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Cálculo

En general el término cálculo (del latín calculus, piedrecita, usado para contar o como ayuda al calcular)[1]​ hace referencia al resultado correspondiente a la acción de calcular. Calcular, por su parte, consiste en realizar las operaciones necesarias para prever el resultado de una acción previamente concebida, o conocer las consecuencias que se pueden derivar de unos datos previamente conocidos.

No obstante, el uso más común del término «cálculo» es el lógico-matemático. Desde esta perspectiva, el cálculo consiste en un procedimiento mecánico o algoritmo, mediante el cual podemos conocer las consecuencias que se derivan de las variables previamente conocidos debidamente formalizados y simbolizados.

Cálculo como razonamiento y cálculo lógico-matemático

Ejemplo de aplicación de un cálculo algebraico a la resolución de un problema, según la interpretación de una teoría física.
La expresión del cálculo algebraico  , indica las relaciones sintácticas que existen entre tres variables que no tienen significado alguno.
Pero si interpretamos   como espacio,   como velocidad y   como tiempo, tal ecuación modeliza una teoría física que establece que el espacio recorrido por un móvil con velocidad constante es directamente proporcional a la velocidad con que se mueve y al tiempo que dura su movimiento.
Al mismo tiempo, según dicha teoría, sirve para resolver el problema de calcular cuántos kilómetros ha recorrido un coche que circula de Madrid a Barcelona a una velocidad constante de 60 km/h durante 4 horas de recorrido.
  • 240 kilómetros recorridos = 60 km/h x 4 h

Las dos acepciones del cálculo (la general y la restringida) arriba definidas están íntimamente ligadas. El cálculo es una actividad natural y primordial en el hombre, que comienza en el mismo momento en que empieza a relacionar unas cosas con otras en un pensamiento o discurso. El cálculo lógico natural como razonamiento es el primer cálculo elemental del ser humano. El cálculo en sentido lógico-matemático aparece cuando se toma conciencia de esta capacidad de razonar y trata de formalizarse.

Por lo tanto, podemos distinguir dos tipos de operaciones:

  1. Operaciones orientadas hacia la consecución de un fin, como prever, programar, conjeturar, estimar, precaver, prevenir, proyectar, configurar, etc. que incluyen en cada caso una serie de complejas actividades y habilidades tanto de pensamiento como de conducta. En su conjunto dichas actividades adquieren la forma de argumento o razones que justifican una finalidad práctica o cognoscitiva.
  2. Operaciones formales como algoritmo que se aplica bien directamente a los datos conocidos o a los esquemas simbólicos de la interpretación lógico-matemática de dichos datos; las posibles conclusiones, inferencias o deducciones de dicho algoritmo son el resultado de la aplicación de reglas estrictamente establecidas de antemano.
Resultado que es:
Conclusión de un proceso de razonamiento.
Resultado aplicable directamente a los datos iniciales (resolución de problemas).
Modelo de relaciones previamente establecido como teoría científica y significativo respecto a determinadas realidades (Creación de modelos científicos).
Mero juego formal simbólico de fundamentación, creación y aplicación de las reglas que constituyen el sistema formal del algoritmo (Cálculo lógico-matemático, propiamente dicho).
Dada la importancia que históricamente ha adquirido la actividad lógico-matemática en la cultura humana el presente artículo se refiere a este último sentido. De hecho la palabra, en su uso habitual, casi queda restringida a este ámbito de aplicación; para algunos, incluso, queda reducida a un solo tipo de cálculo matemático, pues en algunas universidades se llamaba «Cálculo» a una asignatura específica de cálculo matemático (como puede ser el cálculo infinitesimal, análisis matemático, cálculo diferencial e integral, etc.).
En un artículo general sobre el tema no puede desarrollarse el contenido de lo que supone el cálculo lógico-matemático en la actualidad. Aquí se expone solamente el fundamento de sus elementos más simples, teniendo en cuenta que sobre estas estructuras simples se construyen los cálculos más complejos tanto en el aspecto lógico como en el matemático.

Historia del cálculo

De la Antigüedad

 
Reconstrucción de un ábaco romano.
 
Un ábaco moderno.

El término «cálculo» procede del latín calculus, piedrecita que se mete en el calzado y que produce molestia. Precisamente, tales piedrecitas ensartadas en tiras constituían el ábaco romano que, junto con el suanpan chino, constituyen las primeras máquinas de calcular en el sentido de contar.

Los antecedentes de procedimiento de cálculo, como algoritmo, se encuentran en los que utilizaron los geómetras griegos, Eudoxo en particular, en el sentido de llegar por aproximación de restos cada vez más pequeños, a una medida de figuras curvas; así como Diofanto precursor del álgebra.

Se considera que Arquímedes fue uno de los matemáticos más grandes de la antigüedad y, en general, de toda la historia.[2][3]​ Usó el método exhaustivo para calcular el área bajo el arco de una parábola con el sumatorio de una serie infinita, y dio una aproximación extremadamente precisa del número Pi.[4]​ También definió la espiral que lleva su nombre, fórmulas para los volúmenes de las superficies de revolución y un ingenioso sistema para expresar números muy largos.

La consideración del cálculo como una forma de razonamiento abstracto aplicado en todos los ámbitos del conocimiento se debe a Aristóteles, quien en sus escritos lógicos fue el primero en formalizar y simbolizar los tipos de razonamientos categóricos (silogismos). Este trabajo sería completado más tarde por los estoicos, los megáricos, la Escolástica.

Los algoritmos actuales del cálculo aritmético, utilizados universalmente, son fruto de un largo proceso histórico. De vital importancia son las aportaciones de Muhammad ibn al-Juarismi en el siglo IX;[5]

En el siglo XIII, Fibonacci introduce en Europa la representación de los números arábigos del sistema decimal. Se introdujo el 0, ya de antiguo conocido en la India y se construye definitivamente el sistema decimal de diez cifras con valor posicional. La escritura antigua de números en Babilonia, en Egipto, en Grecia o en Roma, hacía muy difícil un procedimiento mecánico de cálculo.[6]

El sistema decimal fue muy importante para el desarrollo de la contabilidad de los comerciantes de la Baja Edad Media, en los inicios del capitalismo.

El concepto de función por tablas ya era practicado de antiguo pero adquirió especial importancia en la Universidad de Oxford en el siglo XIV.[7]​ La idea de un lenguaje o algoritmo capaz de determinar todas las verdades, incluidas las de la fe, aparecen en el intento de Raimundo Lulio en su Ars Magna

A fin de lograr una operatividad mecánica se confeccionaban unas tablas a partir de las cuales se podía generar un algoritmo prácticamente mecánico. Este sistema de tablas ha perdurado en algunas operaciones durante siglos, como las tablas de logaritmos, o las funciones trigonométricas; las tablas venían a ser como la calculadora de hoy día; un instrumento imprescindible de cálculo. Las amortizaciones de los créditos en los bancos, por ejemplo, se calculaban a partir de tablas elementales hasta que se produjo la aplicación de la informática en el tercer tercio del siglo XX.

A finales de la Edad Media la discusión entre los partidarios del ábaco y los partidarios del algoritmo se decantó claramente por estos últimos.[8]​ De especial importancia es la creación del sistema contable por partida doble recomendado por Luca Pacioli fundamental para el progreso del capitalismo en el Renacimiento.[9]

Renacimiento

El sistema que usamos actualmente fue introducido por Luca Pacioli en 1494, el cual fue creado y desarrollado para responder a la necesidad de la contabilidad en los negocios de la burguesía renacentista.

El desarrollo del álgebra (con la introducción de un sistema de símbolos por un lado, y la resolución de problemas por medio de las ecuaciones) vino de la mano de los grandes matemáticos de la época renacentista como Tartaglia, Stevin, Cardano o Vieta y fue esencial para el planteamiento y solución de los más diversos problemas que surgieron en la época, que dieron como consecuencia los grandes descubrimientos que hicieron posible el progreso científico que surgiría en el siglo XVII.[10]

Siglos XVII y XVIII

 
Página del artículo de Leibniz "Explication de l'Arithmétique Binaire", 1703/1705.

En el siglo XVII el cálculo conoció un enorme desarrollo siendo los autores más destacados Descartes,[11]Pascal[12]​ y, finalmente, Leibniz y Newton[13]​ con el cálculo infinitesimal que en muchas ocasiones ha recibido simplemente, por absorción, el nombre de cálculo.

El concepto de cálculo formal en el sentido de algoritmo reglado para el desarrollo de un razonamiento y su aplicación al mundo de lo real,[14]​ adquiere una importancia y desarrollo enorme respondiendo a una necesidad de establecer relaciones matemáticas entre diversas medidas, esencial para el progreso de la ciencia física que, debido a esto, es tomada como nuevo modelo de Ciencia frente a la especulación tradicional filosófica, por el rigor y seguridad que ofrece el cálculo matemático. Cambia así el sentido tradicional de la Física como filosofía de la naturaleza y toma el sentido de ciencia que estudia los cuerpos materiales, en cuanto materiales.

A partir de entonces el propio sistema de cálculo permite establecer modelos sobre la realidad física, cuya comprobación experimental[15]​ supone la confirmación de la teoría como sistema. Es el momento de la consolidación del llamado método científico cuyo mejor exponente es en aquel momento la Teoría de la Gravitación Universal y las leyes de la Mecánica de Newton.[16]

Siglos XIX y XX

Durante el siglo XIX y XX el desarrollo científico y la creación de modelos teóricos fundados en sistemas de cálculo aplicables tanto en mecánica como en electromagnetismo y radioactividad, etc., así como en astronomía fue impresionante. Las geometrías no euclidianas encuentran aplicación en modelos teóricos de astronomía y física. El mundo deja de ser un conjunto de infinitas partículas que se mueven en un espacio-tiempo absoluto y se convierte en un espacio de configuración o espacio de fases de   dimensiones que físicamente se hacen consistentes en la teoría de la relatividad, la mecánica cuántica, la teoría de cuerdas, etc., que cambia por completo la imagen del mundo físico.

La lógica asimismo sufrió una transformación radical.[17]​ La formalización simbólica fue capaz de integrar las leyes lógicas en un cálculo matemático, hasta el punto que la distinción entre razonamiento lógico-formal y cálculo matemático viene a considerarse como meramente utilitaria.

En la segunda mitad del siglo XIX y primer tercio del XX, a partir del intento de formalización de todo el sistema matemático, Frege, y de matematización de la lógica, (Bolzano, Boole, Whitehead, Russell) fue posible la generalización del concepto como cálculo lógico. Se lograron métodos muy potentes de cálculo, sobre todo a partir de la posibilidad de tratar como «objeto» conjuntos de infinitos elementos, dando lugar a los números transfinitos de Cantor.

Mediante el cálculo la lógica encuentra nuevos desarrollos como lógicas modales y lógicas polivalentes.

Los intentos de axiomatizar el cálculo como cálculo perfecto por parte de Hilbert y Poincaré, llevaron, como consecuencia de diversas paradojas (Cantor, Russell, etc.) a nuevos intentos de axiomatización, Axiomas de Zermelo-Fraenkel y a la demostración de Gödel de la imposibilidad de un sistema de cálculo perfecto: consistente, decidible y completo en 1931, de grandes implicaciones lógicas, matemáticas y científicas.

Actualidad

En la actualidad, el cálculo en su sentido más general, en tanto que cálculo lógico interpretado matemáticamente como sistema binario, y físicamente hecho material mediante la lógica de circuitos electrónicos, ha adquirido una dimensión y desarrollo impresionante por la potencia de cálculo conseguida por los ordenadores, propiamente máquinas computadoras. La capacidad y velocidad de cálculo de estas máquinas hace lo que humanamente sería imposible: millones de operaciones por segundo.

El cálculo así utilizado se convierte en un instrumento fundamental de la investigación científica por las posibilidades que ofrece para la modelización de las teorías científicas, adquiriendo especial relevancia en ello el cálculo numérico.

Cálculo infinitesimal: breve reseña

El cálculo infinitesimal, llamado por brevedad «cálculo», tiene su origen en la antigua geometría griega. Demócrito calculó el volumen de pirámides y conos considerándolos formados por un número infinito de secciones de grosor infinitesimal (infinitamente pequeño). Eudoxo y Arquímedes utilizaron el «método de agotamiento» o exhaución para encontrar el área de un círculo con la exactitud finita requerida mediante el uso de polígonos regulares inscritos de cada vez mayor número de lados. En el periodo tardío de Grecia, el neoplatónico Pappus de Alejandría hizo contribuciones sobresalientes en este ámbito. Sin embargo, las dificultades para trabajar con números irracionales y las paradojas de Zenón de Elea impidieron formular una teoría sistemática del cálculo en el periodo antiguo.

En el siglo XVII, Cavalieri y Torricelli ampliaron el uso de los infinitesimales, Descartes y Fermat utilizaron el álgebra para encontrar el área y las tangentes (integración y derivación en términos modernos). Fermat e Isaac Barrow tenían la certeza de que ambos cálculos estaban relacionados, aunque fueron Newton (hacia 1660), en Inglaterra y Leibniz en Alemania (hacia 1670) quienes demostraron que los problemas del área y la tangente son inversos, lo que se conoce como teorema fundamental del cálculo. Leibniz es el creador del simbolismo de la derivada, diferencial y la s estilizada para la integración, en vez de la I de Bernoulli. Usó el nombre de cálculo diferencial y el nombre de cálculo integral propuso Juan Bernoulli, que sustituyó al nombre de 'cálculo sumatorio' de Leibniz. La simbología de Leibniz impulsó el avance del cálculo en Europa continental.[18]

El descubrimiento de Newton, a partir de su teoría de la gravitación universal, fue anterior al de Leibniz, pero el retraso en su publicación aún provoca controversias sobre quién de los dos fue el primero. Newton utilizó el cálculo en mecánica en el marco de su tratado «Principios matemáticos de filosofía natural», obra científica por excelencia, llamando a su método de «fluxiones». Leibniz utilizó el cálculo en el problema de la tangente a una curva en un punto, como límite de aproximaciones sucesivas, dando un carácter más filosófico a su discurso. Sin embargo, terminó por adoptarse la notación de Leibniz por su versatilidad.

En el siglo XVIII aumentó considerablemente el número de aplicaciones del cálculo, pero el uso impreciso de las cantidades infinitas e infinitesimales, así como la intuición geométrica, causaban todavía confusión y duda sobre sus fundamentos. De hecho, la noción de límite, central en el estudio del cálculo, era aún vaga e imprecisa en ese entonces. Uno de sus críticos más notables fue el filósofo George Berkeley.

En el siglo XIX el trabajo de los analistas matemáticos sustituyeron esas vaguedades por fundamentos sólidos basados en cantidades finitas: Bolzano y Cauchy definieron con precisión los conceptos de límite en términos de épsilon-delta y de derivada, Cauchy y Riemann hicieron lo propio con las integrales, y Dedekind y Weierstrass con los números reales. Fue el periodo de la fundamentación del cálculo. Por ejemplo, se supo que las funciones diferenciables son continuas y que las funciones continuas son integrables, aunque los recíprocos son falsos. En el siglo XX, el análisis no convencional, legitimó el uso de los infinitesimales, al mismo tiempo que la aparición de las computadoras ha incrementado las aplicaciones y velocidad del cálculo.

Actualmente, el cálculo infinitesimal tiene un doble aspecto: por un lado, se ha consolidado su carácter disciplinario en la formación de la sociedad culta del conocimiento, destacando en este ámbito textos propios de la disciplina como el de Louis Leithold, el de Earl W. Swokowski o el de James Stewart entre muchos otros; por otro su desarrollo como disciplina científica que ha desembocado en ámbitos tan especializados como el cálculo fraccional, la teoría de funciones analíticas de variable compleja o el análisis matemático. El éxito del cálculo ha sido extendido con el tiempo a las ecuaciones diferenciales, al cálculo de vectores, al cálculo de variaciones, al análisis complejo y a las topología algebraica y topología diferencial entre muchas otras ramas.

El desarrollo y uso del cálculo ha tenido efectos muy importantes en casi todas las áreas de la vida moderna: es fundamento para el cálculo numérico aplicado en casi todos los campos técnicos y/o científicos cuya principal característica es la continuidad de sus elementos, en especial en la física. Prácticamente todos los desarrollos técnicos modernos como la construcción, aviación, transporte, meteorología, etc., hacen uso del cálculo. Muchas fórmulas algebraicas se usan hoy en día en balística, calefacción, refrigeración, etc.

Como complemento del cálculo, en relación a sistemas teóricos o físicos cuyos elementos carecen de continuidad, se ha desarrollado una rama especial conocida como Matemática discreta.

Cálculo lógico

El cálculo lógico es un sistema de reglas de inferencia o deducción de un enunciado a partir de otro u otros. El cálculo lógico requiere un conjunto consistente de axiomas y unas reglas de inferencia; su propósito es poder deducir algorítmicamente proposiciones lógicas verdaderas a partir de dichos axiomas. La inferencia es una operación lógica que consiste en obtener una proposición lógica como conclusión a partir de otra(s) (premisas) mediante la aplicación de reglas de inferencia.[19]

Informalmente interpretamos que alguien infiere —o deduce— T de R si acepta que si R tiene valor de verdad V, entonces, necesariamente, T tiene valor de verdad V. Sin embargo, en el enfoque moderno del cálculo lógico no es necesario acudir al concepto de verdad, para construir el cálculo lógico.

Los hombres en nuestra tarea diaria, utilizamos constantemente el razonamiento deductivo. Partimos de enunciados empíricos —supuestamente verdaderos y válidos— para concluir en otro enunciado que se deriva de aquellos, según las leyes de la lógica natural.[20]

La lógica, como ciencia formal, se ocupa de analizar y sistematizar dichas leyes, fundamentarlas y convertirlas en las reglas que permiten la transformación de unos enunciados —premisas- en otros -conclusiones— con objeto de convertir las operaciones en un algoritmo riguroso y eficaz, que garantiza que dada la verdad de las premisas, la conclusión es necesariamente verdadera.

Al aplicar las reglas de un cálculo lógico a los enunciados de un argumento mediante la simbolización adecuada como fórmulas o expresiones bien formadas (EBF) del cálculo, construimos un modelo o sistema deductivo. En ese contexto, las reglas de formación de fórmulas definen la sintaxis de un lenguaje formal de símbolos no interpretados, es decir, sin significado alguno; y las reglas de transformación del sistema permiten transformar dichas expresiones en otras equivalentes; entendiendo por equivalentes que ambas tienen siempre y de forma necesaria el mismo valor de verdad. Dichas transformaciones son meramente tautologías.

Un lenguaje formal que sirve de base para el cálculo lógico está formado por varias clases de entidades:

  1. Un conjunto de elementos primitivos. Dichos elementos pueden establecerse por enumeración, o definidos por una propiedad tal que permita discernir sin duda alguna cuándo un elemento pertenece o no pertenece al sistema.
  2. Un conjunto de reglas de formación de «expresiones bien formadas» (EBF) que permitan en todo momento establecer, sin forma de duda, cuándo una expresión pertenece al sistema y cuándo no.
  3. Un conjunto de reglas de transformación de expresiones, mediante las cuales partiendo de una expresión bien formada del cálculo podremos obtener una nueva expresión equivalente y bien formada que pertenece al cálculo.

Cuando en un cálculo así definido se establecen algunas expresiones determinadas como verdades primitivas o axiomas, decimos que es un sistema formal axiomático. Un cálculo así definido si cumple al mismo tiempo estas tres condiciones decimos que es un Cálculo Perfecto:

  1. Es consistente: No es posible que dada una expresión bien formada del sistema, ƒ, y su negación, no – ƒ, sean ambas teoremas del sistema. No puede haber contradicción entre las expresiones del sistema.
  2. Decidible: Dada cualquier expresión bien formada del sistema podemos encontrar un método que nos permita decidir mediante una serie finita de operaciones si dicha expresión es o no es un teorema del sistema.
  3. Completo: Cuando dada cualquier expresión bien formada del sistema, podemos establecer la demostración matemática o prueba de que es un teorema del sistema.

La misma lógica-matemática ha demostrado que tal sistema de cálculo perfecto «no es posible» (véase el Teorema de Gödel).

Sistematización de un cálculo de deducción natural

Reglas de formación de fórmulas

I. Una letra enunciativa (con o sin subíndice) es una EBF.

II. Si A es una EBF, ¬ A también lo es.

III. Si A es una EBF y B también, entonces A ∧ B; A ∨ B; A → B; A ↔ B, también lo son.

IV. Ninguna expresión es una fórmula del Cálculo sino en virtud de I, II, III.

Notas:
  • A, B, … con mayúsculas están utilizadas como metalenguaje en el que cada variable expresa cualquier proposición, atómica (p,q,r,s, …) o molecular (pq), (pq), …309>100
  • A, B, … son símbolos que significan variables; ¬, ∧, ∨, →, ↔, son símbolos constantes.
  • Existen diversas formas de simbolización. Utilizamos aquí la de uso más frecuente en España.[21]

Reglas de transformación de fórmulas

1) Regla de sustitución (R.T.1):

Dada una tesis EBF del cálculo, en la que aparecen variables de enunciados, el resultado de sustituir una, algunas o todas esas variables por expresiones bien formadas (EBF) del cálculo, será también una tesis EBF del cálculo. Y ello con una única restricción, si bien muy importante: cada variable ha de ser sustituida siempre que aparece y siempre por el mismo sustituto.

Veamos el ejemplo:

1 [(pq) ∨ r] → ts Transformación
2 ArB Donde A = (pq); y donde B = (ts)
3 CB Donde C = Ar


O viceversa

1 CB Transformación
2 ArB Donde Ar = C
3 [(pq) ∨ r] → ts Donde (pq) = A; y donde (ts) = B


2) Regla de separación (R.T.2):

Si X es una tesis EBF del sistema y lo es también XY, entonces Y es una tesis EBF del sistema.

Esquemas de inferencia

Sobre la base de estas dos reglas, siempre podremos reducir un argumento cualquiera a la forma:

[ABC … ∧ N] → Y

lo que constituye un esquema de inferencia en el que una vez conocida la verdad de cada una de las premisas A, B, … N y, por tanto, de su producto, podemos obtener la conclusión Y con valor de verdad V, siempre y cuando dicho esquema de inferencia sea una ley lógica, es decir su tabla de verdad nos muestre que es una tautología.

Por la regla de separación podremos concluir Y, de forma independiente como verdad.

Dada la poca operatividad de las tablas de verdad, el cálculo se construye como una cadena deductiva aplicando a las premisas o a los teoremas deducidos las leyes lógicas utilizadas como reglas de transformación, como se expone en cálculo lógico.

El lenguaje natural como modelo de un cálculo lógico

Naturalmente el cálculo lógico es útil porque puede tener aplicaciones, pero ¿en qué consisten o cómo se hacen tales aplicaciones?

Podemos considerar que el lenguaje natural es un modelo de C si podemos someterlo, es decir, aplicarle una correspondencia en C.[22]

Para ello es necesario someter al lenguaje natural a un proceso de formalización de tal forma que podamos reducir las expresiones lingüísticas del lenguaje natural a EBF de un cálculo mediante reglas estrictas manteniendo el sentido de verdad lógica de dichas expresiones del lenguaje natural. Esto es lo que se expone en cálculo lógico.

Las diversas formas en que tratemos las expresiones lingüísticas formalizadas como proposiciones lógicas dan lugar a sistemas diversos de formalización y cálculo:

  • Cálculo proposicional o cálculo de enunciados
Cuando se toma la oración simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como una proposición atómica, como un todo sin analizar.
  • Cálculo como lógica de clases
Cuando se toma la oración simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como resultado del análisis de la oración como una relación de individuos o posibles individuos que poseen o no poseen una propiedad común determinada como pertenecientes o no pertenecientes a una clase natural o a un conjunto como individuos.
  • Cálculo de predicados o cuantificacional
Cuando se toma la oración simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como resultado del análisis de la misma de forma que una posible función predicativa (P), se predica de unos posibles sujetos variables (x) [tomados en toda su posible extensión: (Todos los x); o referente a algunos indeterminados: (algunos x)], o de una constante individual existente (a).
  • Cálculo como lógica de relaciones
Cuando se toma la oración simple significativa con posible valor de verdad propio, verdadero o falso, como resultado del análisis de la oración como una relación R que se establece entre un sujeto y un predicado.


La simbolización y formación de EBFs en cada uno de esos cálculos, así como las reglas de cálculo se trata en cálculo lógico.

Véase también

Referencias

  1. La palabra castellana cálculo se deriva del latín calculus que significa piedrecita, ya que se utilizaban guijarros para auxiliarse en la resolución de los problemas de cálculo aritmético, para contar y realizar las operaciones aritméticas elementales. En medicina, las piedras de la vesícula o del riñón se llaman "cálculos"
  2. Calinger, Ronald (1999). A Contextual History of Mathematics. Prentice-Hall. p. 150. ISBN 0-02-318285-7. «Shortly after Euclid, compiler of the definitive textbook, came Archimedes of Syracuse (ca. 287–212 B.C.), the most original and profound mathematician of antiquity.» 
  3. «Archimedes of Syracuse». The MacTutor History of Mathematics archive. enero de 1999. Consultado el 9 de junio de 2008. 
  4. O'Connor, J.J. and Robertson, E.F. (febrero de 1996). «A history of calculus». University of St Andrews. Consultado el 7 de agosto de 2007. 
  5. la palabra algoritmo se introdujo en matemáticas en honor a este matemático musulmán, natural de Jhiva (Uzbekistán actual), vivió en Bagdad (Irak actual).
  6. Muy interesante la descripción de este proceso en Cifra (matemática)
  7. Ver lógica empírica
  8. Sacrobosco, Algoritmos 1488; Georg von Peurbach, Algorithmus, 1492; Luca Pacioli; Summa de Arithmetica proportioni et porportionalita, 1494. Muy interesante y divertida exposición de esta guerra en Cifra (matemática)
  9. Sombart W.: El burgués:Contribución a la historia espiritual del hombre económico moderno. 1979. Madrid. Alianza
  10. La brújula y las grandes rutas marítimas, con el descubrimiento de América; la transformación de la guerra por la aplicación de la pólvora, que suscita el interés por el estudio del movimiento de los proyectiles Tartaglia;la aceptación del préstamo con interés y la creación de las sociedades por acciones que iniciaron el primer gran capitalismo; la nuevas tablas astronómicas sustituyendo las tablas alfonsinas (Tycho Brahe); y el copernicanismo que rompe la imagen medieval del mundo
  11. Que llega a concebir el mundo como racional sometido a una mathesis universal, la extensión, que convierte el mundo material en un inmenso mecanismo, teoría mecanicista, perfectamente calculable según un orden matemático que surge del análisis concebido como método de investigación.
  12. Cálculo de cónicas, estudio mecánico de las presiones, principio de Pascal de enorme importancia en la hidroestática, y finalmente en el cálculo de probabilidades.
  13. Con su famosa polémica acerca de la invención del cálculo infinitesimal de tanta importancia y que parece comprobado ser producto independiente de cada uno de ellos
  14. Cálculo de movimientos como el de caída libre de los graves, Galileo,; trayectoria de los planetas, Kepler; trayectoria de proyectiles para la artillería; medidas astronómicas y geográficas; presiones, Torricelli y Pascal; y todas las aplicaciones prácticas de estos cálculos para la práctica de la navegación y la naciente industria: bombas de vacío, prensa hidráulica, electricidad, magnetismo, etc.
  15. Véase en Lógica empírica su aplicación por Galileo al movimiento de caída libre de los graves.
  16. El modelo de Newton se basa en una geometría analítica espacial de tres dimensiones inmutables como espacio absoluto y una sucesión constante e inmutable en una dirección de tiempo absoluto en los que una infinidad de partículas materiales masas se mueven según un principio universal la Gravitación Universal  , y unas leyes dinámicas que rigen el movimiento: Principio de inercia; Principio de acción y reacción; y Principio fundamental de la dinámica,  
  17. La Lógica de Aristóteles se mantuvo prácticamente como tal a lo largo de los siglos. Kant, a finales del siglo XVIII, opinaba que la Lógica aristotélica no había sufrido modificaciones sustanciales durante tanto tiempo por tratarse de una ciencia a priori y analítica y, por tanto, constituirse como un lenguaje formal; consideraba que había dado de sí todo lo que podía ofrecer. Kant. Prólogo a la Crítica de la Razón Pura.
  18. Hofmann: Historia de la mátemática
  19. La deducción suele definirse como una inferencia en la que a partir de verdades universales se concluye verdades particulares. Este criterio no se acomoda bien a la lógica actual, pues se prefiere la idea de inferencia como transformación conforme las reglas establecidas; en cualquier caso dichas reglas, que necesariamente se basan en tautologías, pueden considerarse como principios universales o generales, sobre los cuales se construye una deducción; por ello la distinción no deja de ser una matización técnica de poca importancia.
  20. La habilidad peculiar del Sr. Holmes
  21. Desgraciadamente la representación gráfica de los símbolos no está normalizada, lo que lleva a veces a ciertas dificultades de interpretación.
  22. Cuando en un Cálculo C, se establece una «correspondencia» de cada símbolo con elementos determinados individuales distinguibles entre sí, de un Universo L, real, (tal universo L no es un conjunto vacío, por las mismas condiciones que hemos establecido) ENTONCES se dice que L es un MODELO de C.

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Enlaces externos


  •   Datos: Q48782649
  •   Citas célebres: Cálculo

cálculo, para, otros, usos, este, término, véase, desambiguación, para, cálculo, infinitesimal, diferencial, integral, véase, infinitesimal, para, estudio, números, reales, complejos, vectores, funciones, véase, análisis, matemático, general, término, cálculo,. Para otros usos de este termino vease Calculo desambiguacion Para calculo infinitesimal diferencial o integral vease Calculo infinitesimal Para el estudio de los numeros reales los complejos los vectores y sus funciones vease Analisis matematico En general el termino calculo del latin calculus piedrecita usado para contar o como ayuda al calcular 1 hace referencia al resultado correspondiente a la accion de calcular Calcular por su parte consiste en realizar las operaciones necesarias para prever el resultado de una accion previamente concebida o conocer las consecuencias que se pueden derivar de unos datos previamente conocidos No obstante el uso mas comun del termino calculo es el logico matematico Desde esta perspectiva el calculo consiste en un procedimiento mecanico o algoritmo mediante el cual podemos conocer las consecuencias que se derivan de las variables previamente conocidos debidamente formalizados y simbolizados Indice 1 Calculo como razonamiento y calculo logico matematico 2 Historia del calculo 2 1 De la Antiguedad 2 2 Renacimiento 2 3 Siglos XVII y XVIII 2 4 Siglos XIX y XX 2 5 Actualidad 3 Calculo infinitesimal breve resena 4 Calculo logico 4 1 Sistematizacion de un calculo de deduccion natural 4 1 1 Reglas de formacion de formulas 4 1 2 Reglas de transformacion de formulas 4 2 Esquemas de inferencia 4 3 El lenguaje natural como modelo de un calculo logico 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Bibliografia 8 Enlaces externosCalculo como razonamiento y calculo logico matematico EditarEjemplo de aplicacion de un calculo algebraico a la resolucion de un problema segun la interpretacion de una teoria fisica La expresion del calculo algebraico y x t displaystyle y xt indica las relaciones sintacticas que existen entre tres variables que no tienen significado alguno Pero si interpretamos y displaystyle y como espacio x displaystyle x como velocidad y t displaystyle t como tiempo tal ecuacion modeliza una teoria fisica que establece que el espacio recorrido por un movil con velocidad constante es directamente proporcional a la velocidad con que se mueve y al tiempo que dura su movimiento Al mismo tiempo segun dicha teoria sirve para resolver el problema de calcular cuantos kilometros ha recorrido un coche que circula de Madrid a Barcelona a una velocidad constante de 60 km h durante 4 horas de recorrido 240 kilometros recorridos 60 km h x 4 hLas dos acepciones del calculo la general y la restringida arriba definidas estan intimamente ligadas El calculo es una actividad natural y primordial en el hombre que comienza en el mismo momento en que empieza a relacionar unas cosas con otras en un pensamiento o discurso El calculo logico natural como razonamiento es el primer calculo elemental del ser humano El calculo en sentido logico matematico aparece cuando se toma conciencia de esta capacidad de razonar y trata de formalizarse Por lo tanto podemos distinguir dos tipos de operaciones Operaciones orientadas hacia la consecucion de un fin como prever programar conjeturar estimar precaver prevenir proyectar configurar etc que incluyen en cada caso una serie de complejas actividades y habilidades tanto de pensamiento como de conducta En su conjunto dichas actividades adquieren la forma de argumento o razones que justifican una finalidad practica o cognoscitiva Operaciones formales como algoritmo que se aplica bien directamente a los datos conocidos o a los esquemas simbolicos de la interpretacion logico matematica de dichos datos las posibles conclusiones inferencias o deducciones de dicho algoritmo son el resultado de la aplicacion de reglas estrictamente establecidas de antemano Resultado que es Conclusion de un proceso de razonamiento Resultado aplicable directamente a los datos iniciales resolucion de problemas Modelo de relaciones previamente establecido como teoria cientifica y significativo respecto a determinadas realidades Creacion de modelos cientificos Mero juego formal simbolico de fundamentacion creacion y aplicacion de las reglas que constituyen el sistema formal del algoritmo Calculo logico matematico propiamente dicho dd Dada la importancia que historicamente ha adquirido la actividad logico matematica en la cultura humana el presente articulo se refiere a este ultimo sentido De hecho la palabra en su uso habitual casi queda restringida a este ambito de aplicacion para algunos incluso queda reducida a un solo tipo de calculo matematico pues en algunas universidades se llamaba Calculo a una asignatura especifica de calculo matematico como puede ser el calculo infinitesimal analisis matematico calculo diferencial e integral etc En un articulo general sobre el tema no puede desarrollarse el contenido de lo que supone el calculo logico matematico en la actualidad Aqui se expone solamente el fundamento de sus elementos mas simples teniendo en cuenta que sobre estas estructuras simples se construyen los calculos mas complejos tanto en el aspecto logico como en el matematico Historia del calculo EditarDe la Antiguedad Editar Reconstruccion de un abaco romano Un abaco moderno El termino calculo procede del latin calculus piedrecita que se mete en el calzado y que produce molestia Precisamente tales piedrecitas ensartadas en tiras constituian el abaco romano que junto con el suanpan chino constituyen las primeras maquinas de calcular en el sentido de contar Los antecedentes de procedimiento de calculo como algoritmo se encuentran en los que utilizaron los geometras griegos Eudoxo en particular en el sentido de llegar por aproximacion de restos cada vez mas pequenos a una medida de figuras curvas asi como Diofanto precursor del algebra Se considera que Arquimedes fue uno de los matematicos mas grandes de la antiguedad y en general de toda la historia 2 3 Uso el metodo exhaustivo para calcular el area bajo el arco de una parabola con el sumatorio de una serie infinita y dio una aproximacion extremadamente precisa del numero Pi 4 Tambien definio la espiral que lleva su nombre formulas para los volumenes de las superficies de revolucion y un ingenioso sistema para expresar numeros muy largos La consideracion del calculo como una forma de razonamiento abstracto aplicado en todos los ambitos del conocimiento se debe a Aristoteles quien en sus escritos logicos fue el primero en formalizar y simbolizar los tipos de razonamientos categoricos silogismos Este trabajo seria completado mas tarde por los estoicos los megaricos la Escolastica Los algoritmos actuales del calculo aritmetico utilizados universalmente son fruto de un largo proceso historico De vital importancia son las aportaciones de Muhammad ibn al Juarismi en el siglo IX 5 En el siglo XIII Fibonacci introduce en Europa la representacion de los numeros arabigos del sistema decimal Se introdujo el 0 ya de antiguo conocido en la India y se construye definitivamente el sistema decimal de diez cifras con valor posicional La escritura antigua de numeros en Babilonia en Egipto en Grecia o en Roma hacia muy dificil un procedimiento mecanico de calculo 6 El sistema decimal fue muy importante para el desarrollo de la contabilidad de los comerciantes de la Baja Edad Media en los inicios del capitalismo El concepto de funcion por tablas ya era practicado de antiguo pero adquirio especial importancia en la Universidad de Oxford en el siglo XIV 7 La idea de un lenguaje o algoritmo capaz de determinar todas las verdades incluidas las de la fe aparecen en el intento de Raimundo Lulio en su Ars MagnaA fin de lograr una operatividad mecanica se confeccionaban unas tablas a partir de las cuales se podia generar un algoritmo practicamente mecanico Este sistema de tablas ha perdurado en algunas operaciones durante siglos como las tablas de logaritmos o las funciones trigonometricas las tablas venian a ser como la calculadora de hoy dia un instrumento imprescindible de calculo Las amortizaciones de los creditos en los bancos por ejemplo se calculaban a partir de tablas elementales hasta que se produjo la aplicacion de la informatica en el tercer tercio del siglo XX A finales de la Edad Media la discusion entre los partidarios del abaco y los partidarios del algoritmo se decanto claramente por estos ultimos 8 De especial importancia es la creacion del sistema contable por partida doble recomendado por Luca Pacioli fundamental para el progreso del capitalismo en el Renacimiento 9 Renacimiento Editar El sistema que usamos actualmente fue introducido por Luca Pacioli en 1494 el cual fue creado y desarrollado para responder a la necesidad de la contabilidad en los negocios de la burguesia renacentista El desarrollo del algebra con la introduccion de un sistema de simbolos por un lado y la resolucion de problemas por medio de las ecuaciones vino de la mano de los grandes matematicos de la epoca renacentista como Tartaglia Stevin Cardano o Vieta y fue esencial para el planteamiento y solucion de los mas diversos problemas que surgieron en la epoca que dieron como consecuencia los grandes descubrimientos que hicieron posible el progreso cientifico que surgiria en el siglo XVII 10 Siglos XVII y XVIII Editar Pagina del articulo de Leibniz Explication de l Arithmetique Binaire 1703 1705 En el siglo XVII el calculo conocio un enorme desarrollo siendo los autores mas destacados Descartes 11 Pascal 12 y finalmente Leibniz y Newton 13 con el calculo infinitesimal que en muchas ocasiones ha recibido simplemente por absorcion el nombre de calculo El concepto de calculo formal en el sentido de algoritmo reglado para el desarrollo de un razonamiento y su aplicacion al mundo de lo real 14 adquiere una importancia y desarrollo enorme respondiendo a una necesidad de establecer relaciones matematicas entre diversas medidas esencial para el progreso de la ciencia fisica que debido a esto es tomada como nuevo modelo de Ciencia frente a la especulacion tradicional filosofica por el rigor y seguridad que ofrece el calculo matematico Cambia asi el sentido tradicional de la Fisica como filosofia de la naturaleza y toma el sentido de ciencia que estudia los cuerpos materiales en cuanto materiales A partir de entonces el propio sistema de calculo permite establecer modelos sobre la realidad fisica cuya comprobacion experimental 15 supone la confirmacion de la teoria como sistema Es el momento de la consolidacion del llamado metodo cientifico cuyo mejor exponente es en aquel momento la Teoria de la Gravitacion Universal y las leyes de la Mecanica de Newton 16 Siglos XIX y XX Editar George Boole Durante el siglo XIX y XX el desarrollo cientifico y la creacion de modelos teoricos fundados en sistemas de calculo aplicables tanto en mecanica como en electromagnetismo y radioactividad etc asi como en astronomia fue impresionante Las geometrias no euclidianas encuentran aplicacion en modelos teoricos de astronomia y fisica El mundo deja de ser un conjunto de infinitas particulas que se mueven en un espacio tiempo absoluto y se convierte en un espacio de configuracion o espacio de fases de n displaystyle n dimensiones que fisicamente se hacen consistentes en la teoria de la relatividad la mecanica cuantica la teoria de cuerdas etc que cambia por completo la imagen del mundo fisico La logica asimismo sufrio una transformacion radical 17 La formalizacion simbolica fue capaz de integrar las leyes logicas en un calculo matematico hasta el punto que la distincion entre razonamiento logico formal y calculo matematico viene a considerarse como meramente utilitaria En la segunda mitad del siglo XIX y primer tercio del XX a partir del intento de formalizacion de todo el sistema matematico Frege y de matematizacion de la logica Bolzano Boole Whitehead Russell fue posible la generalizacion del concepto como calculo logico Se lograron metodos muy potentes de calculo sobre todo a partir de la posibilidad de tratar como objeto conjuntos de infinitos elementos dando lugar a los numeros transfinitos de Cantor Mediante el calculo la logica encuentra nuevos desarrollos como logicas modales y logicas polivalentes Los intentos de axiomatizar el calculo como calculo perfecto por parte de Hilbert y Poincare llevaron como consecuencia de diversas paradojas Cantor Russell etc a nuevos intentos de axiomatizacion Axiomas de Zermelo Fraenkel y a la demostracion de Godel de la imposibilidad de un sistema de calculo perfecto consistente decidible y completo en 1931 de grandes implicaciones logicas matematicas y cientificas Actualidad Editar En la actualidad el calculo en su sentido mas general en tanto que calculo logico interpretado matematicamente como sistema binario y fisicamente hecho material mediante la logica de circuitos electronicos ha adquirido una dimension y desarrollo impresionante por la potencia de calculo conseguida por los ordenadores propiamente maquinas computadoras La capacidad y velocidad de calculo de estas maquinas hace lo que humanamente seria imposible millones de operaciones por segundo El calculo asi utilizado se convierte en un instrumento fundamental de la investigacion cientifica por las posibilidades que ofrece para la modelizacion de las teorias cientificas adquiriendo especial relevancia en ello el calculo numerico Calculo infinitesimal breve resena EditarArticulo principal Calculo infinitesimal El calculo infinitesimal llamado por brevedad calculo tiene su origen en la antigua geometria griega Democrito calculo el volumen de piramides y conos considerandolos formados por un numero infinito de secciones de grosor infinitesimal infinitamente pequeno Eudoxo y Arquimedes utilizaron el metodo de agotamiento o exhaucion para encontrar el area de un circulo con la exactitud finita requerida mediante el uso de poligonos regulares inscritos de cada vez mayor numero de lados En el periodo tardio de Grecia el neoplatonico Pappus de Alejandria hizo contribuciones sobresalientes en este ambito Sin embargo las dificultades para trabajar con numeros irracionales y las paradojas de Zenon de Elea impidieron formular una teoria sistematica del calculo en el periodo antiguo En el siglo XVII Cavalieri y Torricelli ampliaron el uso de los infinitesimales Descartes y Fermat utilizaron el algebra para encontrar el area y las tangentes integracion y derivacion en terminos modernos Fermat e Isaac Barrow tenian la certeza de que ambos calculos estaban relacionados aunque fueron Newton hacia 1660 en Inglaterra y Leibniz en Alemania hacia 1670 quienes demostraron que los problemas del area y la tangente son inversos lo que se conoce como teorema fundamental del calculo Leibniz es el creador del simbolismo de la derivada diferencial y la s estilizada para la integracion en vez de la I de Bernoulli Uso el nombre de calculo diferencial y el nombre de calculo integral propuso Juan Bernoulli que sustituyo al nombre de calculo sumatorio de Leibniz La simbologia de Leibniz impulso el avance del calculo en Europa continental 18 El descubrimiento de Newton a partir de su teoria de la gravitacion universal fue anterior al de Leibniz pero el retraso en su publicacion aun provoca controversias sobre quien de los dos fue el primero Newton utilizo el calculo en mecanica en el marco de su tratado Principios matematicos de filosofia natural obra cientifica por excelencia llamando a su metodo de fluxiones Leibniz utilizo el calculo en el problema de la tangente a una curva en un punto como limite de aproximaciones sucesivas dando un caracter mas filosofico a su discurso Sin embargo termino por adoptarse la notacion de Leibniz por su versatilidad En el siglo XVIII aumento considerablemente el numero de aplicaciones del calculo pero el uso impreciso de las cantidades infinitas e infinitesimales asi como la intuicion geometrica causaban todavia confusion y duda sobre sus fundamentos De hecho la nocion de limite central en el estudio del calculo era aun vaga e imprecisa en ese entonces Uno de sus criticos mas notables fue el filosofo George Berkeley En el siglo XIX el trabajo de los analistas matematicos sustituyeron esas vaguedades por fundamentos solidos basados en cantidades finitas Bolzano y Cauchy definieron con precision los conceptos de limite en terminos de epsilon delta y de derivada Cauchy y Riemann hicieron lo propio con las integrales y Dedekind y Weierstrass con los numeros reales Fue el periodo de la fundamentacion del calculo Por ejemplo se supo que las funciones diferenciables son continuas y que las funciones continuas son integrables aunque los reciprocos son falsos En el siglo XX el analisis no convencional legitimo el uso de los infinitesimales al mismo tiempo que la aparicion de las computadoras ha incrementado las aplicaciones y velocidad del calculo Actualmente el calculo infinitesimal tiene un doble aspecto por un lado se ha consolidado su caracter disciplinario en la formacion de la sociedad culta del conocimiento destacando en este ambito textos propios de la disciplina como el de Louis Leithold el de Earl W Swokowski o el de James Stewart entre muchos otros por otro su desarrollo como disciplina cientifica que ha desembocado en ambitos tan especializados como el calculo fraccional la teoria de funciones analiticas de variable compleja o el analisis matematico El exito del calculo ha sido extendido con el tiempo a las ecuaciones diferenciales al calculo de vectores al calculo de variaciones al analisis complejo y a las topologia algebraica y topologia diferencial entre muchas otras ramas El desarrollo y uso del calculo ha tenido efectos muy importantes en casi todas las areas de la vida moderna es fundamento para el calculo numerico aplicado en casi todos los campos tecnicos y o cientificos cuya principal caracteristica es la continuidad de sus elementos en especial en la fisica Practicamente todos los desarrollos tecnicos modernos como la construccion aviacion transporte meteorologia etc hacen uso del calculo Muchas formulas algebraicas se usan hoy en dia en balistica calefaccion refrigeracion etc Como complemento del calculo en relacion a sistemas teoricos o fisicos cuyos elementos carecen de continuidad se ha desarrollado una rama especial conocida como Matematica discreta Calculo logico EditarArticulo principal Calculo logico El calculo logico es un sistema de reglas de inferencia o deduccion de un enunciado a partir de otro u otros El calculo logico requiere un conjunto consistente de axiomas y unas reglas de inferencia su proposito es poder deducir algoritmicamente proposiciones logicas verdaderas a partir de dichos axiomas La inferencia es una operacion logica que consiste en obtener una proposicion logica como conclusion a partir de otra s premisas mediante la aplicacion de reglas de inferencia 19 Informalmente interpretamos que alguien infiere o deduce T de R si acepta que si R tiene valor de verdad V entonces necesariamente T tiene valor de verdad V Sin embargo en el enfoque moderno del calculo logico no es necesario acudir al concepto de verdad para construir el calculo logico Los hombres en nuestra tarea diaria utilizamos constantemente el razonamiento deductivo Partimos de enunciados empiricos supuestamente verdaderos y validos para concluir en otro enunciado que se deriva de aquellos segun las leyes de la logica natural 20 La logica como ciencia formal se ocupa de analizar y sistematizar dichas leyes fundamentarlas y convertirlas en las reglas que permiten la transformacion de unos enunciados premisas en otros conclusiones con objeto de convertir las operaciones en un algoritmo riguroso y eficaz que garantiza que dada la verdad de las premisas la conclusion es necesariamente verdadera Al aplicar las reglas de un calculo logico a los enunciados de un argumento mediante la simbolizacion adecuada como formulas o expresiones bien formadas EBF del calculo construimos un modelo o sistema deductivo En ese contexto las reglas de formacion de formulas definen la sintaxis de un lenguaje formal de simbolos no interpretados es decir sin significado alguno y las reglas de transformacion del sistema permiten transformar dichas expresiones en otras equivalentes entendiendo por equivalentes que ambas tienen siempre y de forma necesaria el mismo valor de verdad Dichas transformaciones son meramente tautologias Un lenguaje formal que sirve de base para el calculo logico esta formado por varias clases de entidades Un conjunto de elementos primitivos Dichos elementos pueden establecerse por enumeracion o definidos por una propiedad tal que permita discernir sin duda alguna cuando un elemento pertenece o no pertenece al sistema Un conjunto de reglas de formacion de expresiones bien formadas EBF que permitan en todo momento establecer sin forma de duda cuando una expresion pertenece al sistema y cuando no Un conjunto de reglas de transformacion de expresiones mediante las cuales partiendo de una expresion bien formada del calculo podremos obtener una nueva expresion equivalente y bien formada que pertenece al calculo Cuando en un calculo asi definido se establecen algunas expresiones determinadas como verdades primitivas o axiomas decimos que es un sistema formal axiomatico Un calculo asi definido si cumple al mismo tiempo estas tres condiciones decimos que es un Calculo Perfecto Es consistente No es posible que dada una expresion bien formada del sistema ƒ y su negacion no ƒ sean ambas teoremas del sistema No puede haber contradiccion entre las expresiones del sistema Decidible Dada cualquier expresion bien formada del sistema podemos encontrar un metodo que nos permita decidir mediante una serie finita de operaciones si dicha expresion es o no es un teorema del sistema Completo Cuando dada cualquier expresion bien formada del sistema podemos establecer la demostracion matematica o prueba de que es un teorema del sistema La misma logica matematica ha demostrado que tal sistema de calculo perfecto no es posible vease el Teorema de Godel Sistematizacion de un calculo de deduccion natural Editar Reglas de formacion de formulas Editar I Una letra enunciativa con o sin subindice es una EBF II Si A es una EBF A tambien lo es III Si A es una EBF y B tambien entonces A B A B A B A B tambien lo son IV Ninguna expresion es una formula del Calculo sino en virtud de I II III Notas A B con mayusculas estan utilizadas como metalenguaje en el que cada variable expresa cualquier proposicion atomica p q r s o molecular p q p q 309 gt 100 A B son simbolos que significan variables son simbolos constantes Existen diversas formas de simbolizacion Utilizamos aqui la de uso mas frecuente en Espana 21 Reglas de transformacion de formulas Editar 1 Regla de sustitucion R T 1 Dada una tesis EBF del calculo en la que aparecen variables de enunciados el resultado de sustituir una algunas o todas esas variables por expresiones bien formadas EBF del calculo sera tambien una tesis EBF del calculo Y ello con una unica restriccion si bien muy importante cada variable ha de ser sustituida siempre que aparece y siempre por el mismo sustituto Veamos el ejemplo 1 p q r t s Transformacion2 A r B Donde A p q y donde B t s 3 C B Donde C A rO viceversa 1 C B Transformacion2 A r B Donde A r C3 p q r t s Donde p q A y donde t s B2 Regla de separacion R T 2 Si X es una tesis EBF del sistema y lo es tambien X Y entonces Y es una tesis EBF del sistema Esquemas de inferencia Editar Sobre la base de estas dos reglas siempre podremos reducir un argumento cualquiera a la forma A B C N Ylo que constituye un esquema de inferencia en el que una vez conocida la verdad de cada una de las premisas A B N y por tanto de su producto podemos obtener la conclusion Y con valor de verdad V siempre y cuando dicho esquema de inferencia sea una ley logica es decir su tabla de verdad nos muestre que es una tautologia Por la regla de separacion podremos concluir Y de forma independiente como verdad Dada la poca operatividad de las tablas de verdad el calculo se construye como una cadena deductiva aplicando a las premisas o a los teoremas deducidos las leyes logicas utilizadas como reglas de transformacion como se expone en calculo logico El lenguaje natural como modelo de un calculo logico Editar Naturalmente el calculo logico es util porque puede tener aplicaciones pero en que consisten o como se hacen tales aplicaciones Podemos considerar que el lenguaje natural es un modelo de C si podemos someterlo es decir aplicarle una correspondencia en C 22 Para ello es necesario someter al lenguaje natural a un proceso de formalizacion de tal forma que podamos reducir las expresiones linguisticas del lenguaje natural a EBF de un calculo mediante reglas estrictas manteniendo el sentido de verdad logica de dichas expresiones del lenguaje natural Esto es lo que se expone en calculo logico Las diversas formas en que tratemos las expresiones linguisticas formalizadas como proposiciones logicas dan lugar a sistemas diversos de formalizacion y calculo Calculo proposicional o calculo de enunciadosCuando se toma la oracion simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como una proposicion atomica como un todo sin analizar Calculo como logica de clasesCuando se toma la oracion simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como resultado del analisis de la oracion como una relacion de individuos o posibles individuos que poseen o no poseen una propiedad comun determinada como pertenecientes o no pertenecientes a una clase natural o a un conjunto como individuos Calculo de predicados o cuantificacionalCuando se toma la oracion simple significativa del lenguaje natural con posible valor de verdad o falsedad como resultado del analisis de la misma de forma que una posible funcion predicativa P se predica de unos posibles sujetos variables x tomados en toda su posible extension Todos los x o referente a algunos indeterminados algunos x o de una constante individual existente a Calculo como logica de relacionesCuando se toma la oracion simple significativa con posible valor de verdad propio verdadero o falso como resultado del analisis de la oracion como una relacion R que se establece entre un sujeto y un predicado La simbolizacion y formacion de EBFs en cada uno de esos calculos asi como las reglas de calculo se trata en calculo logico Vease tambien EditarAritmetica Calculo logico Algoritmo de Euclides Lenguaje formalizado Lenguaje formal Logica proposicional Logica de primer orden Sistema formal Silogismo Calculo de la raiz cuadrada Cifra matematica Puerta logica Tabla de valores de verdad Teoria de conjuntos Historia del hardware de computador Regla de calculo Sistema de numeracion Teoria de numeros Matematica egipcia Numeracion egipcia Numeracion griega Numeracion romana Acarreo Potenciacion Radicacion Logaritmacion Algebra Algebra elemental Modelo cientificoReferencias Editar La palabra castellana calculo se deriva del latin calculus que significa piedrecita ya que se utilizaban guijarros para auxiliarse en la resolucion de los problemas de calculo aritmetico para contar y realizar las operaciones aritmeticas elementales En medicina las piedras de la vesicula o del rinon se llaman calculos Calinger Ronald 1999 A Contextual History of Mathematics Prentice Hall p 150 ISBN 0 02 318285 7 Shortly after Euclid compiler of the definitive textbook came Archimedes of Syracuse ca 287 212 B C the most original and profound mathematician of antiquity Archimedes of Syracuse The MacTutor History of Mathematics archive enero de 1999 Consultado el 9 de junio de 2008 O Connor J J and Robertson E F febrero de 1996 A history of calculus University of St Andrews Consultado el 7 de agosto de 2007 la palabra algoritmo se introdujo en matematicas en honor a este matematico musulman natural de Jhiva Uzbekistan actual vivio en Bagdad Irak actual Muy interesante la descripcion de este proceso en Cifra matematica Ver logica empirica Sacrobosco Algoritmos 1488 Georg von Peurbach Algorithmus 1492 Luca Pacioli Summa de Arithmetica proportioni et porportionalita 1494 Muy interesante y divertida exposicion de esta guerra en Cifra matematica Sombart W El burgues Contribucion a la historia espiritual del hombre economico moderno 1979 Madrid Alianza La brujula y las grandes rutas maritimas con el descubrimiento de America la transformacion de la guerra por la aplicacion de la polvora que suscita el interes por el estudio del movimiento de los proyectiles Tartaglia la aceptacion del prestamo con interes y la creacion de las sociedades por acciones que iniciaron el primer gran capitalismo la nuevas tablas astronomicas sustituyendo las tablas alfonsinas Tycho Brahe y el copernicanismo que rompe la imagen medieval del mundo Que llega a concebir el mundo como racional sometido a una mathesis universal la extension que convierte el mundo material en un inmenso mecanismo teoria mecanicista perfectamente calculable segun un orden matematico que surge del analisis concebido como metodo de investigacion Calculo de conicas estudio mecanico de las presiones principio de Pascal de enorme importancia en la hidroestatica y finalmente en el calculo de probabilidades Con su famosa polemica acerca de la invencion del calculo infinitesimal de tanta importancia y que parece comprobado ser producto independiente de cada uno de ellos Calculo de movimientos como el de caida libre de los graves Galileo trayectoria de los planetas Kepler trayectoria de proyectiles para la artilleria medidas astronomicas y geograficas presiones Torricelli y Pascal y todas las aplicaciones practicas de estos calculos para la practica de la navegacion y la naciente industria bombas de vacio prensa hidraulica electricidad magnetismo etc Vease en Logica empirica su aplicacion por Galileo al movimiento de caida libre de los graves El modelo de Newton se basa en una geometria analitica espacial de tres dimensiones inmutables como espacio absoluto y una sucesion constante e inmutable en una direccion de tiempo absoluto en los que una infinidad de particulas materiales masas se mueven segun un principio universal la Gravitacion Universal G m m r 2 displaystyle G m m over r 2 y unas leyes dinamicas que rigen el movimiento Principio de inercia Principio de accion y reaccion y Principio fundamental de la dinamica f m a displaystyle f m a La Logica de Aristoteles se mantuvo practicamente como tal a lo largo de los siglos Kant a finales del siglo XVIII opinaba que la Logica aristotelica no habia sufrido modificaciones sustanciales durante tanto tiempo por tratarse de una ciencia a priori y analitica y por tanto constituirse como un lenguaje formal consideraba que habia dado de si todo lo que podia ofrecer Kant Prologo a la Critica de la Razon Pura Hofmann Historia de la matematica La deduccion suele definirse como una inferencia en la que a partir de verdades universales se concluye verdades particulares Este criterio no se acomoda bien a la logica actual pues se prefiere la idea de inferencia como transformacion conforme las reglas establecidas en cualquier caso dichas reglas que necesariamente se basan en tautologias pueden considerarse como principios universales o generales sobre los cuales se construye una deduccion por ello la distincion no deja de ser una matizacion tecnica de poca importancia La habilidad peculiar del Sr Holmes Desgraciadamente la representacion grafica de los simbolos no esta normalizada lo que lleva a veces a ciertas dificultades de interpretacion Cuando en un Calculo C se establece una correspondencia de cada simbolo con elementos determinados individuales distinguibles entre si de un Universo L real tal universo L no es un conjunto vacio por las mismas condiciones que hemos establecido ENTONCES se dice que L es un MODELO de C Bibliografia EditarBERGADA D 1979 La matematica renacentista Historia de la Ciencia BARCELONA ED PLANETA ISBN 84 320 0842 7 BLACKBURN S 2001 Enciclopedia Oxford de Filosofia Madrid Editorial Tecnos ISBN 84 309 3699 8 BUNGE M 1972 Teoria y realidad Barcelona Ariel 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alii 1977 Historia de la Ciencia I BARCELONA ED PLANETA ISBN 84 320 0841 9 Roland E Larson Robert P Hostetler Bruce H Edwards 1995 CALCULO Y GEOMETRIA ANALITICA Volumen 1 quinta edicion McGRAW HILL INTERAMERICANA DE ESPANA S A ISBN 84 481 1768 9 Enlaces externos Editar Portal Matematica Contenido relacionado con Matematica Wikiquote alberga frases celebres de o sobre Calculo Weisstein Eric W Calculus En Weisstein Eric W ed MathWorld en ingles Wolfram Research Consultado el 29 de mayo de 2010 http www cenidet edu mx dda docs aplicacionteoriaactividad pdf Datos Q48782649 Citas celebres Calculo Obtenido de https es wikipedia org w index php title Calculo amp oldid 136386060, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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