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Colección Ximhai. Múltiples lenguajes.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 1°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
Libro de Multiples Lenguajes 1

SEP/CONALITEG

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El continuo de Knaster y el arcoíris matemático de Varsovia

📄 teoria matematica 🎓 otro · 1° TELESECUNDARIA México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Respuesta rápida

El conjunto de Cantor se obtiene quitando el tercio central de un segmento y repitiendo el proceso. Al unir sus puntos con medias circunferencias se forma el continuo de Knaster, llamado "arcoíris polaco".

📚 theory matematica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 52

Colección Ximhai. Múltiples lenguajes. Libro de Educación Telesecundaria Grado 1° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Contexto

La página es un texto de divulgación matemática (no trae ejercicios). Narra un viaje a Varsovia y usa el arcoíris como excusa para presentar dos objetos matemáticos: el conjunto de Cantor y el continuo de Knaster.

Paso 1: El conjunto de Cantor

Se parte de un segmento (el "arcoíris").

  1. Se mide el segmento de un extremo al otro y se divide entre tres: quedan tres tercios iguales.
  2. Se "quita" el tercio central.
  3. Se repite la operación con los dos pedazos que quedan.
  4. Se continúa indefinidamente hasta que solo quedan puntos.

El resultado es el conjunto de Cantor:

C = \bigcap_{n=0}^{\infty} C_n, \quad C_0=[0,1], \; C_{n+1}=\tfrac{C_n}{3}\cup\left(\tfrac{2}{3}+\tfrac{C_n}{3}\right)

Es un conjunto no numerable, de longitud total cero y dimensión fractal \log 2/\log 3 \approx 0{,}63.

Paso 2: El continuo de Knaster

Si a esos puntos del conjunto de Cantor se les unen mediante un sistema complicado de medias circunferencias, se obtiene el continuo de Knaster: un continuo (compacto, conexo y no vacío) que es indecomponible.

Paso 3: El "arcoíris polaco"

Si además se colorean esas medias circunferencias con los colores del arcoíris, se obtiene la imagen que aparece en la página: un arcoíris matemático, distinto del arcoíris físico que se ve en el resto del mundo.

Respuesta orientativa: El texto muestra que la matemática no solo describe la naturaleza (copos de nieve, arcoíris), sino que también crea objetos propios como el conjunto de Cantor y el continuo de Knaster, ligados a la topología y a los fractales.

Contenido de la página

No sé si Koch estuvo en Polonia, si la nieve en Suecia es similar a la de aquí o si sólo se lo imaginó, pero el parecido entre los copos varsovianos y los copos de Koch es asombroso.

Empezaba a pensar que la naturaleza polaca tenía algo a favor de los triángulos, pero no, después me di cuenta que sólo tiene algo a favor de los continuos: todo en esta ciudad son casi dibujos de una sola pieza.

Al día siguiente, por alguna razón que aún no logro entender, pues no había sol, apareció un arcoíris gigante en el cielo. Era realmente bonito de pronto ver los colores entre tanto gris. Y, como ya debes estar imaginándote, no era el arcoíris que se ve en el resto del mundo, sino un arcoíris matemático, un continuo. En matemáticas se llama continuo de Knaster —casualmente llamado así por el matemático polaco que lo descubrió, Bronislaw Knaster—, y de verdad parece un arcoíris, pero un poco más complejo: si tomas la medida de un extremo al otro del arcoíris y la divides entre tres y "quitas" lo que hay en el pedazo central y repites la operación con los dos pedazos que te quedaron, y lo sigues haciendo hasta que haya sólo puntos, lo que te queda se llama conjunto de Cantor. Ahora, si unes esos puntos por un complicadísimo sistema de medias circunferencias, obtienes el continuo de Knaster. Y, si logras colorear esas medias circunferencias de tal forma que parezca arcoíris, entonces obtienes el arcoíris polaco, bueno, no sé si fuera de Varsovia también pasen estas cosas. Por cierto, se parece a esto:

[Ilustración: arcoíris sobre una ciudad nevada con un árbol y una persona; a la derecha, dibujo lineal del continuo de Knaster etiquetado "Continuo de Knaster".]

Dicen que en la costa norte de Polonia hay unas islas llamadas Islas de Wada que también forman un continuo, pero como no he ido ahí, y con lo que me platicaron no logré imaginármelo, lo dejo para otro viaje, si es que Kasia me lleva al norte después de Cracovia.

Pero no creas que con la naturaleza se acaban las matemáticas en esta ciudad. También tienen continuos creados por ellos mismos. De verdad estoy considerando que tener inviernos con sólo cuatro o cinco horas de luz (ni siquiera podría decir que son horas de sol) hace que la gente vea el mundo de una manera muy distinta.

Diagrama

timeline
    title Construcción del conjunto de Cantor
    Paso 0 : [0,1]
    Paso 1 : [0,1/3] U [2/3,1]
    Paso 2 : [0,1/9] U [2/9,1/3] U [2/3,7/9] U [8/9,1]
    Paso n : 2^n intervalos de longitud 1/3^n

Fórmulas y ecuaciones

C=\bigcap_{n=0}^{\infty} C_n

\dim_H C = \frac{\log 2}{\log 3}

C_0=[0,1]

C_{n+1}=@@MATH_0@@\cup\left(@@MATH_1@@\right)

C=\bigcap_{n=0}^{\infty} C_n

\dim_H C = \frac{\log 2}{\log 3}\approx 0{,}63

Glosario (5)

Continuo
En topología, espacio compacto, conexo y no vacío.
Conjunto de Cantor
Conjunto fractal que se obtiene quitando el tercio central de un segmento de forma iterada.
Continuo de Knaster
Continuo construido uniendo los puntos del conjunto de Cantor con medias circunferencias.
Copos de Koch
Fractal autosimilar con forma de copo de nieve, descrito por Helge von Koch.
Islas de Wada
Conjunto de regiones que comparten frontera entre sí, ejemplo de continuo.

Preguntas para practicar

¿Por qué el texto dice que el arcoíris de Varsovia es un "arcoíris matemático"?

Porque no es un fenómeno óptico atmosférico, sino una construcción topológica: el continuo de Knaster coloreado con los colores del arcoíris. Se forma a partir del conjunto de Cantor uniendo sus puntos con medias circunferencias.

¿Qué relación hay entre el conjunto de Cantor y el continuo de Knaster?

El conjunto de Cantor es el conjunto de puntos que queda tras quitar iteradamente el tercio central. El continuo de Knaster se obtiene uniendo esos puntos mediante un sistema de medias circunferencias, de modo que el conjunto de Cantor es la base del continuo.

¿Por qué crees que el autor menciona los copos de Koch y las Islas de Wada?

Para mostrar que los objetos matemáticos (fractales y continuos) aparecen tanto en la naturaleza como en construcciones abstractas. Los copos de Koch se parecen a los copos de nieve reales y las Islas de Wada son un ejemplo natural de continuo.

Temas y conceptos clave

Divulgación matemáticaConjunto de CantorContinuo de KnasterArcoíris matemáticoFractalesConjunto de CantorContinuo de KnasterArcoíris polacoCopos de KochIslas de WadaAutosimilitud
¿Te fue útil esta página?

Figuras de la página (1)

Ilustración de una ciudad nevada con un árbol sin hojas, un arcoíris de colores y una persona con abrigo azul y gorro amarillo.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es el conjunto de Cantor y cómo se construye?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué diferencia hay entre el continuo de Knaster y un arcoíris real?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Quién fue Bronislaw Knaster y qué aportó a las matemáticas?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Noción de segmento y de división en tercios
  • • Idea intuitiva de sucesión infinita
  • • Concepto básico de punto y de conjunto
Siguiente tema sugerido
Fractales autosimilares: el copo de nieve de Koch y su dimensión
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2057 caracteres

No sé si Koch estuvo en Polonia, si la nieve en Suecia es similar a la de aquí o si sólo se lo imaginó, pero el parecido entre los copos varsovianos y los copos de Koch es asombroso.

Empezaba a pensar que la naturaleza polaca tenia algo a favor de los triángulos, pero no, después me di cuenta que sólo tiene algo a favor de los continuos: todo en esta ciudad son casi dibujos de una sola pieza.

Al dia siguiente, por alguna razón que aún no logro entender, pues no habia sol,apareció un arco iris gigante en el cielo. Era realmente bonito de pronto ver los colores entre tanto gris. Y, como ya debes estar imaginándote, no era el arco iris que se ve en el resto del mundo, sino un arco iris matemático, un continuo. En matemáticas se llama

brió, Bronislaw Knaster-,yde verdad parece un arcoíris, pero un poco más complejo:si tomas la medida de un extremo al otro del arco iris y la divides entre tres y"quitas"lo que hay en el pedazo central y repites la operación con los dos pedazos que te quedaron,y lo sigues haciendo hasta que haya sólo puntos, lo que te queda se llama conjunto de Cantor. Ahora, si unes esos puntos por un complicadisimo sistema de medias circunferencias, obtienes elcontinuo de Knaster. Y,si logras colorear esas medias circunferencias de tal forma que parezca arcoiris, entonces obtienes el arco iris polaco, bueno, no sé si fuera de Varsovia también pasen estas cosas.Por cierto, se parece a esto:

Dicen que en la costa norte de Polonia hay unas islas llamadas Islas de Wada que también forman un continuo, pero como no he ido ahí, y con lo que me platicaron no logréimaginármelo, lo dejo para otro viaje, si es que Kasia me lleva al norte después de Cracovia.

Pero no creas que con la naturaleza se acaban las matemáticas en esta ciudad.También tienen continuos creados por ellos mismos. De verdad estoy considerando que tener inviernos con sólo cuatro o cinco horas de luz (ni siquiera podria decir que son horas de sol) hace que la gente vea el mundo de una manera muy distinta.

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