma l'incontro avverrà comunque dopo mezz'ora. A questo punto il buon soldato accende una miccia da entrambi i lati e l'altra da un lato solo. Quando la prima sarà consumata sarà passata mezz'ora e mezz'ora sarà la durata residua della seconda miccia. Accendendo ora la seconda miccia - da mezz'ora - anche Scienza under 18 dall'altro estremo questa si consumerà in 15 minuti; 15 minuti che, sommati alla prima mezz'ora, fanno i 45 minuti cercati 5. GLI IMBIANCHINI DIVERSI Consideriamo un tempo di 6 ore, cioè 360 minuti (prendiamo 6 ore perché è un numero comodo per fare i conti visto che vengono fuori degli interi). In queste 6 ore: Il primo da solo dipingerebbe 6 stanze Il secondo da solo dipingerebbe 4 stanze Il terzo da solo dipingerebbe 3 stanze Cioè, lavorando tutti assieme per 6 ore dipingerebbero un totale di 13 stanze, per cui per trovare quanto ci mettono per una sola stanza si devono dividere le 6 ore per 13: 6 ore / 13 = 360 min / 13 = 27 min 41 sec 54 centesimi 6. LE NOCI DI COCCO Primo caso. La risposta è 15 noci. Infatti se alla fine resta una noce (quella che viene data alla scimmia) vuol dire che il terzo marinaio si è trovato davanti ad un mucchio di 3 noci, dal quale ne ha prese 2, ovvero metà del mucchio (cioè una noce e mezza) più mezza noce, lasciandone 1. Analogamente il secondo marinaio avrà avuto a disposizione 7 noci prendendone 4 (3 e mezzo + 1 mezza noce) e lasciandone appunto 3 per il terzo marinaio. Infine, il primo marinaio poteva disporre di un totale di 15 noci, e ne ha prese 8. Secondo caso. La risposta è 3121 noci. In realtà in questo caso la risposta non è unica, ma chiaramente una volta nota una soluzione le altre potranno essere ottenute semplicemente sommando o sottraendo una costante che in questo caso vale 56 = 15625. In questo caso 3121 rappresenta il numero minimo di noci di cocco. Per ricavare questo valore è sufficiente risolvere il seguente sistema. 7. LE PERLE E SEI FIGLIE Proseguendo la successione dei multipli di 6: …24,30,36…proseguendo l’altra successione ottenuta aggiungendo 1 ai multipli di 7 si ottiene …29,36….ecco! Hanno in comune 36, quindi le perle sono 36. E risolvendo le espressioni si ottiene sempre 6! Cioè tutte le figlie ricevono 6 perle. 8. UOVA E GALLINE Nove. 9 . LA PIA DONNA 5,25 euro 10. TRE SUPERMERCATI Al supermercato Costapoco lo sconto è del 40% per cui la pasta costa 60 centesimi Scienza under 18 42. Soluzioni dei Dieci Giochi Geometrici SU 1. LA NINFEA CHE CRESCE La risposta è: 99 giorni. Infatti, se al centesimo giorni la ninfea ha ricoperto tutto il lago, il giorno precedente ne copriva evidentemente la metà, dato che ogni giorno la superficie della foglia raddoppia. 2. UN CUBO DA DUPLICARE Molti grandi matematici del tempo hanno proposto varie soluzioni per duplicare un cubo: Menecmo ha intersecato un'iperbole con una parabola; Ippoocrate ha costruito i medi proporzionali; Nicomede ha realizzato un concoide, simile a un conchiglia. Sia come sia, la radice cubica di 2 è quel numero che moltiplicato tre volte per se stesso dà 2. E questo numero è un numero reale, che è formato da infinite cifre decimali non periodiche … e numeri reali sono le misure di tutti gli oggetti reali. 3. LA PELLE DELL’ORSO L'orso è bianco. Infatti l’unico posto sulla superficie terrestre al quale si torni dopo aver percorso 1 km verso Sud, 1 km verso Est, 1 km verso Nord è il polo Nord e lì ci sono solo gli orsi bianchi. 4. I LATI DEL TRIANGOLO 15 centimetri 5. UN CUBO A PEZZI Si Bastano tre tagli 6. L'ACQUARIO MEZZO VUOTO O MEZZO PIENO 6 kg 7. I QUADRATI E I RETTANGOLI DELLA SCACCHIERA Ci sono 1296 rettangoli in tutto, dei quali 204 sono quadrati, contando anche il bordo della scacchiera stessa. In generale, una scacchiera di n^2 quadrati contiene ((n^2 + n)^2)/4 rettangoli dei quali (2n^3 + 3n^2 + n )/6 sono quadrati. 8. L’AREA IN ROSSO L’area della parte indicata è 2 m2 9. IL DORMITORIO A sinistra è indicato il numero di persone presenti in ogni cella, con le 4 novizie in più e quindi con 28 persone in tutto. Al centro è indicata la disposizione con 4 monache in meno, uscite con le 4 novizie, e quindi con 20 persone rimaste nelle celle. Scienza under 18 A destra è riportata una ulteriore disposizione, nell’ipotesi che le 4 monache rientrino portando con sé 2 novizie ciascuna e quindi con 32 persone nel dormitorio. 10. QUADRATI E FIAMMIFERI Ecco una delle possibili soluzioni della divisione del quadrato 3 x 3 in 3 parti uguali, con 6 fiammiferi e con 7. Scienza under 18 43. Soluzioni dei Dieci Giochi Algebrici SU 1. L’EPITAFFIO DI DIOFANTO Diofanto è vissuto 84 anni Infatti Diofanto è stato ragazzino per 1/6 della vita. Se l’intera vita è x, è stato ragazzo 1/6 di x. Gli spunta la barba dopo un altro 1/12 di vita; per cui x della vita va diviso per …………. Si sposa quando è ancora trascorso 1 …. di vita per cui va aggiunta questa frazione di x. Dopo 5 anni …………………………………………………… allora va aggiunto il numero ………… Il figlio muore quando ha la metà dei suoi anni; quindi alla vita va aggiunto x / ………. Diofanto sopravvive al figlio per altri ……………. anni L’età di Diofanfo (x) si trova sommando = x/6 + x/….… + x/ …... + …… + x /……. + ……… Il minimo denominatore comune (m.c.m.) tra 6, 12, 7, 2 è ….……….. Calcola ora i numeratori delle quattro frazioni, che sono 14 + 7 + 12 + 42 = ……………… Ai 75/84 vanno aggiunti i 5 anni e i 4 anni indicati. Così Diofanto muore all’età di ………. anni 2. STRUZZI E ASINI Se indichiamo con x il numero degli elefanti, allora gli struzzi sono (35-x); sapendo che ci sono 116 zampe, possiamo impostare l'equazione: 4x + 2(35-x) = 116, da cui otteniamo x=23. Dunque, gli elefanti sono 23 e gli struzzi 12] 3. ARANCE E LIMONI Sommando i dati si ottiene che 5 arance e 5 limoni pesano complessivamente..., dunque 1 arancia e 1 limone pesano complessivamente 106 g 4. FRATELLI E SORELLE 12 5 QUANTO PESA ANNA? 41 kg 6. INDOIVINA UN NUMERO Primo caso. Possiamo impostare la seguente espressione, dove x indica un qualunque numero pensato: (2x + 8) : 2 - x = =x+4-x= = 4] Secondo caso. Se il numero pensato è x, si può impostare la seguente espressione: {[5·( 2x + 5) +10]·10-350}:100 = Scienza under 18 = {[10x + 35]·10-350}:100 = = {100x + 350-350}:100 = = 100x:100 = =x 7. I DISCEPOLI DI PITAGORA 28 di cui 25 maschi e 3 femmine 8. L'ELEFANTE E IL TOPOLINO 50 grammi 9. L’ETA DEI FIGLI I tre figli hanno rispettivamente 6, 6 ed 1 anno. Dalla prima informazione (il prodotto delle tre età deve essere 36) si ricava che le possibilità sono: 36 1 1 - 18 2 1 - 12 3 1 - 6 6 1 - 9 4 1 - 2 2 9 - 3 6 2 - 4 3 3 All'amico non basta sapere la somma. Ciò vuol dire che più combinazioni devono avere lo stesso totale. Le combinazioni con lo stesso totale sono: 661 229 Il numero civico visto è infatti il 13, cioè l'unico totale che risulta in più di una possibilità. Sapere il totale sarebbe stato invece sufficiente in tutti gli altri casi. A questo punto, l'informazione finale (c'è un più piccolo) ci fa escludere il caso di due gemelli piccoli (quelli di 2 anni). 10. UNA BOTTIGLIA DI VINO La bottiglia costa 50 centesimi di Euro Scienza under 18 44. Soluzioni dei Dieci Giochi Logici SU 1. LA CATENA Il problema può essere risolto rompendo un solo anello e precisamente il terzo. In questo modo si ha disposizione un anello singolo (appunto il terzo), una catena con due anelli (il primo e il secondo) ed una con quattro anelli (dal quarto al settimo). Con questi tre pezzi è possibile formare ogni combinazione numerica da uno a sette. La chiave del problema sta nel fatto che il conoscente riceva un anello il primo giorno e nei successivi abbia un anello in più ogni giorno e non che riceva un nuovo anello ogni giorno. In pratica si procede nel seguente modo: il primo giorno viene dato il primo anello, il secondo giorno vengono dati gli anelli 1-2 e viene restituito il 3, il terzo giorno viene di nuovo aggiunto l'anello 3, il quarto giorno vengono dati gli anelli 4-5-6-7 e restituiti gli anelli 1-2 e 3; e così via. La difficoltà che in genere viene incontrata nella risoluzione di questo problema è dovuta all'errata interpretazione dell'espressione "un anello al giorno", che viene capita nel senso letterale e che quindi non tiene conto delle possibili restituzioni. 2. LE PESATE Il mucchio di monete false può essere identificato con una sola pesata. Prendete una moneta dal primo mucchio; due dal secondo, tre dal terzo e così via sino a tutte e dieci le monete dell'ultimo mucchio. Pesate ora l'intera collezione di campioni sulla bilancia. Il peso in più del dovuto in grammi, corrisponde al numero spettante al mucchio di monete false. Per esempio, se il gruppo di monete pesa in totale sette grammi in più del dovuto, il mucchio falso deve essere il settimo, dal quale sono state prese sette monete (ognuna pesante un grammo in più della moneta vera). Anche se vi fosse un undicesimo mucchio di dieci monete, il procedimento descritto sarebbe ancora valido, in quanto un eccesso di peso nullo indicherebbe che il mucchio falso è l'ultimo rimasto. Secondo problema: bastano due pesate. Siano le monete ABCDEFGHI. Si mettano ABC su un piatto e DEF sull'altro. Si danno tre casi, in ognuno dei quali abbiamo tre sottocasi. La soluzione completa è riportata in tabella. 3. IL CAMBIO DEL PACCO Il trucco qui è il fatto che il presentatore non apre una porta a caso, ma ne sceglie una con una capra. Supponiamo di avere scelto la prima porta: in questo momento abbiamo probabilità 1/3 che l'auto sia dietro una qualunque porta. Nei due casi in cui l'auto sia nella porta 2 o 3, il presentatore apre rispettivamente la porta 3 o 2, e se noi cambiamo scelta vinciamo (probabilità 2/3); se avevano scelto la porta giusta, lui ne apre a caso una delle altre (probabilità 1/6 per ciascuna) e se noi cambiamo perdiamo (probabilità 1/3). Quindi ci conviene cambiare porta. 4. IL CODICE SEGRETO La risposta tipica è "sette", perché la parola "quattro" ha sette lettere. Infatti in tutti i casi la controparola era il numero di lettere che componevano la parola d'ordine. Come già scritto, le risposte possibili sono infinite... Scienza under 18 5. LA FAMIGLIA ROSSI Se ci sono 14 mani, si può dedurre che le persone sono 7. Dunque i pesci sono 6. 6. INDOVINA IL NUMERO. Il numero è 2. L'affermazione "Il numero è 15" contraddice entrambe le affermazioni di Andrea e Bruno, quindi è falsa. È vera allora l'affermazione "Il numero è pari" e questo implica che sia falsa l'affermazione di Andrea ("Il numero è 9") e vera quella di Bruno ("Il numero è primo"). L'unico numero primo pari è 2. 7. IL QUADRO RUBATO Carlo ha rubato la tela. Carlo e Dante dicono la stessa cosa e quindi che né l'uno né l'altro può aver mentito perché si avrebbero due affermazioni false Il mentitore è o Augusto o Bernardo. Se fosse Augusto a mentire, il colpevole sarebbe Bernardo, ma ciò contraddirebbe l'affermazione (vera) di quest'ultimo per la quale il colpevole è uno dei fratelli. E’ Bernardo a dire il falso e e, quindi, la tela è stata rubata da Carlo o dallo stesso Bernardo; dall'affermazione di Augusto segue che il ladro è Carlo. 8. COGNOMI E CAPELLI La donna non ha i capelli rossi e nemmeno neri, quindi è bionda e, di conseguenza non può chiamarsi Biondi. Non può però chiamarsi Rossi, perché l'uomo dai capelli neri non è Biondi (che parla dopo di lui). Quindi la signora Neri hai capelli biondi. 9. IDENTIKIT DI UNA TARGA. Si devono considerare le auto immatricolate ad Alessandria le cui targhe hanno le caratteristiche indicate dai testimoni. Le possibili targhe, essendo note le due cifre finali, differiscono per le prime quattro cifre che devono essere pari tutte diverse tra loro e perciò sono 120. Fra queste 120 auto la polizia sceglierà le Fiat Uno e potrà risalire al proprietario dell'auto pirata. 10. UNA GRANDE FAMIGLIA Il gruppo più piccolo è di 4 persone: un fratello e una sorella. Il fratello ha un figlio e la sorella ha una figlia. Scienza under 18 5. ALICIZZARE LA MATEMATICA. Indice Per riscrivere un gioco matematico inserendolo dentro al Pese delle Meraviglie occorre un poco di fantasia e di conoscenza dei personaggi, da fare entrare in scena. Prima scrivendoli e descrivendoli, poi impersonandoli direttamente. I personaggi da convocare sul terreno di gioco sono quelli che Alice ha incontrato nelle sue avventure delle Meraviglie; va da sé che tutti sanno stare al gioco. Il giusto gioco matematico va però fatto interpretare dai giusti personaggi. ciascuno ha una sua identità, ciascuno ha un suo carattere • Alice: è assennata ma pronta a stupirsi; è anche capace di sintonizzarsi col pensiero altrui. • Bruco: è saggio e tranquillo, ma pronto a imprevedibili frecciate, di un gesto o una parola. • Coniglio: è affannato e sbadato; può credere ogni cosa, così prenderlo in giro è un gioco. • Cappellaio matto: ha una sua forte coerenza logica, perlopiù basata su presupposti folli. • Regina di Cuori: è autoritaria e stupida; la sua matematica vive di pregiudizi e strafalcioni. • E tutti gli altri … Una volta scelto il gioco matematico, basta trasportalo dentro il Paese delle Meraviglie. E viene naturale dargli una nuova forma. Magari fin da subito ciascuno, quando cerca e sceglie il suo gioco matematico, traguarda più avanti … su come potere ricostruire e raccontare il gioco all’interno di quello spazio del Paese delle Meraviglie, facendo entrare in scena quei personaggi. Scienza under 18 Ecco qua allora … Navigando in performing Alice incespica in un quadrato: prima patapùnfete, poi “Aia!” Alice cade con grazia, ma dai due quadrati cadono metà dei numeri e metà delle lettere. “Dove sono scappati i miei amatissimi e magici quadratucci?” tuona la Regina di Cuori. Presto! Aiuta Alice a raccattare tutti i numeri e le lettere, e rimettile a posto nei quadrati, prima che arrivino le regie carte a minacciarti un tragico finale. Troppo tardi! Ecco il due di picche! Si avvicina minaccioso e ti sussurra ”Il primo è un quadrato magico indiano di duemila anni: la somma di righe, colonne e diagonali dà sempre 34!” Aggiunge l’otto di quadri “Il secondo quadrato latino ha una struttura palindroma, che puoi leggere nei due sensi!”. L’hai sistemato? Non ancora? … è a posto? … quasi? Giusto per darci un controllino, vai a vedere alla prossima pagina …. Scienza under 18 E chissà quanti altri quadrati magici ha creato e distribuito, uno dopo l’altro o uno a fianco dell’altro, la giocosa storia della matematica?! Scienza under 18 6. IMPLEMENTARE IL PROGETTO. Alice fa ancora capolino. “Un gioco matematico diventa un performing per la rete se lo trasformiamo in • un filmato da interpretare • un giornale radio da recitare • un poster da mostrare • un sonetto da interpretare • un fascicoletto da vendere • uno schedario da consultare • uno spot da promuovere • una canzone da interpretare • un progetto da visualizzare • un exhibit da proporre • una foto da immortalare • un puzzle da ricostruire • un matevento sportivo da comunicare • un mimo da impersonare • una esplorazione da comunicare • una storiella da ridere • una mostra da realizzare • un mercato da animare • un telegiornale da parodiare • un musical da cantare • un evento da documentare … e così via!” Per Sei Barili? Mettiamo per ora da parte i giochi che abbiamo esaminato e selezionato … … limitiamoci a prendere in esame una immagine: sei barili matematici. Per un nostro performing possiamo partire da qui. Quale matematica può raccontarci questa immagine? Indice Scienza under 18 I sei barili contengono diverse quantità, infatti ci sono dei litri scritti sopra … forse di vino. Probabilmente sono dei liquidi, che si possono travasare da un barile all’altro. Sbuca fuori Alice e osserva: “Ormai l’odore di matematica diventato abbastanza intenso. Ma … in che forme e con quali modalità possiamo utilizzare questi barili?” Proprio questo è da decidere e da interpretare. Il definire un problema è un aspetto essenziale del grande gioco matematico. Ciascuno può dire la sua Brucaliffo propone: “Forse occorre ridistribuire le quantità in modo da rendere tutti i barili dello stesso peso per poterli così trasportare più agevolmente”. Stregatto precisa: “Oppure queste suddivisione in modo equo è stata la volontà paterna verso eredi ubriaconi”. Capitan Libeccio commenta: ”Oppure la richiesta può essere di svuotare completamente uno di questi barili attraverso il minor numero di travasi”. Bianconiglio aggiunge: “Oppure fare dei travasi in modo che le quantità di vino contenute siano multiple della capacità di fiaschi in cui devono essere travasate”. Falsa tartaruga osserva: “Oppure vanno ridistribuite tra loro le quantità attraverso travasi controllati per poterle suddividere in due parti o in tre parti le più simili possibili”. Tutte questa ipotesi si possono negoziare e animare … E poi? E poi ogni ipotesi emersa si può tradurre in una storia vera da raccontare. Magari in alcuni trittici di tableaux vivent, nei quali i personaggi di Alice diventano i barili numerati che interpretano e animano le differenti soluzioni di travaso. Oppure si possono narrare le traversie dei sei barili dentro un telegiornale o un giornale radio, trasmesso dal Paese delle Meraviglie. Qui i travasi tra barili possono diventare vicende di cronaca rosa o di cronaca nera, unioni e separazioni, intese e tradimenti; i barili stessi possono diventare le carte della regina … che tutto ordina e comanda. Chi poi ha il piacere di vedere i tableau o di ascoltare il giornale radio mentre visita performing … costui va tenuto sulla corda, ossia deve avere del tempo e degli spazi per pensare a una sua soluzione … prima della conclusione che si disvela con tableau finale o con l’inviato speciale. Per Sator? Si cambia e si riparte. Alice calandosi dondolando sul fondo del pozzo si imbatte in questo riquadro, tutto da decifrare... Scienza under 18 La scenografia anche sul fondo del pozzo è targata Paese delle Meraviglie, ma questa volta probabilmente ci si ritrova dentro un racconto giallo, o un caso di spionaggio, oppure una avventura poliziesca. Il Cappellaio matto può essere un investigatore di secondo rango e di basso profilo. Il suo assistente può essere il Ghiro dormiglione, ma magari proprio lui arriva a riconoscere il quadrato di Sator! Il quadrato del Sator è una iscrizione latina, a forma di quadrato magico, composta da cinque parole: SATOR, AREPO, TENET, OPERA, ROTAS. Queste parole intrecciate danno luogo a un lungo palindromo, una frase che rimane identica se letta da sinistra a destra o viceversa. Questa iscrizione è stata oggetto di frequenti ritrovamenti archeologici, su lapidi o graffiti, ma il suo significato simbolico rimane ancora oscuro, nonostante le numerose ipotesi formulate. Sarà compito di Alice svelarne gli arcani? Riuscirà a individuarne il codice, magari associando a ogni lettera una cifra o un numero particolare? Questo quadrato magico è visibile un po' ovunque in Europa: nelle rovine romane di Cirencester (l'antica Corinium) in Inghilterra, nel castello di Rochemaure, a Oppède in Vaucluse, sulla parete del Duomo di Siena, nella Certosa di Trisulti a Collepardo, a Santiago di Compostela in Spagna, ad Altofen in Ungheria, a Riva San Vitale in Svizzera … solo per citarne alcuni. L'esempio più antico e celebre è stato rinvenuto nel 1925 a Pompei, inciso sulle scanalature di una colonna della Grande Palestra. Il compito di Alice e soci può essere l’ assegnare un significato matematico alla frase formata dalle cinque parole. Il Cappellaio propone:” Il seminatore, col suo carro, tiene con cura le ruote” invece la lepre marzolina ribatte la sua versione: “Il seminatore, col suo carro, comprende le ruote dell'Opera”. Ma ora tocca ad Alice dire la sua …. Silenzio, ciak, si gira! Scienza under 18 7. CONSULTARE SITI E LIBRI. Indice Siti (tantissimi tra cui …) http://www.matematicamente.it/giochi_e_gare/gioca_con_la_matematica/ http://www.magiadeinumeri.it/Giochi-matematici.html http://web.mclink.it/MC5834/giochi.htm http://www.testdiintelligenza.com/ http://www.math.it/ http://it.wikipedia.org/wiki/Portale:Matematica http://areeweb.polito.it/didattica/polymath/ http://matematica.unibocconi.it/giochi-matematici http://www.cicap.org/new/articolo.php?rubrica=Giochi%20ed%20enigmi%20matematici Libri (tantissimi tra cui…) Martin Gardner • Enigmi e giochi matematici 1 • Enigmi e giochi matematici 2 • Enigmi e giochi matematici 3 • Indovinelli nello spazio • Enigmi e giochi matematici 4 • Enigmi e giochi matematici 5 • Carnevale matematico • Show di magia matematica • Circo matematico • L'incredibile dott. Matrix • L'universo ambidestro • I misteri della magia matematica • Enigmi da altri mondi • Ah! ci sono Italo Ghersi Matematica dilettevole e curiosa Giuseppe Peano Giochi di aritmetica e problemi interessanti Boris A.Kordemsky Giochi matematici russi Hugo Steinhaus Cento problemi di matematica elementare 1967 Sansoni 1968 Sansoni 1969 Sansoni 1972 Zanichelli 1975 Sansoni 1976 Sansoni 1980 Zanichelli 1980 Zanichelli 1981 Sansoni 1982 Zanichelli 1984 Zanichelli 1985 Sansoni 1986 Sansoni 1987 Zanichelli 1950 Hoepli 1983 Sansoni 1982 Sansoni 1987 Boringhieri Scienza under 18 Parmeggiani-Santelia Il grande libro degli enigmi, Kristin Dahl Ce li hai i numeri? Margaret Edminston I rompicapo del pensiero critico Hans Magnus Enzensberger Il mago dei numeri Elsa Garzaro Manuele del giovane enigmista Diana Kimpron Cervellotici codici Rod & Sole Marshell Rompicapèo rompicapo Bernardo Santon Recaman Rompicapo che passione Charles Barry Townsend I rompicapo più intriganti del mondo Yenny Tyler Spemimeningi 1975 Rizzoli 2991 Editoriale Scienza 2002 Il castello 1997 Einaudi 1998 Mondadori 2005 Salani 2001 Il Castello 2001 Il Castello 2004 Il Castello 1997 Usborne