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4º ESO - TECNO. Mapas de Karnaugh - pongamos nombres a los globos (2 ejemplos) - Contenido educativo
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Explicación de cómo se transforman los grupos creados en un Mapa de Karnaugh en los productos lógicos que luego irán sumados para formar la función simplificada.
como ponemos los nombres a cada uno de los grupos que hagamos. Voy a copiar un ejemplo
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del mapa de Carnot, voy a coger el penúltimo de los de cuatro variables
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las variables las voy a llamar a, b, c y d
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para ponerles nombre y como siempre
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en los mapas de Carnot cuando pongo las variables tengo que decir qué valores
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tienen las variables para cada una de estas
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para cada una de estas filas o columnas, entonces esto sería el 0,0, la a vale 0, y el b vale 0, esto sería 0,1, esto sería 0,1, 0,0, 0,0, 0,1
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ya sabéis que esta tabla, este mapa de Carnot, proviene de una tabla de verdad
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cuando yo tenía cuatro variables y una salida por ejemplo y aquí teníamos
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1 2 3 4 5 6 7 8 8 unos 40 41 40 y 41
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2 ceros y 2 unos, 2 ceros y 2 unos, 2 ceros y 2 unos, 2 ceros y 2 unos, y la última, 0, 1, 0, 1, 0, 1.
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Si yo tengo 4 variables que pueden estar encendidas o apagadas, activadas o desactivadas, detectando o sin detectar, o lo que sea,
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pues estas 4 variables de entrada, en esta tabla representamos todas las opciones posibles, ¿vale?
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Y la salida, pues en este caso será 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, no, sí, 1, 1, 0, 1, y 0, 0.
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Vale, yo tengo una tabla de verdad representada con estos valores.
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y entonces fijaros
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para hacer el mapa de Carnot ya dijimos
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que lo que tengo que hacer es
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cogerme
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cada una de las filas
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y hacer una guerra de barcos
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A0, B0, C0, D0
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pues entre 0, 0, 0, 0
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¿qué valor meto?
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la salida, 0
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¿vale?
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en el siguiente final
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0A, 0B, 0C, 1D
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0, 0, 0, 1
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La D está a 1. ¿Veis que esto corresponde a la variable A, a la variable B, a la variable C, a la variable D?
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Voy a cogerlo por aquí en medio. Venga, el 1, 0, 1, 0. Pues me voy a la casilla correspondiente.
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A vale 1, B vale 0, C vale 1, D vale 0. La casilla correspondiente sería esta de aquí y el valor es 1.
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¿Vale? ¿Lo veis? 1, 0, 1, 0 es 1.
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Por lo tanto, cada uno de estos valores lo he volcado al mapa de Carlot, es la misma representación, todas las opciones de las entradas y la salida, ¿vale?
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Entonces, cuando tengo un mapa de Carlot, este es el primer paso, construirlo, si no lo tenéis claro, pues tenéis los vídeos ahí donde lo explico claramente, ¿vale?
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ya tenemos el mapa de campo construido
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y ahora lo que quiero hacer son agrupaciones
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ayer explicamos en clase
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cómo se hacen las agrupaciones
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voy a hacer el algoritmo, es muy sencillo
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se trata de hinchar los globos
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los globos empiezan
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por un uno que no esté pisado
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ahora me vale cualquiera
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voy a coger este
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cojo ese uno
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hincho el globo, este globo lo voy a hinchar
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puedo hincharlo conquistando
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unos que estén debajo
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a la derecha, a la izquierda o por encima, sabéis que si me salgo por arriba, entro
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por abajo. ¿Puedo convertirlo en un grupo de dos? ¿Unos? ¿De alguna forma? Sí. Cojo
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y hincho hacia abajo y convierto en un grupo de dos. Ahora, si el grupo de dos lo puedo
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convertir en un grupo de cuatro, pues no. ¿Vale? Porque ya tengo ceros. Por haber el
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por abajo ya no tengo posibilidad de convertirlo en un grupo de cuatro. Con lo cual se queda
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el globo en ese tamaño. Siguiente globo, pues cogemos un 1 que no esté pillado, este, por
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ejemplo, y lo voy a echar. Puedo echarlo conquistando este 1, con lo cual ya tengo un grupo de 2.
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Puedo echarlo más, ya no lo puedo echar más. ¿Por qué? Porque no tengo la posibilidad
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hacer un grupo de cuatro en ninguna dirección. ¿Siguiente grupo? Pues voy a coger un uno
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que no esté pillado, este, hinchamos el globo, ya lo veis, el que coge sería ese, y el último
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grupo, pues hinchamos este globo a dos, y llegan cuatro grupos de dos, unos, cada uno,
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¿vale? ¿Veis en qué consiste lo de hinchar los globos? Bueno, si vamos al ejemplo,
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¿Veis? Que es justo lo que he hecho aquí, ¿vale? La solución que he dado con los cuatro grupos.
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Vale, y ahora viene la gracia. ¿Qué nombre le doy a cada uno de esos grupos? Vale, pues vamos a empezar por el grupo rojo, ¿vale?
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Voy a empezar por el grupo rojo. Fijaros, este 1 tiene cuatro valores para cada una de las variables.
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En este caso, la variable A valdría 0, la variable B valdría 1, la C 0 y la D 0, ¿no? Para este 1. ¿Sí o no? Este 1 es el mismo que este 0, 1, 0, 0, este 1, ¿vale? Este 1. Aquí es el mismo que ese.
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Y las variables tienen valores
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¿Vale?
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Entonces ese 1 vale la A0
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La B1, la C0 y la D1
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Para este otro 1
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¿Cuánto valen las variables?
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La A vale igual
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La B vale igual
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La C vale igual
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Y la única que cambia es la D
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¿Sí o no?
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Bueno, pues
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Cojo todos los unos de un grupo
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En este caso solo hay dos
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y me voy a quedar solo
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con las variables que no cambian
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si la variable cambia de valor
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me la calco
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la variable
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¿vale? por lo tanto en este caso
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el 0, perdón
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la variable A vale 0
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y vale 0, me vale
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la pongo, la variable B
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vale 1 y vale 1
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para cada uno de estos unos, este vale 1
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y este vale 1, también la pongo
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la variable C vale 0 y vale 0
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Para los dos unos, con lo cual la pongo
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Y la T, vale C, vale 1
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Como cambia
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No la pongo
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Y hago una multiplicación
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De tres variables, ¿vale?
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Cogemos otro grupo, ya lo he puesto a romper
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Venga, vamos a hacerlo con otro grupo
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El azul
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¿Cuánto vale la variable A para este 1?
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Alguien que me lo diga, venga
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¿Cuánto vale la variable A
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Para este 1?
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1. ¿Y cuánto vale la variable a para este 1? 1 también. Por lo tanto, como no cambia, la pongo.
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¿Cuánto vale la variable b para este 1? 1. ¿Y para este? 0. Como cambia, no la pongo.
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¿Cuánto vale la variable c, que es esta, para este 1? 0. ¿Y para este? 1. ¿Cómo que 1? 0.
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Las mismas, están en la misma fila.
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Por lo tanto, la variable C la pongo.
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¿Y cuánto vale la variable B para este 1?
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La variable D.
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¿Y para este?
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Porque no cambia nada.
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¿Veis?
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Venga, seguimos con el siguiente.
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El verde es la Y.
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¿Cuánto vale la variable A para este 1?
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0.
00:08:50
¿Y para este?
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0 también.
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¿cuánto vale la variable B
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para el primer 1?
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¿y para el segundo?
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como cambia, no lo pongo
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¿cuánto vale la variable C
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para este 1?
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¿y para este?
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por lo tanto
00:09:10
y la D vale 0 y vale 0
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¿vale?
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no es complicado, ¿verdad?
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seguimos, vamos a hacer el veredero oscuro
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menos
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la A
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Claro, como están en la misma columna
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Ya veo que la A y la B van a ser las mismas
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¿No?
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Directamente, ya empezamos a ir un poco más rápido
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Por lo tanto, aquí A y B las voy a poner
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Y de las dos de C y D
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¿Cuál es la que cambia? La D
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Por lo tanto la D es la que me voy a poner
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En el resto de la C
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Y vamos un poquito más rápido
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¿Vale? Cuidado con la velocidad
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Prefiero que vayáis uno a uno y vayáis bien
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A que borráis
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¿Habéis visto cómo se ponen los nombres?
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A los grupos
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Bueno, entonces, tengo que ir para cada uno de ese grupo, preguntándome cuánto vale cada variable, y si la variable siempre vale lo mismo para todos, la pongo.
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Y si no, me lo pago. La quito. ¿De acuerdo?
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Entonces, ¿cuánto valdría la función zeta simplificada? Pues cojo estas multiplicaciones y las subo.
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Sería ABC más ACD más ABC más ACD, ¿vale?
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Pero cuidado, cuidado, porque aquí hay un problema.
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Cuando estoy mirando las variables, tengo que ver cuáles son iguales,
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pero 0
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y cuáles son iguales pero 1
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fijaos
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esta primera A
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era la variable A
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para este 1 y para este 1
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¿cuánto vale?
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la variable A
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como vale 0
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tengo que ponerla en el A
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igual que hacíamos antes
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¿cuánto vale B?
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1
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¿cuánto vale C?
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por lo tanto también me da
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¿lo veis?
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¿lo acabo de hacer?
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Cuando pongo las letras, me tengo que fijar si es 0, el valor igual, o es 1.
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Si es 0, lo tengo que poner negando la variable.
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Por lo tanto, esto que estoy sumando será negada B, C negada.
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El azul, ¿cuánto valía la A? 1.
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La B cambiaba, por lo cual no está.
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La C vale 0.
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La pongo negada.
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¿Lo veis?
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Y la D vale 1 para los dos. Tengo que ver que sea igual el valor, meto la variable, pero si el valor que es igual es 0, la tengo que poner negada.
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Vamos a ver el clarito. ¿Cuánto vale la A? 0. ¿Cuánto vale la B? No existe porque está cambiando. ¿Cuánto vale la C? 1. ¿Y cuánto vale la D? 0.
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¿Lo veis?
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La B vale 0 en los dos casos
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Por lo tanto, negado
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Voy a ir poniendo aquí
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Y la última
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Que está en el escuro
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Tenemos que la A vale 1
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La B
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Vale 0
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No
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Y la C
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Ah, vale, perdón
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Este es este
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Y este es este
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y esta fórmula
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esta ecuación algebraica booleana
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es la fórmula simplificada
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fijaros, si yo hago la función canónica
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dijimos que para hacer la función canónica
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teníamos que seleccionar los unos de la tabla
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1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8 unos
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para cada uno de esos
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tenía que poner aquí un sumando que sea
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A, B, C, D, más A, B, C, D, 3, 4, 5, la señal de abajo, 6, 7 y 8.
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Y ahora, para cada uno de ellos, negábamos los dedos, 1, 2 y 3, por lo tanto, 1, 2 y 3.
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Siguiente uno, siguiente uno, siguiente uno.
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¿Siguiente uno? Claro, caras. ¿Es que ya se me está haciendo ahora? ¿Vale? Claro que es más fácil. Yo no digo nada. ¿Vale? Pero fíjate, la fórmula que me queda hacia arriba y la que me queda hacia abajo. ¿Cuál es más sencilla?
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Por eso se llaman métodos de simplificación
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Por mapas de Carnot
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Es lo mismo
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Si yo cojo una de estas opciones
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La tabla de verdad
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Para cualquier combinación de ceros y unos
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Me va a decir cuánto vale la salida
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Si yo cojo una combinación de unos y ceros
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Y sustituyo en todas estas variables
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Me hago las funciones and
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De cada uno de estos sumandos
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hago todas las funciones antes, los todos y los unos
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y luego con la función cor de todos los resultados
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me va a dar lo mismo que la tabla de verdad
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y si hago eso mismo con estas variables
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en esta fórmula me va a dar lo mismo que la fórmula de arriba
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que me va a dar lo mismo que la tabla de verdad
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los tres métodos de representación
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sirven para lo mismo, para decirme
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una combinación de entradas
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cuánto va a valer la salida
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cómo va a reaccionar ese sistema
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si estos son botones
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y esto es un motor
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cuando tengo el botón 1 pulsado y los otros sin pulsar
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el motor no se aguanta
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eso es lo que estoy haciendo
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si yo vengo aquí y digo que tengo el primer botón pulsado
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el segundo botón sin pulsar
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el tercer botón sin pulsar
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y el cuarto botón sin pulsar
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lo meto aquí
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los pelos y los unos
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hago las funciones AND
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hago las funciones OR
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y la Z me va a decir 0
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al final
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¿por qué? porque el motor no se arranca
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y si hago eso mismo aquí
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me va a dar el mismo valor
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son equivalentes
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las tres cosas
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¿pero por qué hacemos esto?
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no porque nos apetezca hacerlo más rápido
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ni más sencillo, ni más, no
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lo hacemos porque cuando vamos a construir
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un circuito electrónico
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que es el último paso
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para controlar los botones
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y que el motor se encienda y se arranque
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según un circuito electrónico, cada uno de estos multiplicaciones va a ser un aparato
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electrónico. Y luego me necesitan otro aparato para sumarlos todos. Con lo cual, ¿cuántos
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aparatos necesito aquí? Muchos. Y aquí, pocos. Estos aparatos son más grandes que
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estos, porque estos tienen tres variables, estos tienen cuatro. Y aquí tengo un aparato
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para sumar enorme, mientras que aquí solamente tienen cuatro. Entonces, los aparatos que
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utilizo son más pequeños, consumen menos electricidad, son más baratos, tengo que
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hacer unas soldaduras, se rompen menos, y cuando se trata de construir un circuito electrónico
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todo eso cuenta. ¿Vale? Con lo cual, lo que estamos haciendo es, un sistema que quiero
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controlar, me construyo la tabla de verdad, de la tabla de verdad me hago el mapa de Carnot,
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del mapa de Carnot construyo la función simplificada y ahora, que será lo último que aprendamos
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de este tema, transformaremos esto en un circuito electrónico, ¿vale? Un circuito electrónico
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que yo le conectaré por un lado los cuatro botones y por el otro un botón. Y cuando
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pulsa los botones justamente si pulso el segundo y pulso el tercer botón el motor arrancará pero
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si pulso solo el primero no arrancará y justo mirar estas combinaciones indicando cuando el
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motor arranca o no que es lo que me pedía el problema ¿vale? ¿entendéis? vamos a hacer otro
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ejemplo de poner los nombres que es donde estamos ¿vale? y luego hacer la función de simplicidad
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voy a borrar ¿puedo? ¿todo el mundo termina de borrar esto? más o menos
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voy a borrar esto
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voy a hacer uno que sea muy evidente
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el resumen
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voy a borrar esto
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voy a borrarme el mapa
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y voy a borrarme la tabla
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entonces voy a coger otro mapa
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de los ejemplos que teníamos en el libro
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bueno, en la hoja que os he dejado
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en la hoja virtual
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un segundo ejemplo que va a ser
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venga, este
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el que está en la fila del medio
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a la izquierda del todo
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Ese de arriba
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Este de aquí, el de la fila del medio
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Y el de la izquierda de todos
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Voy a cogerme el mapa
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Le voy a poner los nombres de las variables igual
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A, B, C y D
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Para poder utilizar la tabla de verdad
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Lo de la parte de arriba hay que ponerlo siempre en este orden
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Todos los unos juntos
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¿Por qué?
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Porque de esta posición a esta
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¿Cuántas variables cambian de valor?
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La A que vale 0
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y la B, 0 y 1
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solo hay una variable que hay que cambiar
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la B, y de aquí a aquí
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¿cuál cambia?
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el 0 al 1
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con lo cual cambia la A
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y de aquí a aquí, en la derecha
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que vuelve a haber
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de 1 a 0, con lo cual cambia
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solo hay un cambio en una variable
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si yo lo pusiera de la forma normal
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0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1
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de aquí a aquí cambiarían las dos variables
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y lo que tengo que intentar es que
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de un grupo al otro solamente me cambié uno, por lo tanto lo organizo siempre de esta forma, para que el mapa de carros funcione, vale, me copio el mapa, vale, lo veis no, el mapa de carros, voy a pasarme los valores a la tabla de verdad, esto yo lo estoy haciendo marcha atrás, pero vosotros normalmente lo vais a hacer marcha delante, es decir primero el mapa de carros, ya lo he hecho, lo voy a hacer para que luego veáis como queda la función,
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canónica, la grande, y ¿cómo queda la reducida?
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¿Ve? ¿Vale? Hemos copiado nuestro mapa.
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Vamos a hacer los globos. ¿Parece?
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¿Ve? ¿Cómo hacemos globos? Pues nos da. Cogemos un uno,
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cualquiera. Ese.
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¿Vale? Y ahora digo,
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¿puedo inflarlo? ¿Puedo inflarlo? ¿Hacia dónde?
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Hacia la derecha
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Y cogemos dos
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Ahora, ¿puedo seguir inflándolo
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Para convertirlo en un grupo de cuatro?
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No
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Yo creo que sí
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Porque estos mapas son cíclicos
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Y cuando me salgo por arriba
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Entro por abajo
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Y cuando me salgo por la derecha
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Entro por la izquierda
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Por lo tanto, ¿cuál es el que está por encima de este uno?
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Uno, ¿no?
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¿Y cuál es el que está por encima de este 1?
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¿Otro 1?
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¿Puedo hacer un grupo de 4?
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Claro que puedo.
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Cogiendo los dos 1 de arriba y los dos de abajo, hago un grupo de 4.
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¿Lo veis?
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Porque están pegados, son adyacentes.
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¿Vale?
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Si me salgo por arriba, me pego por abajo.
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Con lo cual, eso es el grupo, es válido.
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¿Vale?
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¿Puedo seguir haciéndolo crecer?
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¿Hago un grupo de 8?
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No.
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Pues ya, si me paro.
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Ahora vamos a hacer otro grupo, cogemos un uno cualquiera, traemos muchos colores al examen, cogemos un uno cualquiera que no esté pisado, ¿podemos hacer crecer este globo? Sí, ¿y podemos hacerle crecer más? Pues igual que antes, hacemos el truco del albendruco y hacemos ese grupo de cuatro saliendo seco de doble.
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Cuidado con los bordes, que son engañosos
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¿Vale?
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Venga, vamos a ponerles nombre
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¿Os parece?
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Ahora, antes teníamos los unos
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Ahora tenemos cuatro unos
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Pero la pregunta es la misma
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¿Cuánto vale A para cada uno de ellos?
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¿Cuánto vale B para cada uno de ellos?
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¿Cuánto vale G para cada uno de ellos?
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Y si siempre vale lo mismo
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Pongo la variable
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Y si el valor repetido es 0
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Ya la voy a poner negada directamente
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Y si es 1, la pongo sin negar
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Y si el valor cambia en algún momento
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Desaparece la variable
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¿Ok? Venga
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Vamos a empezar por algún bajo, ¿vale?
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Vamos a hacer el sumando
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Este 1, ¿cuánto vale la A?
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¿Vale este 1?
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¿Y cuánto vale para este?
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1, ha cambiado, ya no lo pongo
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Ya me dejo al resto, ¿vale?
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Porque ha cambiado de valor
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Y en el momento en el que haya un cambio
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Ya me la cambio
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Ya dejo de contar, ya la he tirado
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La variable A desaparece
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¿Valeable B?
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¿Cuánto vale aquí?
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1
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¿Y aquí?
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La variable B
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¿Y aquí?
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Siempre vale 1, por lo tanto la variable B
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está, y como el valor es 1
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no le pongo el negado
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¿Cuánto vale C?
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¿Y para este 1?
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¿Y para este 1?
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1
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Como cambia, ya no se lo contamos
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de la carta. La C desaparece. ¿Cuánto vale la D? 0. Esa es la de la derecha. ¿Cuánto
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vale la D? Y para este? 0. La pongo y la pongo negada porque el valor repetido es 0. ¿Vale?
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Fijaros que cuanto más grande es el grupo, menos variables tengo en la multiplicación.
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Por eso intento hacer los grupos lo más grandes posibles, por eso hincho el globo todo lo que fuera.
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Porque cuanto más grande sea, menos variables me quedan.
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¿Lo veis? Ese es el truco.
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Vale, vamos a hacer el verde.
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¿Cuánto vale la A?
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¿Y la B? O sea, perdón, ¿y la A?
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Una.
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¿Cómo cambia? Me la vuelvo.
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¿Cuánto vale la B?
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Y aquí, y aquí, y aquí.
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pues la B está negada. ¿Cuánto vale la C? 1, por lo tanto me la cago. ¿Y cuánto vale
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la D? 1. ¿Y aquí? ¿Y aquí? ¿Y aquí? ¿Ve todo el mundo que la D vale 1 en todos
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los casos? ¿Hay alguien que no lo vea? ¿En casa lo veis todos? Pues la D, como vale
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uno, la pongo sin tema. Y fijaros que como solo tengo dos grupos, mi función se me queda
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como B denegada más B negada, ¿vale? Ahora vamos a hacer la canónica, la que hubiéramos
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hecho sin simplificar, ¿os parece? ¿Cuántos unos tengo? Uno, dos, tres, cuatro, cinco,
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6, 7 y 8. Vamos a ver. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8.
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Y ahora empezamos, venga, el primero, tres pegadas, el segundo, dos pegadas, este solo tiene una, este tiene un cero al principio, este tiene dos cero al principio, este tiene uno aquí, el siguiente tiene dos aquí, y el último tiene uno aquí.
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Bueno, ¿cuál parece más sencilla?
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¿Lo veis, no?
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¿Veis por qué hacemos esto?
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Fijaros que aquí
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Con dos cacharritos
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Y uno muy pequeño
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Un tercer cacharrito, todos muy pequeñitos
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Soluciono mi problema
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Mientras que aquí necesito
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Montar una parafernalia
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¿Vale?
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Por eso es tan potente este método
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Porque cuando eso lo tienes que traducir a euros
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A aparatos electrónicos
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y a soldaduras, y a circuitos, y a consumo eléctrico, y a posibilidades de rotura, y a peso, y a todo,
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pues eso es un ahorro enorme.
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Y todas las tres cosas me valen, pero como lo que quiero es hacer un circuito electrónico,
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tengo que pasar por aquí para llegar a la función más sencilla posible.
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- Autor/es:
- JUAN RAMÓN GARCÍA MONTES
- Subido por:
- Juan Ramã‼N G.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
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- Fecha:
- 2 de febrero de 2021 - 21:55
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ANTONIO GAUDI
- Duración:
- 28′ 37″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1366x768 píxeles
- Tamaño:
- 371.62 MBytes