Sayılar #12

Subitizing/altlandırma: Küçük bir gruptaki obje sayısını saymadan bilme yeteneğidir.

(Subitizing: Türkçe karşılığı “ani” olan Latince’deki “subitus” kelimesinden türetilmiştir.)

Gündelik hayatta altlandırmayı kullandığımız birçok durum vardır. 6’lı pakette soda aldığımızı farz edelim. Soda şişelerini buzdolabına nasıl dizersek dizelim şişe sayısının 6 olduğunu biliriz. Aslında bu bilgiye soda şişelerini saymamıza gerek kalmadan ulaşırız. Eğer soğuyan sodalardan birini içmeye karar verirsek, geriye 5 adet soda kaldığını bilgisine de yine sodaları saymadan ulaşabiliriz.

Hangi zarın kaç olduğunu üzerindeki noktaları saymadan biliyorsunuz.

Altlandırma için bir başka örneği tavla oyunundan verebiliriz. Diyelim ki attığımız zarlar 2 ile 5 geldi. Bu bilgiye ulaşırken harcadığımız süre neredeyse saniyenin onda birleri kadardır. Hatta, gelen zarların kaç olduğuna karar verirken harcanan süre tavla oyununu oynadıkça kısalabilir. Yani altlandırma, zamanla ve üzerine çalışıldığında gelişebilen bir yetenektir.

Kimi bilim insanlarının araştırmalarına göre 6 aylık bebekler 1, 2 ve hatta 3 kavramına görsel(3 defa zıplayan top) ve işitsel(3 defa alkışlamak) olarak sahiptir. Bir diğer deyişle insan doğduktan sonra sayı kavramını hızla geliştirmeye başlar.

Kebab Truck ve Altlandırma

Kebab Truck oyununda altlandırma; gelen müşteri gruplarının sayısında gizlenmiştir. Oyun oynandıkça daha yüksek skorlara ulaşılır. Bunun nedeni zamanla altlandırmanın gelişiyor olmasıdır.

Kebab Truck’ta müşterilerin aşağıdaki gibi geldiğini düşünelim:

Oyunda tecrübe kazandıkça bu durumda yapacağınız hamle, oyuna acemi iken yapacağınız hamlelerden çok daha farklı olur. Bunun en önemli nedeni, zamanla altlandırma yeteneğinizin gelişmiş olmasıdır.

Kebab Truck oyununun geliştirdiği bir başka yetenek ise basit aritmetik becerileridir. Bu beceriler sadece müşteri sayılarını toplama ve çıkarma ile sınır değildir. Skor sisteminin nasıl formüle edildiği çözülünce (gelen müşteri gruplarından maksimum skoru elde edebilmek için) çarpma işleminin de oyunun bir parçası olduğu anlaşılır.

Matematik Atölyesi – Graf #7

Serkan Hocanın Sistemi

Serkan hoca öğrencilerine her hafta belli sayıda soru verir. Bu sorulardan bir veya daha fazlasını çözen öğrenciler, çözdükleri soruların karşılığında bir ödül alır. Ödülü belirlemek için her dönem başında Serkan hoca ile sınıfları arasında bir anlaşma yapılır. Bu dönem için yapılan anlaşmaya göre ödül olarak oreo dağıtılacaktır:

10 soru verilirse:

  • 10, 9 ve 8’ini yapanlar 10 oreo,
  • 7, 6 ve 5’ini yapanlar 5 oreo,
  • 4, 3 ve 2’sinin yapanlar 2 oreo,
  • 1’ini yapanlar 1 oreo,
  • Hiç soru yapmayanlar ise oreo almayacaktır.

Dikkat edenler Serkan hocanın oreo ödüllerinin bir mantığı olduğunu anlamıştır: 10, 5, 2 ve 1.

Bunlar, soru sayısını (yani 10’u) kalansız bölen doğal sayılardır.

Ödül Dağıtım Makinesi (Ö.D.M.)

1 ay sonra…

Ödül sistemi başlayalı 4 hafta geçmişken Serkan hoca önemli bir sorunla karşı karşıya kalmıştı. Toplam 10 sınıfı olan Serkan hoca, her hafta birkaç saatini ödül dağıtmakla geçirmişti.

Neredeyse okuldaki tüm boş vaktini oreo dağıtmakla geçiren Serkan hoca, ödül dağıtımını kolayca halletmek için bir makine tasarlamayı düşünür:

  • Ö.D.M. 4 hazneden oluşacak. (10, 5, 2, ve 1’den dolayı.)
  • Haznelerin sırasıyla 10, 5, 2 ve 1 oreoluk kapasitesi olacak.
  • Makineye oreo girişi 10’luk hazneden olacak. Kurulan bağlantılarla diğer haznelere buradan oreo aktarılacak.
  • Altın Kural: Herhangi iki hazne arasında bağlantı olması için bu iki haznenin kapasiteleri birbirine kalansız bölünebiliyor olmalı.

10 soru için Ö.D.M. bağlantıları:

  • 10’luk hazne ile 5, 2 ve 1’likler arasında.
  • 5’lik hazne ile 10 ve 1’likler arasında.
  • 2’lik hazne ile 10 ve 1’likler arasında.
  • 1’lik hazne ile 10, 5 ve 2’likler arasında.

O halde Ö.D.M.’nin krokisi aşağıdaki gibi olur:

Yine mi graf?!

Graf teorisiyle tanışıklığınız varsa (veya blogda yer alan graf yazılarını okuduysanız), Serkan hocanın yarattığı sistemin aslında bir tür düzlemsel graf olduğunu fark etmişsinizdir:

10 soruluk Ö.D.M.’nin graf olarak gösterimi.

Birbirine kalansız bölünebilen sayılar (yani noktalar) arasında düzlemselliği bozmayacak şekilde (yani birbirini kesmeyecek şekilde) bağlantılar (yani çizgiler) çekilir.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

Peki Serkan hoca soru sayısını değiştirip 12 yaparsa ne olur?

12 soru için ödüller 12’yi kalansız bölen doğal sayılardır: 12, 6, 4, 3, 2 ve 1.

Bu durumda Serkan hoca makinesini kurabilir mi? Bir diğer değişle 12’lik Ö.D.M. için bağlantılar (birbirini kesmeyecek şekilde) yerleştirilebilir mi?

Örnek dizilim.

İpucu: Önce hangi noktalar arasında çizgi çekilmeli ona bakın. Ayrıca noktalar istenilen şekilde dizilebilir.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Şans #8

Fanatik Taraftar

Kupa finali bu sene şehrin en önemli iki futbol takımı arasında; hem derbi hem de final. Bu yüzden iki takımın taraftarı da son derece heyecanlı. Ahmet’in ise maçla pek bir ilgisi yok. Tuttuğu takım yarı finalde elendiği için Ahmet rahat.

Ahmet’in yakın arkadaşlarından ikisi olan Samet ve Tarık, iki haftadır durmadan tartışıyor. Samet, FC Çatladıkkapıspor’un, Tarık ise AC Milan’ın maçı kazanacağını iddia ederken Ahmet akşam ne yiyeceğini düşünüyor.

Samet

“Senelerdir yenilmiyoruz adamlara. %90 maç bizim. Ama futbol bu; her şey olabilir. O da %10 ihtimal işte. Evet, çok eminim. Gel iddiaya girelim istersen?!”

Tarık

“Bu senenin en formda takımıyız. Forvetimiz bu sene 27 maçta 69 gol attı. Maçı %75 biz kazanırız. Ama bunlara şansımız tutmuyor. Hadi %25 de onlara şans veriyim. Senle hemen iddiaya girebilirim Ahmet!”

Fırsatçı Ahmet

Final maçı olduğu için beraberlik şansı yok. Yani iki takımdan biri mutlaka maçı kazanacak.

Arkadaşlarının neredeyse birbirine zıt düşüncelerinde yararlanmak isteyen Ahmet her ikisiyle de öyle bir iddiaya girmek istiyor ki, sonuç ne olursa olsun kar etsin.

Ahmet’in yerinde olsaydınız ne yapardınız?

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Oyun #13

Köprüyü Geçmek

Mezopotamya’nın en güzel şelalelerinin yanı başında bulunan Togan, bulunduğu bölgenin en verimli topraklarına sahipti. Sadece birkaç yüz kişinin yaşadığı bu köyde bir kişi hariç herkes tarımla uğraşıyordu: Berkut.

Hayatının sonbaharında olan Berkut’un tamamen beyazlamış uzun saçları ve hipster sakalı vardı. Berkut’un hikayesi Toganlılar arasında bir nevi efsaneye dönüşmüştü. Anlatılanlara göre, evinin sınırlarına giren herkes ortadan kayboluyordu. Bu yüzden Togan’ı ikiye ayıran derenin diğer tarafında bulunan tek ev Berkut’unkiydi.

Berkut

Onu sadece bahçesine çıktığı zamanlar derenin öbür tarafında izleyebilen çocuklar için Berkut büyük bir bilinmezdi.

Berkut’un evi.

Toganlılar henüz çocuk yaşlarda tanıştığı hayatlarının büyük kısmını tarlalarda geçirirdi. Ali de son bir senedir arkadaşları gibi ailesine yardım ediyor, neredeyse güneşin doğuşundan batışına dek tarlada çalışıyordu. Fakat Berkut’un durumu Ali ve arkadaşlarının ilgisini çekiyordu. Bir gece yine Berkut hakkında konuşan dörtlü sonunda bir karar vermişti: Ertesi gün öğleden sonra işten kaytarıp derenin karşısına geçeceklerdi.

Ertesi gün gelip çattığında bahçesinde sandalyesine kurulan Berkut, Ali ve arkadaşlarının dere üzerinde bulunan köprüyü kullanarak karşıya geçişini izledi. Çocuklar kendilerini gizlemeye çalışarak onun evine doğru yaklaşıyordu. Berkut, çocukların evine doğru geldiğini anladı ve içeri girdi.

Çocuklar çalıların arasına saklanarak Berkut’un evinin önüne varmıştı. Evin dereye bakan bahçesine gizlice giren çocuklar, verandada bulunan sehpada bir tabak kurabiye ve dumanı tüten bir çaydanlık görmüştü. Şaşkın halde sehpanın üzerindekilere bakan çocuklar Berkut’un dışarı çıktığını görünce çığlık atıp hızla bahçeden farklı yönlere doğru kaçıştı.

Ali ve arkadaşları ancak hava kararınca birbirlerini bulmuştu. Artık karanlıkta derenin karşısına geçmek zorundaydılar. Fakat köprü aynı anda sadece ikisini taşıyacak güçteydi ve ellerinde sadece bir lamba vardı.

Berkut’un kendilerini kovaladığını düşünen çocuklar, en kısa sürede karşıya geçmek istiyordu.

Karşıya geçiş süreleri:

Aslı: 1 dakika

Ali: 2 dakika

Necdet: 6 dakika

Selin: 10 dakika

Herhangi ikili köprüyü, yavaş olanın hızında geçer. (Örneğin Ali ile Necdet beraber köprüyü 6 dakikada geçer.)

Bu durumda dört çocuk köprüyü en az kaç dakikada geçebilir?

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Geometri #20

Alcatraz’dan Kaçış

Bir sınıf içerisinde bir duvardan diğerine uzaklık 5 metredir. Bu iki duvar arasına 6 metrelik bir ip bağlanır. İp yerden 2 cm yükseklikte olacak şekilde gerildikten sonra fazla gelen 1 metrelik kısmı bir uçtan sarkar durumda bırakılır.

Amaç; ipe değmeden altından geçip sınıftan kaçmaktır.

Kurallar

  • Kaçış iki duvarın orta noktasından yapılmalıdır.
  • İpi genişletmek için fazla kısım kullanılmalıdır.
  • İpe değmemeniz için bir kişi sıradaki öğrenci yerine ipi germe işini yapar.
  • Kaçış denemesi için herkesin tek bir hakkı vardır.

Kazanma Şartı: En az uzunlukta ip kullanarak ipin altından geçmek.

Futbol Sahası

Bir futbol sahasında iki kale arasında kalan mesafe 90 ile 120 metre arasındadır. Diyelim ki uzunluğun 100 metre olduğu bir sahadaki kalelerin orta noktaları arasına bir ip gerdik. Bu ip 100 metre uzunluğundadır ve saha yüzeyinin tam üstündedir. (Yani ip yere yapışık şekilde duruyor.)

İpin tam ortası, başlangıç noktası diye adlandırılmış olan noktaya denk gelir. Burası sahanın orta noktasıdır.

İpe 1 metre daha ekleyelim. İp, iki kale arasındaki mesafeden daha uzun olacağı için artık gergin değildir.

Soru: Son durumda sahanın başlangıç noktasından ipi kaç metre havaya kaldırabiliriz?

Çözüm

Soru bir bakıma şu anlama da gelir:

“Birbirine 100 metre mesafede bulunan iki nokta arasına biri 100, diğeri 101 metre olan iki ip bağlanmıştır. 101 metre uzunluğundaki ip tam orta noktasında yukarı doğru çekildiğinde, iki ipin orta noktaları arasında mesafe (diğer bir deyişle ikinci ipin yerden yüksekliği) kaç metredir?”

Yukarıdaki çizim incelendiğinde aslında iki tane birbirine eş dik üçgen olduğu görülür:

Dik üçgenlerin birinde Pisagor teoremi uygulanarak h kenarı, dolayısıyla aradığımız cevap bulunabilir:

Pisagor teoremi der ki: “Bir dik üçgende dik açının karşısındaki kenarın uzunluğunun karesi, diğer iki kenarın uzunluklarının karelerinin toplamına eşittir.”

O halde:

(50,5)2 = 502 + h2

h ≈ 7,089 m olur.

Sonuç

100 metrelik ipe sadece 1 metre eklemek, ipin orta noktasının yerden 7 metre yükseğe çıkabilmesini sağlar. Yani sadece 1 metre ekleyerek ipin ortasında bir tır geçirilebilir.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Şans #7

Ne Kadar Yakın?

Oyun: Bir topluluk içerisinde herkesten 0 ile 100 arasında bir sayı seçmesi isteniyor. Oyunda aynı sayıyı birden fazla kişinin seçmesi mümkün olsa da oyuna katılanların seçimlerini yaparken birbirleriyle konuşması yasaktır.

Kazanan: Seçilen sayıların ortalamasının 3’te 2’sine en yakın olan kişi oyunu kazanmış olur. (Ortalama: Seçilen sayıların toplamının seçen kişi sayısına bölümüdür.)

Soru: Kazanan olmak için izlenilebilecek bir yol var mıdır?

İlk başta bu basit oyunda 0 ile 100 arasında hangi sayının seçildiğinin bir önemi olmadığı düşünülebilir. Çünkü kazanan değer diğerlerinin seçimlerine bağlıdır. Fakat ihtimaller hesabına kafa yormayı seven birisi, bilinçli bir seçimle oyunu kazanma şansını artırabilir.

Adım #1

12 kişilik bir grupta herkesin 100 sayısını seçtiğini varsayalım. O halde ortalama:

(12*100)/12 = 100

olur. Sonuç ortalamanın 3’te 2’sidir. Yani kazanan sayı 100*2/3 = 66,666…’ya en yakın olandır.

Grupta bulunan herkes seçebileceği en yüksek sayıyı seçtiğine göre kazanan değer en fazla 66,666…’dır. Eğer bunun farkındaysanız sayınızı 0-100 arasında değil; 0-66 arasında seçersiniz.

0-66

Tabi ki 66’dan yüksek bir sayıyı seçen kişinin oyunu kazanma şansı vardır. Fakat kazanan sayının 66’dan yüksek olmayacağını bildiğiniz bir durumda (örneğin) 70 sayısını seçmeniz mantıksızdır.

Ya Herkes Her Şeyin Farkındaysa?!

Diyelim ki bu gerçeğin farkına vardınız. Diğerleri 0-100 arasında bir sayı seçecekken siz 0-66 arasında bir sayı seçeceksiniz. Bu sayede kazanma şansınızı bir hayli arttırdığınızı düşünüyorsunuz. Fakat bir anda aklınıza başka bir şey geldi: Ya herkes bu durumun farkındaysa?

Adım #2

Eğer 12 kişinin tamamı kazanan sayının en fazla 66,666… olduğunu fark ettiyse, o halde grupta hiç kimse 66’dan büyük bir sayıyı seçmez. Yani herkes 0 ile 66 arasında bir sayıyı tercih eder.

Bu durumda çıkabilecek en yüksek sonuç herkesin 66’yı tercih etmesidir:

(66*12)/12 = 66 ortalama.

66*2/3 = 44 kazanabilecek en yüksek sonuç.

0-44

Yani, herkes 66’dan küçük bir sayı seçerse kazanan sayı 44’den büyük olamaz. Öyleyse neden 44’den büyük bir sayı tercih edersiniz ki?

Adım #3

Gruptaki herkes sayısını seçmeden önce bu gerçeklerin farkındaysa kimse 44’ü geçmez. Bu, önceki iki senaryoda olduğu gibi yeni bir ihtimal hesabına yol açar: Herkes kazanan sayının 0 ile 44 arasında olacağını bildiği için kazanan sonuç en fazla:

(44*12)/12 = 44 (ortalama)

44*2/3 = 29,333… olur.

Bu da kazanan sonucun en fazla 29 olabileceğini söyler. O halde 29’dan fazla bir sayı seçmenin manası yoktur.

0-29

Bu mantıkla ilerlendiğinde kazanan sonuç 11 adım sonunda 0 (sıfır) çıkar. Bu yüzden oyun için en mantıklı hamle herkesin sıfırı seçmesidir. Olasılık bilgisini kullanan herkes eninde sonunda kendisi için en uygun sayının 0 olduğunu fark eder.

Sonuç

Matematik bilgisi sayesinde bir topluluk birbiriyle iletişimde olmadığı halde herkesin çıkarına olan ortak bir karar verebilir.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

12 kişilik grupta bir kişinin matematikle hiç alakası olmadığını biliyorsunuz. Bu durumda nasıl bir mantık geliştirmeniz gerekir? Cevabınızı olasılık hesapları çerçevesinde verin.

Not: Kendinize bir örneklem yaratmak için buradan rastgele sayılar seçebilirsiniz.

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Garip Dünyalar #15

İnsan Düğümü Oyunu

Sınıftaki öğrenciler en az 5’erli gruplara ayrılır. Her grup ayakta çember şeklinde durur ve aşağıdaki talimatları izler:

  1. Gruptaki öğrencilerin sayısı çift ise:
    20190812_153400.jpg
    -Her öğrenci sağ eliyle komşusu olmayan birinin sağ elini tutar.
    20190812_153408.jpg
    -Öğrenci aynı şeyi sol elleri için yapar.
    20190812_153415.jpg
  2. Gruptaki öğrencilerin sayısı tek ise:
    20190812_153325.jpg
    -Biri hariç her öğrenci sağ eliyle komşusu olmayan (yani yanında olmayan) birinin sağ elini tutar.
    20190812_153338.jpg
    -Boşta kalan öğrenci sağ eliyle kendisine komşu olmayan birinin sol elini tutar.
    20190812_153345.jpg
    -Sol eli boşta kalan öğrenciler boşta kalan elleriyle birbirlerine komşu olmayanların sol elini tutar.
    20190812_153353.jpg

Talimatlar sonucunda öğrenciler düğümlenmiş olur.

The-Human-Knot-Game-e1447920419118-663x375

Öğrencilerin amacı ellerini bırakmadan düğümü çözmektir. Bunu yaparken öğrenciler Reidemeister hamlelerini kullanabilir.

Reidemeister Hamleleri

1926’da Kurt Reidemeister düğüm teorisi için harikulade bir şey keşfetmişti. Ona göre herhangi bir düğüm üzerinde Riedemeister hamleleri olarak adlandırdığımız üç hamle yapılabilirdi. Bu hamleler sayesinde bir düğümün farklı gösterimleri ve/veya herhangi düğümün birbiriyle aynı olup olmadığı bulunabilirdi.

Örneğin bir düğümün kesişimsiz düğüm (unknot) olup olmadığını, diğer bir deyişle bir düğümün çözülüp çözülemeyeceğini Reidemeister hamleleri kullanarak anlayabiliriz.

Peki bu hamleler nelerdir?

  1. Kıvırmak

    Reidemeister hamlelerinden biri kıvırma hareketidir. Bir düğüm üzerinde kıvırma hareketi yapmak serbesttir.

  2. Dürtmek

    İkinci hamle dürtmektir. Bir düğüm üzerinde dürtme hareketi yapmak serbesttir.
  3. Kaydırmak


    Son Reidemeister hamlesi kaydırma hareketidir.

Bi’ Göz Atmakta Fayda Var

İnsan düğümünü çözerken hangi hamlede hangi Reidemeister hamlesini kullandınız?

M. Serkan Kalaycıoğlu

Matematik Atölyesi – Bulmaca #4

Haylaz Öğrenciler

Arkadaşlıklar arasında sıra arkadaşlığının diğerlerine kıyasla bambaşka bir yeri vardır. Sınıf içerisinde her öğrencinin öyle bir eşi vardır ki bu ikisi birbirine yakın oturduğunda (yan yana, önlü-arkalı veya diyagonal) rahat durmaları neredeyse imkansızdır. Bunun farkında olan öğretmenler sene içerisinde deneme yanılma yaparak en ideal oturma düzenini sağlamaya çalışır.

Steve Hocanın Problemi

Steve hoca ders verdiği sınıflardan birinde birbirlerine yakın olduğunda (birbirine yakın olmaya bundan sonra komşuluk diyeceğim) haylazlık yapmadan duramayan 8 öğrenciyi fark etmişti.

Koşullar

  • Komşu öğrenciler: Birbirleriyle yan yana, önlü-arkalı veya diyagonal olarak oturan iki öğrenciye denir.
  • Eğer iki öğrenci haylazlık yapıyorsa aralarında <–> bulunur.
  • Steve’in sınıfındaki 8 öğrencinin birbirleriyle ilişkileri şöyleydi:
  • Deniz <–> Ali <–> Kirk <–> Jane <–> Poseidon <–> Rebecca <–> Lucreita <–> Bran
  • Bu 8 öğrencinin oturma düzeni aşağıdaki gibidir:

sekiz.jpg

Sınıfın geri kalanının düzenini bozmak istemeyen Steve hocanın problemi şuydu:

“Bu 8 öğrenciyi çiftler birbirine komşu olmayacak şekilde nasıl oturtabilirim?”

İpucu: Öğrencilere sayı atayın.

Cevap bir sonraki yazıda.

M. Serkan Kalaycıoğlu