_ Oricine poate juca Tetris , dar arhitecții, inginerii și animatorii folosesc deopotrivă conceptele matematice care stau la baza jocului

Cu culorile sale strălucitoare, regulile ușor de învățat și muzica familiară, jocul video Tetris a rezistat ca o pictogramă a culturii pop peste tot. ultimii 40 de ani. Mulți oameni, ca mine, joacă jocul de zeci de ani, iar acesta a evoluat pentru a se adapta la noile tehnologii, cum ar fi sistemele de jocuri, telefoanele și tabletele. Dar până în ianuarie 2024, nimeni nu a reușit să-l învingă.

Un adolescent din Oklahoma deține titlul Tetris după ce a blocat jocul la nivelul 157 și a învins jocul. Învingerea înseamnă că jucătorul a mutat piesele prea repede pentru ca jocul să țină pasul cu scorul, provocând blocarea jocului. Inteligența artificială poate sugera strategii care le permit jucătorilor să controleze mai eficient piesele jocului și să le plaseze mai repede – aceste strategii au ajutat la încoronarea primului câștigător al jocului.

Dar Tetris este mult mai mult decât promisiunea evazivă de a câștiga. . În calitate de matematician și educator de matematică, recunosc că jocul se bazează pe un element fundamental al geometriei, numit raționament spațial dinamic. Jucătorul folosește aceste abilități geometrice pentru a manipula piesele jocului, iar jocul poate testa și îmbunătăți raționamentul spațial dinamic al jucătorului.

Un informatician rus pe nume Alexey Pajitnov a inventat Tetris în 1984. Jocul în sine este foarte simplu. : Ecranul Tetris este compus dintr-o tablă de joc dreptunghiulară cu figuri geometrice care cad. Aceste figurine se numesc tetrominoe, alcătuite din patru pătrate conectate pe laturile lor în șapte configurații diferite.

Piesele jocului cad de sus, una câte una, stivuindu-se de jos. Jucătorul le poate manipula pe fiecare în timp ce cade, rotindu-l sau alunecându-l și apoi aruncându-l în jos. Când un rând se umple complet, acesta dispare și jucătorul câștigă puncte.

Pe măsură ce jocul progresează, piesele apar mai repede în partea de sus, iar jocul se termină când teancul ajunge în partea de sus a tablei.

Raționament spațial dinamic

Manipularea pieselor de joc oferă jucătorului un exercițiu de raționament spațial dinamic. Raționamentul spațial este capacitatea de a vizualiza figuri geometrice și modul în care acestea se vor mișca în spațiu. Deci, raționamentul spațial dinamic este abilitatea de a vizualiza figuri în mișcare activ.

Jucătorul Tetris trebuie să decidă rapid unde se va potrivi cel mai bine piesa de joc, apoi să o mute acolo. Această mișcare implică atât translația, sau mutarea unei forme la dreapta și la stânga, cât și rotația sau învârtirea formei în trepte de 90 de grade pe axa ei.

Vizualizarea spațială este parțial o abilitate inerentă, dar parțial expertiză învățată. Unii cercetători identifică abilitățile spațiale ca fiind necesare pentru rezolvarea cu succes a problemelor și este adesea folosită alături de abilitățile de matematică și abilitățile verbale.

Vizualizarea spațială este o componentă cheie a unei discipline de matematică numită geometrie transformațională, care este de obicei predată pentru prima dată în gimnaziu. Într-un exercițiu tipic de geometrie transformațională, elevilor li se poate cere să reprezinte o figură prin coordonatele sale x și y pe un grafic de coordonate și apoi să identifice transformările, cum ar fi translația și rotația, necesare pentru a o muta dintr-o poziție în alta, păstrând piesa în aceeași formă și dimensiune.

Reflexia și dilatarea sunt celelalte două transformări matematice de bază, deși nu sunt folosite în Tetris. Reflecția întoarce imaginea pe orice linie, menținând în același timp aceeași dimensiune și formă, iar dilatarea modifică dimensiunea formei, producând o figură similară.

Pentru mulți elevi, aceste exerciții sunt plictisitoare, deoarece implică trasarea mai multor puncte pe grafice pentru a muta poziția unei figuri. Dar jocuri precum Tetris pot ajuta elevii să înțeleagă aceste concepte într-un mod dinamic și captivant.

Geometria transformațională dincolo de Tetris

Deși poate părea simplu, geometria transformațională este fundamentul mai multor subiecte avansate în matematică. Arhitecții și inginerii folosesc atât transformări pentru a întocmi planuri, care reprezintă lumea reală în desene la scară.

Animatorii și designerii grafici pe computer folosesc și concepte de transformări. Animația implică reprezentarea coordonatele unei figuri într-o matrice matrice și apoi crearea unei secvențe pentru a-și schimba poziția, care o mută pe ecran. În timp ce animatorii folosesc astăzi programe de calculator care mișcă automat figurile, toate se bazează pe translație.

Calcul și geometria diferențială folosesc și transformarea. Conceptul de optimizare presupune reprezentarea unei situații ca o funcție și apoi găsirea valorii maxime sau minime a acelei funcții. Problemele de optimizare implică adesea reprezentări grafice în care studentul folosește transformări pentru a manipula una sau mai multe variabile.

Multe aplicații din lumea reală folosesc optimizarea — de exemplu, companiile ar putea dori să afle costul minim de distribuție. un produs. Un alt exemplu este stabilirea dimensiunii unei cutii teoretice cu cel mai mare volum posibil.

Toate aceste subiecte avansate folosesc aceleași concepte ca și mișcările simple ale lui Tetris.

Tetris este un joc video captivant și distractiv, iar jucătorii cu abilități de geometrie transformațională ar putea avea succes jucându-l. Cercetările au descoperit că manipularea rotațiilor și a translațiilor în cadrul jocului poate oferi o bază conceptuală solidă pentru matematica avansată în numeroase domenii științifice.

Jucatul la Tetris poate conduce studenții la o aptitudine viitoare în analiză de afaceri, inginerie sau informatică— și este distractiv. În calitate de educator de matematică, încurajez studenții și prietenii să se joace.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)