9 votos

Motivación del álgebra a partir de ecuaciones cuadráticas

Esta pregunta me hizo reflexionar. Tenemos una ecuación cuadrática $ax^2+bx+c=0$ . Cuánto álgebra se puede motivar de la solución estándar. Los comentarios señalan que la fórmula no se aplica en la característica 2, y que tenemos que ser capaces de dividir por $a$ y tomar la raíz cuadrada del discriminante.

Creo que esto nos hace pensar en fracciones, campos de fracciones (e incluso campos locales) con los racionales como campo de fracciones de los enteros (y las funciones racionales de los polinomios no muy lejos).

Entonces obtenemos extensiones cuadráticas de campos y anillos. Incluyendo los números complejos.

Lo que me sorprendió fue que observaciones relativamente elementales podían llevarnos muy lejos. Pienso en hablar con mi hija (de 13 años) sobre ideas matemáticas y considero que podría hacer todo lo anterior con ella en el caso cuadrático.

Pero el caso cuadrático tiene algunas características especiales y, por tanto, no siempre es paradigmático para la teoría general.

Siempre me ha parecido que la indicación de posibles direcciones de viaje en la generalización de resultados simples sería de gran beneficio para motivar a los jóvenes brillantes a tomar las matemáticas.

Busco respuestas que me den una idea de la cantidad de álgebra, geometría algebraica, teoría de números algebraica que podría motivar de manera elemental a partir de la "fórmula" para resolver una ecuación cuadrática.

2voto

user8269 Puntos 46

Puedes motivar mucho la Teoría de Números escogiendo un número entero positivo $n$ y preguntando, ¿qué pasaría si, en lugar de exigir $ax^2+bx+c$ sea cero, nos conformamos con que sea un múltiplo de $n$ ? A partir de esto se pueden definir congruencias, se puede ver lo que hace a los primos tan especiales reduciendo el caso general al caso en que $n$ es primo, se pueden introducir campos finitos, se puede motivar la reciprocidad cuadrática (que es la cuestión, si $p$ y $q$ son primos Impares, y hay un número entero $x$ tal que $x^2-p$ es un múltiplo de $q$ ¿hay un número entero $y$ tal que $y^2-q$ es un múltiplo de $p$ ?), y a partir de ahí el cielo es el límite.

0voto

runeh Puntos 1304

Sólo para añadir a las respuestas que los polígonos construibles con regla y compás entran dentro de esto (gracias Bill)

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X