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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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Tapete de Sierpinski y esponja de Menger: fractales autosemejantes

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Respuesta rápida

Autosemejanza: cada parte repite el todo. Sierpinski: fractal 2D universal. Menger: fractal 3D construido quitando cubos centrales iterativamente.

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

Solución — Página 54

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

1
Ejercicio 1

Explica con tus palabras qué significa que un fractal sea autosemejante, usando el ejemplo del tapete de Sierpinski.

  1. Un objeto es autosemejante cuando una parte de él reproduce la estructura del todo, aunque sea a menor escala.
  2. En el tapete de Sierpinski, si se observa un cuadrado pequeño de la esquina, su patrón de agujeros repite el diseño completo del tapete.
  3. Kasia lo ilustra con las manchas: al manchar una zona, el dueño obsesivo debía repetir la mancha en cada copia para conservar la autosemejanza.
Respuesta

Es autosemejante porque cada fragmento contiene una copia reducida del patrón total, de modo que el tapete se ve idéntico al observar el todo o una de sus partes.

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Ejercicio 2

¿Por qué se dice que en la curva universal de Sierpinski "caben" todos los continuos?

  1. Un continuo es un conjunto conexo y compacto; la curva universal es un espacio topológico que contiene una copia homeomorfa de cualquier continuo.
  2. El tapete de Sierpinski, construido quitando cuadrados centrales de forma iterada, conserva esa propiedad universal.
  3. Por eso se le llama "universal": cualquier continuo puede representarse dentro de ella.
Respuesta

Porque es un espacio topológico universal que contiene una copia de todo continuo, es decir, cualquier figura conexa y compacta puede "encajar" dentro de ella.

3
Ejercicio 3

Describe el proceso de construcción de la esponja de Menger a partir de un cubo.

  1. Se parte de un cubo sólido y se divide en 27 cubos iguales (3×3×3).
  2. Se eliminan el cubo central y los seis cubos centrales de cada cara, quedando 20 cubos.
  3. Se repite el proceso en cada uno de los 20 cubos restantes, y así sucesivamente.
Respuesta

La esponja de Menger se obtiene quitando iterativamente el cubo central y los centrales de cada cara, dejando una estructura porosa autosemejante.

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4
Ejercicio 4

¿Qué relación encuentras entre el tapete de Sierpinski y la esponja de Menger?

  1. Ambos son fractales autosemejantes construidos por eliminación iterativa.
  2. El tapete es la versión bidimensional (cuadrado) y la esponja la versión tridimensional (cubo).
  3. Ambos aparecen mencionados en la carta como objetos matemáticos ligados a Varsovia.
Respuesta

Son versiones del mismo principio fractal en 2D y 3D: se construyen eliminando partes centrales de manera repetida, conservando la autosemejanza.

Contenido de la página

Lo que Kasia no entendía era por qué yo sabía de los dichosos tapetes, pues es una tradición polaca muy antigua, pero muy poco conocida fuera del país. Le expliqué que no tenía ni idea de esa tradición, y que el tapete de Sierpinski se conoce también como la curva universal de Sierpinski y que es muy famosa porque en ella "caben" todos los continuos.

Le pedí que me enseñara uno de los tapetes. Tuvimos que ir al museo para encontrar uno. Ya no me sorprendió que fuera una reproducción de la curva universal, sólo que con unas manchas muy extrañas. Kasia me explicó que la belleza de los tapetes radicaba en que eran idénticos si los veías completos o si sólo veías una parte, y que, cuando un tapete se manchaba, el dueño, si era muy obsesivo, tenía que repetir la mancha en cada parte del tapete, para que siguiera siendo autosemejante. No me sorprende que ya solamente se encuentren en los museos. Aquí te envío una foto de uno de los Tapetes de Sierpinski:

TAPETE DE SIERPINSKI

Y, bueno, más o menos esto es lo que he visto en Varsovia. Mañana nos vamos a Cracovia. Ya te extraño mucho y espero verte pronto. También espero que, a pesar de tantas matemáticas, tú todavía quieras verme también.

Te parecerá muy irónico después de esta carta que te escribí, pero te mando una postal de Varsovia vista por otro matemático: Karl Menger. Nunca pensé en encontrar esta postal, pero creo que así se ve Varsovia. La postal, por cierto, se llama esponja de Menger.

Te mando besos congelados, para que los descongeles.

Juan Manuel

Diagrama

graph TD
A[Cubo inicial] --> B[Dividir en 27 cubos]
B --> C[Eliminar cubo central y centrales de caras]
C --> D[Quedan 20 cubos]
D --> E[Repetir en cada cubo]
E --> F[Esponja de Menger]

Glosario (4)

Autosemejante
Propiedad de un objeto en la que una parte reproduce la estructura del todo a menor escala.
Curva universal
Espacio topológico que contiene una copia de cualquier continuo.
Continuo
Conjunto conexo y compacto en topología.
Esponja de Menger
Fractal tridimensional construido quitando iterativamente cubos centrales.

Preguntas para practicar

¿Por qué los tapetes de Sierpinski solo se encuentran en museos?

Porque su construcción requiere una precisión matemática y artesanal muy alta, y la tradición se ha perdido con el tiempo.

¿Qué relación tiene la carta con la ciudad de Varsovia?

La carta narra experiencias en Varsovia y menciona objetos matemáticos asociados a la cultura polaca, como el tapete de Sierpinski.

Temas y conceptos clave

FractalesAutosemejanzaTapete de SierpinskiEsponja de MengerAutosemejanzaCurva universalContinuoIteraciónFractal 2D y 3D
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Figuras de la página (2)

Persona de pie sobre un tapete de Sierpinski en un museo.
Figura 1 image
Tapete de Sierpinski en blanco y negro con patrón fractal.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es un fractal autosemejante?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se construye la esponja de Menger?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué el tapete de Sierpinski es universal?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Figuras geométricas básicas
  • • Noción de escala y proporción
  • • Concepto de dimensión
Siguiente tema sugerido
Construcción y dimensión fractal del triángulo de Sierpinski
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1620 caracteres

Lo que Kasia no entendia era por qué yo sabia de los dichosos tapetes, pues es una tradición polaca muy antigua, pero muy poco conocida fuera del pais. Le expliquéque no tenia ni idea de esa tradición, y que el tapete de Sierpinski se conoce también como la curva universal de Sierpinski y que es muy famosa porque en ella"caben" todos los continuos.

Le pedí que me enseñara uno de los tapetes. Tuvimos que ir al museo para encontrar uno. Ya no me sorprendió que fuera una re

producción de la curva universal, sólo que con unas manchas muy extranas. Kasia me explicó que la belleza de los tapetes radicaba en que eran idénticos si los veias completos o si sólo veias una parte, y que, cuando un tapete se manchaba, el dueño, si era muy obsesivo, tenia que repetir la mancha en cada parte del tapete, para que siguiera siendo autosemejante. No me sorprende que ya solamente se encuentren en los museos.Aquí te envio una foto de uno de los Tapetes de Sierpinski:

Y, bueno, más o menos esto es lo que he visto en Varsovia. Manana nos vamos a Cracovia. Ya te extrano mucho y espero verte pronto. También espero que, a pesar de tantas matemáticas, tú todavia quieras verme también.

Te parecerá muy irónico después de esta carta que te escribí, pero te mando una postal de Varsovia vista por otro matemático: Karl Menger. Nunca pensé en encontrar esta postal, pero creo que así se ve Varsovia. La postal, por cierto, se llama esponja de Menger.

Te mando besos congelados, para que los descongeles.

Juan Manuel 福

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TAPETE DE SIERPINSKI

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