Scienza Express: U Math

La geometria euclidea è un territorio vasto, la cui esplorazione sistematica è in corso da più di 3000 anni. Questo testo offre brevi scorci panoramici, itinerari turistici, note di folklore locale e liste di personaggi illustri di questa terra. Organizzato in maniera il più possibile autoconsistente, per quanto riguarda la disciplina vera e propria, cerca di guidare il lettore dai fatti più semplici e ben noti a risultati complessi e meno conosciuti, ma non per questo meno affascinanti. Non disdegna però di utilizzare, alla bisogna, ausili computazionali quali la trigonometria, le coordinate cartesiane o altro. Lo scopo è mostrare quanti più fatti interessanti, tecniche utili, configurazioni notevoli, fornendo un invito multiforme, ma assolutamente non esaustivo, alla geometria euclidea. Esempi ed esercizi di varia difficoltà completano l'esposizione.

In questo libro sono riportati i testi di quasi duecento problemi, prevalentemente di geometria piana, proposti nella rubrica "Flatlandia", un'iniziativa nata in rete nel 1997, con la finalità di valorizzare l'insegnamento e l'apprendimento della geometria nella scuola secondaria. Cento dei problemi proposti sono stati risolti, mentre gli altri sono lasciati al lettore. La rubrica ha preso il nome dal famoso libro "Flatland" di Edwin A. Abbott (1884). Il motto della rubrica recita: "FLATlandia: un'attività sulla geometria per motivare, ragionare, discutere", e riassume bene quali sono le finalità dei problemi proposti. I destinatari del libro sono prima di tutto gli insegnanti di matematica, e i loro allievi, della scuola secondaria, interessati a un'attività di risoluzione di problemi di geometria sintetica.

Il libro fornisce un primo approccio al calcolo delle probabilità attraverso l'esposizione di alcune delle questioni tipiche di questa branca della matematica e delle tecniche per affrontarle. È rivolto principalmente a studenti della terza della scuola secondaria di primo grado o del primo biennio della scuola secondaria di secondo grado e pertanto si sviluppa utilizzando un linguaggio meno formale ma comunque rigoroso e mediante l'analisi di problemi concreti con dadi, carte o monete per introdurre i concetti teorici di base della probabilità. Il libro si compone di quattro parti: dopo un primo capitolo in cui si definiscono e illustrano i primi termini e concetti, sono esposte le tecniche del calcolo combinatorio; quindi si studiano proprietà del calcolo delle probabilità per poi applicarle in contesti sia semplici che complessi; successivamente si passa ai problemi classici del calcolo delle probabilità, come il paradosso dei compleanni o l'enigma di Monty Hall; per finire con una raccolta di problemi proposti alle Olimpiadi della Matematica, corredati di soluzioni commentate.

"Matematica discreta" presenta in modo originale e approfondito spunti teorici, problemi ed esercizi. Le tematiche affrontate spaziano dal principio di induzione e dei cassetti alla teoria dei grafi; e assieme al gran numero di esercizi e problemi svolti, ai riferimenti di carattere storico ed epistemologico, agli aneddoti e alle curiosità inserite fanno di questo testo uno strumento pensato per gli studenti che si preparano alle gare, per i docenti interessati a organizzare allenamenti o laboratori scolastici, per chiunque affronti un corso universitario di matematica discreta o per semplici curiosi e appassionati della materia. "Matematica discreta" nasce dagli stimoli ricevuti dagli autori durante i corsi seguiti nel dottorato di ricerca e dall’esperienza maturata negli anni come organizzatori dei corsi del Piano Lauree Scientifiche per studenti delle scuole superiori interessati ad andare oltre la matematica scolastica.

Gli argomenti di Algebra coprono l’algebra elementare: polinomi, numeri complessi, successioni, serie, interpolazione polinomiale, disuguaglianze ed equazioni funzionali. La trattazione teorica degli argomenti è affiancata dalla presentazione delle tecniche algebriche di problem solving e da numerosi esempi esplicativi tratti principalmente dalle competizioni matematiche. Il testo contiene un congruo numero di problemi proposti, tutti corredati di soluzione commentata, che consentono al lettore di esercitare le competenze acquisite grazie ai contenuti studiati nelle pagine precedenti. Algebra si rivolge agli studenti partecipanti a competizioni matematiche o che desiderano accrescere le proprie conoscenze di base anche in preparazione all’accesso alle Scuole Universitarie di Eccellenza, e ai loro docenti formatori.

"Numeri complessi" presenta una panoramica storica che indaga le ragioni dell’introduzione dei numeri complessi e ne illustra la teoria passo a passo con una gran varietà di esempi, in maniera accessibile al lettore che dispone di basi elementari di algebra scolastica. Il testo esamina le forme in cui si possono esprimere i numeri complessi (algebrica, trigonometrica, esponenziale) e l’utilità di ciascuna, per poi presentare applicazioni più avanzate in altri settori della matematica. Dà infine ampio spazio a numerosi problemi risolti che fanno interagire i numeri complessi con l’aritmetica, l’algebra, la geometria e la geometria analitica.

Gli autori propongono gli argomenti e le idee più importanti in Algebra e Teoria dei numeri che possono essere utili ai partecipanti alle gare matematiche individuali e a squadre. Ciascuno dei primi sei capitoli inizia con brevi richiami teorici accompagnati da esempi e applicazioni e si conclude con la risoluzione di alcuni problemi tratti da recenti competizioni nazionali e internazionali oppure originali degli autori. Completa il libro una raccolta di problemi di ricapitolazione, dettagliatamente risolti, con i quali il lettore può cimentarsi autonomamente per valutare il proprio livello di apprendimento. Obiettivo di questo libro è ampliare le conoscenze matematiche e potenziare le abilità di problem solving degli studenti, nonché fornire ai docenti formatori una varietà di quesiti originali da proporre ai loro allievi.

Il libro raccoglie sfide di logica e rompicapo numerici, collezionati negli anni dall’autore. Sulla scia delle classiche raccolte di problemi “The Canterbury puzzles”, “The Moscow puzzles” e “The Tokyo puzzles”, arrivano ora, in italiano, I rompicapo di Bogotà (città natale di Recamán Santos). Le sfide proposte sono varie ed eterogenee: si spazia dai quiz strettamente numerici ai giochi di logica, dagli enigmi scacchistici ai problemi geometrici, agli indovinelli ricreativi. Le sfide sono sempre interessanti, stimolanti e mai banali e possono essere facilmente utilizzate, dagli appassionati, per uno svago matematico originale e formativo o, da parte degli insegnanti, per ricavare attività da proporre a studenti di scuola superiore.

Manuale di consolidamento per le gare di matematica è un testo per studenti e docenti che contiene lezioni sperimentate, della durata di circa due ore, nelle quali viene sviluppata la teoria attraverso esempi, iniziando dai più semplici fino ad arrivare a problemi di tipo dimostrativo. Gli argomenti trattati sono algebra, geometria e in generale problemi dimostrativi. Al termine di ciascuna lezione sono proposti esercizi più complessi al fine di offrire spunti di approfondimento a studenti più esperti o a docenti che volessero cercare materiale didattico più diversificato. Il Manuale di consolidamento, per quanto non richieda la lettura del primo, prosegue il discorso iniziato con il Manuale di allenamento per le gare di matematica, che contiene lezioni di logica e matematizzazione, conteggi e probabilità e teoria dei numeri. I due testi insieme costituiscono un percorso che cerca di offrire al lettore una panoramica introduttiva sui problemi tipici delle gare di matematica.