Aproximación y Estimación

En matemáticas, hay veces que tenemos que resolver algo largo y tedioso y necesitamos llegar a una respuesta rápidamente. Puede que estés en un examen sin calculadora y necesites saber cuánto es setenta y tres multiplicado por siete. O puede que estés en un restaurante intentando adivinar a cuánto ascenderá la cuenta. En momentos así, es útil utilizar la aproximación y la estimación. Por suerte, este artículo trata sobre la aproximación y la estimación. Empecemos con algunas definiciones:

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    Aproximación y Estimación Definición

    Una aproximación es un valor que se aproxima al valor real, pero no es exactamente igual. Ten en cuenta que el símbolo de "aproximadamente" es.

    Podríamos aproximar pi diciendo queπ3.14. En realidad, pi es un número irracional que nunca termina, así que 3.14 no es un valor exacto. Sin embargo, es una muy buena aproximación.

    Laestimación es un proceso en el que adivinamos o calculamos aproximadamente algo. Nuestro objetivo es obtener un valor que se aproxime lo más posible al valor verdadero.

    La definición de pi es la relación entre la circunferencia y el diámetro de un círculo. Así, si cogemos un trozo de cuerda para medir la circunferencia de un círculo, y lo dividimos por su diámetro, podemos estimar pi. Supongamos que medimos un diámetro de círculo de 10 cm, y una circunferencia de 31,4 cm, podríamos decirπ31.410=3.14. Por tanto, acabamos de estimar que pi es 3,14.

    Redondeando

    Para este tema, también es importante que sepamos redondear números. Recapitulemos rápidamente antes de seguir...

    El proceso de redondear un número consiste en hacer que el número se acerque a algo con lo que sea más fácil trabajar.

    Redondea el número 3728 a la decena, centena y millar más próximas.

    Solución:

    Al redondear a la decena más próxima, tenemos que mirar los dígitos a partir de la columna de las decenas. En este caso, tenemos 28. Ahora, debemos preguntarnos, ¿está 28 más cerca de 20 o de 30? La respuesta es 30, ya que 28 está a sólo 2 de 30, mientras que está a 8 de 20. Por tanto, 28 se redondea a 30 y así 3728 se redondea a 2730.

    Al redondear a la centena más próxima, nos fijamos en los dígitos a partir de la columna de las centenas. En este caso, tenemos 728. Ahora debemos preguntarnos, ¿está 728 más cerca de 700 o de 800? Evidentemente, está más cerca de 700 y, por tanto, en este caso, 3728 se redondea a 3700.

    Al redondear al 1000 más próximo, nos fijamos en los dígitos a partir de la columna de los 1000. El resultado es 3728. Ahora debemos preguntarnos si 3728 está más cerca de 3000 o de 4000. En este caso, está más cerca de 4000, así que redondeamos a 4000 al redondear a los 1000 más próximos.

    Ahora que hemos definido algunos términos clave, vamos a ver algunos ejemplos en los que se utilizan la aproximación y la estimación.

    Ejemplos de aproximación y estimación

    Cómo estimar

    Para estimar un cálculo, primero redondea todos los números a algo con lo que sea "fácil" trabajar. Por ejemplo, es difícil multiplicar 72 por 91, pero es mucho más fácil calcular 70×90por lo que redondearíamos cada uno de los números a la decena más próxima para formar una estimación. Este proceso de redondeo es un ejemplo de aproximación. En otras palabras, 72 es aproximadamente 70 y 91 es aproximadamente 90, así que utilizamos esos números para calcular nuestra estimación. A veces, es más fácil redondear al número entero, a la centena o incluso al decimal más próximo. Elige algo sensato que te permita calcular la estimación mentalmente.

    Ejemplos

    Calcula un presupuesto para 92.1×19.298.1

    Solución:

    Este cálculo es bastante difícil de realizar sin utilizar una calculadora. Sin embargo, si redondeamos cada número a la decena más próxima, obtenemos90×20100=1800100=18. Por tanto, podemos decir que la estimación para el cálculo es 18.

    Podemos ir un paso más allá y calcular el porcentaje de error entre el valor estimado y el valor real. Utilizando una calculadora, podemos hallar que92.1×19.298.1=18.0256881. Si restamos el valor estimado del valor real, obtenemos lo que se denomina error absoluto. En este caso, el error absoluto es 0,0256881 (lo cual es prometedor, ya que demuestra que nuestro valor estimado se aproxima al valor real debido a un error absoluto tan pequeño).

    Ahora, si dividimos el error absoluto por el valor real, y luego lo multiplicamos por 100, obtenemos el error porcentual. Si hacemos esto, obtenemos el error porcentual como0.025688118.0256881×100%=0.1425%. Como este número es pequeño, podemos ver que tenemos una buena estimación al tener un error porcentual tan pequeño.

    Compro 32 paquetes de patatas fritas para una fiesta. Cada paquete cuesta 21 peniques. Calcula el coste total de las patatas fritas.

    Solución:

    El coste total es de 32 lotes de 21p. Por tanto, tenemos que calcular32×21 para calcular el coste (en peniques). Podemos redondear ambos números a la decena más próxima para obtener30×20 que es mucho más fácil de calcular. Obtenemos20×30=600p=£6. Por tanto, podemos decir que el coste total de los 32 paquetes de patatas fritas es de unos 6€. El valor real de32×21=672p=£6.72y así podemos ver que nuestro valor estimado se aproxima al valor real.

    Si quisiéramos ir un paso más allá y calcular el porcentaje de error, tendríamos que restar el valor estimado del valor real, dividirlo por el valor real y multiplicarlo por el valor real de la siguiente manera:

    6.72-66.72×100%= 10.7%. Por tanto, el porcentaje de error de nuestra estimación es del 10,7%.

    Calcula el coste de 123 platos de papel que cuestan 11 peniques cada uno y 157 servilletas que cuestan 9 peniques cada una

    Solución:

    El coste total (en peniques) de los platos de papel será de123×11y el coste total de las servilletas es de157×9. Por tanto, el coste total de los platos de papel y de las servilletas es de123×11+157×9. Podemos aproximar las cifras de este cálculo y obtener en su lugar 120×10+160×10=1200+1600=2800p=£28. Por tanto, una estimación del coste total es de 28€.

    Podríamos calcular el porcentaje de error calculando el valor real del coste. En este caso, es 123×11+157×9=2766p=£27.66. Por tanto, el porcentaje de error es28-27.6627.66×100%=1.23%.

    Estima el valor de 301×9.010.499

    Solución:

    Si redondeamos 301 a la decena más próxima, obtenemos 300. Si redondeamos 9,01 a la decena más próxima, obtenemos 10. Ahora bien, 0,499 es aproximadamente 0,5, así que redondeémoslo a esa cifra. Así, tenemos 300×100.5=30000.5=6000. Por tanto, 6000 es una estimación.

    El valor real de 301×9.010.499=5434.88978 por lo que podemos ver que nuestro valor estimado está relativamente cerca. El error absoluto de nuestra estimación es 6000-5434.88978=565.11022 y nuestro porcentaje de error es 565.110225434.88978×100%10.4%. Por tanto, podemos decir que nuestra estimación está fuera aproximadamente un 10,4%.

    Estima el valor de (4.98)20.482

    Solución:

    4,98 está bastante cerca de 5, y es fácil elevar 5 al cuadrado, así que aproximemos 4,98 como 5. 0,482 está cerca de 0,5, y es bastante fácil dividirlo por la mitad. Así, tenemos la estimación (4.98)20.482(5)20.5=250.5=50. Así pues, la estimación para este cálculo es 50.

    Podríamos calcular el porcentaje de error calculando el valor real de(4.98)20.482=51.45.

    Por tanto, el porcentaje de error es 51.45-5051.45×100%=2.82%.

    Estima el valor de 51.30.53

    Solución:

    51,3 es aproximadamente 50, y 0,53 es aproximadamente 0,5. Por tanto, tenemos la estimación 51.30.53500.5=100=10. Por tanto, una estimación del valor es 10.

    Podríamos calcular el porcentaje de error calculando el valor real de 51.30.53=9.84.

    Por tanto, el porcentaje de error es 10-9.849.84×100%=1.63%.

    Diferencia entre estimación y aproximación

    Puede que te estés preguntando cuál es la diferencia real entre estimación y aproximación. Ambos son conceptos muy similares, así que ¿cómo determinamos si algo es una estimación o una aproximación?

    La estimación es el proceso de obtener aproximadamente una solución de algo que aún no conocemos. Por ejemplo, puedes estimar que el número de caramelos que hay en un tarro es de unos 30, pero no sabes cuántos hay exactamente. También puedes estar en una tienda y querer estimar a cuánto va a salir todo. Redondeando el precio de todo lo que hay en la cesta a la libra más cercana, puedes obtener una estimación, pero no sabes el valor real hasta que pasas por las facturas para pagar. Al redondear, estás aproximando el precio de cada artículo; conoces el precio real, pero quieres simplificar el cálculo. Volviendo al primer ejemplo, si resulta que en realidad hay 32 caramelos en el tarro, y cada uno de ellos cuesta 23 peniques, puedes calcular el coste de los 32 aproximando 32 a 30 y 23 a 25.

    Así pues, la principal diferencia entre estimación y aproximación es que con la estimación no conoces el valor verdadero. Por el contrario, con la aproximación, conoces el valor real pero quieres alterarlo ligeramente para convertirlo en algo con lo que sea más fácil trabajar.

    Importancia de la estimación y la aproximación

    Ser capaz de estimar y aproximar es una herramienta muy útil en la vida cotidiana. Nos permite hacer rápidamente cálculos aproximados mentalmente, en lugar de depender en gran medida de una calculadora. También nos hace muy buenos en ese juego de "adivinar la cuenta", en el que adivinamos el coste de la cuenta de un restaurante antes de que haya llegado.

    Los matemáticos suelen utilizar aproximaciones, por ejemplo, cuando calculan soluciones de ecuaciones difíciles de resolver. Más adelante en el curso GCSE, puede que te encuentres con técnicas iterativas para aproximar soluciones de ecuaciones de orden superior (lo sé, nos esperan cosas interesantes).

    Otros usos de la estimación incluyen intentar calcular el valor de algo. Por ejemplo, los evaluadores inmobiliarios calculan el valor de una propiedad teniendo en cuenta diversos factores, como el tamaño de la casa, el acceso a las redes de transporte locales, el acceso a las escuelas, el número de dormitorios, el estatus socioeconómico de la zona, etc.

    Las estimaciones nos permiten hacer predicciones, y las aproximaciones facilitan el trabajo con los números. Por supuesto, hay veces en que nuestras estimaciones son una basura y se desvían masivamente del valor real. También hay veces en que las aproximaciones no son sensatas. Pero, en general, nos proporcionan una herramienta muy útil para resolver los problemas.

    Aproximación y estimación - Puntos clave

    • Una aproximación es un valor que se aproxima al valor real, pero no es exactamente igual.
    • Laestimación es un proceso en el que adivinamos o calculamos aproximadamente algo.
    • Para estimar un cálculo, primero redondea (aproximadamente) todos los números implicados a algo con lo que sea "fácil" trabajar. A continuación, haz el cálculo mentalmente.
    • La diferencia entre estimación y aproximación es que en la estimación intentamos averiguar el valor real adivinando o utilizando técnicas de redondeo. Una aproximación es cuando ya conocemos el valor real, pero tomamos un valor cercano al valor real para que sea más fácil trabajar con él.
    Preguntas frecuentes sobre Aproximación y Estimación
    ¿Qué es la aproximación en matemáticas?
    La aproximación en matemáticas es el proceso de encontrar un valor cercano a la cantidad exacta, pero más sencillo o manejable.
    ¿Para qué se usa la estimación?
    La estimación se usa para hacer cálculos rápidos y obtener una idea general de una cantidad sin necesidad de exactitud.
    ¿Cuál es la diferencia entre aproximación y estimación?
    La aproximación busca un valor cercano con menor precisión, mientras que la estimación es una evaluación rápida y menos precisa.
    ¿Cómo se hace una estimación en matemáticas?
    Para hacer una estimación en matemáticas, se redondean los números a valores más simples y se realizan cálculos aproximados.

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