MathModels Lab

Laboratorios interactivos de modelación matemática para estudiantes y docentes de currículos internacionales de nivel medio y avanzado.

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Sitio web: mathmodels.astridto.com

Monografía IB · Primera evaluación 2027

Monografía IB

Tu investigación extendida, paso a paso

La monografía es una investigación independiente de ~4000 palabras que te permite explorar un tema matemático en profundidad. Es tu oportunidad de demostrar pensamiento crítico, creatividad y rigor académico.

30 puntos posibles distribuidos en 5 criterios

El camino

6 pasos hacia tu monografía.

1

Elige tu camino

Centrado en una asignatura o interdisciplinario. Si es interdisciplinario, selecciona un marco.

2

Formula tu pregunta

Específica, medible, con variables claras. Que permita análisis cuantitativo.

3

Explora con simulaciones

Usa las herramientas para recolectar datos, visualizar modelos y descubrir patrones.

4

Modela y analiza

Construye tu modelo matemático, aplícalo a datos reales, compara con la teoría.

5

Evalúa y reflexiona

Discute limitaciones, sensibilidad, alternativas. Cuenta tu proceso.

6

Escribe y revisa

~4000 palabras. Estructura clara, conclusión que responde tu pregunta.

Itinerarios

Elige tu camino.

El primer paso es decidir si tu monografía se centra en una asignatura o es interdisciplinaria.

Centrado en una asignatura

Matemáticas en profundidad

Profundizas en un tema de matemáticas con una pregunta de investigación clara. Usas herramientas y marcos teóricos de la disciplina.

Ejemplos

Interdisciplinario

Matemáticas + otra asignatura del DP

Integras matemáticas con otra asignatura que estés cursando en el Diploma. La integración debe ser visible en el diseño, análisis y evaluación — no dos mitades pegadas.

Ejemplos

Marcos interdisciplinarios

El lente para tu investigación.

Solo aplica al itinerario interdisciplinario. Si tu monografía se centra en una sola asignatura, no necesitas elegir un marco.

Qué ES un marco

Un encuadre amplio para situar tu tema y ayudarte a empezar. Piensa en él como un lente a través del cual miras tu pregunta.

Qué NO es un marco

No es un criterio de calificación. La conexión con el marco no se evalúa directamente en ningún criterio.

Importante: Los marcos pueden solaparse. Elige el que mejor se ajuste al énfasis real de tu pregunta de investigación.

Secuencia si eliges interdisciplinario

1Elegir itinerario: centrado en una asignatura (1 disciplina) o interdisciplinario (2 disciplinas).
2Si es interdisciplinario: seleccionar 1 marco para ubicar el contexto.
3Formular una pregunta de investigación que exija las dos disciplinas.
4Diseñar un método integrado: variables de una disciplina + herramientas de la otra.
5En Discusión (criterio D): doble lente — validez matemática + validez en la otra disciplina.

Prueba de integración: Si al quitar una disciplina tu pregunta se responde prácticamente igual, la integración no es fuerte. Necesitas que ambas disciplinas sean indispensables.

Los 5 marcos del IB

⚖️

Poder, igualdad y justicia

Ejemplos

Modelos y medidas para analizar inequidad, acceso, sesgos, distribución y consecuencias.

🌱

Sostenibilidad, desarrollo y cambio

Ejemplos

Modelación y predicción de crecimiento, recursos y riesgo, con interpretación en sistemas reales.

🎭

Cultura, identidad y expresión

Ejemplos

Estructuras, patrones, codificación y percepción: matemática aplicada a expresiones humanas.

🔧

Pruebas, medición e innovación

Ejemplos

Error, incertidumbre, validación, métodos numéricos/estadísticos y diseño de mediciones.

🌍

Movimiento, tiempo y espacio

Ejemplos

Geometría, dinámica, optimización y representación: trayectorias, redes, transporte y forma.

Evaluación

30 puntos. 5 criterios.

Haz clic en cada criterio para ver qué se evalúa y cómo puedes fortalecerlo.

A · 6
B · 6
C · 6
D · 8
E · 4
A

Marco para la monografía

6 puntos

Claridad de la pregunta de investigación, delimitación del alcance, diseño metodológico y estructura. Desde 2027 la presentación se evalúa aquí: dejó de ser un criterio aparte.

B

Conocimiento y comprensión

6 puntos

Conceptos y variables definidos, notación consistente, comprensión auténtica — no solo copiar fórmulas.

C

Análisis y argumentación

6 puntos

Pasos esenciales mostrados, resultados interpretados, gráficos conectados con la pregunta de investigación, lógica sin saltos.

D

Discusión y evaluación

8 puntosCriterio clave

Supuestos y límites del método, error cuantificado, análisis de sensibilidad, comparación de enfoques, extensiones.

E

Reflexión (RPF)

4 puntos

Decisiones durante el proceso, cambios de rumbo, aprendizaje y próximos pasos. Se evalúa con una sola declaración de 500 palabras en el RPF, escrita después del viva voce.

Laboratorio de monografía

Explora, modela y compara.

Cada tema incluye simulación interactiva, planeación inicial desde los dos itinerarios, ejemplos de cómo abordar cada criterio, y propuestas interdisciplinarias con asignaturas del DP.

☀️

Geometría solar y la sombra de un edificio

El día sin sombra de Bogotá y el error de un modelo de libro

Mueve el día del año, la hora y la latitud, y mira cómo el Sol recorre el cielo y la sombra de un edificio real de Bogotá barre el suelo. Descubre el «día sin sombra» (paso cenital), compara el modelo sencillo de Cooper contra un algoritmo astronómico preciso, y demuestra —con una derivada— por qué un mismo error de ángulo casi no mueve la sombra al mediodía pero la dispara al atardecer.

TrigonometríaPosición solarAnálisis de errorDerivadas y sensibilidadFunciones
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⚽

El penal imposible de adivinar

Teoría de juegos: por qué la mejor jugada es la más impredecible

Juega como cobrador contra un arquero que aprende tu maña, descubre —moviendo una perilla— la proporción exacta de tiros a tu lado fuerte que ningún arquero puede explotar (el equilibrio de estrategia mixta), y comprueba que los cobradores profesionales del Mundial ya juegan casi esa proporción por puro instinto.

Teoría de juegosProbabilidadValor esperadoEquilibrio de NashEstadística
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📧

Predecir y clasificar: el costo de equivocarse

Un filtro de correo, una regresión logística y el compromiso entre los dos errores

Construye un clasificador de correo no deseado con regresión logística sobre dos señales del mensaje (no de una persona). Observa la frontera de decisión, la matriz de confusión y cómo mover el umbral intercambia falsos positivos por falsos negativos. La ética entra como matemática: una matriz de costos define el umbral óptimo τ* = c_FP/(c_FP+c_FN).

Regresión logísticaClasificación binariaMatriz de confusiónUmbral de decisiónAnálisis de costosÉtica de datos
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⚖️

Decidir bajo incertidumbre

Bayes, valor esperado y el umbral donde cambia la mejor decisión

Un productor decide cuánto sembrar para una temporada incierta. Una señal actualiza por Bayes la probabilidad de temporada alta; ese posterior alimenta el valor esperado de cada decisión, y la opción óptima se invierte en un umbral p*. El análisis de sensibilidad muestra cuándo la decisión es frágil y conviene buscar más información.

Teorema de BayesValor esperadoTeoría de la decisiónAnálisis de sensibilidadOptimización
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📈

Crecimiento de seguidores en Instagram

Un creador colombiano frente al techo de audiencia

Compara cuatro modelos (lineal, exponencial, logístico y difusión de Bass) sobre el crecimiento de seguidores, con datos ilustrativos calibrados a valores reales. Muestra cómo, con pocos meses, exponencial y logístico se confunden pero proyectan futuros opuestos contra el techo de audiencia de Colombia.

Funciones exponencialesModelo logísticoDifusión de BassComparación de modelosAnálisis de residuales
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👶

Caída de la natalidad en Colombia

TGF 2014–2024 con tres modelos y proyección a 2050

Compara tres modelos (lineal por tramos, logístico decreciente, logístico con perturbación gaussiana 2021) sobre datos reales del DANE, IBGE y SaluData para Colombia, Brasil y Bogotá. Discute el supuesto de convergencia a 2.1 y el efecto estructural vs temporal de la pandemia.

Funciones logísticasModelaciónAnálisis de residualesComparación de modelosProyección
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🧳

La migración desde nuestra comunidad

San Marcos (Guatemala): personas que migran por año, 2010–2026

Modela el número de personas que migran cada año desde San Marcos contrastando un crecimiento exponencial sin freno con una campana (la derivada de una logística con techo K). Una caída exógena en 2025-2026 por control migratorio aparece como patrón en los residuales. Datos ilustrativos calibrados a fuentes reales (Banguat, CBP/DHS-OHSS, IGM, INE, OIM).

Funciones logísticas y su derivadaModelación con datosAnálisis de residualesComparación de modelos (AICc, LOOCV)Confusores exógenos
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🎡

Movimiento Circular Uniforme

La Luna del Río de Barranquilla vs Rueda de Chicago 1893

Compara dos ruedas panorámicas reales (La Luna del Río de Barranquilla, 2025; Rueda de Chicago 1893) usando funciones trigonométricas, vectores, resistencia del aire y análisis de torque neto. La comparación cuantitativa revela cómo la relación cuadrática de ω domina sobre la lineal de r.

Funciones trigonométricasMCUVectoresResistencia del aireModelación física
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☕

Ley de Enfriamiento de Newton

El café colombiano en 7 pisos térmicos

Compara el enfriamiento de un café en 7 pisos térmicos colombianos usando tres modelos matemáticos, análisis de residuales y datos exportables.

Ecuaciones diferencialesDecaimiento exponencialAjuste de modelosAnálisis de residualesPisos térmicos
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🌡️

Aislamiento Térmico en Paredes

Muros tradicionales vs modernos en 5 climas colombianos

Compara el perfil térmico de muros compuestos reales — adobe en Boyacá, bahareque en el Eje Cafetero, bloque de concreto en la costa — con gradientes por capa, costos energéticos (COP con AC) y el efecto de las capas límite de aire.

Ley de FourierResistencia térmicaConducción de calorEcuaciones diferencialesOptimización
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🌲

De la troza al embalse: Cavalieri aplicado al mundo real

Cubicación forestal del Pacífico colombiano y batimetría del Peñol-Guatapé

Smalian, Huber y Newton-Simpson como reglas de cuadratura que aproximan V = ∫A(x)dx. Compara tres trozas reales (sajo industrial, chanul cilíndrico, tocón basal) con la batimetría del Peñol antes y después de la sedimentación. Descubre por qué la industria forestal usa la fórmula menos exacta — y cuándo deja de justificarse.

Integral definidaSólidos de revoluciónPrincipio de CavalieriCuadratura de Newton-CotesAnálisis de errorModelación aplicada
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🦛

Crecimiento de invasiones biológicas

Los hipopótamos de Escobar y 4 casos históricos comparables

Modelo exponencial, logístico y logístico con cosecha aplicados a 5 invasiones biológicas reales. Analiza la ventana de control de los hipopótamos en el Magdalena Medio comparándola con conejos en Australia, carpas en el Mississippi, estorninos en Norteamérica y cabras en Galápagos.

Ecuaciones diferencialesModelo logísticoBifurcación silla-nodoAnálisis de estabilidadRunge-Kutta 4Selección de modelos (AIC)
Explorar simulación y planeación

Más temas próximamente

Basado en la Guía de Monografía IB — Primera evaluación 2027