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L’Algebra regina delle stregonerie matematiche

A fine Ottocento rivive lo spirito dei grandi algebristi italiani del Cinquecento e, nell’insegnamento, l’Algebra non è mero addestramento tecnico ma ha un grande ruolo formativo.

Le cronache sull’insegnamento della matematica di fine Ottocento offrono buoni elementi di conoscenza dell’azione didattica svolta dai Regi Licei e dai Regi Istituti Tecnici per corrispondere all’esigenza che allora era prioritaria: fatta l’Italia, occorreva fare gli italiani.

Non è un caso dunque se nelle pagine del Periodico di Matematica di quegli anni, l’Algebra è presente in un modo che sembra far rivivere lo spirito dei grandi algebristi italiani del Cinquecento. Docenti, studenti e cultori di matematica gareggiano come nelle matematiche disfide dei secoli addietro a porre e a risolvere questioni algebriche; e equazioni, progressioni aritmetiche e geometriche sono gli argomenti che i giovani affrontano nelle prove d’esame di licenza liceale e tecnica.

Un esempio:

«Dimostrare che, se l’equazione

x^{4}-4x^{3}+\alpha x^{2}-4x+\beta =0

ha le quattro radici positive, dev’essere α=6, β=1.»

È un esercizio che Davide Besso inserisce nella rubrica Questioni Proposte così come fa con la seguente:

«Dimostrare che, se l’equazione

x^{6}+3ax^{5}+(3a^{2}-\frac{6}{a})x^{4}-20x^{3}+bx^{2}+cx+d=0

ha tutte le radici positive, esse devono essere eguali a 1.»

Il fine è quello di stimolare i colleghi a risolvere e inviare le soluzioni contribuendo così alla formazione di uno spirito di comunità e a un aggiornamento di tipo cooperativo .

La seguente questione porta la firma di Aurelio Lugli e risultò particolarmente gradita ai colleghi professori che risposero numerosi.

«Dimostrare che l’espressione

4n – 3n+1 + 3·2n – 1

è multipla di 6, qualunque sia l’intero positivo n, e che il quoziente della sua divisione per 6 è >0 per ogni valore di n>2.»

La particolarità della richiesta suggerisce la via risolutiva. Essa consegue dal fatto che l’espressione data si può scrivere nei seguenti due modi: (4n-1n) – 3(3n-2n)    e    4n+3·2n – (3n+1 + 1).

Infatti: 4n-1n è divisibile per 4-1=3 e 3n+1 + 1 è un numero pari; quindi dal primo modo di scrittura risulta che essa è divisibile per 3, dal secondo che è divisibile per 2. L’espressione data è quindi multipla di 6. La seconda parte si può dimostrare con un intelligente ricorso al metodo d’induzione.

Vale la pena di osservare che l’addestramento al calcolo algebrico è una scelta didattica che in quel finire di secolo unisce gli insegnanti di matematica di tutto il mondo, in particolare dell’Europa e degli Stati Uniti d’America [VEDI]. Ma è una scelta educativa di grande valore formativo, prepara a “fare matematica” educando a pensare utilizzando il linguaggio simbolico e formale della matematica; prepara a padroneggiare il mondo delle stregonerie matematiche fatte di trucchi, artifizi, magiche trasformazioni. L’insegnamento dell’Algebra non è affatto addestramento meramente tecnico, è dotare gli studenti dello strumento più adeguato per scalare le vette del ragionamento matematico, sperimentando, osservando, deducendo.

Gli esami di licenza liceale e tecnica ne danno una buona testimonianza.

A tal fine si può vedere l’esempio del Regio Liceo di Bari che Adriana Lanza ha commentato e arricchito con preziose riflessioni didattiche. Dello stesso anno 1890 è il seguente quesito, elaborato al Regio Liceo di Foggia – Sessione Estiva 1890 degli Esami di Licenza – Prova di matematica:

«Un numero è formato di 3 cifre che sono in progressione geometrica. La somma è 13 e se al numero si aggiunge 792 si ottiene il numero scritto con le stesse cifre, ma schierate nell’ordine inverso.»

Osservato che è concretamente pregnante l’espressione delle cifre “schierate” a formare il numero, come si fa a determinarlo? Il dato principale è che le cifre da schierare sono in progressione geometrica e le possibilità sono, cominciando da 1:

1, 2, 4 oppure 1, 3, 9 oppure 2, 4. 8. Immediata allora la risposta: 1, 3 e 9 sono le cifre che si devono schierare a formare il numero richiesto. La loro somma è 13 e sommato a 792 dà 931.

Altri esempi, sempre di quell’anno 1890:

Regio Liceo di Carmagnola, sessione d’ottobre: «Scomporre in fattori di primo grado rispetto ad x, il polinomio 3x^{3}-3x^{2}\sqrt{a}+ax^{2}-x\sqrt{a^{3}}»

Regio Liceo di Reggio Emilia, sessione estiva: «Un numero N è il prodotto di tre numeri (2x-1), (2x+1), (2x+3); dividendolo per ciascuno di essi e sommando i quoti, si ottiene 239. Calcolare il numero N.»

Le cronache di quegli anni non mancarono di dare informazioni anche su quanto si faceva all’estero e sulle prove d’esame che vi si proponevano. In particolare in Francia:

«Sapendo che le due equazioni x2 + px + q = 0 ,   x2 + p’x + q’ = 0 hanno in comune una radice, formare l’equazione che ammette per radici le seconde radici di ciascuna di queste equazioni.»

È il tema d’esame al liceo di Bordeaux del 1891, mentre al liceo di Digione si proponeva:

«Sapendo che si ha:

x+y+z =a,   x2+y2 +z2 = b2;    x3+y3+x3 =c3, si domanda di calcolare il prodotto xyz.»

e al liceo di Nancy:

\sqrt[8]{(a+x)^{2}}+4\sqrt[8]{(a-x)^{2}}=5\sqrt[8]{a^{2}-x^{2}}

con una punta forse di difficoltà in più, frutto di un’organizzazione nazionale dell’insegnamento ben più matura che non nella giovane Italia.

 

 

 

Autore

  • Emilio Ambrisi

    Laureato in Matematica, è stato docente, dirigente scolastico e ispettore tecnico del Ministero dell’Istruzione. A partire dagli anni Ottanta ha partecipato alle tante commissioni ministeriali, tra cui quella dei “Quaranta” istituita dal ministro Franca Falcucci, incaricate della definizione dei programmi di insegnamento degli indirizzi sperimentali e, successivamente, delle Indicazioni Nazionali. Ha svolto numerosi incarichi ispettivi in Italia e all’estero e, dal 1997, ha curato la predisposizione delle prove ministeriali d’esame di maturità e di concorso. Dal 2008 al 2015 ha fatto parte del collegio di direzione della Struttura Tecnica del Ministero. Nel 1980/81 ha prestato servizio presso la Facoltà di Magistero di Roma (cattedra del prof. Mauro Laeng) incaricato di collaborare agli atti preparatori dell’indagine I.E.A., e per alcuni anni ha insegnato come professore a contratto presso le Università “Federico II” e “Vanvitelli” di Napoli. Dal 2009 al 2019 è stato Presidente nazionale della Mathesis e direttore del Periodico di Matematiche.

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