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1. Trazando conexiones, transformamos ciudades

1. Diseña tu red de transporte público urbano

En esta situación de aprendizaje descubrirás cómo la teoría de grafos, esa poderosa herramienta matemática, desempeña un papel esencial en el modelado de las relaciones y conexiones de la vida cotidiana. Observa a tu alrededor: desde la forma en que interactúas en las redes sociales hasta el intrincado diseño de las redes de transporte de tu ciudad, los grafos están presentes, ofreciéndote una perspectiva única para comprender y mejorar el entorno que te rodea. A través de este viaje, no solo explorarás diversos tipos de grafos, sino que te sumergirás en cómo la Fórmula de Euler y otros principios pueden aplicarse en situaciones reales, ayudándote a solucionar problemas prácticos y a optimizar sistemas complejos.

Sumérgete en el mundo de los grafos eulerianos y hamiltonianos, y enfréntate al intrigante desafío de descubrir el camino mínimo. Estos conceptos no solo agudizarán tu ingenio matemático, sino que te revelarán su importancia en la optimización de redes reales, desde la conectividad de internet hasta la eficiencia en la distribución de recursos. Estos conocimientos te dotarán de habilidades analíticas cruciales, permitiéndote estructurar, analizar y mejorar las redes que forman la base de nuestra vida diaria.

El desafío que te proponemos en el reto es aplicar tu comprensión de la teoría de grafos para enfrentar un problema concreto y relevante: mejorar la red de transporte público de una ciudad. Tu tarea será analizar la red de transporte actual, diseñar tres nuevas rutas de autobuses urbanos utilizando los principios de los grafos, y justificar cómo tu propuesta contribuye a una mejor conectividad y accesibilidad. Este proyecto no solo pondrá a prueba tu capacidad para aplicar la teoría en situaciones prácticas, sino que también te brindará la oportunidad de presentar tus ideas en el foro de Moodle. Allí, podrás recibir valiosas retroalimentaciones y ofrecer tus propias reflexiones sobre los proyectos de tus compañeros, enriqueciendo así el aprendizaje colectivo. Este es un reto que no solo evaluará tu comprensión teórica, sino que también te permitirá aportar soluciones significativas a los desafíos reales de la planificación urbana y la sostenibilidad.

En el siguiente video descubrirás cómo las matemáticas se entrelazan con la vida cotidiana de una manera que nunca imaginaste. No es solo una lección, es una aventura que te lleva a través de la Teoría de Grafos, una rama de las matemáticas con aplicaciones sorprendentes en informática, biología, sociología y más. A través de ejemplos cotidianos y figuras reconocibles como Andrés Iniesta y Tyrion Lannister, descubrirás cómo esta teoría se aplica en redes sociales como Facebook, en el análisis de series populares como Juego de Tronos, y hasta en el fútbol.

Video de Derivando. ¿Qué tienen que ver Andrés Iniesta, Tyrion Lannister y tus amigos de Facebook? (Licencia estándar de YouTube)

2. ¿Qué herramientas matemáticas necesitarás?

Para enfrentar con éxito el reto planteado, será necesario:

- Manipular representaciones de grafos: ser capaz de usar y transformar diferentes formas de representación, como matrices de adyacencia, es esencial para visualizar y trabajar con grafos de manera efectiva.

- Aplicar algoritmos de grafos: conocer y saber implementar algoritmos para encontrar caminos mínimos es crucial para resolver problemas relacionados con caminos y optimización de rutas.

- Resolver problemas de grafos eulerianos y hamiltonianos.

- Analizar y optimizar redes: tener la capacidad de evaluar redes existentes, identificar puntos de ineficiencia, y aplicar principios de diseño de redes para mejorar la conectividad y eficiencia.

- Desarrollar habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas: más allá de las habilidades matemáticas específicas, es fundamental poder abordar problemas complejos de manera estructurada, analizar múltiples soluciones potenciales, y justificar las decisiones tomadas.

3. Mapa Conceptual

Material de elaboración propia. Mapa conceptual de la situación de aprendizaje 2.5.
(CC BY-NC-SA)

4. Estos serán tus logros

A lo largo de esta situación de aprendizaje, aplicarás habilidades matemáticas en un contexto real y relevante y además  aprenderás a:

  • Diseñar y optimizar redes mediante la aplicación de la teoría de grafos, identificando la manera más efectiva de conectar nodos en situaciones diversas, como redes de transporte, comunicaciones o relaciones sociales, demostrando la capacidad de aplicar conceptos matemáticos para mejorar estructuras y sistemas existentes.
  • Resolver problemas complejos de rutas y circuitos utilizando grafos eulerianos y hamiltonianos, demostrando habilidad para identificar caminos y circuitos óptimos en situaciones que requieren una planificación detallada y eficiente, como la logística de transporte o la planificación de itinerarios.
  • Aplicar algoritmos para encontrar caminos mínimos y optimizar recursos, mostrando competencia en el uso de técnicas matemáticas avanzadas para resolver problemas de optimización, como la asignación eficiente de recursos o la minimización de costos y tiempos en sistemas complejos.
  • Identificar y aplicar conceptos clave de la teoría de grafos para modelar y resolver problemas en diversos contextos, conectando de manera efectiva el mundo real, otras áreas de conocimiento y las matemáticas.
  • Analizar y reflexionar sobre la contribución de las matemáticas en el progreso de la humanidad, reconociendo y valorando su papel en la propuesta y desarrollo de soluciones innovadoras para situaciones complejas y retos sociales actuales.
  • Mantener una actitud positiva y perseverante, aceptando y aprendiendo de la crítica constructiva, mostrando resiliencia y compromiso en el proceso de aprendizaje matemático y en la superación de desafíos.
  • Colaborar activamente en equipos diversificados, respetando y valorando las emociones y experiencias de otros, fomentando la comunicación efectiva, la escucha activa y el trabajo en conjunto para alcanzar soluciones matemáticas colectivas y promover el bienestar y cohesión del grupo.

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)