Dalle cubiche alle curve ellittiche

Laboratorio di matematica e crittografia. Seconda Parte del percorso “Le curve algebriche nella didattica”

Prosegue la Seconda Parte del percorso Le curve algebriche nella didattica. Perché fermarsi alle coniche?, nel segno della continuità tra teoria e laboratorio: dalle cubiche classiche alle curve ellittiche e alle loro applicazioni nella crittografia a chiave pubblica (ECC).

Dopo la Prima Parte (dal piano proiettivo al paradosso di Cramer e Cayley –Bacharach) e le prime due pubblicazioni della Seconda PartePunti semplici e punti singolari e Materiale didattico: Folium & parabole di Newton presentiamo tre nuovi contributi complementari, pensati per una didattica attiva e sostenibile anche in un liceo scientifico.

Temi e sviluppi di questa tappa: Un approccio laboratoriale alla crittografia ellittica: percorso guidato d’aula (Diffie–Hellman, idea di chiave pubblica/privata, perché l’ECDLP è “difficile”). Curve ellittiche e struttura di gruppo: regola tangente–corda, proprietà del gruppo abeliano, ruolo del punto improprio e attività in ambiente GeoGebra. Curve ellittiche su campi finiti: dal continuo al discreto, calcolo dei punti modulo p, insight matematici che motivano l’uso reale di ECC. Perché è utile in classe Collega algebra, geometria, aritmetica modulare e temi di cittadinanza digitale. Favorisce apprendimento per scoperta e uso mirato di GeoGebra. Prefigura il passaggio verso le curve ellittiche come ponte con la crittografia moderna. Documenti allegati

Un approccio laboratoriale alla crittografia ellittica (PDF)
Curve ellittiche e struttura di gruppo (PDF)
Curve ellittiche su campi finiti (PDF)

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La seconda parte del percorso “Le curve algebriche nella didattica. Perché fermarsi alle coniche?” propone un viaggio affascinante tra teoria e laboratorio, dedicato alle curve cubiche, le prime figure a mostrare in modo evidente la ricchezza e la complessità della geometria algebrica.
Dopo aver esplorato, nella prima parte, il passaggio dal piano reale al piano proiettivo e i teoremi di Cramer e Cayley–Bacharach, il lavoro prosegue ora con due strumenti complementari pensati per la didattica:
1. Punti semplici e punti singolari per le curve del terzo ordineUn documento di approfondimento teorico che introduce il concetto di molteplicità di intersezione, di punto doppio e di cuspide, con esempi classici (la cissoide di Diocle e la versiera di Gaetana Agnesi) e una guida all’uso del piano proiettivo complesso.
2. Materiale didattico – Cubiche singolari e non singolari: il Folium di Cartesio e le parabole cubiche di NewtonUn’attività laboratoriale per studenti e docenti, che invita a esplorare le cubiche celebri con GeoGebra e a riscoprire il legame tra equazioni, simmetrie e forme geometriche.Il Folium di Cartesio, con il suo nodo, e le parabole di Newton, con la loro classificazione, diventano occasioni per collegare analisi, algebra e storia della matematica.
L’obiettivo comune dei due materiali è mostrare come le curve di terzo ordine possano diventare un laboratorio di idee: un ponte tra la geometria classica e quella moderna, tra la teoria pura e le applicazioni che — dalle curve ellittiche — arriveranno fino alla crittografia contemporanea.
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1. Punti semplici e punti singolari per le curve del terzo ordineUn documento di approfondimento teorico che introduce il concetto di molteplicità di intersezione, di punto doppio e di cuspide, con esempi classici (la cissoide di Diocle e la versiera di Gaetana Agnesi) e una guida all’uso del piano proiettivo complesso.
2. Materiale didattico – Cubiche singolari e non singolari: il Folium di Cartesio e le parabole cubiche di NewtonUn’attività laboratoriale per studenti e docenti, che invita a esplorare le cubiche celebri con GeoGebra e a riscoprire il legame tra equazioni, simmetrie e forme geometriche.Il Folium di Cartesio, con il suo nodo, e le parabole di Newton, con la loro classificazione, diventano occasioni per collegare analisi, algebra e storia della matematica.
L’obiettivo comune dei due materiali è mostrare come le curve di terzo ordine possano diventare un laboratorio di idee: un ponte tra la geometria classica e quella moderna, tra la teoria pura e le applicazioni che — dalle curve ellittiche — arriveranno fino alla crittografia contemporanea.
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