Cinderella 2.0
En los últimos meses, he mostrado algunas características de Cinderella 2.0, principalmente vinculadas a las transformaciones geométricas, para crear tanto Grupos de Transformaciones como fractales.
En esta ocasión voy a mostrar otras características, algunas de ellas bastaste singulares, pues vinculan la física y la programación al entorno de geometría.
En varios post anteriores he mencionado Cinderella, un procesador geométrico que desde un principio se vino desmarcando de sus competidores, al incorporar las geometrías no euclidianas.
Otro aspecto que siempre me ha parecido muy útil, es la posibilidad de crear ejercicios de construcción, en los que el usuario puede construir en una página Web y recibir algún mensaje de éxito cuando llega a la “solución”.
Además, no es menor el hecho de que la versión anterior, 1.4, se haya liberado hace un tiempo (véase Cinderella gratuito de Junio 2009) .
En fin, una lista completa de los artículos que tratan, o al menos mencionan, Cinderella, se puede encontrar en geometriadinamica.cl/tag/cinderella/.
Lo nuevo de Cinderella 2.0
Más allá de lo antes mencionado, esta nueva cuenta con una gran cantidad de nuevas características, pero en este post voy a mencionar las que me parecen son más significativas, tanto por sus alcances, como por lo singulares que son en relación a los demás procesadores geométricos.
Sintéticamente, las características que voy a ilustrar son:
- Control de animaciones, pues ahora es posible animar varios objetos simultáneamente y controlar cada uno de estos.
- Transformaciones geométricas, con un enfoque que facilita su iteración, composición, inversión, etc.
- Fractales, mediante el uso de sistemas de funciones iteradas y grupos de transformaciones
- CindyLab, que consiste en unas serie de herramientas para la simulación de experimentos, con masas, fuerzas, etc.
- Y, CindyScript, un lenguaje de programación que se integra al entorno de geometría
La matemática de fondo
Además de la documentación oficial, existen un par de videos en los que el autor de Cinderella, Ulrich Kortenkamp, explica las características matemáticas de este entorno de geometría.
Para esto, suele recurrir a tres ejemplos típicos, en los que queda en evidencia cómo subyace a este entorno (Euclidiano), una matemática más compleja, como los números complejos o la geometría proyectiva.
El tema de fondo aquí es la continuidad del movimiento, en el sentido de evitar que algunos objetos salten inesperadamente.
Tal idea se ilustra en este video, donde se observa cómo una intersección (E) salta inesperadamente al completar una vuelta (en Geogebra), a diferencia de cómo funciona la misma situación en Cinderella.
Los dos ejemplos típicos aparecen en el Applet 1.
Ejemplos:
1. Ejemplos de de continuidad
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En el primer ejemplo tenemos la recta EF, con F intersección de dos rectas. Pero cuando estas son paralelas, F desaparece, sin embargo la recta no, pues F sigue existiendo en el infinito, lo que es la implementación de una noción de geometría proyectiva.
En el segundo ejemplo definimos el eje radical de las circunferencias, a partir de sus intersecciones, pero si ambas no se intersectan la recta sigue existiendo. En este caso, ambos puntos desaparecen, pero aun existen teóricamente en el espacio complejo.
El tercer ejemplo es el que ilustraba en el video anterior, arrastrando N sobre la circunferencia, el ángulo de giro no se reinicia en 360º y más importante, el punto O sigue un camino continuo, es decir, sin saltos.
Estos son tres casos de una misma idea general, que se explica en más detalle en la documentación oficial: Theoretical Background (en inglés)
2. Animaciones
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En un terreno menos matemático, pero sumamente útil para ilustrar propiedades geométricas, las animaciones en Cinderella 2 se puede controlar tanto grupal como individualmente.
Primero que todo, nótese el control de animación en la parte inferior derecha. Con este se puede iniciar, detener y pausar la animación, además de controlar su velocidad.
Pero además se cuentan con controles en la parte superior derecha, estos están cada uno asociado a un punto distinto, como son T y T2.
La situación matemática que tenemos, es de un lugar geométrico, y podemos controlar independientemente la animación de T, que genera la curva pedal de la parábola, respecto al punto A; y la animación de T2, que genera la contrapedal.
3. Transformaciones
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Con el enfoque de definición / aplicación, cada vez que se define una transformación, aparece un botón en pantalla para aplicarla.
En este applet, los botones en cuestión, representan las siguientes transformaciones:
- Rotación de g a h, es decir, según el ángulo que ambas rectas forman.
- Rotación de g a k
- Reflexión respecto al punto A
- Reflexión respecto a la recta k
- Reflexión respecto a la recta h
- Reflexión respecto a la recta g
Con tales botones, la iteración de transformaciones es muy simple, basta con seleccionar el objeto a transformar y aplicar la transformación.
4. Fractales
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Además de las transformaciones isométricas, contamos con transformaciones afines, proyectivas, de Moebius y semejanzas. En este caso, tenemos definidas dos semejanzas, una que transforma el segmento AB en BE y la otra lo transforma en BC.
En esta construcción contamos con dos recursos particularmente interesantes, como es, el grupo de transformaciones, que genera la ramificación (y consiste en la iteración de ambas semejanzas); y el sistema de funciones iteradas (IFS0), que genera el fractal propiamente tal (la nube de puntos.)
Ambos temas los desarrollo más en detalle en los post anteriores:
- Transformaciones en Cinderella 2, donde muestro los grupos de transformaciones.
- Fractales en Cinderella 2, donde vemos los sistemas de funciones iteradas.
5. CindyLab
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Cindylab es una extensión bastante única de este procesador geométrico, pues permite la inclusión de diversos objetos para realizar simulaciones físicas.
En particular, se cuenta con masas, masas con velocidad, gravedad (una fuerza constante que actúa sobre todas las masas), soles (campo de fuerza central), campos magnéticos, elásticos, fuerzas eléctricas, murallas y piso.
Así tenemos una serie de elementos que, al iniciar la animación, interactúan entre sí.
- Ejemplo 1: Péndulo triple, que cuenta con tres masas conectadas por segmentos (y circunferencias ocultas) y gravedad.
- Ejemplo 2: Masa con velocidad y murallas, que simula el lanzamiento de un proyectil y su choque con las murallas y el piso.
5. CindyLab
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Cindylab es una extensión bastante única de este procesador geométrico, pues permite la inclusión de diversos objetos para realizar simulaciones físicas.
En particular, se cuenta con masas, masas con velocidad, gravedad (una fuerza constante que actúa sobre todas las masas), soles (campo de fuerza central), campos magnéticos, elásticos, fuerzas eléctricas, murallas y piso.
Así tenemos una serie de elementos que, al iniciar la animación, interactúan entre sí.
- Ejemplo 1: Péndulo triple, que cuenta con tres masas conectadas por segmentos (y circunferencias ocultas) y gravedad.
- Ejemplo 2: Masa con velocidad y murallas, que simula el lanzamiento de un proyectil y su choque con las murallas y el piso.
6. CindyScripts
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CindyScript es una especie de Javascript para Cinderella, un lenguaje de programación que nos permite interactuar con el entorno de geometría.
En gran medida, la propuesta del autor consiste en ampliar las capacidades del procesador geométrico, según las necesidades del usuario, pero esto tiene alcances mucho mayores, pues la programación es un gran recurso de aprendizaje matemático.
En este applet contamos con dos ejemplos típicos de iteraciones de dibujos, cuyos códigos copio a continuación (para los aficionados a la programación):
Como puede apreciarse, esta nueva versión de Cinderella tiene muchos elementos nuevos que abren un sinnúmero de posibilidades, especialmente en lo que respecta a la programación. El potencial de un entorno de geometría que involucra además programación es muy significativo, acercando la programación a los docentes de matemática.
En un próximo capítulo, espero desarrollar más algunas ideas de cómo sacarle provecho a CindyScript, pero por el momento, aprovecho de recomendar la galería de construcciones (demos) de Cinderella. Allí se pueden encontrar (o revisitar con estas nuevas ideas), ejemplos que incluyen varios aspectos no mencionados: cinderella.de/files/HTMLDemos








