viernes, 24 de octubre de 2014

APLICACIÓN DE FUNCIONES EN LA ARQUITECURA

Función Algebraica


En las funciones algebraicas las operaciones que hay que efectuar con la variable independiente son: adición, sustracción, multiplicación, división, potenciación y radicación.


y = −2x − 1

x
y = −2x − 1
0
−1
1
−3












Aplicaciones
El arquitecto usa las funciones algebraicas, dado un ejemplo, cuando hace negocios con países vecinos que usan otra moneda; el precio en pesos (por ejemplo) está dado en función del precio del dólar. Explicación: si queremos comprar en pesos algo que cuesta 100 dólares... necesitamos aplicar una función, si el dólar cuesta 14 pesos el producto costaría 1400 pesos pero si el dólar está en 10 pesos, el producto costara 1000, Un valor depende de otro eso es una función.  

Es el ejemplo más usado dado que "función" significa obtener un valor que está dependiendo de otro valor...
Ejemplo matemático 

X + 2 = Y 

Si X vale 1 entonces Y valdrá 3, ya que (1) + 2 = 3 

entonces... 

utilizando la misma ecuación 
si X = 2 Y = 4, esto es una función.. ya que (2) + 2 = 4 





Función exponencial

La función exponencial es de la forma  y = a^x, siendo a un número real positivo.





x
y = 2x
-3
1/8
-2
1/4
-1
1/2
0
1
1
2
2
4
3
8















Aplicaciones
La función exponencial sirve para describir cualquier proceso que evolucione de modo que el aumento (o disminución) en un pequeño intervalo de tiempo sea proporcional a lo que había al comienzo del mismo.
A continuación se ven tres aplicaciones:
• Crecimiento de poblaciones.
• Interés del dinero acumulado.
• Desintegración radioactiva.

El principal para un arquitecto es el Crecimiento de poblaciones
El crecimiento de una población viene dado por la diferencia entre nacimientos y defunciones.
Si inicialmente partimos de una población P0, que tiene un índice de crecimiento i  (considerado en tanto por 1), al cabo de t años se habrá convertido en P=P0·(1+i)t
Un pueblo tiene 600 habitantes y su población crece anualmente un 3%. • ¿Cuántos habitantes habrá al cabo de 8 años?
P 600 1.03 760


Funciones logarítmicas  

La función logarítmica en base a es la función inversa de la exponencial en base a...
 


x
   
1/8
-3
1/4
-2
1/2
-1
1
0
2
1
4
2
8
3
                                                        










Aplicaciones 
Los logaritmos fueron introducidos en las Matemáticas con el propósito de facilitar, simplificar o incluso, hacer posible complicados cálculos numéricos. Utilizando logaritmos se puede convertir productos en sumas, cocientes en restas, potencias en productos y raíces en cocientes.
En arquitectura se lo emplea cuando queremos determinar la altura de un edificio usando la base y el ángulo.
Cuando un arquitecto  desea sacar estadísticas sobre la aceptación de un local en una zona comercial o en una campaña publicitaria, se realizan las estadísticas sobre la publicidad que se va a lanzar, se realizan cálculos matemáticos con logaritmos. Estas estadísticas definen el fracaso o éxito de la campaña.
Se lo utiliza también cuando se resuelven problemas específicos, siempre teniendo en cuenta una ecuación de segundo grado. Además suele aplicarse en el crecimiento de la población o en las intensidades de los terremotos, porque, no siempre se sabe interpretar ya que para ello es necesario conocer el concepto de logaritmo.




Funciones trigonométricas

Función seno     f(x) = sen x    Recorrido: [−1, 1]






Función coseno    f(x) = cos x    Recorrido: [−1, 1]



Función tangente   f(x) = tg x  Recorrido: R



    Función cotangente  f(x) = cotg x  Recorrido: R




Función secante     f(x) = sec x   Recorrido: (− ∞, −1] Unión [1, ∞)






Función cosecante  f(x) = cosec x Recorrido:(− ∞, −1] Unión [1, ∞)





APLICACIONES
La matemática hace el diseño de edificios más seguro y más preciso. La trigonometría es especialmente importante en la arquitectura, ya que permite al arquitecto calcular las distancias y las fuerzas relacionadas con elementos de la diagonal. De las seis funciones de trigonometría básicas, el seno, el coseno y la tangente son los más importantes para la arquitectura, ya que permiten al arquitecto encontrar fácilmente los valores opuestos y adyacentes relacionados con un ángulo o la hipotenusa, la traducción de un vector diagonal en vectores horizontales y verticales.





La arquitectura requiere competencia con la trigonometría.
architecture image by ataly from Fotolia.com

TIPO DE ARQUITECTURA
Arquitectura moderna y tradicional

VIDEO DE INTRODUCCION A LAS FUNCIONES




 
BIBLIOGRAFIA



APLICACIONES DE CÓNICAS EN LA ARQUITECTURA




El uso de las cónicas en la arquitectura se ha ido desarrollando a través del tiempo, es por eso, que los arquitectos se han basado en abstraer figuras geométricas para aplicarlas en sus diseños.
 Estas figuras cónicas son la circunferencia, la elipse, la parábola y  la hipérbola.
En las construcciones se pueden apreciar estas figuras, se encuentran presentes en puentes, ya que poseen una buena resistencia estructural distribuyendo el peso, también presentes en cúpulas, variando de acuerdo a la función y estructura a la cual deban regirse. En escaleras, balcones y diferentes partes de una edificación se encuentras las cónicas.
Al evolucionar la arquitectura, los materiales, la tecnología; las edificaciones construidas muestran la forma de las figuras cónicas que estéticamente hablando nos genera un goce por la bellezas que se pueden diseñar.








Elipse: La elipse en arquitectura se utiliza en la construcción de anfiteatros, escaleras de caracol cuyo cañón tiene la forma de elipse y en la superficie de cúpulas ya que  permiten adoptar distintas formas según el método constructivo.
ARQUITECTURA ROMANA

                                                 Anfiteatro de Pompeya 




  












Formula del elipse horizontal


x²/a²+y²/b²=1


Ejercicio:
Encuentra la ecuación de la elipse, las coordenadas de sus vértices y su
Excentricidad, teniendo el centro en el origen







Parábola: Todas ellas tienen una gran importancia en la arquitectura, ya que la misma forma tiene buena resistencia estructural y estética. Se utilizan con mayor frecuencia en arcos(arches), cúpulas(domes) y puentes(bridges).

ARQUITECTURA MODERNA



L' Oceanographic. Valencia. (Felix Candela)




bridge



Fórmula de la parábola vertical: 


(x-h)2=4p (y-k)



Ejercicio:
Encuentre la ecuación de la parábola que pasa por                                             el vértice (-1,4) y foco (-1,1)






HipérbolaAntonio Gaudi es considerado el máximo representante del modernismo Catalán, este arquitecto creo un estilo personal basado en la observación de la naturaleza, lo que le dio la idea de hacer un nuevo producto basado en hipérbolas.




                                         La Catedral de Brasilia 
                                                         ( Oscar Niemeyer )





ARQUITECTURA INDUSTRIAL

Central térmica (central thermal)








Fórmula de la hipérbola horizontal:

  
 x²/a²-y²/b²=1



Ejercicio:
Encuentra la ecuación de la hipérbola horizontal que tiene su centro en (0, 0), su lado recto mide 6 unidades y su excentricidad es (raíz de 7) /2







Circunferenciaventajas:
 -Ahorro en superficie de muros y cerramientos.
  Save surface and fences.

-Aumento de la eficiencia energética, gracias a una menor superficie de transferencia de calor.
Lower heat transfer surface
-Un mejor comportamiento frente a los vientos y la  radiación solar.  En una fachada de muros perpendiculares, las orientaciones son directas. Sin embargo, en las fachadas de forma curva las orientaciones quedan diluidas, mejorando el aprovechamiento de la radiación solar y disminuyendo las superficies penalizadas por su orientación en cuanto a la pérdida o ganancia de calor.
Better behavior against wind and solar radiation

ARQUITECTURA MODERNA

                                                   Farmer's Cottage Deluxe Summer House 




Fórmula de la circunferencia:


(x+h)2-(y+k)2: r2

Ejercicio:
Calcule la ecuación de la circunferencia que tiene su centro en (2, -3) y es tangente al eje de abscisas




Video de cónicas en la arquitectura










Bibliografía: