domingo, 4 de dezembro de 2011

Tales de Mileto Eudoxo de Cnidos

Seminário de áreas e volumes

Tales de Mileto
          Thalès (grego θαλες Thalễs), chamado Tales de Mileto, é o primeiro filósofo ocidental de que se tem notícia. De ascendência fenícia, nasceu em Mileto, antiga colônia grega, na Ásia menor, atual Turquia, por volta de 625 a.C. e faleceu aproximadamente em 547 a.C. - segundo o historiador grego Diógenes Laércio, morreu com 78 anos . Matemático, astrônomo, e grande pensador, Tales de Mileto percorreu o Egito, onde realizou estudos.
          É atribuída a ele a previsão de um eclipse do Sol, no ano de 585 a.C. Também realizou uma façanha incrível: seu talento matemático era tão incomum, que conseguiu estabelecer com precisão a altura das pirâmides apenas medindo-lhes a sua sombra.


Os fatos geométricos cuja descoberta é atribuída a Tales são:
Ø  A demonstração de que os ângulos da base de dois triângulos isósceles são iguais;
Ø  A demonstração do seguinte teorema: se dois triângulos tem dois ângulos e um lado respectivamente iguais, então são iguais;
Ø  A demonstração de que todo diâmetro divide um círculo em duas partes iguais;
Ø  A demonstração de que ao unir-se qualquer ponto de uma circunferência aos extremos de um diâmetro AB obtém-se um triângulo retângulo em C. Provavelmente, para demonstrar este teorema, Tales usou também o fato de que a soma dos ângulos de um triângulo é igual a dois retos;
Ø  Tales chamou a atenção de seus conterrâneos para o fato de que se duas retas se cortam, então os ângulos opostos pelo vértice são iguais.

Eudoxo de Cnidos
- 408 AC em Cnidos (península Resadiye), Ásia Menor (atual Turquia)
- 355 AC em Cnidos, Ásia Menor (atual Turquia)
          Eudoxo fez importantes contribuições para a teoria da proporção, criando uma definição que permitia a comparação de comprimentos irracionais de maneira análoga à multiplicação em cruz hoje existente. Uma das grandes dificuldades da Matemática naquele tempo era o fato de que certos comprimentos não são comparáveis. O método de comparar dois comprimentos x e y procurando um comprimento t tal que x = m.t e y = n.t para m e n inteiros não funcionava para segmentos de comprimentos 1 e 2, como mostrado pelo Teorema de Pitágoras.
          Eudoxo resolveu o problema de comprimentos irracionais no sentido de que agora poderiam ser comparados comprimentos de qualquer natureza, irracionais ou não.
          Outra contribuição de Eudoxo digna de nota foi seu trabalho em integração usando seu método da exaustão. Este trabalho emergiu diretamente de sua teoria de proporções, já que ele agora era capaz de comparar números irracionais. Este trabalho também se baseou em ideias mais antigas de aproximação da área do círculo por polígonos inscritos com um número crescente de lados (Antífon). Eudoxo formalizou a teoria de Antífon, provando rigorosamente os teoremas, anteriormente apresentados por Demócrito:
          O volume de uma pirâmide é um terço do volume do prisma de mesmas base e altura.
          O volume de um cone é um terço do volume do cilindro com mesmas base e altura.
           Arquimedes atribuiu a prova destes teoremas a Eudoxo em seu trabalho Sobre a esfera e o cilindro e naturalmente Arquimedes usou o método de exaustão de Eudoxo para provar um conjunto memorável de teoremas.
          Não podemos deixar de mencionar aqui o trabalho que talvez tenha tornado Eudoxo famoso, acerca de teoria planetária e publicado no livro Sobre velocidades, atualmente perdido. Eudoxo foi grandemente influenciado pela filosofia Pitagórica através de seu mestre Arquitas, criando um sistema planetário inteiramente baseado em esferas (considerada por Pitágoras a forma perfeita).
                    Observando o diagrama abaixo, suponha que tenhamos duas esferas S1 e S2 de mesmo raio, o eixo XY de S1 sendo o diâmetro da esfera S2. Conforme S2 rotaciona sobre o eixo AB, então o eixo XY de S1 rotaciona  com ela. Se as duas esferas rotacionam com velocidades angulares constantes, porém opostas, então o ponto P no equador de S1 descreve um curva com formato de "8". Esta curva recebe o nome de hipopédia.
           Eudoxo usou esta construção e considerou um planeta com sendo o ponto P "passeando" pela curva. Ele introduziu uma terceira esfera que correspondia ao movimento geral do planeta contra o fundo de estrelas, enquanto o movimento da hipopédia reproduzia o movimento retrógrado. Este sistema com três esferas era ainda inserido em uma quarta esfera, que reproduzia o movimento rotatório diário das estrelas.
          Certamente o modelo não representa as verdadeiras trajetórias dos planetas, mesmo com um nível mínimo de precisão. De qualquer modo, talvez seja uma tendência moderna imaginar como Eudoxo desenvolveu uma teoria tão complexa sem testá-la com dados experimentais.
           O método da exaustão tornou-se o modelo grego e do Renascimento nas demonstrações de cálculo de áreas e volumes, era muito rigoroso e pode ser facilmente traduzido numa prova que satisfaça as exigências da análise moderna. Tinha a desvantagem de o resultado, para ser provado, precisar ser conhecido antes.

quarta-feira, 2 de novembro de 2011

Sequências

Observe as figuras abaixo, do lado esquerdo, note que existe uma sequência  entre elas. Assim, a figura que substitui corretamente a interrogação é: 



terça-feira, 4 de outubro de 2011

Como Pode?

Como é que pode? Um homem foi à cidade com R$ 5,00 no bolso, mas retornou à noite com R$ 15,00, tendo descontado um cheque no banco. Ele comprou um chapéu e algumas bananas no mercado. Foi, também, ao oftalmologista. Sabendo que ele era pago por cheque todas as quintas feiras e que os bancos só abrem às terças, quartas e sábados e que o oftalmologista fecha aos sábados e o mercado está fechado nas quartas feiras e quintas feiras, qual o dia em que ele foi à cidade ?



A herança do fazendeiro

Um fazendeiro deixou como herança para seus quatro filhos, um terreno em forma de um quadrado no qual havia mandado plantar 12 árvores. O terreno devia ser dividido em quatro partes geometricamente iguais, contendo cada uma delas o mesmo número de árvores. Como deve ser feita a divisão. Abaixo um esquema de como o terreno se apresenta.

Resposta:
Aqui está como deve ser feita a divisão de acordo com a vontade do fazendeiro.

  

A nota de 100


Um indivíduo entrou numa sapataria e comprou um par de sapatos por R$ 60,00, entregando, em pagamento, uma nota de R$ 100,00.
O sapateiro, que no momento não dispunha de troco, mandou que um de seus funcionários, fosse trocar a nota numa confeitaria próxima. Recebido o dinheiro, deu ao freguês o troco e o par de sapatos que havia sido adquirido.
Momentos depois, surgiu o dono da confeitaria exigindo a devolução de seu dinheiro: a nota era falsa! E o sapateiro viu-se forçado a devolver os R$ 100,00 que havia recebido.
Surge, afinal, a dúvida: qual foi o prejuízo que o sapateiro teve nesse complicado negocio?

Resposta:
A resposta é simples e fácil. Muita gente, porém, ficará embaraçada sem saber como esclarecer a questão.
O prejuízo do sapateiro foi de R$ 40,00 e um par de sapatos.

Desafios

Casamento
Como foi que José Carlos conseguiu casar-se com a irmã de sua viúva ?


Resposta


Primeiro casou-se com a irmã, depois com aquela com que viria a se tornar sua viúva.

sexta-feira, 30 de setembro de 2011

Bonaventura Cavalieri




  CavallieriBonaventura(1598-1647)
    Matemático Italiano. Foi professor da Universidade de Bolonha. Os seus estudos de geometria suscitaram a admiração de Galileu, que lhe chamou "álter Arquimedes".


2.4.1- Os princípios de Cavalieri para cálculos de áreas e volumes

          Bonaventura Cavalieri nasceu em Milão em 1.598. Foi aluno de Galileu e atuou como professor da Universidade de Bolonha de 1.629 até 1.647, ano de sua morte.
          A grande contribuição de Cavalieri à Matemática é a tratada Geometria indivisibilibus de 1.635. Neste tratado é apresentado o seu método dos indivisíveis, cuja motivação direta se encontra nas tentativas de Kepler de achar certas áreas e certos volumes.
          No entanto, é um pouco difícil de descobrir o que ele entendia por “indivisível”. Tudo indica que um indivisível de uma porção plana dada é uma corda dessa porção e o indivisível de um sólido é uma secção desse sólido. Considera-se que uma porção plana seja formada por infinitas cordas paralelas. Então, argumentava Cavalieri, fazendo deslizar cada um dos elementos do conjunto das cordas paralelas de uma porção plana dada ao longo de seu próprio eixo, de modo que as extremidades das cordas ainda descrevam um contorno contínuo, a área da nova porção plana é igual à original, uma vez que ambas são formadas pelas mesmas cordas.
          Um procedimento análogo pode ser aplicado a um sólido, formado por secções planas e paralelas. Que fornecerá um novo sólido com mesmo volume. Uma ilustração deste resultado pode ser demonstrada utilizando duas pilhas de moedas de mesmo formato: a primeira pilha fazendo um cilindro reto e a segunda com suas laterais deformadas:
[Figura 1: sólidos com moedas]
          Obviamente que os volumes serão os mesmos, independentemente da geometria obtida pela deformação na segunda pilha de moedas, uma vez que são utilizadas moedas do mesmo formato e quantidades iguais para cada pilha.
          Esses resultados, ligeiramente generalizados, fornecem os chamados Princípios de Cavalieri, que podem ser enunciados como:
a). Se duas porções planas são tais que toda reta secante a elas e paralela a uma reta dada determina nas porções segmentos de reta cuja razão é constante, então, a razão entre as áreas dessas porções é a mesma constante. E isso nos leva a dizer que as áreas das duas porções são iguais.
b). Se dois sólidos são tais que todo plano secante a eles e paralelo a um plano dado determina nos sólidos secções cuja razão é constante, então a razão entre os volumes desses sólidos é a mesma constante. Em outras palavras: dois sólidos com a mesma altura têm o mesmo se seccionados por um plano paralelo ao plano onde estão assentados, geram áreas iguais.