modelagem na matemagicalândia - unesp
TRANSCRIPT
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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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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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:
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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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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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G
G: R
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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!
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