Relaciones_entre_la_Musica_y_las_Matematicas

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Relaciones entre la Música y las Matemáticas

Víctor Martín García

1 .Introducción

• ¿Hay matemática en la Música?

• ¿Están relacionadas?

• ¿Qué relaciones son estas?

1 .Introducción SIMILITUDES:

• Lenguaje universal • Numeración en la música • Disciplinas abstractas • Materias imprescindibles

Pitágoras:

2 .Los Pitagóricos

Buscó unificar los fenómenos del mundo físico y del mundo espiritual en términos de números.

Estudió la naturaleza de los sonidos musicales.

- Consideraba que la esencia expresaba a última de la realidad se través de números.

- Las propiedades y relaciones de la armonía musical están determinadas por los números.

2 .Los Pitagóricos

Dividían las artes en:

2 .Los Pitagóricos

Teoría desarrollada: - Existe una proporción entre las notas musicales y las longitudes de las cuerdas que las producen.

Encontró una relación numérica entre tonos que sonaban “armónicos”.

- El mundo con físico y el emocional podían ser descritos números sencillos y existía una relación armónica entre todos los fenómenos perceptibles …

3 .Relaciones entre sonidos

- Intervalo: la relación que existe entre la frecuencia de los distintos sonidos: o Octava o Quinta o Cuarta

3 .Relaciones entre sonidos

Nota

Original Tercera menor Tercera mayor Cuarta justa Quinta mayor Octava justa

Frecuencia

f (6/5)f (5/4)f (4/3)f (3/2)f 2f

Long. cuerda

L (5/6)L (4/5)L (3/4)L (2/3)L (1/2)L

Ejemplo

Do Fa Sol Do (+alto)

3 .Relaciones entre sonidos

- Escala musical: sucesión de sonidos constitutivos de un sistema (tonalidad) que se suceden regularmente en sentido ascendente o descendente, y todos ellos con relación a una nota que da nombre a la escala, o tónica.

o Escala musical occidental (actual) o Escala temperada o Escala natural o Escala loudness

3 .Relaciones entre sonidos

- Pentagrama: pauta sobre la que se escribe la representación gráfica de los sonidos se hace por medio de unos símbolos (las notas).

- Redonda - Blanca - Negra - Corchea - Semicorchea - Fusa

4 .El sonido en términos matemáticos -

Sonido

: Resultado de las vibraciones de los cuerpos elásticos sometidos al efecto del choque o roce con un agente externo. Esta vibración transmitida en forma de movimiento ondulatorio impresiona el sentido del experimentándose la sensación sonora.

oído, - Cualidades del sonido: el oído distingue un sonido por su - Intensidad o sonoridad - Tono - Timbre

4 .El sonido en términos matemáticos •

La vibración fundamental de B.Taylor:

-

Vibración fundamental

representarse como: : en general, todo movimiento armónico simple de amplitud A y frecuencia f puede

y

(

t

) 

A

sin  2 

ft

  0  en la práctica real estos movimientos son amortiguados, movimientos armónicos amortiguados o forzados

4 .El sonido en términos matemáticos •

Vibración de las cuerdas sonoras:

-

Wallis y Sauveur:

experimentaron que una cuerda tensada puede vibrar en parte con ciertos puntos a los que se denominó nodos, y entre ellos se producían movimientos dando origen a los vientres.

y

  sin

x

cos

t

  sin 2

x

cos 2

t

  sin 3

x

cos 3

t

 ...,

4 .El sonido en términos matemáticos •

El método de D’Alembert. Reflexión de ondas:

D’Alembert prueba que la forma de la cuerda vibrante posee infinitas soluciones además de la fundamental.

 2

y

t

2 

c

2  2

y

x

2 - Condiciones iniciales:   

v y y

0 , ,

t

   

y f L

  , ;

t

 

y

t

  ;  0 ;

4 .El sonido en términos matemáticos •

El método de Fourier:

- Las funciones series periódicas pueden analizarse usando trigonométricas.

  1 2

a

0 

n

   1  

a n

cos 

n

x L

b n

sin

n

x L

  - La frecuencia f y el periodo T de un movimiento vibratorio sobre una cuerda no depende de su posición inical, ni de la velocidad inicial y vienen dados por:

f

 1

T

 1 2

L

d

r

2

4 .El sonido en términos matemáticos • -

El método de Fourier:

Concluyó movimientos vibratorios se denominan cual es el que los sonidos

y n

,

n

  producidos por los , de una cuerda sonora armónicos. El correspondiente para n=1 el más grave de todos, se denomina fundamental.

NODOS:

n

x

sin  0

L

Demostró teóricamente la teoría de los nodos y los vientres.

4 .El sonido en términos matemáticos •

Leyes de Mersenne:

La frecuencia del sonido producido por una cuerda: -

es inversamente proporcional a la longitud de la misma

.

-

es directamente proprocional a la que está sometida.

raíz cuadrada de la tensión a la

-

es inversamente proporcional a la la misma.

raíz cuadrada de la densidad de - es inversamente proporcional a la misma, o lo que es los mismo a su raíz cuadrada de la sección de la diámetro.

5 .Simetría y Recursividad

- Un procedimiento una pieza de básico para obtener cohesión en música es la reafirmación de una secuencia de sonidos una y otra vez, de una forma variada, para evitar la composición.

monotonía y dar carácter a la o o o o Rotación Traslación Reflexión Repetición

5 .Simetría y Recursividad

Traslación  

5 .Simetría y Recursividad

Inversión o movimiento contrario  

5 .Simetría y Recursividad

Retrogradación  

5 .Simetría y Recursividad

Inversión retrógrada  

5 .Simetría y Recursividad

• Ejemplos:

“Quinta sinfonía”

Ludwig van Beethoven

“El bolero”

Joseph Maurice Ravel

6 .Ejemplo práctico

Teoría Musical de Conjuntos: MÚSICA:  MATEMÁTICAS: (1,29,9),(2,27,9)

Duración:

6 .Ejemplo práctico

Altura:

6 .Ejemplo práctico

(1,29,9),(2,27,9),(3,32,8),… Funciones: o Transportar: (a, b, c)  (a, b+k, c); con |k| < 12 o Octavar: (a, b, c)  (a, b+k, c); con |k| = 12 o Invertir: (a, b, c)  (n a+1, b, c); n=nº notas totales

Mozart

• Juego de los dados:

“Marcha turca”

Wolfgang Amadeus Mozart

3.797498335832 (10e14) valses diferentes ¡361 millones de años!

Fibonacci

• Razón áurea:

Bartok

• Desarrolló un método para integrar todos los elementos de la música (escalas, estructuras de acordes, etc.) basado en la razón áurea.

• Bartok escribió que seguía a la naturaleza en la composición y que fue guiado indirectamente por fenómenos naturales para descubrir estas regularidades.

“Allegro barbaro”

Bela Bartok

 • El Allegro Bárbaro es una composición para piano en la cual Bartok utiliza los números de Fibonacci 2, 3, 5, 8, y 13