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Leggere e trasformare un'espressione algebrica
Premessa
La semplificazione delle espressioni algebriche
Regole generali per la scomposizione dei polinomi
Procedimento ricorsivo per la scomposizione delle espressioni algebriche
esempi
Equazioni algebriche
Disequazioni intere e fratte
Disequazioni irrazionali e in valore assoluto
Funzioni goniometriche
Trigonometria
Equazioni goniometriche
Potenze: dagli esponenti naturali a quelli reali
Funzione esponenziale e logaritmo
Equazioni esponenziali e logaritmiche
Disequazioni di funzioni periodiche, esponenziali e logaritmiche
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Leggere e trasformare un'espressione algebrica.

di Giorgio Lironcurti

1) Una premessa (da una copresenza Matematica-Latino al Liceo Virgilio di Roma - anno 2001 proff. Giorgio Lironcurti e Giovanni Sega)

Le traduzioni

Ogni traduzione è un processo che parte da un testo per arrivare ad un altro.

In base al modo in cui si presentano i due testi si distinguono diversi tipi di traduzione, a seconda che il segno linguistico si traduca in altri segni della stessa lingua, in un'altra lingua o in un sistema di segni non linguistici. Queste tre forme di traduzione debbono essere designate in maniera diversa:

a) la traduzione endolinguistica o riformulazione consiste nell'interpretare dei segni linguistici per mezzo di altri segni della stessa lingua;

b) la traduzione interlinguistica o traduzione propriamente detta, consiste nell'interpretazione dei segni linguistici per mezzo di un'altra lingua;
c) la traduzione intersemiotica o trasmutazione consiste nell'interpretazione dei segni linguistici per mezzo di segni non linguistici.

La traduzione endolinguistica

Se A e B sono scritti nella stessa lingua, la traduzione endolinguistica può assumere le forme del rifacimento (attraverso modificazioni di stile, di destinatario, di genere letterario, ecc.), della parafrasi e del riassunto. Ogni riformulazione del già detto o scritto è una traduzione, in quanto il senso viene trasferito da un'altra parte e in questo percorso perde, acquista, si modifica, diventa in parte un'altra cosa.

La traduzione interlinguistica

Se A e B sono scritti in lingue diverse, i problemi aumentano perchè il processo contiene un salto tanto più difficile quanto più le due lingue sono diverse tra loro. Le lingue possono non coincidere nel lessico, nelle strutture morfologiche, nell'organizzazione sintattica dei periodi, negli universi figurati che producono.

La traduzione intersemiotica

A e B possono appartenere anche a codici diversi, se, ad esempio, A è un racconto scritto e B è lo stesso racconto “tradotto” in immagini dipinte o nella forma teatrale della commedia o del balletto. I molti film tratti da romanzi hanno seguito questo processo di traduzione intersemiotica. Esempi di questo genere sono frequenti anche nella letteratura e nell'arte antica: si pensi alle pitture vascolari che riproducono scene dell'Iliade e dell'Odissea, ai gruppi marmorei dei frontoni e delle metope dei templi che narrano miti e leggende, ecc.

Non tutti e tre i tipi di “traduzione” sopra descritti sono presenti in matematica: la traduzione interlinguistica infatti prevede la presenza di lingue diverse, ma la matematica, indipendentemente dai simboli utilizzati per i numeri, le lettere o le operazioni, è sicuramente un'unica lingua universale.

E ciò rende certamente più semplice l'interpretazione del linguaggio matematico.

La traduzione endolinguistica consiste, in matematica, nella trasformazione delle espressioni algebriche operate con le consuete proprietà invariantive applicate alle uguaglianze, alle equazioni ed ai sitemi di equazioni e disequazioni, che viene indicata normalmente come “calcolo algebrico” e che tanta parte hanno nelle applicazioni scolastiche a tutti i livelli.

In pratica, come mostreremo in seguito, le operazioni che portano alla trasformazione delle espressioni algebriche, altro non sono che una traduzione endolinguistica, così come è stata definita sopra, con la differenza sostanziale di una completa e rigorosa coincidenza di significato che, per le lingue parlate, corrisponderebbe ad una copia del testo.

Infatti, contrariamente a quanto accade con le lingue parlate, la traduzione endolinguistica in matematica deve restituire, se operata correttamente, la stessa espressione originaria con lo stesso identico significato e con la sola differenza nella forma che deve essere più semplice (vedere il significato di “semplificazione” più avanti) di quella precedente. Il simbolo “=” posto tra le varie formulazioni dell'espressione, assicura che ogni rifacimento ha la stessa semantica e lo stesso valore di tutte le espressioni precedenti. Non esiste quindi la possibilità che un'espressione possa essere modificata nel suo significato durante il suo sviluppo, a meno che non vengano commessi errori nella applicazione delle proprietà invariantive: ciò evidentemente facilita il lavoro del “traduttore”, tanto più che le regole da applicare sono semplici e in numero molto ridotto; non esistono possibilità di diverse interpretazioni, non esistono eccezioni: la matematica è certamente più semplice di tutte le altre lingue!

Come conseguenza delle osservazioni precedenti, potremmo dire che, in matematica, i due tipi di traduzione endolinguistica ed interliguistica vengono a coincidere perchè, pur conservando la stessa lingua con la stessa sintassi precedente, come nella traduzione endolinguistica, viene peraltro a corrispondere ad una forma più facilmente interpretabile, come accade nella traduzione interlinguistica.

Per queste considerazioni, potremmo pensare al calcolo algebrico applicato alle espressioni anche come ad una traduzione interlinguistica fedelissima all'originale (come deve accadere nelle traduzioni scientifiche), per osservare che, così come nelle traduzioni interlinguistiche delle lingue parlate, anche in matematica, le trasformazioni devono corrispondere ad una loro semplificazione (la propria lingua è più semplice di una straniera, come il risultato finale di una serie di trasformazioni algebriche è più semplice dell'espressione originale).

Pertanto, come nella traduzione interlinguistica delle lingue parlate si procede sempre ad una lettura dell'intero periodo per effettuare poi una sua scomposizione in frasi principali e secondarie, stabilendo in tal modo una serie di interconnessioni, così, in matematica, bisogna leggere l'intera espressione e poi scomporla in livelli successivi, distinguendo le espressioni che trattano termini da quelle che coinvolgono fattori, poiché questi elementi di base devono essere trattati in modo sostanzialmente differente.

La traduzione intersemiotica consiste in matematica nella descrizione del problema con altri strumenti di rappresentazione: si pensi ad una rappresentazione geometrica di un teorema, a tutti i problemi di geometria analitica che possono essere descritti (e risolti) sia con metodi grafici che analitici, ecc.

In questo caso però la matematica non assicura la corrispondenza tra i due modelli, visto che il “traduttore” può modificare il significato dell'espressione originale non essendo precisato in maniera univoca il meccanismo della “traduzione”.

Un parallelo tra l'Italiano e la Matematica
(con l'obiettivo di dimostrare l'estrema semplicita' del linguaggio matematico)

Italiano

Matematica

L'analisi logica consiste nell'identificare le categorie sintattiche presenti nella frase semplice, in base alle loro funzioni (soggetto, predicato, complementi, attributi, apposizioni)

L'analisi logica consiste nell'identificare i termini (TE), i fattori (FA) e gli operatori (di uguaglianza/disuguaglianza o funzionali); non esistono differenze logiche fra i vari termini o fra i vari fattori.

L'analisi grammaticale consiste nell'identificare le varie categorie grammaticali (o parti del discorso), in base al loro tipo: articolo, nome, aggettivo, pronome, verbo, avverbio, preposizione, congiunzione, interezione.

L'analisi grammaticale non esiste in quanto tutti i termini hanno la stessa funzione (possono essere sommati), cosi' come tutti i fattori (possono essere moltiplicati).

L'analisi sintattica della frase complessa consiste nell'identificare le varie specie di proposizioni o frasi semplici che la costituiscono (proposizione principale, coordinata, subordinata, ecc.)

L'analisi sintattica di un'espressione complessa consiste nell'identificare le varie espressioni semplici che la compongono: i termini (TE) sono sempre coordinati tra loro e la subordinazione e' stabilita dalla priorita' delle operazioni: potenze, moltiplicazioni e somme.

Le proposizioni sono separate tra loro da vari connettivi: , : ; ( ! ? ecc.

Le espressioni semplici sono separate tra loro da un operatore di confronto o operazionale oppure da una parentesi.

Per frase intendiamo una unita' del discorso di senso compiuto; una frase puo' essere costituita da una o piu' proposizioni; per proposizione si intende un segmento della frase fornito di predicato. In una frase semplice sono presenti almeno due elementi: il soggetto ed il predicato, tra loro in accordo di persona e numero.

Il soggetto (costituito da un nome, un pronome, un'intera proposizione o sottinteso) e' cio' di cui parla il predicato, mentre questo (costituito da un verbo predicativo o dal verbo essere seguito da un aggettivo) dice qualcosa del soggetto

Per espressione intendiamo una scrittura in cui compaiono termini, fattori ed operatori; una espressione puo' essere costituita da piu' espressioni semplici. In queste sono presenti almeno due termini o almeno due fattori, separati tra loro da un operatore funzionale ed eventualmente da una parentesi.

Non esiste alcuna diversa distinzione tra i componenti dell'espressione.

Una frase (FR) o una proposizione (PR) e' costituita a sua volta da gruppi di elementi linguistici che formano un'unita' a se' stante, indicata come sintagma. I sintagmi si distinguono in sintagmi nominali (SN) costituiti da un nome ed eventualmente da un articolo, un aggettivo, uno o piu' complementi) e sintagmi verbali (SV) costituiti da un verbo e da altri elementi. A loro volta i sintagmi nominali si possono suddividere in sintagmi aggettivali (SA) se contengono un aggettivo e sintagmi preposizionali (SP) se contengono una preposizione.

Un'espressione (ES), come già detto, è costituita solo da termini (TE), fattori (FA) legati tra loro da operatori di confronto e funzionali, che costituiscono i 'sintagmi' dell'espressione.

Un termine o un fattore può a sua volta essere costituito da più termini o da più fattori, con una struttura certamente più semplice rispetto alle lingue parlate.


Quando si esegue l'analisi dei costituenti immediati di una frase, la si suddivide dapprima in un sintagma nominale (SN) ed uno verbale (SV) e successivamente ciascuna delle due parti viene scissa in altri costituenti fino ad arrivare agli elementi singoli: le parole.

Quando si esegue l'analisi dei costituenti immediati di una espressione la si suddivide dapprima in termini (TE) e fattori (FA) e successivamente ogni termine o fattore viene scisso in altri termini o fattori, fino ad arrivare agli elementi di base TB: monomi o numeri.


L'analisi dei costituenti immediati in Italiano puo' essere rappresentata da uno schema del tipo:

FR

Il bravo traduttore di romanzi stranieri deve conservare la semantica dell'opera.


SN

Il bravo traduttore di romanzi stranieri

SV

deve conservare la semantica dell'opera.


SA

Il bravo traduttore

SN

di romanzi stranieri

SV

deve conservare

SN

la semantica dell'opera


Art.

il

Agg.

bravo

Nome

traduttore

     SP  

di romanzi

Agg.

stranieri


Verbo

deve conservare

Art.

la

Nome

semantica

SP

dell'opera


Prep.

di

Nome

romanzi


Prep.

della

Nome

opera



L'analisi dei costituenti immediati in Matematica puo' essere rappresentata da uno schema del tipo:

ES
(a2+b3) - (a-b3)(a2-b)


TE
a2+b3

TE
- (a-b3)(a2-b)


TE
a2

TE
b3

FA
- (a - b3)

FA
a2- b


FA

a a

FA

b b b


TE

a

TE

b3

TE

a2

TE

-b


FA

b b b

FA

a a

Molto più semplice dell'analogo per l'Italiano.

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