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50. (Mayo 2008) Cuadrados Mágicos Paradójicos
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Escrito por Pedro Alegría (Universidad del País Vasco)   
Jueves 01 de Mayo de 2008

cuadradoTodavía hoy en día el libro "Mathematics, Magic and Mystery" de Martin Gardner, publicado en 1956, constituye una fuente inagotable de ideas matemáticas que pueden ser aplicadas a juegos de magia o entretenimientos lógicos. En las bodas de oro de nuestro rincón volveremos a referirnos a las paradojas geométricas, tema ya tratado precisamente al celebrar nuestras bodas de plata, en febrero de 2006.

En el libro homenaje a Martin Gardner, titulado "The Mathemagician and Pied Puzzler", y que puedes descargar gratuitamente aquí, se incluye un artículo de Stewart Coffin titulado "Polly’s Flagstones" donde se plantea la siguiente aparente paradoja.

Consideremos un cuadrado cualquiera el cual recortamos en cuatro piezas mediante dos cortes perpendiculares pasando por el centro del cuadrado. Si reconstruimos el cuadrado reordenando las piezas como en la figura, observamos que se forma un hueco en el centro. Aparentemente, se ha modificado el área del cuadrado.

cuadradocuadrado

Como es fácil deducir, en realidad el segundo cuadrado es mayor que el primero. El ligero aumento del lado del cuadrado se compensa con la aparición del cuadrado central. En las siguientes figuras se observa dicha variación:

cuadrado creciente cuadrado creciente

Puede lograrse la ilusión de que los cuadrados son iguales dibujando en ambos lados del cuadrado original un mismo dibujo; de este modo, no se distinguirá la diferencia de dimensiones sino la falta de un trozo de la imagen.

Modificando un poco esta construcción, Serhiy Grabarchuk, en puzzles.com, y Werner Miller, en Online Visions, han ideado un puzzle con el tema de los cuadrados mágicos.

Te voy a mostrar una forma de sorprender a tus amigos utilizando la versión de Werner Miller.
Para ello, imprime la imagen siguiente (mejor aún, descarga la imagen original aquí):

Luego recorta las cuatro piezas, dóblalas por la línea central y pégalas por la parte no impresa.

Con las piezas todavía ocultas, haz la siguiente pregunta a algún amigo tuyo:

- ¿Cómo harías para construir un cuadrado mágico utilizando sólo 15 números?

Después de escuchar sus posibles soluciones, explica que la forma más fácil es dejar un hueco en uno de los cuadros.
Saca ahora las piezas del puzzle por el lado azul y construye el cuadrado. Verás que se trata de un cuadrado mágico con constante 30 donde se utilizan los números del 1 al 15. Observa que hay un hueco en uno de los cuadros.

Haz ahora la siguiente pregunta:

- ¿Es posible hacer un nuevo cuadrado mágico utilizando las mismas piezas del puzzle pero sin dejar el hueco?

Espera que hagan algún intento antes de ofrecer la respuesta:

- Dando vuelta a las piezas.

Muestra ahora las piezas por el lado rojo y construye en nuevo cuadrado, que también es mágico y tiene la misma constante. El hueco anterior se ha sustituido por el cero.


Estas construcciones no sólo son aptas para realizar trucos de magia sino que pueden constituir verdaderas demostraciones matemáticas. Por ejemplo, algunas de las múltiples demostraciones del teorema de Pitágoras consisten precisamente en recortar papel. Mostramos a continuación una de ellas, atribuida al matemático aficionado Henry Perigal (1874).

Se dibujan sendos cuadrados sobre los catetos del triángulo rectángulo y se recorta el de mayor lado en cuatro partes iguales, trazando desde el centro del cuadrado una recta paralela y otra perpendicular a la hipotenusa. A continuación, estas piezas, junto con el cuadrado de lado el cateto menor, se trasladan como se muestra en la figura para formar el cuadrado de lado la hipotenusa del triángulo.

 

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