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Matemagia: Magia y Matemática




Partes: 1, 2

  1. Evolución histórica
  2. Calendario perpetuo
  3. Números cíclicos
  4. Juego numerológico
  5. Un cuadrado mágico
  6. El número 37037
  7. La calculadora
  8. Predicciones numéricas
  9. Sumas y productos
  10. Prodigio en cálculo
  11. Adivinar la edad y el número de familiares
  12. Trucos con cartas
  13. Adivinación de tres tiradas de un dado
  14. Suma constante
  15. Par o impar
  16. Curiosidades aritméticas
  17. El juego de las 21 cartas
  18. Voltea y corta
  19. Predicción cartomágica
  20. A vista de pájaro
  21. Puzzles geométricos
  22. La banda de Möbius
  23. El cuadro que aparece y desaparece
  24. Bibliografía

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¿Conoces las cuatro operaciones básicas? Piensa un número. Multiplícalo por dos. Suma diez al resultado. Divide por dos. Por último, réstale el número pensado. Entonces, el número obtenido es... cinco.

Este simple ejercicio mental no puede sorprender a quien conozca los rudimentos del álgebra.

Del mismo modo que la adivinación de sucesos futuros puede no sorprender a nuestros descendientes lejanos si logran desentrañar los secretos de la cuarta dimensión.

Pues de eso trata un aspecto muy común de la magia: de lograr crear una sorpresa mediante la utilización de mecanismos más o menos ingeniosos, más o menos técnicos, que sean desconocidos para las personas a quienes se dirija la ilusión. Mientras no pueda explicarse dicho mecanismo se podrá hablar de magia. Cuando se conozca el procedimiento (también llamado secreto), la magia se convierte en simple entretenimiento. Incluso si no se conoce el secreto pero puede vislumbrarse algún método posible, no se verá como magia. Es decir, el experimento, por simple que sea, debe estar arropado por un aura de misterio a fin de crear el ambiente mágico adecuado.

No es nuestro objetivo dar un curso acelerado de técnicas mágicas sino el de mostrar algunas propiedades matemáticas en que se basan ciertos trucos (mejor llamados efectos mágicos) utilizados por los magos en sus presentaciones. Dejamos al lector interesado el buscar revestimientos adecuados que disimulen o alteren dichas leyes matemáticas con el fin de provocar sorpresa en el transcurso de su realización.

Veamos otro ejemplo de efecto mágico utilizando propiedades matemáticas:

Con una calculadora de bolsillo se pide a un espectador que escriba un número (de una cifra), que lo multiplique por 3, el resultado por 7, este último por 11, luego por 13 y, por fin, por 37.

¿En qué consiste la sorpresa final? ¿A qué es debido?

Otra versión de una idea similar consiste en lo siguiente:

Hacer escribir en la calculadora un número de tres cifras y, a continuación, el mismo número. De este modo se obtiene un número de seis cifras. Después sugerir que el número obtenido es múltiplo de 7, de 11 y de 13. Pero, como sorpresa final, el número obtenido después de dividir por dichos divisores vuelve a ser el de partida.

En estos ejemplos se utilizan descomposiciones en factores primos que comparten la sorpresa con la estética de los resultados: no es del dominio público que los, relativamente poco agraciados, números 3, 7, 11, 13 y 37 sean los factores primos de 111111, número agradable donde los haya. Tampoco es algo que tengamos en cuenta muy a menudo que si multiplicamos un número de tres cifras por 1001 se obtiene el mismo número dos veces.

Describiremos a lo largo de estas líneas algunos principios y propiedades matemáticas en las que se basan los magos (a quienes, a partir de ahora, llamaremos matemagos) para crear una gran variedad de efectos.

A lo largo del libro encontrarás una breve historia de la matemagia, diferentes trucos sobre aritmética, álgebra y geometría para tu disfrute pleno.

Sin más, dejamos al mago la tarea de ocultar dichos principios en la presentación de sus juegos permitiendo así que siga vivo el lema de la magia: ILUSIÓN Y SORPRESA.

El autor

Evolución histórica

Magia y matemáticas han sido compañeros de viaje durante mucho tiempo. Tanto los magos como los matemáticos están motivados por el sentido de sorpresa que representa el misterio esencial del mundo. Los magos muestran tales hechos sorprendentes mientras que los matemáticos tratan de explicarlos: la ciencia de la ilusión versus la ilusión de la ciencia. El famoso escritor de ciencia ficción Arthur Clarke opinaba que cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.

En la época pitagórica, los números se relacionaban más con cualidades místicas que con el ilusionismo.

Descubrimientos, como el que los tres números consecutivos 3, 4 y 5 forman un triángulo rectángulo, o que con los nueve primeros números se puede formar un cuadrado mágico, han fomentado la creencia de que algunos números tienen poderes mágicos. El gran avance en el estudio de los números y sus propiedades ha propiciado que las comunidades más cultas hayan dejado de creer en tales propiedades místicas y se conformen con utilizarlos en un ámbito más folclórico. El remanente de épocas pasadas permite a los magos utilizar en sus presentaciones el lenguaje ocultista relativo a números de la suerte o números asociados a cada persona, operaciones con los números que corresponden al día de nacimiento, o al número de calzado, etc., para llegar a una predicción.

En otra época, la alquimia buscaba convertir plomo en oro; los curanderos obtenían propiedades curativas de las plantas; ciertos procesos químicos colorean el agua para darle aspecto de vino u otros licores. Aún hoy en día causa sorpresa ver que un líquido cambia de color sucesivas veces sin manipulación aparente.

Más recientemente, los avances tecnológicos ofrecen muchas herramientas que, utilizadas convenientemente, permiten conseguir efectos sorprendentes, inexplicables o, incluso, milagrosos.

Uno de los primeros libros dedicados a mostrar principios matemáticos aplicados a la mecánica se debe a John Wilkins quien, en 1648 publicó "Mathematical Magick, or the wonders that may be performed by mechanical geometry" siendo uno de las más fáciles, entretenidos y útiles de las matemáticas. Fue el primer trabajo sobre dispositivos mecánicos escrito en inglés, pero no un texto de mecánica en sentido tradicional.

El libro consta de dos secciones:

Archimedes: o dispositivos mecánicos, que incluyen las balanzas, palancas, ruedas, poleas, cuñas, tornillos, proyectiles y catapultas; y Daedalus: o movimientos mecánicos, en los que se estudian los autómatas, carros marinos, relojes, submarinos y movimiento perpetuo (del que el propio autor dice que no parece muy probable).

El objetivo del libro es el de mostrar al público profano los principios básicos en que se basan las distintas máquinas que producían movimientos mecánicos, para que no pudieran ser interpretados como basados en poderes ocultos de quienes se dedicaban a mostrarlos en público.

En esa época, quien no estuviera familiarizado con las leyes de la mecánica tenía tendencia hacia lo esotérico para justificar aquellas curiosidades técnicas. Las grandes ciencias aplicadas de la antigüedad, como la astronomía, estática, mecánica y óptica, habían sido inaccesibles a todos los públicos salvo a los iniciados que las habían estudiado.

A lo largo de los tiempos algunos matemáticos han logrado explotar las propiedades de los números para sorprender y entretener a públicos profanos. En el siglo XIX Charles Dogson (más conocido por su sobrenombre Lewis Carroll) ya realizaba trucos y puzzles numéricos utilizados hoy en día por los magos.

En el siglo XX ocurrió el despegue de la magia con cartas (cartomagia) como disciplina independiente de la magia. En lo que se refiere a la recopilación de efectos basados en principios matemáticos (matemagia), podemos destacar como referencias históricas los libros de Martin Gardner, publicado en 1956, y de William Simon en 1964. Otros magos que se han destacado por sus aportaciones a la magia matemática son Karl Fulves y Bob Longe. Hoy en día, casi ningún autor de literatura mágica se resiste a publicar algún efecto basado en propiedades matemáticas pues no requieren habilidad técnica pero sí una cuidada presentación que logre crear un ambiente de incredulidad en los espectadores.

Aunque la mayor parte de efectos mágicos basados en propiedades matemáticas son claros para los propios matemáticos, sus secretos están fuera del alcance de la mayoría de la gente; de modo que conocer algunos de tales secretos proporcionará grandes posibilidades de crear la impresión de verdadera magia ante las mentes de estos grupos.

Una de las más antiguas curiosidades, conocida desde la antigua China, corresponde al cuadrado mágico:

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Esta disposición de números recibe este nombre pues la suma de los números que están en la misma fila, la de los que están en la misma columna y la de los de la misma diagonal es siempre 15.

Esta matriz es bastante conocida por lo que su aparición no causa sorpresa al efectuar con ella algún entretenimiento mágico. Por ello, los magos con algún conocimiento matemático utilizan variantes menos conocidas que resulten más mágicas. Por ejemplo,

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es un cuadrado donde cada fila, columna y diagonal suman 264. La sorpresa viene cuando giramos el cuadrado boca abajo y se obtiene otro cuadrado mágico, donde nuevamente la suma de las filas, columnas y diagonales es 264 (pensemos que el "1" al girarlo vuelve a ser "1").

¿Cuál es la razón de esta propiedad? La simetría de la matriz con respecto a la diagonal principal no es la que se acostumbra en matemáticas pero sí lo es en un sentido gráfico.

Existe también un cuadrado mágico, cuya construcción dejamos al lector interesado, también de tamaño 4, de modo que, tanto su giro de 180 grados como su reflexión especular (visto a través de un espejo) siga siendo un cuadrado mágico (para lo cual debemos representar los números tal como se haría por una calculadora). Esa es la magia de los números que sorprende y entretiene a los aficionados.

Calendario perpetuo

Comenzaremos describiendo un sencillo método para descubrir la edad de una persona.

Se le pide a una persona que escriba en un papel su edad. Debajo de dicho número debe escribir el número mágico 90. A continuación sumar ambos números. Del resultado obtenido debe tachar la última cifra de la izquierda y trasladarla bajo el último número escrito. Por último realizará la suma entre estos dos números. Al conocer el resultado final, el mago deducirá inmediatamente la edad de dicha persona.

La explicación es muy sencilla pues basta repetir los pasos anteriores con un número arbitrario.

Si la edad es x, las operaciones son

x + 90 – 100 + 1 = x - 9.

Basta pues sumar 9 al resultado final para conocer x.

También con un calendario de bolsillo es posible crear efectos interesantes basados en sencillas propiedades numéricas. Por ejemplo:

De un calendario cualquiera pedimos que una persona elija el mes que desee. Después debe seleccionar en secreto cuatro días que formen un cuadrado. Sólo conociendo el resultado de la suma de dichos números, podremos decirle rápidamente de qué números se trata.

Para obtener dichos números debes hacer los siguientes cálculos: Divide el número dado por cuatro y réstale cuatro. Ese será el menor de los días. El resto se obtiene simplemente sumando al primero 1, 7 y 8, respectivamente.

Fórmulas similares se pueden conseguir para cuadrados más grandes, de tamaño 3 x 3 ó 4 x 4.

Otro truco sería el que sigue:

Tomamos una hoja de un mes del calendario que no termine en Lunes, Martes o Miércoles, o comience en Sábado o Domingo.

1. Pide al espectador que recuadre, en una hoja del calendario, un cuadrado numérico.

2. Si el cuadrado es 2x2 ó 4x4, debes fijarte en la suma de 2 números diagonalmente opuestos. Recuerda esa cantidad. Si el cuadrado es 3x3, recuerda el número central del cuadrado.

3. Vuélvete de espaldas. Mientras estás de espaldas al público, escribe en un papel el doble del resultado de la suma que acabas de hacer (en el caso de cuadrados 2x2 ó 4x4). Si el cuadrado es 3x3 escribe el triple del número situado en el centro del cuadrado. Introdúcelo en un sobre y entrega éste a otro espectador.

4. Invita al espectador a rodear uno de los números del interior del cuadrado con una circunferencia. Pídele que tache todos los que están en su misma fila y su misma columna.

5. Pide que haga lo mismo con otro de los números que no estén tachados: que lo rodee y después tache todos los números del cuadrado alineados con él.

6. Da instrucciones para que siga con este proceso hasta que quede 1 número sin tachar. Pide que lo rodee. Ese proceso será de 2 pasos en cuadrados 2x2; de 3 pasos en cuadrados 3x3; y de 4 pasos en cuadrados 4x4.

7. Solicita que sume las cifras circundadas y que diga el resultado de la suma en voz alta.

8. Pide que abran el sobre con la predicción y comprueba que era correcta.

Observemos que al elegir un elemento en un cuadrado 4x4 y tachar toda su fila y toda su columna, se fuerza a que el siguiente número que se elija esté tanto en una columna como en una fila diferente del primero. Este proceso hace que al final los 4 números destacados estén en filas y columnas distintas. Hacemos un esquema del cuadrado en el siguiente dibujo:

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Mirando el esquema anterior, vemos que, cualquiera que sea la elección que hagamos, la suma no puede ser otra que A+B+C+D+1+2+3.

Como consideramos calendarios, aún tenemos más información: B=A+7;

C=A+14; D=A+21; y así la suma es, simplificando:

4A+48=2(A+D+3)

es decir, se obtiene sumando los 2 elementos extremos de la diagonal y multiplicando el resultado por 2.

Si el cuadrado que consideramos es 3x3, al elegir un elemento de cada fila y cada columna, nos va a quedar siempre algo de la forma

A+B+C+1+2. Recordando, como antes, que B y C se pueden calcular en función de A, llegamos a que el valor de la suma es

3A+24=3(B+1)

es decir, la suma es el triple que el número central del cuadrado.

Para el cuadrado 2x2 la idea es la misma que para el cuadrado 4x4, pero mucho menos atrayente.

Números cíclicos

Fijémonos en la siguiente propiedad:

142.857 x 1 = 142.857

142.857 x 2 = 285.714

142.857 x 3 = 428.571

142.857 x 4 = 571.428

142.857 x 5 = 714.285

142.857 x 6 = 857.142

142.857 x 7 = 999.999

Con un poco de atención se puede apreciar que las sucesivas multiplicaciones del número por los números del 1 al 6 dan como resultado una permutación del número de partida. Además, la multiplicación por 7, produce el número formado por seis nueves. Esta propiedad cíclica es suficiente para que identifiquemos al número 142.857 como número mágico.

Algunas explicaciones para justificar los resultados anteriores pueden confundir aún más al público inexperto. Por ejemplo:

• Si colocamos las cifras del número 142857 en los vértices de un hexágono y en sentido horario, la suma de dos vértices diagonalmente opuestos es siempre 9.

• Si hacemos la operación 1/7 se obtiene un número decimal periódico cuyo periodo es sorprendentemente 142857.

Un buen ejercicio de matemática elemental consiste en encontrar otros números cíclicos. Sólo diremos que el aquí expuesto es el menor de ellos y que el siguiente se obtiene mediante la división 1/17, cuyas 16 cifras son 0588235294117647.

Lo anterior sugiere a los magos realizar la siguiente adivinación matemágica:

Se muestra una cinta de papel en cuyo interior hay escritas seis cifras. Un espectador nombra un número del uno al seis y el matemago le indica que multiplique dicho número por el número mágico 142857. Previamente, el matemago corta la cinta por algún lugar. Al realizar la operación se muestra la cinta en donde está escrito el resultado de la multiplicación.

Como se conoce de antemano el resultado de la multiplicación, se entiende que la cinta se debe cortar por el lugar adecuado.

Juego numerológico

Otro experimento bastante conocido consiste en la siguiente predicción.

El matemago anuncia a los espectadores que es capaz de sumar varios números de forma sorprendentemente rápida: incluso antes de ser nombrados todos los números, él ya ha conseguido sumarlos.

Para ello se dispone a escribir en una pizarra o una hoja de papel varios números de cuatro cifras: el primero de ellos lo elige arbitrariamente un espectador. Inmediatamente el matemago escribe en la parte inferior u otro lugar, invisible para los espectadores, otro número, que será la suma total.

A continuación, un segundo espectador nombra un segundo número. Debajo de éste, el mago escribe un tercer número de cuatro cifras. Otro espectador elige otro número y el mago escribe debajo de él un quinto número.

Al realizar la suma de los cinco números escritos, el resultado coincide con el previamente anunciado por el matemago.

Para descubrir la estrategia seguida, pensemos que el matemago escribe dos de los sumandos, llamémosles x e y, después de conocer otros dos sumandos elegidos libremente, que denotaremos por a y b. Basta hacer que

x + a = y + b = 9999 para que, si el quinto sumando lo denotamos por z, la suma de los cinco números sea z + 19998. Dejamos al lector los detalles que permiten escribir sin titubeos sus números.

A otro nivel, se puede plantear el siguiente ejercicio de suma rápida.

Se propone a un espectador que escriba dos números, uno debajo de otro. A continuación, debajo de los anteriores, escriba otro número que sea suma de los anteriores. Debe continuar el proceso de escribir números que sean suma de los dos anteriores a él hasta que haya escrito diez números.

El matemago es capaz de anunciar la suma de los diez números de forma casi inmediata. Como se puede comprender, la sucesión de números es una generalización de la llamada sucesión de Fibonacci y se puede demostrar que la suma de cualesquiera diez términos consecutivos es igual a once veces el séptimo término de la sucesión, propiedad poco conocida en general. Por otra parte, una buena estrategia para multiplicar rápidamente un número por 11 es la siguiente:

Colocar la primera cifra del número; a continuación, la suma de la primera y segunda cifras; a continuación la suma de la segunda y tercera cifras; así sucesivamente, hasta colocar como última cifra la última cifra del número.

Un cuadrado mágico

Colocar las nueve cartas del mismo palo así:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Sitúate sobre una carta, cada movimiento será en horizontal o en vertical, nunca en diagonal. Cuando diga que quites una carta le damos la vuelta y ésta deja de contar. Puedes pasar varias veces por la misma carta aún habiendo pasado.

1. Muévete tantas veces como indica el valor de la carta.

2. Retira el 1.

3. Muévete tres veces.

4. Retira el 2 y el 4.

5. Muévete 5 veces.

6. Apuesto que puedes retirar el 7 y el 9.

7. Ya que has retirado el 7, muévete 7 veces y retira ahora el 8.

8. Ni sé sobre qué carta te encuentras ni sé como te llamas. Muévete tantas veces como letras tiene tu nombre.

9. Has llegado a una carta que desconozco. Para complicarlo más, muévete tantas veces como indica el valor de esa carta.

10. Finalmente, te has situado sobre el 6. Retira el 3 y el 5 y dame la enhorabuena.

En este truco interviene la paridad. Analicemos desde el principio lo que hemos hecho: si nos situamos sobre una carta impar y nos movemos a la vez, llegamos a una carta impar. Del mismo modo, si estamos sobre una carta par y nos movemos una vez, llegamos a una carta impar. En el primer movimiento se nos dice que avancemos tantos lugares como indica la carta sobre la que estamos situados, lo que obliga a que terminemos sobre una carta par (si estábamos sobre par, hacemos un número par de movimientos, mientras que si estábamos sobre impar, nos moveremos un número impar, de veces); por esa razón podemos retirar el 1 sin problemas.

Como a continuación mandamos que se hagan 3 movimientos, nos situaremos sobre una carta impar, por lo que podemos retirar el 2 y el 4. Al movernos ahora 5 veces, terminaremos sobre una carta par, y así es posible retirar el 7 y el 9. Moviéndonos 7 veces terminamos sobre una impar, con lo que tiene que ser el 3 o el 5(para despistar se dice que no sé donde estás).

La inclusión del movimiento según el número de letras del nombre no sirve para nada más que introducir pistas falsas y desconcertar, ya que, como vamos a mandar efectuar tantos movimientos como indique el valor de la carta sobre el que esté situado, vamos a llegar a la fuerza a una carta par, que no puede ser otra sino 6.

Ahora si dividimos un cuadrado en cierto número de casillas, también cuadradas, y en cada una de ellas colocamos un número, sin repetición, de modo de obtener siempre la misma suma en cada fila, en cada columna y también en cada diagonal, se tendrá así un cuadrado mágico como ya sabemos.

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Por ejemplo, en el cuadrado mágico de la (Figura a), la suma constante referida es 15; así, sumando en filas horizontales, tenemos:

6 + 1 + 8 = 7 + 5 + 3 = 2 + 9 + 4 = 15

Sumando en columnas verticales:

6 + 7 + 2 = 1 + 5 + 9 = 8 + 3 + 4 = 15

Sumando en diagonal:

6 + 5 + 4 = 8 + 5 + 2 = 15

Los antiguos Magos de Persia eran médicos, pretendían curar enfermedades aplicando a la parte enferma un cuadrado mágico, siguiendo el conocido principio de medicina: primum non nocère, o sea, primer principio: no dañar. El número de filas, y, en consecuencia, de columnas que tiene un cuadrado mágico se llama orden del mismo. La suma constante de los números de una fila, o de una columna o de una diagonal se llama constante del cuadrado mágico. En el ejemplo anterior el orden es 3, y la constante 15. No puede formarse un cuadrado mágico de orden 2. Cuadrados Mágicos Impares

(Son los de orden impar). - Para construir un cuadrado mágico impar, por ejemplo de orden 5, se empieza por construir un cuadrado A B C D con 25 casillas, (figura b); luego, sobre cada lado, que ya tiene 5 casillas, se agregan, en este caso, filas de 3 y de 1 casilla. Se escribe entonces en la casilla más alta el número 1, y descendiendo hacia la derecha, en el sentido diagonal, los números 2, 3, 4, 5. Después de esto se escribe 6 en la casilla situada a la izquierda y debajo del 1, siguiendo en diagonal, 7, 8, 9, 10. Luego, siguiendo siempre el mismo procedimiento, se escriben los números 11, 12, 13, 14, 15, que completan una diagonal; análogamente, 16, 17, 18, 19, 20, y finalmente, 21, 22, 23, 24, 25.

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Para llenar los vacíos del cuadrado A B C D, (figura b), se escriben todos los números que se encuentran en las casillas adicionales, empleando la siguiente regla: Todo número, sin salir de su columna vertical o fila horizontal, se colocará en la casilla vacía más alejada de la que ocupa, cuidando de comenzar la operación por las bandas adicionales más próximas al cuadrado. En la (figura c) presentamos el cuadrado mágico de orden 5 así obtenido. Cuadrados Mágicos Pares

(Son los de orden par). - Estos cuadrados son generalmente difíciles de construir, salvo el de orden 4. Para este caso disponemos en un cuadrado de 16 casillas, y, en su orden natural, los 16 primeros números, (figura d). Dejando luego fijos los números de las diagonales, permutamos entre si los otros ocho de la forma indicada en la (figura e). El cuadrado obtenido, (figura f), será mágico, siendo su módulo 34.

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Cuadrados Mágicos Diabólicos

Se llaman así a los cuadrados mágicos que, además de tener una suma constante en los 2 (n + 1) modos habituales de sumar, siendo n el orden del cuadrado, se puede obtener dicha suma de muchos otros modos, regulares o geométricos.

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Así, por ejemplo, en el cuadrado de la (figura g), la constante 34 se puede obtener agrupando cuatro sumandos, de 86 modos; 70 de ellos tienen disposición geométrica, simétrica de a pares, como indicamos en las 34 primeras de la (figura h), obtenidos uniendo en forma de cuadrilátero cerrado, los 4 números de cada combinación. Seis son simples, son las últimas de la (figura h). Las otras 10 son las habituales en columna, fila y diagonal.

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(Figura h)

Diagramas Geométricos de Cuadrados Mágicos

Si en un cuadrado mágico unimos con rectas los números que lo forman en su orden natural, se obtiene una línea poligonal, que tiene como extremos el número menor y el mayor, respectivamente; dicha poligonal caracteriza al cuadrado.

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Muy a menudo esas líneas constituyen un dibujo elegante, que pueden servir como procedimiento mnemotécnico para recordar la formación del cuadrado. Así, por ejemplo, para el cuadrado mágico de orden 3, (figura a), obtenemos el diagrama geométrico que indicamos en la (figura i). Otro diagrama geométrico interesante es el del cuadrado mágico de orden 8, dibujado en la (figura k.)

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Supercuadrado mágico

Pide que nombren un número cualquiera, mayor que 20 (que denotaremos por N), y anuncia que la simbiosis entre matemática y magia puede conseguir que dicho número se manifieste en una gran cantidad de lugares de un cuadrado formado por números.

¡Conseguirás que el número elegido aparezca en el cuadrado más de treinta veces!

Escribe rápidamente el cuadrado siguiente, donde todos los números son independientes de la elección excepto los números en negrita, que se escribirán según una sencilla regla: en la posición (1, 1), la diferencia N - 20; en la posición (2, 3), el número N - 21; en la posición (3,

4), N - 18; y en la posición (4, 2), N - 19.

Por ejemplo, si el número elegido es N = 31, la tabla quedaría así:

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A continuación escribimos todas las formas posibles de elegir cuatro números del cuadrado cuya suma es 31. Se comprueba que no sólo es un cuadrado mágico, pues la suma de las filas, las columnas y las diagonales es constante, sino que la suma aparece una cantidad sorprendente de veces, muchas de ellas asociadas a figuras geométricas especiales, como los trapecios que se observan en la última fila.

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Este ingenioso ejemplo de construcción, y el que explicamos a continuación, constituye una perfecta excusa para estudiar la estructura de estos entes matemáticos, de interés no sólo recreativo sino como aplicaciones a diversos problemas prácticos.

Anticuadrado mágico

Pide a un espectador que elija un número cualquiera. A continuación construyes un cuadrado 4 x 4 y lo muestras. El espectador debe elegir y rodear con un círculo un número cualquiera del cuadrado. A continuación tacha la fila y la columna que contienen al número. Después elige otro número no tachado y procede.

Realiza la misma acción otras dos veces y obtiene cuatro números. Se le pide que sume los números señalados y el resultado final coincidirá con el número previamente elegido.

El procedimiento para construir el cuadrado es el siguiente:

Descompón el número elegido en ocho sumandos, sin importar su valor. Supongamos por ejemplo que el número elegido es el 35 y realizas la operación:

35 = 4 + 6 + 2 + 7 + 4 + 8 + 3 + 1.

Haz una tabla de sumar con dichos elementos, del modo siguiente:

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Elimina la primera fila y primera columna y se obtiene una tabla con las características indicadas en el efecto, es decir la suma de cuatro números elegidos de modo que no haya dos de ellos en la misma fila y columna es 35.

Observación: Este mismo efecto puede realizarse con el calendario de bolsillo pues cualquier cuadrado de tamaño 4 x 4 formado con cualquier mes verifica la misma propiedad "antimágica":

La suma de los números elegidos de modo que todos ellos pertenezcan a distinta fila y columna es igual a 2n + 8, donde n es el elemento de la esquina superior izquierda del cuadrado.

El número 37037

El número 37037 también tiene propiedades mágicas: al multiplicarlo por cualquier número menor o igual a 27 da como resultado un número de seis cifras formado por dos bloques iguales.

La razón de esta propiedad se comprende fácilmente al escribir la descomposición en factores primos de 37037.

La calculadora

En una calculadora de bolsillo, donde los dígitos están distribuidos según un cuadrado:

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Se da a elegir una fila, columna o diagonal. Con esos dígitos, escribir un número de tres cifras. A continuación, repetir el proceso con otra fila, columna o diagonal y multiplicar los dos números seleccionados. Si se nombran todas las cifras del resultado excepto una, el matemago es capaz de adivinar la cifra que falta.

¿Cómo se logra hacer esto? Como indicación sugerimos que se compruebe que cualquier número escrito bajo las condiciones citadas es múltiplo de 3. Por tanto su producto será múltiplo de 9 y no debe ser difícil averiguar una de sus cifras cuando son conocidas todas las demás.

Predicciones numéricas

Escribe en un papel el número 18 (sin dejarlo ver) y anuncia que será tu predicción.

Pide a alguien que escriba un número de tres cifras y, debajo de él, el mismo número con las cifras invertidas. A continuación, que reste el menor del mayor y, por último, que sume las cifras del número obtenido. Abre la predicción y ¡asombra a todos!

Sumas y productos

El siguiente experimento puede realizarse incluso telefónicamente.

Una persona nombra y escribe en una hoja de papel una lista de n números (para simplificar, supongamos que son de una cifra). Después realizará secretamente los siguientes cálculos:

1. Elegir al azar dos de los números A y B y sustituirlos por el número

A x B + A + B.

2. Repetir la operación anterior con el conjunto de n-1 números restantes.

3. Continuar el proceso anterior hasta que sólo quede un número en la lista.

Incluso antes de terminar el proceso, puede saberse el número resultante.

Será difícil sospechar que el número final no depende del orden en que se elijan los números de la lista. Por ejemplo, si los números iniciales son 8, 1, 3, 4, 2, el resultado final es 1079, independientemente de los números elegidos en cada paso.

Prodigio en cálculo

Podemos impresionar a nuestros amigos y conocidos demostrando nuestras habilidades para el cálculo.

Solicitamos que se nos diga un número de cuatro cifras. Supongamos que nombran el número 4825. Lo anotamos dos veces en un papel:

4825 4825

A continuación pedimos que se nos diga otro número de cuatro cifras. Supongamos que sea el 3625. Lo escribimos debajo del número de la izquierda:

4825 4825

3625

Añadimos a continuación un número de cuatro cifras anotándolo debajo del número de la derecha. Escribimos "por ejemplo" el número 6374. Nos quedaría así:

4825 4825

3625 6374

Ahora demostraremos que somos capaces de efectuar las dos multiplicaciones y dar el resultado de la suma de ambos productos antes que nadie. Ellos pueden incluso utilizar una calculadora.

Para empezar, el número que escribimos al final no es arbitrario: es el que resulta de restar 9999 del último número nombrado, en nuestro caso 9999 - 3625 = 6374.

Para obtener rápidamente el resultado indicado, procederemos como sigue:

a) Restamos 4825 - 1 y escribimos el resultado 4824.

b) Restamos 9999 - 4824 = 5175 y escribimos el resultado a la derecha del anterior 48245175. Este número es la suma de los dos productos.

Dejamos al lector interesado en el cálculo la justificación de esta regla.

Adivinar la edad y el número de familiares

Dentro de los trucos de números, los más corrientes y aquellos que seguramente nos habrán hecho muchos a lo largo de nuestra vida, son aquellos de pensar un número, multiplicar por dos, sumarle 7, restar......

Vamos a ver uno de ellos donde vamos a adivinar el número de personas que viven en su casa y la edad de un espectador. Igual que alguno de los vistos anteriormente, puede hacerse con todo el público a la vez y después ir adivinando persona a persona.

Los pasos a seguir son los siguientes:

a) Escriba el número de personas que viven en su casa.

b) Lo multiplica por dos y le suma 4.

c) Al resultado de la suma lo multiplica por 50.

d) Al resultado del producto le suma 1568.

e) A lo obtenido se le resta el año del nacimiento.

f) Por último, el mago recibe el resultado de la operación anterior, se le pregunta al espectador si en el año presente ha cumplido ya años e inmediatamente el mago indica la edad y el número de personas que viven en casa del espectador.

El truco consiste en añadirle al número obtenido 235 (ó 236 si ya ha sido su cumpleaños) y obtenemos un número de tres cifras, la primera es la cantidad de personas que viven en la casa y las otras dos su edad.

El álgebra nos va a permitir descubrir cuál es el número oculto que debemos sumar.

Supongamos que es x el número de personas que viven en la casa e y el año de nacimiento de la persona. Los pasos seguidos son

Multiplica por 2 y suma 4

2·a+4

Multiplica por 50

(2·a+4)·50 = 100·a+200

Suma 1568

100·a+200 + 1568 = 100·a+1768

Resta el año de nacimiento

100·a+1768-y

Ahora el mago suma 235

00·a+1768-y+235=100·a+2003-y

Luego, obtenemos un número de tres cifras, la primera es a (número de personas) y la diferencia 2003-y será un número de cifras que indica la edad de la persona (suponiendo que aún no ha cumplido años en 2004).

Si este truco se va a utilizar más adelante, hay que tener en cuenta que la cifra que sumamos es para obtener el año en que estamos (ahora mismo 2004), si se va a hacer en años posteriores a 2004, hay que modificar convenientemente el valor que suma el mago.

Trucos con cartas

Una de las partes más llamativa de cualquier espectáculo de magia lo componen los trucos de cartas. En lo concerniente a la matemagia no podía ser menos. Muchos trucos de cartas (en general los que no se componen de cartas que aparecen o desaparecen de forma "misteriosa") llevan detrás una estructura matemática. La posibilidad de ordenación, de agrupación por colores o números, la utilización del valor de la carta, etc… permiten realizar muchos trucos fáciles de hacer, pero muy espectaculares.

a) Orden en el Universo.

Se toman, boca abajo, las cartas del 1 al 9 de cualquier palo y se colocan ordenadas en orden decreciente. La primera el as, debajo de ella el dos, luego el tres y así sucesivamente.

El mago muestra al público las cartas para que vean que están ordenadas y a continuación se sacan tres personas del público y se les pide que cada una de ellas realice los siguientes pasos:

1) Corte el mazo y complete el corte.

2) Divida el mazo en dos montones carta a carta, es decir la primera carta a un montón, la segunda a otro, la tercera al primer montón y así todas.

3) Por último coloque uno de los dos montones encima del otro.

Después de que los tres voluntarios han realizado lo anterior, y siempre teniendo las cartas boca abajo, el mago muestra la última carta del mazo y pasa, una a una de abajo hasta arriba del mazo, tantas cartas como indique el valor de la carta mostrada.

Después de realizado lo anterior, el mago muestra de nuevo las cartas al público y asombrosamente las cartas vuelven a estar en orden.

El truco es meramente combinatorio. Cuando colocamos las cartas de la manera anterior, da igual como se hagan los cortes, porque obtenemos un bucle formado por las nueve cartas. Al dividir las cartas en dos montones, las cartas en lugar de ir consecutivas, van de dos en dos, al realizar el segundo corte van de cuatro en cuatro y al tercer corte van de ocho en ocho. Pero al tener nueve cartas, si después de una va la correspondiente a ocho cartas después, al ser cíclico cada carta lleva aparejada la anterior. De esa manera las cartas vuelven a estar en orden después de los tres cortes. Únicamente puede ser que no comience en el 1, para ello es por lo que se mira la última carta y se trasladan de abajo hacia arriba tantas como indique ese número.

b) Los cuatro ases.

El mago saca cuatro voluntarios y les pide que piensen un número entre el 10 y el 20 (menor que este último). Le pide el número pensado al primer espectador y va colocando tantas cartas como ese número indique, una a una sobre un montón en la mesa. Al acabar se da cuenta que no va a tener cartas para todas, entonces le pide al espectador que sume las cifras de su número y retira del montón de la mesa tantas cartas como la suma, colocándolas una a una sobre el mazo que tiene en la mano. La última carta que quedaba en el montón de la mesa se la entrega, sin que se vea, al espectador y el montón que quedaba sobre la mesa lo vuelve a colocar sobre el mazo.

Repite la misma operación con los otros tres espectadores y al acabar el número, los voluntarios del público muestran sus cartas y resulta que tienen los cuatro ases de la baraja.

El truco se basa en cómo tenemos preparadas las cartas y en lo que vimos antes de que si a un número le restamos la suma de sus cifras, el resultado es siempre un múltiplo de 9. Como hemos elegido número menores que 20, el resultado de la resta es siempre 9. Es decir, nosotros vamos a entregar siempre la novena carta desde el principio del mazo, independientemente del

número que haya elegido el espectador. Por lo tanto, sólo tenemos que preparar las cartas, antes de comenzar, de forma que los cuatro ases ocupen los lugares 9, 10, 11 y 12 desde el comienzo del mazo.

c) Las 9 (o 21, o 27) cartas.

Partes: 1, 2

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