Il geopiano 3 x 3

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Il geopiano 3x3 è montato su una tavoletta ripartita in una scacchiera 3x3 le cui caselle hanno 6 cm di lato; i lati interni della scacchiera sono ben marcati (con un pennarello); i chiodi occupano i centri delle caselle.

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CHE COSA SI PUO’ FARE CON IL GEOPIANO?

Es: costruire le maiuscole dell’alfabeto (saranno tutte?), magari ciascuna con un solo elastico (l’H darà qualche filo da torcere)

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all’inizio;-)

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Dove arrivare: ad enunciare in forma chiara e comprensibile che cosa si intende per

-Distanza tra due punti-Segmento congiungente due punti-Lunghezza del segmento (congiungente due punti).

Per ora il geopiano 3x3 ci aiuterà a capire che distanza tra due punti e lunghezza del segmento sono lo stesso concetto e che questo può essere rappresentato da un numero positivo , che è un numero naturale nei casi più semplici

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PROBLEM

I DEL

CON

TAREIn questo contesto non mi riferisco al contare per contare , ma a suggerire ai piccoli un conteggio sistematico per favorire sia una maggiore familiarità con figure già note, sia la nascita di un linguaggio appropriato al contesto.

Si tratta anche di un primo approccio alla “combinaroria”: un’attività logica molto significativa.

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CONTEGGIO DI FORME RETTANGOLARI

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a. Sulla scacchiera 3x3 (geopiano privo di chiodi)

Cerchiamo i quadrati diversi (con il lato diverso):

Sono tre; gli altri quadrati della scacchiera sono infatti congruenti ad uno o all’altro di questi ; sono sovrapponibili in termini di isometrie.

Contiamo tutti i quadrati; sono:

9+4+1= 1418/08/2014

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Adesso cerchiamo i rettangoli diversi che non sono quadrati (una dimensione è diversa dall’altra)

Contiamo tutti i rettangoli che non sono quadrati; sono in tutto:

12+6+4= 22

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Nella scacchiera 2x2 ci sono 2² + 1 quadrati

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Nella scacchiera 3x3 ci sono, come abbiamo già scoperto, 3²+2²+1 quadrati.Quanti quadrati ci sono nella scacchiera 4x4? e nella scacchiera 5x5? e nella scacchiera della dama?

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Può risultare utile costruire una tabella:

Scacchiera Numero dei quadrati

2x2 2²+1

3x3 3²+2²+1

4x4 4²+3²+2²+1

… …

http://blog.edidablog.it/blogs//index.php?blog=301&title=un_rompicapo_quadrato&more=1&c=1&tb=1&pb=1

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La tabella suggerisce una regolarità nel conto del numero dei quadrati. Vediamo sulla scacchiera 5x5

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Quadrati di lato 1: sono le caselle della scacchiera e perciò sono 25

Quadrati di lato 2: i loro centri devono distare almeno 1 dai bordi e quindi sono i nodi del reticolo della scacchiera; in tutto 16

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I quadrati di lato 3: i loro centri devono distare almeno 1+1/2 dai bordi e quindi sono i centri delle nove caselle interne della scacchiera: in tutto 9

I quadrati di lato 4: i loro centri devono distare almeno 2 dai bordi e quindi sono i vertici della casella centrale della scacchiera: in tutto sono 4

I quadrati di lato 5: è l’intera scacchiera: 1 quadrato

quindi:il numero dei quadrati della scacchiera 5x5 è:

5²+4²+3²+2²+118/08/2014

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SUL GEOPIANO 3X3 CON I CHIODI

Con gli elastici tesi tra i chiodi del geopiano 3x3 si possono formare figure rettangolari.

I quadrati diversi che si possono costruire sono tre

E tutti i quadrati sono:4+1+1= 6

Quadrato piccolo

Quadrato medio

Quadrato grande

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Quanti sono i rettangoli diversi che non sono quadrati?

Tutti i rettangoli che non sono quadrati sono 4

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CON

TEGG

IO D

EI SEGM

ENTI

DEL G

EOPIAN

OQuanti sono i segmenti che congiungono a due a due i chiodi del geopiano 3x3?

Ogni chiodo può essere congiunto con otto chiodi; i chiodi sono nove, ma si deve considerare che ogni segmento deve essere contato un’unica volta.

Quindi i segmenti che congiungono a due a due i chiodi del geopiano 3x3 sono 8x9:2, cioè 36, quante le strette di mano tra nove persone.

Sotto questo problema c’è lo schema del prodotto cartesiano.

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LE 5 DISTANZE NEL GEOPIANO 3X3

a b c d e

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(lunghezza del ) lato del quadrato piccolo

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(lunghezza della) diagonale del quadrato piccolo e (del) lato del quadrato medio

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(lunghezza del) lato del quadrato grande

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(lunghezza della) diagonale del rettangolo non quadrato

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(lunghezza della) diagonale del quadrato grande

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a, b, c, d, e sono numeri ossia sono misure di segmenti rispetto ad un’unità di misura che potrebbe essere anche il lato del quadrato piccolo.

a b c d e

be

d

a c

Le distanze diverse nel geopiano sono soltanto le cinque lunghezze a, b, c, d, e

con la catena di relazioni

a < b < c < d < e

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Il segmento c è il doppio di a

e

il segmento e è il doppio di b

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CAMM

INI

SUL G

EOPIAN

OI cammini sul geopiano (o spezzate) si ottengono considerando dei “passi”, cambiando direzione in ogni punto intermedio.

Ovviamente interessa la lunghezza di una spezzata e il confronto.

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Significative sono le spezzate che:-Non sono intrecciate-Non passano più di una volta per lo stesso chiodo-Congiungono due chiodi diagonalmente opposti nel geopiano, passando per tutti i chiodi.

Le tre ‘regolette’ impongono che ogni spezzata, qualunque sia il numero dei suoi lati, sia costituita da otto passi.La quinta spezzata costruita, lunga 8 a, è la più corta fra tutte, perché a è la minima distanza del geopiano.18/08/2014

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PROBLEMI DI CONTEGGIO CON I CAMMINI SUL GEOPIANO

Consideriamo due punti diagonalmente opposti come A e B

A

BSi va da A a B lungo il reticolo movendosi o verso destra o verso l’alto, così come indicato dalle frecce.

Quanti cammini diversi si possono trovare?

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Partendo da A ci sono solo due possibilità di scelta: un passo a destra o un passo in alto.Dopo un primo passo a destra si può fare un passo a destra o un passo in alto, e così via.Nell’immagine i numeri accanto a ciascun chiodo indicano il numero dei cammini possibili partendo da A.Per andare da A a B si possono scegliere sei cammini diversi.

A

B

1 1

1

1

2

3

3

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Una rappresentazione con il diagramma ad albero che illustra lo stesso percorso.

A: un passo in alto

D A

D A D A

A

A

D

D

D A D A

A D A D

1 2 3 4 5 6

I sei rami dell’albero del diagramma rappresentano i sei possibili cammini nel reticolo dato.Tutti questi cammini hanno la stessa lunghezza 4 a.

D: un passo a destra

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A

B

D DA

A

A

B

A

B

A

B

A

B

A

B

D

D

A

A

DA

A

D

A

D DA

A

AD

D

A

A

D D

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http://blog.edidablog.it/edidablog/pintadera/