modelagem na matemagicalândia - unesp

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ISBN 978-85-89082-23-5 Bolema, Rio Claro – SP, v. 7, n. 8, 1992 Modelagem na Matemagicalândia 1 Maria Salett Biembengut 2 Rodney Carlos Bassanezi 3 Modelagem Matemática, arte utilizada por grandes matemáticos na resolução ou compreensão de situações problemas do mundo real, pode ser utilizada como uma estratégia no Ensino-Aprendizagem de conteúdo matemático. A escolha de problemas ou situações concretas funciona inicialmente como elemento motivador, levando o aluno a incorporar uma gama de conhecimentos, essenciais em sua atuação futura no meio social. Como um exemplo desta proposta, mostramos aqui alguns modelos simples a partir da leitura de uma revista infantil, "Donald na Matemagicalândia". A estória começa com o famoso Tio Patinhas procurando explorar seu sobrinho Donald. Este, desesperado pela dívida impagável oriunda de um empréstimo, é levado pelo "Espírito da Matemática" a conhecer o Mundo da Matemática. Donald, após tal viagem, convence-se da importância desta ciência como instrumento que rege o Universo e acaba descobrindo uma maneira de safar-se da tão "pesada" dívida. Acompanhando as peripécias do desastrado personagem, selecionamos alguns temas para abordar neste trabalho. Nosso objetivo é mostrar que é possível tornar o ensino de Matemática mais suave e até por que não dizer mais gostoso quando o aluno aprende brincando e motivado pelo interesse de resolver os problemas que ele próprio cria. 1 Digitalizado por Carolina Augusta Assumpção Gouveia e Thiago Pedro Pinto, alunos do Programa de Pós- Graduação em Educação Matemática da Universidade Estadual Paulista, campus de Rio Claro. 2 Prof a . do Departamento de Matemática da Universidade Regional de Blumenau. Mestre pelo programa de Mestrado em Educação Matemática - UNESP - Rio Claro. 3 Prof. do Programa de Mestrado em Educação Matemática - UNESP - Rio Claro.

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ISBN 978-85-89082-23-5

Bolema, Rio Claro – SP, v. 7, n. 8, 1992

Modelagem na Matemagicalândia1 Maria Salett Biembengut2

Rodney Carlos Bassanezi3

Modelagem Matemática, arte utilizada por grandes matemáticos na resolução ou

compreensão de situações problemas do mundo real, pode ser utilizada como uma

estratégia no Ensino-Aprendizagem de conteúdo matemático.

A escolha de problemas ou situações concretas funciona inicialmente como

elemento motivador, levando o aluno a incorporar uma gama de conhecimentos,

essenciais em sua atuação futura no meio social.

Como um exemplo desta proposta, mostramos aqui alguns modelos simples a

partir da leitura de uma revista infantil, "Donald na Matemagicalândia".

A estória começa com o famoso Tio Patinhas procurando explorar seu sobrinho

Donald. Este, desesperado pela dívida impagável oriunda de um empréstimo, é levado

pelo "Espírito da Matemática" a conhecer o Mundo da Matemática. Donald, após tal

viagem, convence-se da importância desta ciência como instrumento que rege o

Universo e acaba descobrindo uma maneira de safar-se da tão "pesada" dívida.

Acompanhando as peripécias do desastrado personagem, selecionamos alguns

temas para abordar neste trabalho.

Nosso objetivo é mostrar que é possível tornar o ensino de Matemática mais

suave e até por que não dizer mais gostoso quando o aluno aprende brincando e

motivado pelo interesse de resolver os problemas que ele próprio cria.

1 Digitalizado por Carolina Augusta Assumpção Gouveia e Thiago Pedro Pinto, alunos do Programa de Pós-Graduação em Educação Matemática da Universidade Estadual Paulista, campus de Rio Claro. 2 Profa. do Departamento de Matemática da Universidade Regional de Blumenau. Mestre pelo programa de Mestrado em Educação Matemática - UNESP - Rio Claro. 3 Prof. do Programa de Mestrado em Educação Matemática - UNESP - Rio Claro.

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Bolema, Rio Claro – SP, v. 7, n. 8, 1992

C1 = Co + 0,30 Co = 1,3 Co = dívida no lo mês.

C2 = 0,3C1 + C1 = 1,3 C1 = 1,32 Co

Cn = (l,3)n Co = dívida depois de n meses

Se Donald deve $ 160.073, temos 160:073 = (1,3)t x 30.000 ou

(1,3)t = 5,336 logo t x Log 1,3 = 5,336 ,,

6,382 = 6 meses, 11 dias, 11 horas e 2,4 minutos.

Este é o tempo que passou depois do empréstimo.

Vamos supor agora que, a partir de hoje, Donald pague $ 20.000 ao mês. Se em

seu aniversário ainda estiver devendo $ 370.092, quando será seu aniversário?

Seja Do = 160.073 - 20.000 = 140.073 a dívida atual

D1 = 1,3 D0 = dívida no mês que vem. Se pagar 20.000, fica devendo

D1 = 1,3 D0 - 20.000

D2 = 1,3 D1 = (1,3)2 D0 - 20.000 x 1,3 e

D2 = (1,3)2 - 1,3 x 20.000 - 20.000

D3 = 1,3 D2 = (l,3)3D0 - (1,3)2 x 20.000 - 1,3 x 20.000

= (1,3)3D0-20.000 (1,3)+ 1,32)

D3 = (l,3)3D0 - 20.000 (1 + 1,3 + 1,32) de uma maneira geral

Dn = (l,3)nD0 - 20.000 x 1,3 (1 + 1,3 + 1,32 + ... + l,3n-2)

soma de PG de razão 1,3

Dn    l, 3 D    20.000 x 1,3 1,3 1

1,3 1

= l,3n (140.073 - 66.666,66) + 86.666,66 =

= l,3n x 73.406,34 + 86.666,66

Se D0 = 370.092 = calculamos n:

370.092 = (l,3)n x 73.406,34 + 86.866,66

(l,3)n = 3,861 n     ,,    ,

,   5,15 meses

Logo, o aniversário do Donald será daqui a 5 meses, 4 dias e 12 horas!

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Bolema, Rio Claro – SP, v. 7, n. 8, 1992

Tomando as dimensões internas da base do tanque (2m x 10m) e a espessura de

parede (15 cm), podemos calcular a área ocupada pelo tanque no ranário.

A área útil ocupada pelo

tanque é:

(i) área interna:

2m x 10m = 20 m2

(ii) área das paredes +

2 paredes de 10m x 0,15m => 2x(l,52) = 3m2

2 paredes de 2m x 0,15m => 2 x (0,30m2) = 0,60m2

4 cantos de 15cm x 0,15m => 4 x (0,0225m2) = 0,09m2

O espaço para construção do tanque deve levar em consideração a área ocupada

também pelas paredes:

Área total = área interna + 2 (área da parede maior) + 2 (área da parede menor) +

4 (área do canto).

At = 20 m2 + 3m2 + 0,60m2 + 0,09m2 = 23,69m2,

ou considerando a área do retângulo ABCD:

At = [2m + 2(0,15m)] x [10m + 2(0,15)] = 23,69m2.

Neste ranário temos as dimensões fixadas, mas existem outros objetos ou

construções com esta mesma forma (paredes de uma casa, caixas de madeira.,.).

Nestes casos, embora com formas semelhantes, as dimensões variam. Então,

para facilitarmos, podemos tratar o problema da forma algébrica:

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Com um ponto C podemos dividir

este segmento em duas partes.

O ponto C pode ocupar infinitas

posições, mas existe uma única

posição - posição de ouro - onde este

ponto C divide o segmento de tal for-

ma que

, ou seja,

  

Vamos supor que: med (AB) = x; med (AC) = a; e med (CB) = x-a

Então podemos escrever .

Utilizando a propriedade fundamental da proporção, vem x2 - xa – a2 ;

resolvendo, obtemos √ o número √ ou 1,6180339... é chamado "número

de ouro" e é representado pela letra grega (f)

= 1,6180339..., que é um numero irracional.

O número  é considerado um número especial por ter propriedades

interessantes: a) somando 1 ao numero obtemos o quadrado de :

1 + 1,618...= 1,168... x 1.618... = 2,618...

1 + Ø= Ø2 Ø2- Ø-1=0.

b) quando subtraímos 1 de Ø , obtemos o inverso de Ø:

11

1,618… 11

1,618… 0,618…

0,618… é chamado de “secção áurea”.

Por ser um número irracional (0,61803399...) e, portanto, difícil de ser medido,

os arquitetos fizeram uma aproximação dele, considerando 0,625.

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relação à harmonia do Universo chegou à Lei de Ouro, ao número de ouro, a secção

áurea, ao segmento áureo, etc..., todos relacionados à "divina proporção".

Agora volte ao pentagrama e descubra suas maravilhas áureas.

O triângulo de ouro ou sublime é o triângulo isósceles, cuja base tem o valor do

segmento áureo do lado.

(divisão áurea)

2

2 2 1

Tem-se a equação áurea quando

2 1 1 2 1 tomando

.

Retrato famoso de Isabelle d`Este, por Leonardo da

Vince. Convém notar que alinha dos olhos divide, em

média e extrema razão, a distância do alto da testa à

extremidade do queixo. O mesmo ocorre com a linha

da boca em relação à distância da base do nariz à

extremidade do queixo. Na mulher matemáticamente

bela verifica-se a predominância do número (1,618) Também a distância que vai do queixo até a testa em relação à distância dos

olhos até o mesmo ponto é igual a .

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Bolema, Rio Claro – SP, v. 7, n. 8, 1992

As relações áureas também estão presentes quando analisamos a configuração de

alguns animais e plantas.

A cabeça do zebu, quando vista de perfil, esta inscrita num retângulo de ouro.

Seqüência de Fibonacci - Leonardo de Pisa (1180-1250) - Fibonacci é

considerado o matemático mais original e criativo do mundo cristão medieval. Em seu

livro Liber Abaci (Livro de Ábaco), de 1202, encontra-se o problema que deu origem à

sua famosa seqüência:

"Quantos coelhos teremos num ano, começando com um só casal, se em cada

mês cada casal adulto gera um novo casal, o qual se torna produtivo em dois meses?"

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- a razão de crescimento de termos sucessivos forma uma nova seqüência

que converge para 1,618… (número de ouro).

São 4 os tipos de simetria:

a) Translação - Dados dois pontos A e A', translação e a simetria que manda um

ponto genérico B do plano, no ponto B' = T(B) tal que

o quadrilátero ABB'A seja um paralelogramo.

Translação T: R →R

= amplitude de translação.

O Δ ABC é "paralelo" ao triângulo A’B’C’.

b) Rotação - A figura do piano gira em ponto fixo.

Rotação R: R - R, de centro O e ângulo a é um movimento rígido (transformação) tal

que, para todo ponto P do plano, R(P) é obtido sobre uma circunferência de centro O e

raio OP, deslocado de um angulo a.

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para se ensinar Matemática em cursos regulares de 1º e 2º graus.

Cada um dos temas apresentados pode ser retomado numa análise mais

aprofundada (seria um bom exercício para os professores). Por exemplo, experimente

pesquisar mais sobre o comportamento das abelhas, sobre os segmentos áureos, sobre a

criação das rãs, sobre jogos, sobre a história da Matemática, etc.

O objetivo é mostrar que cada um é capaz de desenvolver seu próprio texto

usando a mesma revistinha - tente!

Não quisemos dar uma "receita" de modelagem, mas simplesmente despertar o

interesse em aplicar este método para ensinar e, mais que isto, ensinar - aprendendo.

"Haverá um dia - talvez este já seja uma realidade - em que as crianças aprenderão

muito mais, e muito mais rapidamente, em contato com o mundo exterior do que no

recinto da escola" (MCLUHAN).

Faça como o Pato Donald, vá em frente, a "Matemagicalândia" o espera, afinal

como dizia LOBACHEVSKY: "Não existe nenhum ramo da Matemática, por mais

abstrato que seja, que não possa um dia ser aplicado a algum fenômeno do mundo real".

Coragem!

Bibli BASSPaulo BASSPaulo BAT1978 MAL MAN TROT1979

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