Fractales en la
secundaria
- Idea intuitiva de objecto fractal -
La única geometría que hasta ahora ha sido vista por un
alumno es la geometría (euclídea) de los objetos
perfectos: cuadrados, círculos.. Cada uno de ellos viene dado
por una fórmula, y lo que tenemos es que los alumnos relacionan
estos objetos con los que aparecen en la Naturaleza. En este tema vamos
a intentar tratar de cambiar este concepto de naturaleza perfecta
(euclídea). Se tiene que resaltar las diferencias entre un objeto
natural y su representación mental como objeto "perfecto".
Por ejemplo, se asocia un árbol con un cono, cuando es algo
más irregular.
Una posible salida a este problema es introducir una nueva
geometría (que se conoce bajo el nombre de geometría
fractal). Una geometría que considere no sólo objetos
perfectos, sino también objetos aparentemente muy irregulares,
con propiedades que hasta ahora no habían (o no podían)
haber sido descritas por la geometría clásica.
Queda claro que esta geometría no proporciona la
representación exacta y definitiva de cualquier objeto natural,
pero sí nos aproxima un poco más a describir con
fórmulas matemáticas propiedades que hasta ahora
escapaban a la descripción de la geometría clásica
(porosidad, autosemejanza,... )
Sería interesante que fuésemos familiarizando al alumno
con las nuevas estructuras que vamos a introducir en el tema. Para ello,
podemos dar ejemplos gráficos de forma que se establezca el
parecido entre objetos naturales y las nuevas formas matemáticas.
Un ejemplo de ello sería una hoja de helecho,
una nube,
un árbol,
un copo de nieve,
Vamos a pensar en la hoja de helecho. Viéndola a una distancia de
unos 3 metros, se observa que tiene una estructura suave.
Podríamos asociarla con un triángulo. Pero ahora nos
acercamos más a ella, y vemos que aquella estructura suave deja
de serlo. Lo que en realidad estamos viendo es que dentro de esa
estructura aparecen trozos que se asemejan a lo que antes
teníamos, y si nos acercamos a esos trozos de nuevo, vemos que
aparecen trozos similares a los anteriores. Si volviéramos a
hacer el mismo proceso, tendríamos una vez más el mismo
resultado. Por tanto, podemos decir que el helecho, junto con otros
muchos objetos de la Naturaleza, tienen algo que los une. Y es que todos
se parecen a sí mismos en otras escalas.
A cada uno de estos nuevos objetos matemáticos les llamaremos
fractales y haremos un estudio más detallado a lo largo del tema.
Tiene que quedar claro que lo que aquí hemos expuesto es una
relación entre las formas de la naturaleza y las formas
matemáticas. Sobre lo que nosotros vamos a hablar es de los
objetos matemáticos.
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