Cuenta la leyenda que un velero pirata llegó a una remota isla perseguido por galeones
españoles y, en ella, el capitán escondió el botín que llevaba a bordo, fruto de sus abordajes. Desembarcó, con sus secuaces, en una playa desierta donde había una palmera y una roca. Clavó en la playa su espada y, desde ella, caminó en línea recta hasta la palmera. Estando en ella giró $90^\circ$ en sentido contrario de las agujas del reloj y anduvo (siempre en línea recta) la misma distancia anterior, en donde hincó una estaca. Volvió a la posición de la espada y caminó, también en línea recta hasta la roca y, girando $90^\circ$
en el sentido de las agujas del reloj, repitió la misma distancia hasta un punto en donde clavó otra estaca. Buscó el punto medio entre las dos estacas y allí ordenó enterrar el tesoro. De inmediato mandó recoger la espada y las estacas para, así, proteger la situación exacta del tesoro. Volvió al barco con su tripulación y siguió con sus fechorías hasta que pasaron diez años. Entonces volvió a la isla y desenterró el tesoro. ¿Cómo consiguió localizar el tesoro con la ayuda, únicamente, de la situación de la palmera y de la roca, que aún permanecían allí?
pistasolución 1info
Pista. Demuestra que el lugar en que se entierra el tesoro no depende de dónde se pone la espada, luego el pirata sólo tiene que hacer el mismo proceso poniendo la espada donde quiera.
Solución. Podemos poner un sistema de coordenadas de forma que la playa sea el eje $X$, de forma que la espada está colocada en el punto $E=(t,0)$. Supongamos que la palmera está en el punto $P=(x_P,y_P)$ y la roca en $R=(x_R,y_R)$, con $y_P,y_R\gt 0$. Rotando los vectores $\vec{PE}=(t-x_P,-y_P)$ y $\vec{RE}=(t-x_R,-y_R)$ un ángulo recto en sentido antihorario y horario, respectivamente, obtenemos los vectores $\vec{u}=(y_P,t-x_P)$ y $\vec{v}=(-y_R,x_R-t)$. Por tanto, sumados a los puntos $P$ y $R$, obtenemos la localización de las estacas:
\[E_1=P+\vec{u}=(x_P+y_P,y_P-x_P+t),\qquad E_2=R+\vec{v}=(x_R-y_R,x_R+y_R-t).\]
Su punto medio $M$ se calcula fácilmente como la media aritmética de las coordenadas:
\[M=\frac{E_1+E_2}{2}=\left(\frac{x_P+y_P+x_R-y_R}{2},\frac{y_P-x_P+x_R+y_R}{2}\right).\]
Este punto no depende de $t$, la localización de la espada, luego el pirata sólo tiene que repetir el mismo proceso diez años después poniendo la espada en cualquier punto de la costa.