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Leonardo da Vinci. Su título, "De Divina Proportione" (1509).
Veamos, en síntesis, qué es la Divina Proporción.
Hojeando tratados referentes a este tema, sintetizando estudios de varios autores realizamos el
resumen que sigue, con la intención de simplificar hasta el límite de lo posible esta cuestión de por
sí intrincada. Si desechamos el análisis en detalle, lo hacemos en homenaje a la brevedad y al fin
de divulgación que nos hemos propuesto.
Sea el segmento AB al que queremos dividir en media y
extrema razón, es decir, que la parte mayor sea a la menor
como la suma de ambas es a la mayor. (Problema
euclidiano).
Trazamos la perpendicular Y al segmento AB. Sobre ella se
determina BD igual a AB/2. Se traza AD. Luego se lleva
sobre AD, DE igual a DB.
Haciendo centro en A se traza el arco EC.. El punto C determina AC y CB que están en la relación
pedida. La expresión numérica de la Divina Proporción lleva a un desarrollo logarítmico resultante
de dividir un segmento de recta en media y extrema razón que concluye en la expresión: X (el
número ) = 1,618033 ...................
Número inconmensurable, (como los son e: 2,7182........y Pi: 3,1426..........) simple y vulgar en
apariencia, pero que tiene, entre otras, la propiedad de darnos el lado del pentágono y del
decágono (pentade y decade de Platón) inscriptos en la circunferencia y que es la expresión
aritmética de la Divina Proporción.
Ha sido estudiado en sus diversas característicias, dando lugar a conclusiones que llaman a
profunda meditación.
Se le conoce en el mundo matemático con el nombre de la letra griega .
Existe, además, una aproximación entera de la Divina Proporción que es la serie fibonaciana,
llamada así en homenaje a Leonardo de Pisa (Fibonaci), quien la redescubrió al querer calcular la
descendencia de una pareja de conejos.
Esta serie -que no es otra que el 10º tipo de proporción de los neopitagóricos- se encuentra en la
siguiente relación: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55......de modo que la suma de dos términos
consecutivos nos da el siguiente.
La relación entre dos términos tiende rápidamente hacia la Divina Proporción, en efecto:
8/5= 1,6
13/8= 1,625
21/13= 1,615
34/21=1,618.....
La divina Proporción o su expresión entera (serie fibonaciana) son las bases de todos los ritmos
espaciales que tienen por esquema el pentágono y aparecen allí donde haya un hálito de vida,
pasando muchas veces inadvertidos a causa de nuestra defectuosa educación que nos incapacita
para percibirlos.
Veamos ahora cómo puede utilizarse en la vida práctica el número que hemos obtenido.
Supongamos que queremos crear una forma: sea un mueble, la tapa de un libro, etc. Podemos
inscribirlo en un rectángulo generador que esté en relación .
Supongamos un rectángulo cuya base AB es igual a 2 metros. ¿Cuánto debe medir la altura BC
para que se establezca entre ellas la Divina Proporción?
AB/BC = 1,618
AB= 2m
BC= X
2/X = 1,618.
Despejando X:
X= 2/1,618 = 1,236
Es suficiente una simple división para obtener la relación .
Ahora bien, este rectángulo así proporcionado tiene propiedades notables. Si rebatimos la altura
sobre la base y así demarcamos un cuadrado, nos queda otro rectángulo que, a su vez, puede
dividirse en otro cuadrado y otro rectángulo con las mismas propiedades y semejante al primitivo,
hasta el infinito: "queda igual a sí mismo en la diversidad de su evolución".
Las rejas coloniales y los portalones de la misma época utilizan rectángulos generadores en las
aplicaciones más variadas. Dignas de mención son las rejas de la casa del fundador de Chascomús,
en la ciudad del mismo nombre; el convento de las Teresas, la iglesia de los jesuitas y la capilla de
Candonga en Córdoba; el Cabildo de Salta y el mutilado Cabildo de Buenos Aires. Todo el barrio de
San Telmo es un vivero de relaciones proporcionales en media y extrema razón, que se pueden
apreciar, especialmente. en los dibujos de sus rejas y balcones de hierro forjado. El ojo
acostumbrado, encuentra enorme cantidad de construcciones dentro y fuera del país que revelan
este módulo expresivo propio del pueblo latino, módulo expresivo que está en trance de extinción
barrido por corrientes que nos son ajenas por completo.
Toda América latina -en la que se volcó la influencia mediterránea después de la conquista- es un
rico venero para el estudioso.
Lo mismo podemos decir de las ciudades europeas donde no es posible concebir una construcción
latina que no responda concreta o tácitamente al módulo . Francia, España, Italia, Rumania,
Grecia, poseían en la anteguerra ciudades (Viterbo, Carcasonne, Ávila, Sinaia) que eran en su
totalidad verdaderas sinfonías pétreas bajo el signo de la Divina Proporción. Esta corriente, en un
incontenido desborde de armonía, rebasó los límites del mundo greco latino teniendo como único
resorte rnotor y matriz generadora la media y extrema razón.
El rectángulo a que nos referimos, es elegido entre muchos otros de diversa proporción por miles
de sujetos sometidos a prueba sin estar advertidos de antemano cuál es su relación ancho/largo.
Fechner ha hecho la experiencia.




Número áureo
(Redirigido desde Numero aureo)
El número áureo o de oro, número dorado, sección áurea, razón áurea, razón dorada,
media áurea, proporción áurea y divina proporción es un número designado con la letra
griega Phi( ) que es la inicial del nombre del escultor griego FIDIAS. Su valor es:




Como muchos otros temas científicos y matemáticos el número Phi era conocido en la
antigua Grecia. Después estos conocimientos fueron olvidados para ser redescubierto mas
tarde en la historia. Es por esto también que este número recibe varios nombres. Se le ha
dado un carácter casi mágico, haciéndolo aparecer, de forma más o menos natural en las
matemáticas, en el arte, en la arquitectura y en la naturaleza.

Tabla de contenidos
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       1 Presentación Histórica
           o 1.1 Phi en el Antiguo Egipto
           o 1.2 Phi en la Antigua Grecia
           o 1.3 Phi en la Edad Media
           o 1.4 Phi en el Renacimiento
           o 1.5 Phi en los Siglos XIX y XX
       2 Phi en las matemáticas
           o 2.1 Definición
           o 2.2 Representación mediante fracciones continuas
           o 2.3 Representación mediante raíces anidadas
           o 2.4 Propiedades algebraicas
           o 2.5 Phi en la sucesión de Fibonacci
           o 2.6 Phi en el triángulo de Pascal
       3 El número áureo en la geometría
           o 3.1 El rectángulo áureo y Euclides
                    3.1.1 Construcción del rectángulo de oro
                    3.1.2 Propiedades interesantes del rectángulo áureo:
           o 3.2 Rectángulos de Fibonacci y espiral de Durero
           o 3.3 Triángulo áureo y espiral de Durero
           o 3.4 Círculos áureos
           o 3.5 Phi en los pentágonos
                    3.5.1 Pentágono áureo
                    3.5.2 Explicado desde otro punto de vista
                    3.5.3 Phi en el pentagrama
           o 3.6 El dodecaedro
       4 Phi en la naturaleza
       5 Phi en el arte
           o 5.1 La mona lisa
o    5.2 El hombre de Vitruvio
          o    5.3 Otras obras de arte
       6 Phi () en la música
       7 Phi() en la arquitectura
       8 Curiosidades
          o 8.1 Phi En el Sistema Solar
          o 8.2 Phi en una gota de agua
          o 8.3 Soneto a la Divina Proporción
       9 Aritmética multiprecisión
          o 9.1 Teoría para cálculos con aritmética de multiprecisión:
                    9.1.1 Los Algoritmos Clásicos:
                    9.1.2 Algoritmo A: (Suma de números enteros no negativos)
                    9.1.3 Algoritmo S: (Resta de números enteros no negativos)
                    9.1.4 Algoritmo M: (Multiplicación de números enteros no
                       negativos)
                    9.1.5 Algoritmo D: (División de números enteros no negativos)
       10 Enlaces externos
       11 Bibliografía
       12 Licencia



Presentación Histórica
Son varios los nombres que ha recibido lo que hoy conocemos por sección áurea (o razón
áurea, o proporción áurea). De entre ellos podríamos destacar la "división en media y
extrema razón"de los griegos o la "proporción divina" de Luca Pacioli, no siendo hasta
principios del siglo XIX cuando empezó a usarse "sección áurea".

La primera aparición documentada del término es de 1835, cuando Martin Ohm llamó así a
la famosa proporción. En matemáticas es representado por la letra griega . El nombre Phi
fue dado por el matemático americano Mark Barr basado en la primera letra del nombre del
escultor griego Fidias quien usara la proporción divina en sus diseños y esculturas. Esta
proporción fue inicialmente utilizada por los egipcios, los griegos y posteriormente
retomada en la cultura occidental como una medida de estética, un balance entre lo
simétrico y lo asimétrico.



Phi en el Antiguo Egipto
Existen numerosos textos que sugieren que el número áureo se encuentra como proporción
en ciertas estelas Babilonias y Asirias de alrededor de 2000 a. C.. Sin embargo no existe
documentación histórica que indique que el número áureo fue usado conscientemente por
los arquitectos o artistas en la construcción de las estelas.

Es posible que en los constructores y decoradores del antiguo Egipto usasen algún tipo de
teoría matemática de las proporciones. Se sabe que en torno al 600 a. C. investigadores
egipcios midieron los relieves en Sakkara, en la tumba del faraón Zhoser, que fueron
hechos hacia el 2800 a. C. Sobre esta base, construyeron un sistema de proporciones que
más tarde fue ampliamente usado. Tal vez es este sistema lo que ahora podemos ver en
muchos relieves egipcios como finas líneas sin significado aparente. El número áureo se
encuentra en numerosas obras de arte del antiguo Egipto. En la gran pirámide de Keops la
relación entre su altitud y la mitad de un lado de su base es casi exactamente Phi.

Aunque no se sabe de cierto que este numero fuese conocido por los antiguos egipcios, el
sistema de medidas se basa en la diferentes partes del cuerpo por lo que no es extraño que
se encuentre Phi en las pirámides.



Phi en la Antigua Grecia

Pitágoras y sus discípulos trataban de explicar la vida mediante números, de ahí que el
principio básico de la hermandad fuera: "Todo es número". Se comunicaban mediante un
símbolo secreto: la estrella de 5 puntas, que se obtiene trazando las diagonales de un
pentágono regular.
Estudiándola descubrieron que, si divides en cualquier pentágono regular el valor de la
diagonal entre el valor del lado, el número que obtienes es siempre el mismo, 1,61803…
Habían encontrado el número de oro.

Platón observó una forma de particionar un segmento de forma armónica y agradable a la
vista que llamó La Sección. Pero el primero en hacer un estudio formal sobre el número
áureo fue Euclides (c. 300-265 a. C.), quién lo definió en el libro Los Elementos de la
siguiente manera:

       "Se dice que una línea recta está dividida en el extremo y su proporcional cuando,
       la línea entera es al segmento mayor como el mayor es al menor."

Aunque Euclides no relaciona el numero Phi con nada estético o divino. ¿Por qué los
griegos se preocuparon de dividir un segmento en extrema y media razón?

       Un objeto lo podemos dividir por la mitad, o haciendo que una parte sea el doble de
       la otra, o de forma que una parte sea el triple de la otra, o que una sea ¾ de la otra,...
       en fin, podemos hacer cualquier partición o división de un objeto.
       Durante mucho tiempo, los artistas y diseñadores se han preguntado cuál es la más
       perfecta y armoniosa forma de dividir en dos partes un objeto.
       También se han preguntado cuál es la relación entre las medidas de las partes que
       constituyen un objeto para que éste sea bello.
       La sección áurea era, para Platón, la más hermosa relación entre tres números, la
       más reveladora de las proporciones matemáticas.

Fidias está considerado como el más fiel exponente del clasicismo heleno, caracterizado
más por reflejar la belleza ideal que la real. Para ello, utilizó en muchas de sus obras la
proporción de oro, y ello le valió para que el matemático americano Mark Barr utilizara la
primera letra de su nombre para designar al número de oro. Entre otras obras utilizó la
proporción áurea en el Partenón y los Propileos, la entrada de la Acrópolis.

Vitruvio (1º siglo antes de JC) arquitecto y ingeniero romano autor de "De Architectura"
aborda la importancia de las proporciones en la arquitectura pero sin referencias al numero
Phi sino al estudio de las proporciones humanas. Siglos más tarde, artistas y arquitectos del
renacimiento italiano desarrollaron esa misma idea.

Phi en la Edad Media
Fibonacci (1175 / 1240) es conocido entre los matemáticos por una curiosa sucesión de
números: 1; 1; 2; 3, 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89... que colocó en el margen de su Liberabaci
junto al "problema de los conejos" que más que un problema parece un acertijo
matemático.

El problema en lenguaje actual diría:

       "Una pareja de conejos tarda un mes en alcanzar la edad fértil, a partir de ese
       momento cada vez engendra una pareja de conejos, que a su vez, tras ser fértiles
       engendrarán cada mes una pareja de conejos. ¿Cuántos conejos habrá al cabo de
       un determinado número de meses?"




Phi en el Renacimiento

Luca di Borgo (nacido en 1445) fraile Franciscano y profesor de matemáticas, también
llamado Luca Pacioli, utiliza el número Phi en su libro "de divina proportione" ilustrado
por Leonardo da Vinci. En este libro, Pacioli intenta explicar el significado de la Divina
Proporción de una forma lógica y científica. Esta y otras obras de Pacioli parece que
influyeron profundamente a Leonardo. ¿De dónde viene el nombre de Divina Proporción?
En el libro Fra Luca da las siguientes razones:

   1. "Es una sola y no más" (unidad supremo epíteto de Dios mismo);
   2. "Una misma proporción se encontrará siempre entre tres términos, y nunca de más o
      de menos" (como la Santísima Trinidad);
   3. "No puede nunca determinarse con un número inteligible ni expresarse mediante
      cantidad racional alguna" (Dios no puede definirse propiamente);
   4. "Es siempre la misma y siempre invariable y de ninguna manera puede cambiar"
      (Dios no puede cambiar);
   5. "Confiere, según Platón, el ser formal al cielo mismo" (Dios confiere el ser a la
      virtud celeste).
El uso de la Sección Áurea es evidente en las obras principales de Leonardo da Vinci, quien
mostró durante mucho tiempo un gran interés por las matemáticas del arte y de la
naturaleza. Leonardo hizo un estudio en profundidad de la figura humana, demostrando que
todas las partes fundamentales guardaban relación con la Sección Áurea. Esto lo plasmó en
una de las ilustraciones más famosas que hizo para el libro de Pacioli conocida como el
hombre de Vitruvio. Es probable que fuera Leonardo quien diera por primera vez el nombre
de sectio áurea. Una de sus obras principales el rostro de la Mona Lisa encierra un
rectángulo dorado perfecto.

Después de Leonardo, artistas como Raphael y Miguel ángel hicieron un gran uso de la
Sección Áurea para construir sus obras. La impresionante escultura de Miguel Ángel, El
David, se ajusta en varios sentidos a la Sección Áurea, desde la situación del ombligo con
respecto a la altura, hasta la colocación de las articulaciones de los dedos.

En 1525, Alberto Durero publica Instrucción sobre la medida con regla y compás de figuras
planas y sólidas con él pretende enseñar a los artistas, pintores y matemáticos de la época
diversos métodos para trazar diversas figuras geométricas. En esta obra Durero muestra
cómo trazar con regla y compás algunas espirales y entre ellas una que pasará a la historia
con su nombre: la Espiral de Durero.

Johannes Kepler (1571 /1630) Astrónomo alemán en MysteriumCosmographicum
considera el número Phi uno de los grandes tesoros de la geometría:

       "La geometría tiene dos grandes tesoros: uno es el teorema de Pitágoras; el otro, la
       división de una línea entre el extremo y su proporcional. El primero lo podemos
       comparar a una medida de oro; el segundo lo debemos denominar una joya
       preciosa"

Los constructores de las iglesias medievales y góticas y de las catedrales europeas también
erigieron estas asombrosas estructuras para adaptarse a la Sección Áurea. En este sentido,
Dios realmente estaba en los números.

Phi en los Siglos XIX y XX

Hasta principios del siglo XIX no empezó a usarse el término "sección áurea". La primera
aparición documentada del término es de 1835, cuando Martin Ohm llamó así a la famosa
proporción en una nota a pie de página en la que queda claro sin embargo, por lo que el
propio Ohm comenta, que no fue él quien lo acuñó.

El alemán Adolf Zeising (1810 / 1876) doctor en filosofía, habla de la sección Áurea pero
no del punto de vista geométrico o matemático sino sobre la estética y la arquitectura, para
él la sección Áurea es el criterio que define la belleza. Busca y encuentra esta proporción en
los monumentos clásicos y en la naturaleza. Zeising lo identificó en la disposición de las
venas en las hojas, en la estructura del nautilo y en la composición de cristales. Es el que
introduce el lado mítico y místico del número Phi.
Le Corbusier (1887 / 1965) arquitecto Francés, inventa el "modulator" que es un sistema de
proporciones arquitecturales basado en el número áureo y en el cuerpo humano. Hay varios
cocientes que son el número áureo:

       La altura de la persona (183) entre la altura a la que está el ombligo del suelo (113).
       La altura de la persona con el brazo levantado (226) entre la altura a la que está el
       brazo puesto en horizontal (140).
       La altura a la que está el brazo puesto en horizontal (140) entre la altura a la que se
       encuentra el punto de apoyo de la mano (86).


MatilaGhyka (1961) es un conde rumano que escribió sobre el número Phi, lo encuentra en
multitud de monumentos y también en la naturaleza. Para su discurso sobre el número
áureo, MatilaGhyka toma como punto de partida los escritos griegos sobre la teoría de los
números, en especial los de Nicómaco de Gerasa, llamado "el pitagórico", así como los
escritos de Platón.

Salvador Dalí utiliza el rectángulo áureo en algunos de sus cuadros. Dalí siempre estuvo
interesado por la pintura renacentista y, poco a poco, fue introduciéndose en las técnicas y
sistemas utilizados por los artistas de aquella época.

Dalí mostró especial interés por la obra de MatilaGhyka, fue así como tuvo conocimiento
de lo que eran y significaban el Número Áureo y la Divina Proporción. Y no dudó en
incorporar estos hallazgos a lo mejor de su pintura. Ghyka asesoró a Dalí en el
planteamiento compositivo de "Leda atómica". Para Dalí el conde Ghyka era el último
depositario de la ciencia pitagórica en el siglo XX y había que acudir a él para conocer los
últimos secretos de este antiguo saber.

Hoy en día la sección áurea se puede ver en multitud de diseños. El más conocido y
difundido sería la medida de las tarjetas de crédito, la cual también sigue dicho patrón, así
como nuestro carné de identidad y las cajetillas de cigarrillos.
Phi en las matemáticas
Definición

El número Phi nace de la solución a la ecuación: x2-x-1=0. Es la ecuación que se plantea
cuando se resuelve el siguiente problema geométrico: "Dado un segmento, ¿dónde debe
hacerse una división tal que la longitud del segmento sea a la parte mayor como la parte
mayor a la parte menor?"




Aplicando la proporción áurea obtenemos la siguiente ecuación:




Una de las soluciones de esta ecuación (la solución positiva) es:               .

Esta solución es el valor del número áureo y es una prueba formal de que el número áureo
es irracional, ya que incluye la raíz de un número primo.

Además de esta aproximación al valor de Phi existen otras formas de hallar el valor de
dicho número, algunas de las cuales se muestran a continuación.



Representación mediante fracciones continuas

La expresión mediante fracciones continuas es:
Esta iteración es la única donde sumar es multiplicar y restar es dividir. Es también es la
más simple de todas las fracciones continuas y la que tiene la convergencia más lenta. Con
esta expresión es fácil aproximarse al valor de Phi usando la calculadora científica, sólo hay
que seguir los pasos:

       Para empezar introducimos el 1.
       Calcular el inverso (el botón 1/x). Sumar 1.
       Calcular el inverso. Sumar 1.
       Calcular el inverso. Sumar 1.
       Seguir repitiendo hasta que el resultado no cambie.

Representación mediante raíces anidadas




Esta fórmula es un caso particular de una identidad general publicada por NathanAltshiller-
Court, de la Universidad de Oklahoma, en la revista American MathematicalMonthly,
1917.

El teorema general dice:




La expresión                                                              (donde ai = a), es


igual a la mayor de las raíces de la ecuación x2 − x − a = 0; o sea,


Con esta formula se tiene otro método para poder obtener Phi con la calculadora:

       Introduce cualquier número (entero o racional) mayor que –1.
       Suma 1. Calcula la raíz cuadrada.
       Suma 1. Calcula la raíz cuadrada.
       Sigue repitiendo hasta que el resultado no cambie.

Realizando estas operaciones se deducen algunas propiedades, que se exponen en el
siguiente apartado.
Propiedades algebraicas

Phi es el único número real positivo tal que:




La expresión anterior es fácil de comprobar:




Phi posee además las siguientes propiedades:
Phi en la sucesión de Fibonacci

Consideremos la siguiente sucesión de números: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34...

Cada número a partir del tercero, se obtiene sumando los dos que le preceden. Por ejemplo,
21 = 13 + 8; el siguiente a 34 será 34 + 21 = 55. Esta sucesión es la llamada "sucesión de
Fibonacci".

Dividamos dos términos consecutivos de la sucesión, siempre el mayor entre el menor y
veamos lo que obtenemos:




Al tomar más términos de la sucesión y hacer su cociente nos acercamos al número de oro.
Cuanto mayores son los términos, los cocientes se acercan más a                     .



En lenguaje matemático:
Efectivamente:




Si en lugar de utilizar 1 y 1 como los primeros números de Fibonacci, se utilizan
cualesquiera otros números, el cociente de pares sucesivos igualmente tiende a Phi.


Phi también satisface la siguiente relación:

Y la más magnífica relación es:                                 , donde F(n) es el n-ésimo
número de Fibonacci.

Phi en el triángulo de Pascal




Este es el triángulo de Pascal que se forma situando el número uno por sus dos laterales y
los demás números se hallan sumando los dos números que tiene justo encima (según las V
del dibujo). Sumando los números según las diagonales obtenemos la sucesión de
Fibonacci.




El número áureo en la geometría
Hay muchas y variadas figuras geométricas regulares en donde las proporciones áureas
hacen aparición, pudiéndose encontrar tanto en el plano como en figuras en 3 dimensiones.
Son múltiples las figuras e incluso figuras dentro de figuras geométricas que tienen como
razón el número de oro. A continuación se detallan algunas de dichas figuras.



El rectángulo áureo y Euclides

Los rectángulos áureos son aquellos cuyos lados están en proporción áurea, es decir, el
cociente entre su lado mayor y su lado menor es Phi. Este tipo de rectángulo lo usó Fidias
en la fachada del Partenón, pero también podemos verlo hoy en las cajetillas de tabaco, el
DNI, las tarjetas de crédito, etc.



Construcción del rectángulo de oro

Un ejemplo de creación geométrica es el rectángulo áureo. Construido a partir de dos
segmentos cuya proporción es phi. Euclides realiza una peculiar construcción, obtiene el
rectángulo áureo AEFD a partir del cuadrado ABCD:




Rectáguloaureo



El rectángulo AEFD es áureo porque sus lados AE y AD están en la proporción del número
áureo. El rectángulo BEFC es asimismo áureo.

La construcción se hace en los pasos:

       Primero se halla el punto medio entre A y B que llamaremos G, teniendo que:
Con centro en G trazando una circunferencia con el compás desde el punto C se
       obtiene el punto E, y por lo tanto:




       resultando evidente que:




       de donde, finalmente:




Por otra parte, los rectángulos AEFD y BEFC son semejantes, de modo que éste último es
asimismo un rectángulo áureo.



Propiedades interesantes del rectángulo áureo:

       Si es dividido en dos mitades, por su lado más largo, los dos nuevos rectángulos
       obtenidos tiene cada uno la mitad de área que el original, pero exactamente sus
       mismas proporciones.

       Como se puede deducir a partir de su construcción por el método de Euclides si a un
       rectángulo áureo se le sustrae el cuadrado más grande posible queda de resto un
       rectángulo áureo proporcional al rectángulo original.

       Cuando se colocan dos iguales como indica la figura, la diagonal AB pasa por el
       vértice C.
Rectángulos de Fibonacci y espiral de Durero

A continuación vamos a explicar como se construiría la espiral áurea, partiendo de un
cuadrado como en el rectángulo áureo. Cuando se divide el rectángulo áureo
progresivamente obteniéndose rectángulos áureos de menor tamaño, se obtiene finalmente
una nueva figura, la espiral áurea.

Partiendo de un cuadrado S1,para comenzar a dibujar la espiral aurea seleccionamos uno de
los vértices, y trazamos un arco con apertura igual al lado del cuadrado. Como se muestra
en la figura:




Construccion de la espiral aurea. Paso1

A continuación construimos un cuadrado S2 cuyo lado es el segmento creado al trazar el
arco del rectángulo áureo. Tenemos que continuar trazando el arco de la espiral haciendo
centro en la esquina de la que luego vamos a partir para continuar haciendo rectángulos,
como se explico en el paso anterior.
Construccion de la espiral aurea. Paso2


El siguiente paso consiste en tomar de nuevo el punto medio del lado del ultimo cuadrado
creado y trazar un arco, para construir un nuevo rectángulo, con el lado menor de este
rectángulo construimos de nuevo un cuadrado y trazamos el arco que continúa con la
espiral.

Haciendo el proceso de división de rectángulo áureos sucesivamente se llega a la siguiente
figura, con la que podríamos seguir trabajando infinitamente si pudiésemos hacer también
zoom infinitamente.




Construccion de la espiral aurea. Paso N




Triángulo áureo y espiral de Durero
Otra espiral logarítmica se puede obtener a partir de un triángulo isósceles de ángulos 36º,
72º e 72º.




Los dos tipos de triángulos en los que se divide el triángulo original al hacer la bisectriz,
que sería un triángulo isósceles como el de la izquierda



Ocurre que               , se dice entonces que es un triángulo áureo.

En ABC, si hacemos la bisectriz del ángulo B hasta cruzarla con el lado del triángulo
obtenemos otros dos: DAB y BCD.



El primero cumple que                es por tanto un triángulo áureo.

El segundo es semejante al original y como se supone es también un triángulo áureo.

En este triángulo volvemos a calcular la bisectriz ahora en el ángulo en C y obtenemos los
triángulos CDE y CBE, también semejantes a los anteriores.

Continuando este proceso se obtiene una sucesión espiral de triángulos que converge a un
punto situado en la intersección de las dos medianas de los dos primeros triángulos.


La espiral se construye uniendo mediante arcos de circunferencia los vértices consecutivos
de los triángulos. Ésta espiral coincide en su curvatura con la dibujada anteriormente a
partir de la sucesión de rectángulos áureos.
Círculos áureos

Hemos hablado de segmentos y rectángulos de proporciones áureas. Peros, ¿sería posible
dividir un círculo en proporciones áureas?.

Al dividir un círculo como el de la figura en dos nos quedan dos semicírculos el azul y el
naranja. Al hacer la proporción de las longitudes de los arcos de circunferencia que nos han
quedado nos damos cuenta que hemos encontrado la proporción áurea. El ángulo central del
arco más pequeño es el ángulo áureo y tiene 137.5 grados.




Phi en los pentágonos

Pentágono áureo

Detrás del pentágono regular se esconde esta misma proporción entre los lados del
pentágono y sus diagonales
Pentagono

Vamos a ver detalladamente tal relación, partiendo del hecho de que los triángulos ABC y
BCD son semejantes tenemos que:




Suponiendo AD = a y DC = b, tenemos que y sabiendo que AB = AD




Que operando nos lleva a:



Dividimos todo por b2




Sustituyendo




Solucionando esta ecuación obtenemos el número




Explicado desde otro punto de vista
Consideremos un pentágono regular en el cual se han dibujado las diagonales. En esta
figura sólo aparecen tres ángulos diferentes. Miden 36º, 72º y 108º. La relación entre estos
ángulos es la siguiente: 72 es el doble de 36 y 108 es el triple de 36. Hay varios tipos
diferentes de triángulos isósceles, de los cuales seleccionamos tres: los triángulos ABE,
ABF y AFG. El resto de triángulos son semejantes a alguno de estos y no aportan
información adicional. Finalmente, hay cuatro segmentos diferentes en estos triángulos, que
llamaremos: BE = a, AB = AE = b, AF = BF = AG = c y GF = d. Las longitudes de estos
segmentos cumplen: a > b > c > d.




Consideremos cada uno de estos triángulos por separado y apliquemos el teorema del seno:

Triángulo ABE




Triángulo ABF
Triángulo AFG




Como 72º = 180º - 108º, se verifica que sen72º = sen108º.

En consecuencia podemos establecer las siguientes proporciones:




Es decir, una vez ordenadas las longitudes de los cuatro segmentos de mayor a menor, la
razón entre cada una de ellas y la siguiente es constante e igual al número de oro.

Tomando la primera de las proporciones, teniendo en cuenta que c = a - b y haciendo b = 1:




Es decir, dos de estos segmentos consecutivos cumplen la proporción áurea.



Como consecuencia, se verifica:



Phi en el pentagrama
Este pentagrama ilustra algunas de las razones áureas: los segmentos (rojo, azul), (azul,
verde) y (verde, morado) tienen proporciones áureas.

Teniendo en cuenta la gran simetría de este símbolo se observa que dentro del pentágono
interior es posible dibujar una nueva estrella, con una recursividad hasta el infinito. Del
mismo modo, es posible dibujar un pentágono por el exterior, que sería a su vez el
pentágono interior de una estrella más grande. Al medir la longitud total de una de las cinco
líneas del pentáculo interior, resulta igual a la longitud de cualquiera de los brazos de la
estrella mayor, o sea . Por lo tanto el número de veces en que aparece el número áureo
en el pentagrama es infinito al anidar infinitos pentagramas.




El dodecaedro

El pentágono, asimismo, es la base para construir el cuerpo sólido perfecto, el dodecaedro.
Platón en el Timeo afirma que el dodecaedro es la materia de la que está hecha el elemento
perfecto, el éter, y simboliza además la perfección del Universo.
Phi en la naturaleza
Phi pasó a ser llamada la divina proporción por ser encontrada en la naturaleza. El hombre
no solo la ha descubierto sino que se ha valido de ella para la creación estética.

Esta curva ha cautivado, por su belleza y propiedades, la atención de matemáticos, artistas
y naturalistas.




Caparazon de molusco en espiral




Galaxia en espiral



La encontramos presente en elementos tan pequeños como las ramas de las plantas, los
pétalos de una flor o el caparazón de un molusco y en fenómenos tan grandes como
huracanes o las galaxias.
En la semilla de muchas plantas, el ángulo que separa a cada uno de los brotes consecutivos
que surgen de ella es la división del circulo completo 360º entre Phi, y es que así se asegura
que a medida que crece las ramas no crecerán unas sobre otras sino que cada una alcanzará
una disposición diferente aprovechando mejor la luz del sol.

En el girasol las semillas de las pipas están dispuestas en forma de espiral, en un sentido
podemos encontrar 34 y en el otro 55, los dos curiosamente números de fibonnaci.




Espirales del girasol




Phi en el arte
La mona lisa




La mona lisa
Leonardo es un gran apasionado de las matemáticas y como tal lo demuestra en sus obras
de arte. En el esquema se puede ver como el rostro de la Gioconda se encuadra
perfectamente en un rectángulo aureo.



Se puede apreciar que justo la división del rectángulo áureo superior coincide con la raya
de nacimiento del pelo, pasa por la mitad de la nariz. Con sucesivas divisiones del
rectángulo áureo se aprecia como los ojos quedan perfectamente encuadrados.




El hombre de Vitruvio

Se trata de un estudio de las proporciones del cuerpo humano, realizado a partir de los
textos de arquitectura de Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, del cual el dibujo toma su
nombre. El cuadrado está centrado en los genitales, y el círculo en el ombligo. La relación
entre el lado del cuadrado y el radio del círculo es la razón áurea.




El hombre de Vitruvio

El dibujo también es a menudo considerado como un símbolo de la simetría básica del
cuerpo humano y, por extensión, del universo en su conjunto.

En las esculturas antiguas el ombligo divide su altura total, según la proporción áurea,
situando la parte menor desde la cabeza al ombligo y la mayor desde éste a los talones. Esta
proporción áurea se encuentra también en el rostro. Si trazamos una recta desde la raíz del
cabello a la parte inferior del mentón, la base de la nariz es el punto de oro, que divide la
cara en dos partes desiguales pero armónicas.

Las tres falanges del dedo medio o anular dan tres términos consecutivos de proporción
áurea; en el dedo pulgar se vuelve a repetir esta proporción áurea en las personas
perfectamente proporcionadas. Es sorprendente constatar que los seres humanos también
tenemos esta divina proporción, como la llamó Luca Paccioli, y que esa misteriosa
Inteligencia que ideó nuestros cuerpos sobre la base del programa genético de la
Naturaleza, lo hizo a conciencia y con sabiduría.



Otras obras de arte

Son muchos los artistas que utilizan esta proporción en las dimensiones de sus cuadros,
Leonardo Da Vinci en su cuadro La anunciación, El jardín del Edén de JanBruegel o las
oras de PieteMondrian.

Muchas de las obras creadas por los artistas no es fácil observar la propoción aurea a simple
vista, pero de algunas obras se conservan los bocetos, como en la obra de Leda atómica de
Dalí y se puede ver como se advierte la meticulosidad del análisis geométrico realizado por
el artista basado en el pentagrama místico pitagórico.

En las obras La Sagrada Familia de Miguel Angel o La crucifixion de Raphael se puede
apreciar como las figuras pricipales de la imagen se alinean con el pentagono en la primera
pintura y en la segunda se situan en los vértices del triángulo áureo.

Las meninas de Velásquez emplea constantemente con la divina proporción jugando con la
perspectiva visual para conseguir crear la profundidad del cuadro, y dar la impresión al
espectador de estar contemplando una escena de una pieza teatral.

Phi ( ) en la música
Como en cualquier otra ciencia, los autores buscan siempre obtener el equilibro perfecto
entre armonía, belleza y estabilidad. Pudiera parecer que las composiciones se realizan de
forma aleatoria, basándose únicamente en las directrices del autor. Pero lo que es cierto es
que muchos autores musicales, consciente o inconscientemente, incluyeron la divina
proporción en sus más destacadas obras. Puede que el hecho de que las composiciones
sigan este determinado cauce, proporcione a cada una de las piezas musicales, una belleza
innata. Veamos algunos ejemplos. Antonio Stradivarius (1644-1737), nacido en Cremona,
llevó su oficio de constructor de instrumentos, en especial de violines, a su máxima
perfección, siendo sus mejores obras los ejemplares construidos entre 1700 y 1725. Utilizó
la razón áurea para realizar sus violines de manera que, la ubicación de las efes (los
“oídos”, u orificios en la tapa) se relacione con el número phi.
Violín Stradivarius
       En su Quinta Sinfonía, Beethoven distribuye el famoso tema siguiendo la sección
       áurea. El clímax de la obra se encuentra al 61,8 % de ella.

La famosa apertura “motto” suena exactamente en el punto dorado 0,618(*) en el compás
372 de 601 y nuevamente en el compás 228 el cual es el otro punto dorado (0.618034 desde
el final de la pieza), por esta razón Beethoven tuvo que usar 601 compases para conseguir
esas figuras. Esto lo hizo ignorando los 20 compases finales que vienen detrás de la
ocurrencia final del “motto” e ignorando a su vez el compás 387.




Cuatro primeras notas: corto,corto,corto,largo


(*)NOTA: 0,618 es el inverso del número phi (             ), esto es:      , que se
suele representar como Phi
(mayúscula), o con la letra griega Φ.




Entonces Φ =     = 0.618033988749895...


Schubert y Debussý incluyeron relaciones áureas en sus obras, basándose en los equilibrios
de las masas sonoras. Mozart introdujo la razón áurea en varias de sus sonatas, haciendo
que la introducción del tema y su desarrollo fueran muy aproximados al número phi.
Veamos donde podemos encontrar la proporción áurea en la sonata:


Caracteristicas de la Sonata Nº1 para piano de Mozart


El segundo tema armónico de la obra siempre es más extenso que el primero:
Primer movimiento subdividido en 38 y 62 compases y 63 / 38 = 1.6315

Segundo movimiento subdividido en 28 y 46 compases y 46 / 28 = 1.6428

Otros instrumentos musicales, a parte de los violines, incluyen la divina proporción en sus
formas, por ejemplo, el piano está constituido por siete octavas ordenadas de forma
creciente de graves a agudas. De esta manera, los primeros seis números de la Sucesión de
Fibonacci figuran en una octava de piano, la cual consiste en 13 teclas, 8 teclas blancas y 5
teclas negras ( en grupos de 2 y 3)




Escala de un piano



       La razón de todos los segmentos de un pentagrama equivale a PHI
Imagen:PentagramaMusical.JPG
Pentagrama que muestras las notas


Bartók en su obra “Música para instrumentos de cuerda, percusión y celesta”, utilizó la
serie de Fibonacci, para crear su escala e introducir así en su obra la razón áurea.

Imagen:PentagramaFibonacci.JPG
Pentagrama que muestras las notas, con distribución de Fibonnacci


Apple quiso dotar a uno de sus reproductores de música en mp3 de una belleza
incomparable, para ello decidió incluir la proporción del rectángulo áureo en su Ipod. Si
nos fijamos en la medida del IpodClassic de 80 gigas, comprobaremos que su relación es
exactamente el número PHI. [1]




Phi( ) en la arquitectura
Al ser Phi( ) un número representativo de la belleza y la perfección en las formas, las más
increíbles creaciones del ser humano, deben tener alguna relación con phi( ). La propia
naturaleza incluye a phi en muchas de sus creaciones, las cuales parecen imperecederas en
el tiempo. Por tanto parece obvio, que conociendo la relación áurea, los hombres,
aprovechen sus propiedades para construir monumentos totalmente intemporales. Así por
ejemplo el Partenón de Atenas, en Grecia, sigue claramente las proporciones áureas,
dotando a la construcción de una belleza y una estabilidad sin igual. Como puede apreciarse
en las imágenes, el Partenón es un claro ejemplo de cómo los arquitectos y constructores
inspiran sus obras en la relación con la divina proporción.




Imagen del Partenón de Athenas
Imagen:Partenon3.JPG
Imagen del Partenón de Athenas.Esquema




Otra de las obras, más conocidas del mundo, como es la Catedral de Notre Dame, en
Francia, sigue claramente una distribución áurea. Su modelo de construcción está inspirado
en la teoría del segmento áureo, visto en este documento. En la siguiente imagen, puede
apreciarse, como Notre Dame se apoya en Phi para elevarse majestuosamente desde el
suelo.




Imagen de la catedral de NotreDamme


Francia, es un buen ejemplo de construcciones que utilizan la relación Áurea, ya que dos de
sus obras más emblemáticas, se apoyan en la divina proporción. La segunda de estas obras
es la Torre Eiffel. Veamos la siguiente imagen donde se ilustra, la relación de la torre Eiffel
con la divina proporción y después lo explicaremos:

Imagen:TorreEiffel.JPG
Torre Eiffel, con las proporciones Áureas

Los ejes de sus cuatro pilares forman un cuadrado de 100 metros, que sería el lado pequeño
de un rectángulo áureo. Pues poniendo dos rectángulos conseguimos la altura de esta torre.
                            metros que es la altura de la torre. También se encuentra esta
proporción en las diferentes partes de la torre. En el dibujo se muestra la relación donde el
espacio azul seria igual a uno y Phi( ) seria el espacio azul más el dorado.
Pirámides de Gizah




Pirámides de Keops, relación Phi




Por supuesto, la relación áurea no es algo que lleve usándose en las construcciones más
recientes. Desde el antiguo Egipto, los constructores conocían la existencia de un número
que representaba las proporciones de la belleza y la perfección. De hecho su nombre, la
Divina Proporción, ofrece una clara descripción de Phi. Una de las civilizaciones
consideradas más inteligentes, tenían que usar esta proporción en sus obras, de manera que
consiguieran convertirlas en intemporales. La siguiente imagen muestra la forma de incluir
la divina proporción en sus pirámides.
La relación de las pirámides con el número Phi viene expresada, de la siguiente forma:
Situemos varios puntos en la imagen de la pirámide de Keops: La B, estará en la cima de la
pirámide, la C estará en la base y la A, será el centro de la pirámide, tocando el suelo: Si la
distancia AC es igual a 1, AB mide la raíz cuadrada de phi y BC mide phi. La pirámide de
Keops mide 230 metros de lado, la base de la pirámide es cuadrada.



1)                         ;

2)             -->                                  que son los metros de altura de
la pirámide de Keops.
3)                            metros desde el centro de un lado de la base
hasta el pico de la pirámide.




Edificio de Naciones Unidas. New York




Una obra de reciente construcción es el edificio de Naciones Unidas, que también ha
decidido incluir la divina proporción. Es un aspecto muy a tener en cuenta a la hora de
desarrollar cualquier proyecto de arquitectura, ya que parece que cualquier obra que se
apoye en la divina proporción, está dotada de una belleza innata y de una estabilidad y
durabilidad sorprendente.

Si la naturaleza aprovecha las características de la relación áurea, es lógico que los
humanos imitemos este comportamiento. En la siguiente imagen se muestra la relación que
hay entre Phi y el edificio de las Naciones Unidas. Cada uno de los tres rectángulos que
forman las distintas partes del edificio, siguen las proporciones del rectángulo áureo.




Otra obra de reciente construcción que sigue las proporciones áureas, es la Universidad
Politécnica Estatal de California. Cuyo plano está basado en los números de Fibonacci y en
otros esquemas áureos como la Espiral Áurea. [2]



Incluso está presente en el edificio que como su nombre indica es un pentágono situado en
Washington.




Imagen:PuertaTiwanaku3.jpg
Puerta de Tiwanaku. Perú

Hay una obra, de la cual aún se desconoce su origen exacto, que también está inspirada en
la proporción áurea. Se conoce como: La Puerta del Sol de Tiwanaku. Está situada en una
región muy próxima al lago Titicaca y lo único que se conoce de su origen es que ya estaba
en ruinas cuando surgió el Imperio de los Incas, en el siglo XII.[3]
Curiosidades
Phi En el Sistema Solar




Planeta Saturno mostrando la relacion phi

El sistema solar es un claro ejemplo de estabilidad y precisión. Parece que también se han
hallado pruebas que confirman que el sistema solar sigue una distribución basada en el
número Phi: En los anillos del planeta Saturno se encuentra la relación Phi. Si el segmento
dorado es igual a 1, el segmento azul es igual a Phi.




Phi en una gota de agua

Una gota o una burbuja, proceden de un líquido que, por el aumento de su peso, se han
desprendido de su origen y actúan a merced de la gravedad, aunque si nos fijamos bien,
comprobaremos que siguen manteniendo en parte su forma esférica original, aunque una
parte de ella se encuentre estirada. Podría pensarse que una gota, tiene una forma aleatoria,
dependiendo del fluido del que proceda, pero lo cierto es que puede establecerse una
relación entre la forma de la gota y el número PHI. Debido a que la gota tiene una forma
ovalada y un huevo, puede seguir la proporción áurea, puede establecerse una relación
áurea.

De esta forma, otros objetos, tales como los cometas, podrían seguir también la divina
proporción en sus formas. Al menos la forma que obtenemos al mirar con un telescopio.



Soneto a la Divina Proporción

Rafael Alberti dedicó un soneto a la Divina Proporción:



       A ti, maravillosa disciplina,
       media, extrema razón de la hermosura,
       que claramente acata la clausura
       viva en la malla de tu ley divina.
       A ti, cárcel feliz de la retina,
       áurea sección, celeste cuadratura,
       misteriosa fontana de mesura
       que el Universo armónico origina.
       A ti, mar de los sueños angulares,
       flor de las cinco formas regulares,
       dodecaedro azul, arco sonoro.
       Luces por alas un compás ardiente.
       Tu canto es una esfera transparente.
       A ti, divina proporción de oro.




Aritmética multiprecisión
Para calcular el valor de PHI   , basta con hacer la siguiente operación:




El resultado que obtenemos es un número con infinitas cifras decimales, las cuales no
queda más remedio que aproximar. Por tanto inevitablemente cada vez que trabajamos con
el número PHI, estamos cometiendo un error de aproximación, que puede variar
dependiendo del número de cifras decimales que tomemos. Este cálculo es especialmente
delicado para los computadores, ya que se enfrentan a tener que manejar un número
infinitamente largo, con una capacidad de memoria finita. Dependiendo de las diversas
arquitecturas, se toman unas decisiones de diseño u otras. Por ejemplo para ordenadores
Mac, existen unos paquetes de software libre que facilitan los cálculos con aritmética de
punto flotante con precisión arbitraria (miles e incluso millones de dígitos). Estos paquetes
están disponibles tanto para la Arquitectura PowerPC como para Arquitectura Intel. Estos
paquetes son: GMP[4] y ARPREC[5].

Como sabemos la gran mayoría del software de los ordenadores, se ve directamente
limitado, por la capacidad del hardware de realizar cálculos con números muy grandes, ya
que están limitados al tamaño de los operandos de coma flotante que pueden utilizar. Por
ejemplo en el lenguaje C, los tipos de datos de coma flotante, son float y double, que
incluyen mantisas de 34 y 56 bits respectivamente; en algunas plataformas, por ejemplo
Machintosh, hay un tipo de datos: longdouble que permite incrementar el tamaño de la
mantisa a 106 bits. Para el cálculo que requiere hacerse si usamos el número PHI,
obviamente necesitaremos muchos más bits que los ofrecidos hasta ahora, para tratar de
minimizar el error lo máximo posible. Aunque siempre seguiremos teniendo el problema de
tratar de manejar un número infinito con una capacidad de almacenamiento finita. Hay
varios sitios, donde nos ofrecen ya calculadas, una cantidad determinada de cifras
decimales para el número PHI: http://goldennumber.net/phi20000.htm



Teoría para cálculos con aritmética de multiprecisión:

Veremos cómo son los algoritmos clásicos que permiten el manejo de números enteros de
precisión arbitraria, haciendo uso de unos recursos no finitos, tanto de memoria como de
potencia de cálculo.



Los Algoritmos Clásicos:

Veremos algoritmos para:

        a) Suma o resta de enteros con n-cifras, dando una respuesta de n-cifras y acarreo
        b) Multiplicación de un entero de n-cifras por un entero de m-cifras, dando una
        respuesta de (n+m)-cifras
        c) División de un entero de (n+m)-cifras por un entero de n-cifras, dando un
        cociente de (m+1)-cifras y un resto de n-cifras.


Se les llamó algoritmos clásicos desde que la palabra “algoritmo” comenzó a usarse para
estos procesos hace ya algunos siglos. El término entero de n-cifras, se refiere a un número
entero menor que bn, donde b es la base en la que los números se expresan; estos números
pueden escribirse, usando como máximo n-cifras.

Veremos de una forma resumida algoritmos que realizan las operaciones a), b) y c) sobre
enteros expresados en base b , donde b es >=2. Un aspecto importante a tener en cuenta de
los números de multiprecisión es que hay que contemplarlos como números escritos en
base w, donde w, es el tamaño de palabra del computador. Por ejemplo un entero, que
ocupe 10 palabras en un computador cuyo tamaño de palabra es 1010, tiene 100 cifras
decimales, pero consideraremos que es un número de 10 cifras en base 1010.



Algoritmo A: (Suma de números enteros no negativos)


Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos                        y                   el
algoritmo construye su Suma en base b                            . Aquí W0 es el acarreo y
siempre es igual a 0 ó a 1.

A1: [Inicialización] Ponemos: j = 0, k = 0 (La variable j se moverá a través de las
posiciones decimales y la variable k, almacenará el acarreo en cada paso)


A2: [Suma de dígitos] Ponemos:                                           ,y


                            En otras palabras, k se pone a 0 ó 1, dependiendo de si hay o no
acarreo, es decir, si uj + vj + k> = b o no. Al menos siempre se producirá un acarreo entre
las dos sumas, ya que:


                                                            , por inducción en los
computadores

A3: [Bucle en j]Decrementamosj en una unidad. Ahora si j > 0 volvemos al paso A2 y sino
ponemos w0 = k y terminamos el algoritmo.



Algoritmo S: (Resta de números enteros no negativos)

Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos
                                                el algoritmo construye su resta en base b


S1: [Inicialización] Ponemos: j = 0, k = 0


S2: [Suma de dígitos] Ponemos:                                          ,y
En otras palabras, k se pone a 0 ó -1, dependiendo de si hay rebose o no, es decir, si uj − vj
+ k< 0 o no. En el cálculo de wj, nótese que se asume que debemos tener :

                                                                                             ;
de ahí                                          .


S3: [Bucle en j]Decrementamos j en una unidad. Ahora si j>0 volvemos al paso S2 y sino
terminamos el algoritmo. (Cuando el algoritmo termina, debemos tener k = 0, sólo
tendremos k = 1 si y sólo si:                                            y esta situación entra
en contradicción con las suposiciones inciales).



Algoritmo M: (Multiplicación de números enteros no negativos)


Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos                       y                    el
algoritmo construye su Suma en base b                            . El tradicional método del
lápiz y el papel se basa en ir construyendo los productos parciales de
                        primero para j = 1 hasta m y después ir sumando esos productos
con su escala apropiada. Pero en un computador, es mejor hacer las sumas
concurrentemente con los productos, de la forma en la que describe el algoritmo.

M1: [Inicialización] Ponemos                                      todo a 0. Ponemos j = m;

M2: [¿Multiplicación por 0?] Si vj = 0 , inicializamos wj = 0 y saltamos al paso M6. (Esta
comprobación ahorra un valioso tiempo si la multiplicación que va a realizarse es por 0, de
otro modo, este paso puede omitirse)

M3: [Inicialización de i] Ponemos: i = n, k = 0


M4: [Multiplicar y Sumar]Ponemos                                            ; entonces ponemos

                       y              . (Aquí el acarreo k siempre estará en el rango 0 < = k<b)

M5: [Bucle en i]Decrementamosi en una unidad. Ahora si                  volvemos al paso M4 y
sino ponemos wj = k

M6: [Bucle en j]Decrementamosj en una unidad. Ahora si                   volvemos al paso M2
y sino terminamos el algoritmo.
Algoritmo D: (División de números enteros no negativos)


Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos                               y
                     , donde               y n> 1, formamos el cociente de base b

                                    y el resto



D1: [Normalizar]Ponemos                               , luego ponemos
                               igual a                         veces dy                       igual
a                      veces d.

Nótese la introducción de un nuevo dígito '''u0''' a la izquierda de u1; si d==1 , todo lo que
tenemos que hacer en este paso es poner u0 = 0. En un ordenador binario, es preferible
elegir d para que sea un número múltiplo de potencia de 2, en lugar del sugerido aquí;


cualquier valor de d que dé un resultado de                    , será suficiente.

D2: [Inicialización de j] Ponemos: j = 0 (El bucle en j, desde los pasos D2 hasta D7 será
esencialmente una división de                               entre                    , para
conseguir un único dígito del cociente qj.

D3: [Calcular      ] Si               , entonces                , sino


                                .


Ahora comprobamos si                                                     . Si es así, entonces
decrementamos       en una unidad y volvemos a realizar el test.


D4: [Multiplicar y restar]Reemplazamos                                    por
                             menos veces                   Este paso (análogo a los
pasos M3, M4 y M5 del algoritmo M) consiste en una simple multiplicación de un número
de una cifra, junto con una resta.

Los dígitos                                 deben conservarse positivos.
D5: [Comprobar el test]Ponemos              . Si el resultado del paso D4, fue negativo,
saltamos al paso D6, sino, saltamos a D7.

D6: [Suma hacia atrás] (La probabilidad de que este paso sea necesario, es relativamente
baja , del orden de frac2b, ya que los datos que activan el test en este paso, deben ser
cuidadosamente controlados en la fase de depuración.) Decrementamosqj en una unidad y
sumamos                           a                       (Si hay acarreo, se desprecia.)

D7: [Bucle en j] Incrementamos j en una unidad, si j >= m, volvemos a D3

D8: [Des-normalización] Ahora                          es el cociente deseado y el resto que


buscábamos debe obtenerse de dividir:                                .



Autores:

Pavaro04 : Pablo Antonio Valiente Rocha

Crbaar04 : Cristina Barra Arias

Fjhermoso : Francisco Hermoso Baños

Enlaces externos
       Golden Ratio Argentina
       Castor.es
       Ignacio A. Langarita Felipe, El número de oro
       Wikipedia, Número áureo
       J. Ignacio Extremiana Aldana, Divina proporción
       championtrees.org, PHI
       Artículo sobre Fibonacci
       Paulo Porta, Proporción áurea
       La Sucesión De Fibonacci Y La Naturaleza

Bibliografía
       Ghyka, Matila C. El Número de Oro I y II, Poseidón, 1968.
       Ghyka, Matila C. Estética de las proporciones en la naturaleza y en las artes,
       Poseidón, 1977.
       Pacioli, Luca. La Divina Proporción, Ediciones Akal, S.A. 1991. Traducción del
       original de 1509.
Donald E. Knuth. The art of computer programming. Volumen 2, 1981.

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                         Telemática Aplicada y Comunicaciones Avanzadas




                             de la Universidad de Extremadura (UEx).

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           nacida en el seno de la Universidad de Extremadura, es la Directora General
                        Ejecutiva (CEO, ChiefExecutiveOfficer) de CALA.
Contacto:
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  • 1. Leonardo da Vinci. Su título, "De Divina Proportione" (1509). Veamos, en síntesis, qué es la Divina Proporción. Hojeando tratados referentes a este tema, sintetizando estudios de varios autores realizamos el resumen que sigue, con la intención de simplificar hasta el límite de lo posible esta cuestión de por sí intrincada. Si desechamos el análisis en detalle, lo hacemos en homenaje a la brevedad y al fin de divulgación que nos hemos propuesto. Sea el segmento AB al que queremos dividir en media y extrema razón, es decir, que la parte mayor sea a la menor como la suma de ambas es a la mayor. (Problema euclidiano). Trazamos la perpendicular Y al segmento AB. Sobre ella se determina BD igual a AB/2. Se traza AD. Luego se lleva sobre AD, DE igual a DB. Haciendo centro en A se traza el arco EC.. El punto C determina AC y CB que están en la relación pedida. La expresión numérica de la Divina Proporción lleva a un desarrollo logarítmico resultante de dividir un segmento de recta en media y extrema razón que concluye en la expresión: X (el número ) = 1,618033 ................... Número inconmensurable, (como los son e: 2,7182........y Pi: 3,1426..........) simple y vulgar en apariencia, pero que tiene, entre otras, la propiedad de darnos el lado del pentágono y del decágono (pentade y decade de Platón) inscriptos en la circunferencia y que es la expresión aritmética de la Divina Proporción. Ha sido estudiado en sus diversas característicias, dando lugar a conclusiones que llaman a profunda meditación. Se le conoce en el mundo matemático con el nombre de la letra griega . Existe, además, una aproximación entera de la Divina Proporción que es la serie fibonaciana, llamada así en homenaje a Leonardo de Pisa (Fibonaci), quien la redescubrió al querer calcular la descendencia de una pareja de conejos. Esta serie -que no es otra que el 10º tipo de proporción de los neopitagóricos- se encuentra en la siguiente relación: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55......de modo que la suma de dos términos consecutivos nos da el siguiente. La relación entre dos términos tiende rápidamente hacia la Divina Proporción, en efecto: 8/5= 1,6 13/8= 1,625 21/13= 1,615 34/21=1,618..... La divina Proporción o su expresión entera (serie fibonaciana) son las bases de todos los ritmos espaciales que tienen por esquema el pentágono y aparecen allí donde haya un hálito de vida, pasando muchas veces inadvertidos a causa de nuestra defectuosa educación que nos incapacita para percibirlos. Veamos ahora cómo puede utilizarse en la vida práctica el número que hemos obtenido. Supongamos que queremos crear una forma: sea un mueble, la tapa de un libro, etc. Podemos inscribirlo en un rectángulo generador que esté en relación .
  • 2. Supongamos un rectángulo cuya base AB es igual a 2 metros. ¿Cuánto debe medir la altura BC para que se establezca entre ellas la Divina Proporción? AB/BC = 1,618 AB= 2m BC= X 2/X = 1,618. Despejando X: X= 2/1,618 = 1,236 Es suficiente una simple división para obtener la relación . Ahora bien, este rectángulo así proporcionado tiene propiedades notables. Si rebatimos la altura sobre la base y así demarcamos un cuadrado, nos queda otro rectángulo que, a su vez, puede dividirse en otro cuadrado y otro rectángulo con las mismas propiedades y semejante al primitivo, hasta el infinito: "queda igual a sí mismo en la diversidad de su evolución". Las rejas coloniales y los portalones de la misma época utilizan rectángulos generadores en las aplicaciones más variadas. Dignas de mención son las rejas de la casa del fundador de Chascomús, en la ciudad del mismo nombre; el convento de las Teresas, la iglesia de los jesuitas y la capilla de Candonga en Córdoba; el Cabildo de Salta y el mutilado Cabildo de Buenos Aires. Todo el barrio de San Telmo es un vivero de relaciones proporcionales en media y extrema razón, que se pueden apreciar, especialmente. en los dibujos de sus rejas y balcones de hierro forjado. El ojo acostumbrado, encuentra enorme cantidad de construcciones dentro y fuera del país que revelan este módulo expresivo propio del pueblo latino, módulo expresivo que está en trance de extinción barrido por corrientes que nos son ajenas por completo. Toda América latina -en la que se volcó la influencia mediterránea después de la conquista- es un rico venero para el estudioso. Lo mismo podemos decir de las ciudades europeas donde no es posible concebir una construcción latina que no responda concreta o tácitamente al módulo . Francia, España, Italia, Rumania, Grecia, poseían en la anteguerra ciudades (Viterbo, Carcasonne, Ávila, Sinaia) que eran en su totalidad verdaderas sinfonías pétreas bajo el signo de la Divina Proporción. Esta corriente, en un incontenido desborde de armonía, rebasó los límites del mundo greco latino teniendo como único resorte rnotor y matriz generadora la media y extrema razón. El rectángulo a que nos referimos, es elegido entre muchos otros de diversa proporción por miles de sujetos sometidos a prueba sin estar advertidos de antemano cuál es su relación ancho/largo. Fechner ha hecho la experiencia. Número áureo (Redirigido desde Numero aureo)
  • 3. El número áureo o de oro, número dorado, sección áurea, razón áurea, razón dorada, media áurea, proporción áurea y divina proporción es un número designado con la letra griega Phi( ) que es la inicial del nombre del escultor griego FIDIAS. Su valor es: Como muchos otros temas científicos y matemáticos el número Phi era conocido en la antigua Grecia. Después estos conocimientos fueron olvidados para ser redescubierto mas tarde en la historia. Es por esto también que este número recibe varios nombres. Se le ha dado un carácter casi mágico, haciéndolo aparecer, de forma más o menos natural en las matemáticas, en el arte, en la arquitectura y en la naturaleza. Tabla de contenidos [ocultar] 1 Presentación Histórica o 1.1 Phi en el Antiguo Egipto o 1.2 Phi en la Antigua Grecia o 1.3 Phi en la Edad Media o 1.4 Phi en el Renacimiento o 1.5 Phi en los Siglos XIX y XX 2 Phi en las matemáticas o 2.1 Definición o 2.2 Representación mediante fracciones continuas o 2.3 Representación mediante raíces anidadas o 2.4 Propiedades algebraicas o 2.5 Phi en la sucesión de Fibonacci o 2.6 Phi en el triángulo de Pascal 3 El número áureo en la geometría o 3.1 El rectángulo áureo y Euclides  3.1.1 Construcción del rectángulo de oro  3.1.2 Propiedades interesantes del rectángulo áureo: o 3.2 Rectángulos de Fibonacci y espiral de Durero o 3.3 Triángulo áureo y espiral de Durero o 3.4 Círculos áureos o 3.5 Phi en los pentágonos  3.5.1 Pentágono áureo  3.5.2 Explicado desde otro punto de vista  3.5.3 Phi en el pentagrama o 3.6 El dodecaedro 4 Phi en la naturaleza 5 Phi en el arte o 5.1 La mona lisa
  • 4. o 5.2 El hombre de Vitruvio o 5.3 Otras obras de arte 6 Phi () en la música 7 Phi() en la arquitectura 8 Curiosidades o 8.1 Phi En el Sistema Solar o 8.2 Phi en una gota de agua o 8.3 Soneto a la Divina Proporción 9 Aritmética multiprecisión o 9.1 Teoría para cálculos con aritmética de multiprecisión:  9.1.1 Los Algoritmos Clásicos:  9.1.2 Algoritmo A: (Suma de números enteros no negativos)  9.1.3 Algoritmo S: (Resta de números enteros no negativos)  9.1.4 Algoritmo M: (Multiplicación de números enteros no negativos)  9.1.5 Algoritmo D: (División de números enteros no negativos) 10 Enlaces externos 11 Bibliografía 12 Licencia Presentación Histórica Son varios los nombres que ha recibido lo que hoy conocemos por sección áurea (o razón áurea, o proporción áurea). De entre ellos podríamos destacar la "división en media y extrema razón"de los griegos o la "proporción divina" de Luca Pacioli, no siendo hasta principios del siglo XIX cuando empezó a usarse "sección áurea". La primera aparición documentada del término es de 1835, cuando Martin Ohm llamó así a la famosa proporción. En matemáticas es representado por la letra griega . El nombre Phi fue dado por el matemático americano Mark Barr basado en la primera letra del nombre del escultor griego Fidias quien usara la proporción divina en sus diseños y esculturas. Esta proporción fue inicialmente utilizada por los egipcios, los griegos y posteriormente retomada en la cultura occidental como una medida de estética, un balance entre lo simétrico y lo asimétrico. Phi en el Antiguo Egipto
  • 5. Existen numerosos textos que sugieren que el número áureo se encuentra como proporción en ciertas estelas Babilonias y Asirias de alrededor de 2000 a. C.. Sin embargo no existe documentación histórica que indique que el número áureo fue usado conscientemente por los arquitectos o artistas en la construcción de las estelas. Es posible que en los constructores y decoradores del antiguo Egipto usasen algún tipo de teoría matemática de las proporciones. Se sabe que en torno al 600 a. C. investigadores egipcios midieron los relieves en Sakkara, en la tumba del faraón Zhoser, que fueron hechos hacia el 2800 a. C. Sobre esta base, construyeron un sistema de proporciones que más tarde fue ampliamente usado. Tal vez es este sistema lo que ahora podemos ver en muchos relieves egipcios como finas líneas sin significado aparente. El número áureo se encuentra en numerosas obras de arte del antiguo Egipto. En la gran pirámide de Keops la relación entre su altitud y la mitad de un lado de su base es casi exactamente Phi. Aunque no se sabe de cierto que este numero fuese conocido por los antiguos egipcios, el sistema de medidas se basa en la diferentes partes del cuerpo por lo que no es extraño que se encuentre Phi en las pirámides. Phi en la Antigua Grecia Pitágoras y sus discípulos trataban de explicar la vida mediante números, de ahí que el principio básico de la hermandad fuera: "Todo es número". Se comunicaban mediante un símbolo secreto: la estrella de 5 puntas, que se obtiene trazando las diagonales de un pentágono regular.
  • 6. Estudiándola descubrieron que, si divides en cualquier pentágono regular el valor de la diagonal entre el valor del lado, el número que obtienes es siempre el mismo, 1,61803… Habían encontrado el número de oro. Platón observó una forma de particionar un segmento de forma armónica y agradable a la vista que llamó La Sección. Pero el primero en hacer un estudio formal sobre el número áureo fue Euclides (c. 300-265 a. C.), quién lo definió en el libro Los Elementos de la siguiente manera: "Se dice que una línea recta está dividida en el extremo y su proporcional cuando, la línea entera es al segmento mayor como el mayor es al menor." Aunque Euclides no relaciona el numero Phi con nada estético o divino. ¿Por qué los griegos se preocuparon de dividir un segmento en extrema y media razón? Un objeto lo podemos dividir por la mitad, o haciendo que una parte sea el doble de la otra, o de forma que una parte sea el triple de la otra, o que una sea ¾ de la otra,... en fin, podemos hacer cualquier partición o división de un objeto. Durante mucho tiempo, los artistas y diseñadores se han preguntado cuál es la más perfecta y armoniosa forma de dividir en dos partes un objeto. También se han preguntado cuál es la relación entre las medidas de las partes que constituyen un objeto para que éste sea bello. La sección áurea era, para Platón, la más hermosa relación entre tres números, la más reveladora de las proporciones matemáticas. Fidias está considerado como el más fiel exponente del clasicismo heleno, caracterizado más por reflejar la belleza ideal que la real. Para ello, utilizó en muchas de sus obras la proporción de oro, y ello le valió para que el matemático americano Mark Barr utilizara la primera letra de su nombre para designar al número de oro. Entre otras obras utilizó la proporción áurea en el Partenón y los Propileos, la entrada de la Acrópolis. Vitruvio (1º siglo antes de JC) arquitecto y ingeniero romano autor de "De Architectura" aborda la importancia de las proporciones en la arquitectura pero sin referencias al numero Phi sino al estudio de las proporciones humanas. Siglos más tarde, artistas y arquitectos del renacimiento italiano desarrollaron esa misma idea. Phi en la Edad Media
  • 7. Fibonacci (1175 / 1240) es conocido entre los matemáticos por una curiosa sucesión de números: 1; 1; 2; 3, 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89... que colocó en el margen de su Liberabaci junto al "problema de los conejos" que más que un problema parece un acertijo matemático. El problema en lenguaje actual diría: "Una pareja de conejos tarda un mes en alcanzar la edad fértil, a partir de ese momento cada vez engendra una pareja de conejos, que a su vez, tras ser fértiles engendrarán cada mes una pareja de conejos. ¿Cuántos conejos habrá al cabo de un determinado número de meses?" Phi en el Renacimiento Luca di Borgo (nacido en 1445) fraile Franciscano y profesor de matemáticas, también llamado Luca Pacioli, utiliza el número Phi en su libro "de divina proportione" ilustrado por Leonardo da Vinci. En este libro, Pacioli intenta explicar el significado de la Divina Proporción de una forma lógica y científica. Esta y otras obras de Pacioli parece que influyeron profundamente a Leonardo. ¿De dónde viene el nombre de Divina Proporción? En el libro Fra Luca da las siguientes razones: 1. "Es una sola y no más" (unidad supremo epíteto de Dios mismo); 2. "Una misma proporción se encontrará siempre entre tres términos, y nunca de más o de menos" (como la Santísima Trinidad); 3. "No puede nunca determinarse con un número inteligible ni expresarse mediante cantidad racional alguna" (Dios no puede definirse propiamente); 4. "Es siempre la misma y siempre invariable y de ninguna manera puede cambiar" (Dios no puede cambiar); 5. "Confiere, según Platón, el ser formal al cielo mismo" (Dios confiere el ser a la virtud celeste).
  • 8. El uso de la Sección Áurea es evidente en las obras principales de Leonardo da Vinci, quien mostró durante mucho tiempo un gran interés por las matemáticas del arte y de la naturaleza. Leonardo hizo un estudio en profundidad de la figura humana, demostrando que todas las partes fundamentales guardaban relación con la Sección Áurea. Esto lo plasmó en una de las ilustraciones más famosas que hizo para el libro de Pacioli conocida como el hombre de Vitruvio. Es probable que fuera Leonardo quien diera por primera vez el nombre de sectio áurea. Una de sus obras principales el rostro de la Mona Lisa encierra un rectángulo dorado perfecto. Después de Leonardo, artistas como Raphael y Miguel ángel hicieron un gran uso de la Sección Áurea para construir sus obras. La impresionante escultura de Miguel Ángel, El David, se ajusta en varios sentidos a la Sección Áurea, desde la situación del ombligo con respecto a la altura, hasta la colocación de las articulaciones de los dedos. En 1525, Alberto Durero publica Instrucción sobre la medida con regla y compás de figuras planas y sólidas con él pretende enseñar a los artistas, pintores y matemáticos de la época diversos métodos para trazar diversas figuras geométricas. En esta obra Durero muestra cómo trazar con regla y compás algunas espirales y entre ellas una que pasará a la historia con su nombre: la Espiral de Durero. Johannes Kepler (1571 /1630) Astrónomo alemán en MysteriumCosmographicum considera el número Phi uno de los grandes tesoros de la geometría: "La geometría tiene dos grandes tesoros: uno es el teorema de Pitágoras; el otro, la división de una línea entre el extremo y su proporcional. El primero lo podemos comparar a una medida de oro; el segundo lo debemos denominar una joya preciosa" Los constructores de las iglesias medievales y góticas y de las catedrales europeas también erigieron estas asombrosas estructuras para adaptarse a la Sección Áurea. En este sentido, Dios realmente estaba en los números. Phi en los Siglos XIX y XX Hasta principios del siglo XIX no empezó a usarse el término "sección áurea". La primera aparición documentada del término es de 1835, cuando Martin Ohm llamó así a la famosa proporción en una nota a pie de página en la que queda claro sin embargo, por lo que el propio Ohm comenta, que no fue él quien lo acuñó. El alemán Adolf Zeising (1810 / 1876) doctor en filosofía, habla de la sección Áurea pero no del punto de vista geométrico o matemático sino sobre la estética y la arquitectura, para él la sección Áurea es el criterio que define la belleza. Busca y encuentra esta proporción en los monumentos clásicos y en la naturaleza. Zeising lo identificó en la disposición de las venas en las hojas, en la estructura del nautilo y en la composición de cristales. Es el que introduce el lado mítico y místico del número Phi.
  • 9. Le Corbusier (1887 / 1965) arquitecto Francés, inventa el "modulator" que es un sistema de proporciones arquitecturales basado en el número áureo y en el cuerpo humano. Hay varios cocientes que son el número áureo: La altura de la persona (183) entre la altura a la que está el ombligo del suelo (113). La altura de la persona con el brazo levantado (226) entre la altura a la que está el brazo puesto en horizontal (140). La altura a la que está el brazo puesto en horizontal (140) entre la altura a la que se encuentra el punto de apoyo de la mano (86). MatilaGhyka (1961) es un conde rumano que escribió sobre el número Phi, lo encuentra en multitud de monumentos y también en la naturaleza. Para su discurso sobre el número áureo, MatilaGhyka toma como punto de partida los escritos griegos sobre la teoría de los números, en especial los de Nicómaco de Gerasa, llamado "el pitagórico", así como los escritos de Platón. Salvador Dalí utiliza el rectángulo áureo en algunos de sus cuadros. Dalí siempre estuvo interesado por la pintura renacentista y, poco a poco, fue introduciéndose en las técnicas y sistemas utilizados por los artistas de aquella época. Dalí mostró especial interés por la obra de MatilaGhyka, fue así como tuvo conocimiento de lo que eran y significaban el Número Áureo y la Divina Proporción. Y no dudó en incorporar estos hallazgos a lo mejor de su pintura. Ghyka asesoró a Dalí en el planteamiento compositivo de "Leda atómica". Para Dalí el conde Ghyka era el último depositario de la ciencia pitagórica en el siglo XX y había que acudir a él para conocer los últimos secretos de este antiguo saber. Hoy en día la sección áurea se puede ver en multitud de diseños. El más conocido y difundido sería la medida de las tarjetas de crédito, la cual también sigue dicho patrón, así como nuestro carné de identidad y las cajetillas de cigarrillos.
  • 10. Phi en las matemáticas Definición El número Phi nace de la solución a la ecuación: x2-x-1=0. Es la ecuación que se plantea cuando se resuelve el siguiente problema geométrico: "Dado un segmento, ¿dónde debe hacerse una división tal que la longitud del segmento sea a la parte mayor como la parte mayor a la parte menor?" Aplicando la proporción áurea obtenemos la siguiente ecuación: Una de las soluciones de esta ecuación (la solución positiva) es: . Esta solución es el valor del número áureo y es una prueba formal de que el número áureo es irracional, ya que incluye la raíz de un número primo. Además de esta aproximación al valor de Phi existen otras formas de hallar el valor de dicho número, algunas de las cuales se muestran a continuación. Representación mediante fracciones continuas La expresión mediante fracciones continuas es:
  • 11. Esta iteración es la única donde sumar es multiplicar y restar es dividir. Es también es la más simple de todas las fracciones continuas y la que tiene la convergencia más lenta. Con esta expresión es fácil aproximarse al valor de Phi usando la calculadora científica, sólo hay que seguir los pasos: Para empezar introducimos el 1. Calcular el inverso (el botón 1/x). Sumar 1. Calcular el inverso. Sumar 1. Calcular el inverso. Sumar 1. Seguir repitiendo hasta que el resultado no cambie. Representación mediante raíces anidadas Esta fórmula es un caso particular de una identidad general publicada por NathanAltshiller- Court, de la Universidad de Oklahoma, en la revista American MathematicalMonthly, 1917. El teorema general dice: La expresión (donde ai = a), es igual a la mayor de las raíces de la ecuación x2 − x − a = 0; o sea, Con esta formula se tiene otro método para poder obtener Phi con la calculadora: Introduce cualquier número (entero o racional) mayor que –1. Suma 1. Calcula la raíz cuadrada. Suma 1. Calcula la raíz cuadrada. Sigue repitiendo hasta que el resultado no cambie. Realizando estas operaciones se deducen algunas propiedades, que se exponen en el siguiente apartado.
  • 12. Propiedades algebraicas Phi es el único número real positivo tal que: La expresión anterior es fácil de comprobar: Phi posee además las siguientes propiedades:
  • 13. Phi en la sucesión de Fibonacci Consideremos la siguiente sucesión de números: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... Cada número a partir del tercero, se obtiene sumando los dos que le preceden. Por ejemplo, 21 = 13 + 8; el siguiente a 34 será 34 + 21 = 55. Esta sucesión es la llamada "sucesión de Fibonacci". Dividamos dos términos consecutivos de la sucesión, siempre el mayor entre el menor y veamos lo que obtenemos: Al tomar más términos de la sucesión y hacer su cociente nos acercamos al número de oro. Cuanto mayores son los términos, los cocientes se acercan más a . En lenguaje matemático:
  • 14. Efectivamente: Si en lugar de utilizar 1 y 1 como los primeros números de Fibonacci, se utilizan cualesquiera otros números, el cociente de pares sucesivos igualmente tiende a Phi. Phi también satisface la siguiente relación: Y la más magnífica relación es: , donde F(n) es el n-ésimo número de Fibonacci. Phi en el triángulo de Pascal Este es el triángulo de Pascal que se forma situando el número uno por sus dos laterales y los demás números se hallan sumando los dos números que tiene justo encima (según las V del dibujo). Sumando los números según las diagonales obtenemos la sucesión de Fibonacci. El número áureo en la geometría Hay muchas y variadas figuras geométricas regulares en donde las proporciones áureas hacen aparición, pudiéndose encontrar tanto en el plano como en figuras en 3 dimensiones.
  • 15. Son múltiples las figuras e incluso figuras dentro de figuras geométricas que tienen como razón el número de oro. A continuación se detallan algunas de dichas figuras. El rectángulo áureo y Euclides Los rectángulos áureos son aquellos cuyos lados están en proporción áurea, es decir, el cociente entre su lado mayor y su lado menor es Phi. Este tipo de rectángulo lo usó Fidias en la fachada del Partenón, pero también podemos verlo hoy en las cajetillas de tabaco, el DNI, las tarjetas de crédito, etc. Construcción del rectángulo de oro Un ejemplo de creación geométrica es el rectángulo áureo. Construido a partir de dos segmentos cuya proporción es phi. Euclides realiza una peculiar construcción, obtiene el rectángulo áureo AEFD a partir del cuadrado ABCD: Rectáguloaureo El rectángulo AEFD es áureo porque sus lados AE y AD están en la proporción del número áureo. El rectángulo BEFC es asimismo áureo. La construcción se hace en los pasos: Primero se halla el punto medio entre A y B que llamaremos G, teniendo que:
  • 16. Con centro en G trazando una circunferencia con el compás desde el punto C se obtiene el punto E, y por lo tanto: resultando evidente que: de donde, finalmente: Por otra parte, los rectángulos AEFD y BEFC son semejantes, de modo que éste último es asimismo un rectángulo áureo. Propiedades interesantes del rectángulo áureo: Si es dividido en dos mitades, por su lado más largo, los dos nuevos rectángulos obtenidos tiene cada uno la mitad de área que el original, pero exactamente sus mismas proporciones. Como se puede deducir a partir de su construcción por el método de Euclides si a un rectángulo áureo se le sustrae el cuadrado más grande posible queda de resto un rectángulo áureo proporcional al rectángulo original. Cuando se colocan dos iguales como indica la figura, la diagonal AB pasa por el vértice C.
  • 17. Rectángulos de Fibonacci y espiral de Durero A continuación vamos a explicar como se construiría la espiral áurea, partiendo de un cuadrado como en el rectángulo áureo. Cuando se divide el rectángulo áureo progresivamente obteniéndose rectángulos áureos de menor tamaño, se obtiene finalmente una nueva figura, la espiral áurea. Partiendo de un cuadrado S1,para comenzar a dibujar la espiral aurea seleccionamos uno de los vértices, y trazamos un arco con apertura igual al lado del cuadrado. Como se muestra en la figura: Construccion de la espiral aurea. Paso1 A continuación construimos un cuadrado S2 cuyo lado es el segmento creado al trazar el arco del rectángulo áureo. Tenemos que continuar trazando el arco de la espiral haciendo centro en la esquina de la que luego vamos a partir para continuar haciendo rectángulos, como se explico en el paso anterior.
  • 18. Construccion de la espiral aurea. Paso2 El siguiente paso consiste en tomar de nuevo el punto medio del lado del ultimo cuadrado creado y trazar un arco, para construir un nuevo rectángulo, con el lado menor de este rectángulo construimos de nuevo un cuadrado y trazamos el arco que continúa con la espiral. Haciendo el proceso de división de rectángulo áureos sucesivamente se llega a la siguiente figura, con la que podríamos seguir trabajando infinitamente si pudiésemos hacer también zoom infinitamente. Construccion de la espiral aurea. Paso N Triángulo áureo y espiral de Durero
  • 19. Otra espiral logarítmica se puede obtener a partir de un triángulo isósceles de ángulos 36º, 72º e 72º. Los dos tipos de triángulos en los que se divide el triángulo original al hacer la bisectriz, que sería un triángulo isósceles como el de la izquierda Ocurre que , se dice entonces que es un triángulo áureo. En ABC, si hacemos la bisectriz del ángulo B hasta cruzarla con el lado del triángulo obtenemos otros dos: DAB y BCD. El primero cumple que es por tanto un triángulo áureo. El segundo es semejante al original y como se supone es también un triángulo áureo. En este triángulo volvemos a calcular la bisectriz ahora en el ángulo en C y obtenemos los triángulos CDE y CBE, también semejantes a los anteriores. Continuando este proceso se obtiene una sucesión espiral de triángulos que converge a un punto situado en la intersección de las dos medianas de los dos primeros triángulos. La espiral se construye uniendo mediante arcos de circunferencia los vértices consecutivos de los triángulos. Ésta espiral coincide en su curvatura con la dibujada anteriormente a partir de la sucesión de rectángulos áureos.
  • 20. Círculos áureos Hemos hablado de segmentos y rectángulos de proporciones áureas. Peros, ¿sería posible dividir un círculo en proporciones áureas?. Al dividir un círculo como el de la figura en dos nos quedan dos semicírculos el azul y el naranja. Al hacer la proporción de las longitudes de los arcos de circunferencia que nos han quedado nos damos cuenta que hemos encontrado la proporción áurea. El ángulo central del arco más pequeño es el ángulo áureo y tiene 137.5 grados. Phi en los pentágonos Pentágono áureo Detrás del pentágono regular se esconde esta misma proporción entre los lados del pentágono y sus diagonales
  • 21. Pentagono Vamos a ver detalladamente tal relación, partiendo del hecho de que los triángulos ABC y BCD son semejantes tenemos que: Suponiendo AD = a y DC = b, tenemos que y sabiendo que AB = AD Que operando nos lleva a: Dividimos todo por b2 Sustituyendo Solucionando esta ecuación obtenemos el número Explicado desde otro punto de vista
  • 22. Consideremos un pentágono regular en el cual se han dibujado las diagonales. En esta figura sólo aparecen tres ángulos diferentes. Miden 36º, 72º y 108º. La relación entre estos ángulos es la siguiente: 72 es el doble de 36 y 108 es el triple de 36. Hay varios tipos diferentes de triángulos isósceles, de los cuales seleccionamos tres: los triángulos ABE, ABF y AFG. El resto de triángulos son semejantes a alguno de estos y no aportan información adicional. Finalmente, hay cuatro segmentos diferentes en estos triángulos, que llamaremos: BE = a, AB = AE = b, AF = BF = AG = c y GF = d. Las longitudes de estos segmentos cumplen: a > b > c > d. Consideremos cada uno de estos triángulos por separado y apliquemos el teorema del seno: Triángulo ABE Triángulo ABF
  • 23. Triángulo AFG Como 72º = 180º - 108º, se verifica que sen72º = sen108º. En consecuencia podemos establecer las siguientes proporciones: Es decir, una vez ordenadas las longitudes de los cuatro segmentos de mayor a menor, la razón entre cada una de ellas y la siguiente es constante e igual al número de oro. Tomando la primera de las proporciones, teniendo en cuenta que c = a - b y haciendo b = 1: Es decir, dos de estos segmentos consecutivos cumplen la proporción áurea. Como consecuencia, se verifica: Phi en el pentagrama
  • 24. Este pentagrama ilustra algunas de las razones áureas: los segmentos (rojo, azul), (azul, verde) y (verde, morado) tienen proporciones áureas. Teniendo en cuenta la gran simetría de este símbolo se observa que dentro del pentágono interior es posible dibujar una nueva estrella, con una recursividad hasta el infinito. Del mismo modo, es posible dibujar un pentágono por el exterior, que sería a su vez el pentágono interior de una estrella más grande. Al medir la longitud total de una de las cinco líneas del pentáculo interior, resulta igual a la longitud de cualquiera de los brazos de la estrella mayor, o sea . Por lo tanto el número de veces en que aparece el número áureo en el pentagrama es infinito al anidar infinitos pentagramas. El dodecaedro El pentágono, asimismo, es la base para construir el cuerpo sólido perfecto, el dodecaedro. Platón en el Timeo afirma que el dodecaedro es la materia de la que está hecha el elemento perfecto, el éter, y simboliza además la perfección del Universo.
  • 25. Phi en la naturaleza Phi pasó a ser llamada la divina proporción por ser encontrada en la naturaleza. El hombre no solo la ha descubierto sino que se ha valido de ella para la creación estética. Esta curva ha cautivado, por su belleza y propiedades, la atención de matemáticos, artistas y naturalistas. Caparazon de molusco en espiral Galaxia en espiral La encontramos presente en elementos tan pequeños como las ramas de las plantas, los pétalos de una flor o el caparazón de un molusco y en fenómenos tan grandes como huracanes o las galaxias.
  • 26. En la semilla de muchas plantas, el ángulo que separa a cada uno de los brotes consecutivos que surgen de ella es la división del circulo completo 360º entre Phi, y es que así se asegura que a medida que crece las ramas no crecerán unas sobre otras sino que cada una alcanzará una disposición diferente aprovechando mejor la luz del sol. En el girasol las semillas de las pipas están dispuestas en forma de espiral, en un sentido podemos encontrar 34 y en el otro 55, los dos curiosamente números de fibonnaci. Espirales del girasol Phi en el arte La mona lisa La mona lisa
  • 27. Leonardo es un gran apasionado de las matemáticas y como tal lo demuestra en sus obras de arte. En el esquema se puede ver como el rostro de la Gioconda se encuadra perfectamente en un rectángulo aureo. Se puede apreciar que justo la división del rectángulo áureo superior coincide con la raya de nacimiento del pelo, pasa por la mitad de la nariz. Con sucesivas divisiones del rectángulo áureo se aprecia como los ojos quedan perfectamente encuadrados. El hombre de Vitruvio Se trata de un estudio de las proporciones del cuerpo humano, realizado a partir de los textos de arquitectura de Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, del cual el dibujo toma su nombre. El cuadrado está centrado en los genitales, y el círculo en el ombligo. La relación entre el lado del cuadrado y el radio del círculo es la razón áurea. El hombre de Vitruvio El dibujo también es a menudo considerado como un símbolo de la simetría básica del cuerpo humano y, por extensión, del universo en su conjunto. En las esculturas antiguas el ombligo divide su altura total, según la proporción áurea, situando la parte menor desde la cabeza al ombligo y la mayor desde éste a los talones. Esta proporción áurea se encuentra también en el rostro. Si trazamos una recta desde la raíz del cabello a la parte inferior del mentón, la base de la nariz es el punto de oro, que divide la cara en dos partes desiguales pero armónicas. Las tres falanges del dedo medio o anular dan tres términos consecutivos de proporción áurea; en el dedo pulgar se vuelve a repetir esta proporción áurea en las personas perfectamente proporcionadas. Es sorprendente constatar que los seres humanos también tenemos esta divina proporción, como la llamó Luca Paccioli, y que esa misteriosa
  • 28. Inteligencia que ideó nuestros cuerpos sobre la base del programa genético de la Naturaleza, lo hizo a conciencia y con sabiduría. Otras obras de arte Son muchos los artistas que utilizan esta proporción en las dimensiones de sus cuadros, Leonardo Da Vinci en su cuadro La anunciación, El jardín del Edén de JanBruegel o las oras de PieteMondrian. Muchas de las obras creadas por los artistas no es fácil observar la propoción aurea a simple vista, pero de algunas obras se conservan los bocetos, como en la obra de Leda atómica de Dalí y se puede ver como se advierte la meticulosidad del análisis geométrico realizado por el artista basado en el pentagrama místico pitagórico. En las obras La Sagrada Familia de Miguel Angel o La crucifixion de Raphael se puede apreciar como las figuras pricipales de la imagen se alinean con el pentagono en la primera pintura y en la segunda se situan en los vértices del triángulo áureo. Las meninas de Velásquez emplea constantemente con la divina proporción jugando con la perspectiva visual para conseguir crear la profundidad del cuadro, y dar la impresión al espectador de estar contemplando una escena de una pieza teatral. Phi ( ) en la música Como en cualquier otra ciencia, los autores buscan siempre obtener el equilibro perfecto entre armonía, belleza y estabilidad. Pudiera parecer que las composiciones se realizan de forma aleatoria, basándose únicamente en las directrices del autor. Pero lo que es cierto es que muchos autores musicales, consciente o inconscientemente, incluyeron la divina proporción en sus más destacadas obras. Puede que el hecho de que las composiciones sigan este determinado cauce, proporcione a cada una de las piezas musicales, una belleza innata. Veamos algunos ejemplos. Antonio Stradivarius (1644-1737), nacido en Cremona, llevó su oficio de constructor de instrumentos, en especial de violines, a su máxima perfección, siendo sus mejores obras los ejemplares construidos entre 1700 y 1725. Utilizó la razón áurea para realizar sus violines de manera que, la ubicación de las efes (los “oídos”, u orificios en la tapa) se relacione con el número phi.
  • 29. Violín Stradivarius En su Quinta Sinfonía, Beethoven distribuye el famoso tema siguiendo la sección áurea. El clímax de la obra se encuentra al 61,8 % de ella. La famosa apertura “motto” suena exactamente en el punto dorado 0,618(*) en el compás 372 de 601 y nuevamente en el compás 228 el cual es el otro punto dorado (0.618034 desde el final de la pieza), por esta razón Beethoven tuvo que usar 601 compases para conseguir esas figuras. Esto lo hizo ignorando los 20 compases finales que vienen detrás de la ocurrencia final del “motto” e ignorando a su vez el compás 387. Cuatro primeras notas: corto,corto,corto,largo (*)NOTA: 0,618 es el inverso del número phi ( ), esto es: , que se suele representar como Phi (mayúscula), o con la letra griega Φ. Entonces Φ = = 0.618033988749895... Schubert y Debussý incluyeron relaciones áureas en sus obras, basándose en los equilibrios de las masas sonoras. Mozart introdujo la razón áurea en varias de sus sonatas, haciendo que la introducción del tema y su desarrollo fueran muy aproximados al número phi. Veamos donde podemos encontrar la proporción áurea en la sonata: Caracteristicas de la Sonata Nº1 para piano de Mozart El segundo tema armónico de la obra siempre es más extenso que el primero:
  • 30. Primer movimiento subdividido en 38 y 62 compases y 63 / 38 = 1.6315 Segundo movimiento subdividido en 28 y 46 compases y 46 / 28 = 1.6428 Otros instrumentos musicales, a parte de los violines, incluyen la divina proporción en sus formas, por ejemplo, el piano está constituido por siete octavas ordenadas de forma creciente de graves a agudas. De esta manera, los primeros seis números de la Sucesión de Fibonacci figuran en una octava de piano, la cual consiste en 13 teclas, 8 teclas blancas y 5 teclas negras ( en grupos de 2 y 3) Escala de un piano La razón de todos los segmentos de un pentagrama equivale a PHI Imagen:PentagramaMusical.JPG Pentagrama que muestras las notas Bartók en su obra “Música para instrumentos de cuerda, percusión y celesta”, utilizó la serie de Fibonacci, para crear su escala e introducir así en su obra la razón áurea. Imagen:PentagramaFibonacci.JPG Pentagrama que muestras las notas, con distribución de Fibonnacci Apple quiso dotar a uno de sus reproductores de música en mp3 de una belleza incomparable, para ello decidió incluir la proporción del rectángulo áureo en su Ipod. Si nos fijamos en la medida del IpodClassic de 80 gigas, comprobaremos que su relación es exactamente el número PHI. [1] Phi( ) en la arquitectura Al ser Phi( ) un número representativo de la belleza y la perfección en las formas, las más increíbles creaciones del ser humano, deben tener alguna relación con phi( ). La propia
  • 31. naturaleza incluye a phi en muchas de sus creaciones, las cuales parecen imperecederas en el tiempo. Por tanto parece obvio, que conociendo la relación áurea, los hombres, aprovechen sus propiedades para construir monumentos totalmente intemporales. Así por ejemplo el Partenón de Atenas, en Grecia, sigue claramente las proporciones áureas, dotando a la construcción de una belleza y una estabilidad sin igual. Como puede apreciarse en las imágenes, el Partenón es un claro ejemplo de cómo los arquitectos y constructores inspiran sus obras en la relación con la divina proporción. Imagen del Partenón de Athenas Imagen:Partenon3.JPG Imagen del Partenón de Athenas.Esquema Otra de las obras, más conocidas del mundo, como es la Catedral de Notre Dame, en Francia, sigue claramente una distribución áurea. Su modelo de construcción está inspirado
  • 32. en la teoría del segmento áureo, visto en este documento. En la siguiente imagen, puede apreciarse, como Notre Dame se apoya en Phi para elevarse majestuosamente desde el suelo. Imagen de la catedral de NotreDamme Francia, es un buen ejemplo de construcciones que utilizan la relación Áurea, ya que dos de sus obras más emblemáticas, se apoyan en la divina proporción. La segunda de estas obras es la Torre Eiffel. Veamos la siguiente imagen donde se ilustra, la relación de la torre Eiffel con la divina proporción y después lo explicaremos: Imagen:TorreEiffel.JPG Torre Eiffel, con las proporciones Áureas Los ejes de sus cuatro pilares forman un cuadrado de 100 metros, que sería el lado pequeño de un rectángulo áureo. Pues poniendo dos rectángulos conseguimos la altura de esta torre. metros que es la altura de la torre. También se encuentra esta proporción en las diferentes partes de la torre. En el dibujo se muestra la relación donde el espacio azul seria igual a uno y Phi( ) seria el espacio azul más el dorado.
  • 33. Pirámides de Gizah Pirámides de Keops, relación Phi Por supuesto, la relación áurea no es algo que lleve usándose en las construcciones más recientes. Desde el antiguo Egipto, los constructores conocían la existencia de un número que representaba las proporciones de la belleza y la perfección. De hecho su nombre, la Divina Proporción, ofrece una clara descripción de Phi. Una de las civilizaciones consideradas más inteligentes, tenían que usar esta proporción en sus obras, de manera que consiguieran convertirlas en intemporales. La siguiente imagen muestra la forma de incluir la divina proporción en sus pirámides.
  • 34. La relación de las pirámides con el número Phi viene expresada, de la siguiente forma: Situemos varios puntos en la imagen de la pirámide de Keops: La B, estará en la cima de la pirámide, la C estará en la base y la A, será el centro de la pirámide, tocando el suelo: Si la distancia AC es igual a 1, AB mide la raíz cuadrada de phi y BC mide phi. La pirámide de Keops mide 230 metros de lado, la base de la pirámide es cuadrada. 1) ; 2) --> que son los metros de altura de la pirámide de Keops. 3) metros desde el centro de un lado de la base hasta el pico de la pirámide. Edificio de Naciones Unidas. New York Una obra de reciente construcción es el edificio de Naciones Unidas, que también ha decidido incluir la divina proporción. Es un aspecto muy a tener en cuenta a la hora de desarrollar cualquier proyecto de arquitectura, ya que parece que cualquier obra que se apoye en la divina proporción, está dotada de una belleza innata y de una estabilidad y durabilidad sorprendente. Si la naturaleza aprovecha las características de la relación áurea, es lógico que los humanos imitemos este comportamiento. En la siguiente imagen se muestra la relación que
  • 35. hay entre Phi y el edificio de las Naciones Unidas. Cada uno de los tres rectángulos que forman las distintas partes del edificio, siguen las proporciones del rectángulo áureo. Otra obra de reciente construcción que sigue las proporciones áureas, es la Universidad Politécnica Estatal de California. Cuyo plano está basado en los números de Fibonacci y en otros esquemas áureos como la Espiral Áurea. [2] Incluso está presente en el edificio que como su nombre indica es un pentágono situado en Washington. Imagen:PuertaTiwanaku3.jpg Puerta de Tiwanaku. Perú Hay una obra, de la cual aún se desconoce su origen exacto, que también está inspirada en la proporción áurea. Se conoce como: La Puerta del Sol de Tiwanaku. Está situada en una región muy próxima al lago Titicaca y lo único que se conoce de su origen es que ya estaba en ruinas cuando surgió el Imperio de los Incas, en el siglo XII.[3]
  • 36. Curiosidades Phi En el Sistema Solar Planeta Saturno mostrando la relacion phi El sistema solar es un claro ejemplo de estabilidad y precisión. Parece que también se han hallado pruebas que confirman que el sistema solar sigue una distribución basada en el número Phi: En los anillos del planeta Saturno se encuentra la relación Phi. Si el segmento dorado es igual a 1, el segmento azul es igual a Phi. Phi en una gota de agua Una gota o una burbuja, proceden de un líquido que, por el aumento de su peso, se han desprendido de su origen y actúan a merced de la gravedad, aunque si nos fijamos bien, comprobaremos que siguen manteniendo en parte su forma esférica original, aunque una parte de ella se encuentre estirada. Podría pensarse que una gota, tiene una forma aleatoria, dependiendo del fluido del que proceda, pero lo cierto es que puede establecerse una relación entre la forma de la gota y el número PHI. Debido a que la gota tiene una forma
  • 37. ovalada y un huevo, puede seguir la proporción áurea, puede establecerse una relación áurea. De esta forma, otros objetos, tales como los cometas, podrían seguir también la divina proporción en sus formas. Al menos la forma que obtenemos al mirar con un telescopio. Soneto a la Divina Proporción Rafael Alberti dedicó un soneto a la Divina Proporción: A ti, maravillosa disciplina, media, extrema razón de la hermosura, que claramente acata la clausura viva en la malla de tu ley divina. A ti, cárcel feliz de la retina, áurea sección, celeste cuadratura, misteriosa fontana de mesura que el Universo armónico origina. A ti, mar de los sueños angulares, flor de las cinco formas regulares, dodecaedro azul, arco sonoro. Luces por alas un compás ardiente. Tu canto es una esfera transparente. A ti, divina proporción de oro. Aritmética multiprecisión Para calcular el valor de PHI , basta con hacer la siguiente operación: El resultado que obtenemos es un número con infinitas cifras decimales, las cuales no queda más remedio que aproximar. Por tanto inevitablemente cada vez que trabajamos con el número PHI, estamos cometiendo un error de aproximación, que puede variar dependiendo del número de cifras decimales que tomemos. Este cálculo es especialmente delicado para los computadores, ya que se enfrentan a tener que manejar un número infinitamente largo, con una capacidad de memoria finita. Dependiendo de las diversas arquitecturas, se toman unas decisiones de diseño u otras. Por ejemplo para ordenadores
  • 38. Mac, existen unos paquetes de software libre que facilitan los cálculos con aritmética de punto flotante con precisión arbitraria (miles e incluso millones de dígitos). Estos paquetes están disponibles tanto para la Arquitectura PowerPC como para Arquitectura Intel. Estos paquetes son: GMP[4] y ARPREC[5]. Como sabemos la gran mayoría del software de los ordenadores, se ve directamente limitado, por la capacidad del hardware de realizar cálculos con números muy grandes, ya que están limitados al tamaño de los operandos de coma flotante que pueden utilizar. Por ejemplo en el lenguaje C, los tipos de datos de coma flotante, son float y double, que incluyen mantisas de 34 y 56 bits respectivamente; en algunas plataformas, por ejemplo Machintosh, hay un tipo de datos: longdouble que permite incrementar el tamaño de la mantisa a 106 bits. Para el cálculo que requiere hacerse si usamos el número PHI, obviamente necesitaremos muchos más bits que los ofrecidos hasta ahora, para tratar de minimizar el error lo máximo posible. Aunque siempre seguiremos teniendo el problema de tratar de manejar un número infinito con una capacidad de almacenamiento finita. Hay varios sitios, donde nos ofrecen ya calculadas, una cantidad determinada de cifras decimales para el número PHI: http://goldennumber.net/phi20000.htm Teoría para cálculos con aritmética de multiprecisión: Veremos cómo son los algoritmos clásicos que permiten el manejo de números enteros de precisión arbitraria, haciendo uso de unos recursos no finitos, tanto de memoria como de potencia de cálculo. Los Algoritmos Clásicos: Veremos algoritmos para: a) Suma o resta de enteros con n-cifras, dando una respuesta de n-cifras y acarreo b) Multiplicación de un entero de n-cifras por un entero de m-cifras, dando una respuesta de (n+m)-cifras c) División de un entero de (n+m)-cifras por un entero de n-cifras, dando un cociente de (m+1)-cifras y un resto de n-cifras. Se les llamó algoritmos clásicos desde que la palabra “algoritmo” comenzó a usarse para estos procesos hace ya algunos siglos. El término entero de n-cifras, se refiere a un número entero menor que bn, donde b es la base en la que los números se expresan; estos números pueden escribirse, usando como máximo n-cifras. Veremos de una forma resumida algoritmos que realizan las operaciones a), b) y c) sobre enteros expresados en base b , donde b es >=2. Un aspecto importante a tener en cuenta de los números de multiprecisión es que hay que contemplarlos como números escritos en
  • 39. base w, donde w, es el tamaño de palabra del computador. Por ejemplo un entero, que ocupe 10 palabras en un computador cuyo tamaño de palabra es 1010, tiene 100 cifras decimales, pero consideraremos que es un número de 10 cifras en base 1010. Algoritmo A: (Suma de números enteros no negativos) Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos y el algoritmo construye su Suma en base b . Aquí W0 es el acarreo y siempre es igual a 0 ó a 1. A1: [Inicialización] Ponemos: j = 0, k = 0 (La variable j se moverá a través de las posiciones decimales y la variable k, almacenará el acarreo en cada paso) A2: [Suma de dígitos] Ponemos: ,y En otras palabras, k se pone a 0 ó 1, dependiendo de si hay o no acarreo, es decir, si uj + vj + k> = b o no. Al menos siempre se producirá un acarreo entre las dos sumas, ya que: , por inducción en los computadores A3: [Bucle en j]Decrementamosj en una unidad. Ahora si j > 0 volvemos al paso A2 y sino ponemos w0 = k y terminamos el algoritmo. Algoritmo S: (Resta de números enteros no negativos) Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos el algoritmo construye su resta en base b S1: [Inicialización] Ponemos: j = 0, k = 0 S2: [Suma de dígitos] Ponemos: ,y
  • 40. En otras palabras, k se pone a 0 ó -1, dependiendo de si hay rebose o no, es decir, si uj − vj + k< 0 o no. En el cálculo de wj, nótese que se asume que debemos tener : ; de ahí . S3: [Bucle en j]Decrementamos j en una unidad. Ahora si j>0 volvemos al paso S2 y sino terminamos el algoritmo. (Cuando el algoritmo termina, debemos tener k = 0, sólo tendremos k = 1 si y sólo si: y esta situación entra en contradicción con las suposiciones inciales). Algoritmo M: (Multiplicación de números enteros no negativos) Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos y el algoritmo construye su Suma en base b . El tradicional método del lápiz y el papel se basa en ir construyendo los productos parciales de primero para j = 1 hasta m y después ir sumando esos productos con su escala apropiada. Pero en un computador, es mejor hacer las sumas concurrentemente con los productos, de la forma en la que describe el algoritmo. M1: [Inicialización] Ponemos todo a 0. Ponemos j = m; M2: [¿Multiplicación por 0?] Si vj = 0 , inicializamos wj = 0 y saltamos al paso M6. (Esta comprobación ahorra un valioso tiempo si la multiplicación que va a realizarse es por 0, de otro modo, este paso puede omitirse) M3: [Inicialización de i] Ponemos: i = n, k = 0 M4: [Multiplicar y Sumar]Ponemos ; entonces ponemos y . (Aquí el acarreo k siempre estará en el rango 0 < = k<b) M5: [Bucle en i]Decrementamosi en una unidad. Ahora si volvemos al paso M4 y sino ponemos wj = k M6: [Bucle en j]Decrementamosj en una unidad. Ahora si volvemos al paso M2 y sino terminamos el algoritmo.
  • 41. Algoritmo D: (División de números enteros no negativos) Dados un par de enteros de n-cifras, no negativos y , donde y n> 1, formamos el cociente de base b y el resto D1: [Normalizar]Ponemos , luego ponemos igual a veces dy igual a veces d. Nótese la introducción de un nuevo dígito '''u0''' a la izquierda de u1; si d==1 , todo lo que tenemos que hacer en este paso es poner u0 = 0. En un ordenador binario, es preferible elegir d para que sea un número múltiplo de potencia de 2, en lugar del sugerido aquí; cualquier valor de d que dé un resultado de , será suficiente. D2: [Inicialización de j] Ponemos: j = 0 (El bucle en j, desde los pasos D2 hasta D7 será esencialmente una división de entre , para conseguir un único dígito del cociente qj. D3: [Calcular ] Si , entonces , sino . Ahora comprobamos si . Si es así, entonces decrementamos en una unidad y volvemos a realizar el test. D4: [Multiplicar y restar]Reemplazamos por menos veces Este paso (análogo a los pasos M3, M4 y M5 del algoritmo M) consiste en una simple multiplicación de un número de una cifra, junto con una resta. Los dígitos deben conservarse positivos.
  • 42. D5: [Comprobar el test]Ponemos . Si el resultado del paso D4, fue negativo, saltamos al paso D6, sino, saltamos a D7. D6: [Suma hacia atrás] (La probabilidad de que este paso sea necesario, es relativamente baja , del orden de frac2b, ya que los datos que activan el test en este paso, deben ser cuidadosamente controlados en la fase de depuración.) Decrementamosqj en una unidad y sumamos a (Si hay acarreo, se desprecia.) D7: [Bucle en j] Incrementamos j en una unidad, si j >= m, volvemos a D3 D8: [Des-normalización] Ahora es el cociente deseado y el resto que buscábamos debe obtenerse de dividir: . Autores: Pavaro04 : Pablo Antonio Valiente Rocha Crbaar04 : Cristina Barra Arias Fjhermoso : Francisco Hermoso Baños Enlaces externos Golden Ratio Argentina Castor.es Ignacio A. Langarita Felipe, El número de oro Wikipedia, Número áureo J. Ignacio Extremiana Aldana, Divina proporción championtrees.org, PHI Artículo sobre Fibonacci Paulo Porta, Proporción áurea La Sucesión De Fibonacci Y La Naturaleza Bibliografía Ghyka, Matila C. El Número de Oro I y II, Poseidón, 1968. Ghyka, Matila C. Estética de las proporciones en la naturaleza y en las artes, Poseidón, 1977. Pacioli, Luca. La Divina Proporción, Ediciones Akal, S.A. 1991. Traducción del original de 1509.
  • 43. Donald E. Knuth. The art of computer programming. Volumen 2, 1981. Licencia Los contenidos de esta página están publicados bajo los términos de la licencia Atribución, compartir bajo la misma licencia 2.5 de CreativeCommons, conocida como CC-By-Sa. El texto legal puedes verlo pinchando aquí y un resumen en castellano pinchando aquí. Categorías: Revista Epistemowikia | Licencia CC BY-SA 2.5 Genérica | TFAs de Lógica y Computabilidad Artículo Discusión Ver fuente Historial Registrarse/Entrar Buscar Navegación Portada Colaboraciones y Publicaciones diarias Repositorio Ayuda Plantillas de licencias Café virtual Suscripción Estadísticas CALA (Campus Libre y Abierto) traducción ‫ال عرب ية‬ deutsch
  • 44. english français bahasa indonesia italiano 日本語 português Русский 中文 CALA (Campus Libre y Abierto) Herramientas Lo que enlaza aquí Seguimiento de enlaces Subir archivo Páginas especiales Versión para imprimir Enlace permanente Esta página ha sido visitada 11.551 veces. Epistemowikia es parte de CALA (Campus Libre y Abierto). CALA es una iniciativa universitaria activista, de inteligencia colectiva, contra los «guerreros del copyright» (en el sentido que Lawrence Lessig proyecta en Por una Cultura Libre), centrada en los conceptos de comunidad abierta, colaboración social y servicio universal. Como Proyecto de Investigación nace en el marco de Investigación y Desarrollo e Innovación Tecnológica del Grupo de Investigación de Ingeniería Telemática Aplicada y Comunicaciones Avanzadas de la Universidad de Extremadura (UEx). La Asociación Conocimiento Comunal CONOMUN nacida en el seno de la Universidad de Extremadura, es la Directora General Ejecutiva (CEO, ChiefExecutiveOfficer) de CALA.
  • 45. Contacto: conomun{EN}gmail{punto}com La colaboración actual de la Universidad de Extremadura se limita al alojamiento de CALA virtual en los servidores de su Campus Virtual. La UEx no se hace en ningún caso responsable de los contenidos publicados en CALA.