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Edson Samuel Manhoso História da Álgebra (Licenciatura em ensino de Matemática ) Universidade Rovuma Extensão do Niassa 2021 Edson Samuel Manhoso História da Álgebra Trabalho da cadeira de Álgebra Linear 1 a ser entregue e apresentado no Departamento de Ciências Naturais, Tecnologia e Engenharia para fins avaliativos, leccionado por: MSc: Licínio Mirasse Universidade Rovuma Extensão do Niassa 2021 3 Índice 1.Introdução .................................................................................................................................. 4 1.1.Objectivos: .......................................................................................................................... 4 1.1.3.Específicos; .................................................................................................................. 4 1.2.Metodologias: ...................................................................................................................... 4 2.História da Álgebra .................................................................................................................... 5 2.1.A álgebra na antiguidade ..................................................................................................... 5 2.1.2.Álgebra no Egipto ........................................................................................................ 6 2.1.3.A Álgebra na Mesopotâmia .......................................................................................... 7 2.1.4. A álgebra na Grécia ..................................................................................................... 8 2.2.5.A álgebra na China ..................................................................................................... 10 2.2.6.A álgebra na Índia ...................................................................................................... 11 2.2.7.A álgebra na Arábia .................................................................................................... 11 2.2.8.A álgebra na Europa(Ocidental e Oriental) ................................................................ 12 3.Álgebra moderna ...................................................................................................................... 14 3.1.Os números Complexos .................................................................................................... 15 3.1.2.O Teorema Fundamental da Álgebra ......................................................................... 16 3.1.3. Os Quaterniões .......................................................................................................... 16 3.1.4.Grupos e Matrizes ...................................................................................................... 18 3.1.5. Teoria dos Corpos ..................................................................................................... 19 3.1.6.Anéis e Álgebras ........................................................................................................ 20 4.A vida e contribuições de 6 algebristas .................................................................................... 21 4.1.Al-Khowarizmi (Arábia, 780-850) .................................................................................... 21 4.1.2.Viet (França, 1540-1603) ........................................................................................... 22 4.1.3.Cardano (Itália, 1501-1576) ....................................................................................... 23 4.1.4.Bombelli (Itália, 1526-1573) ...................................................................................... 24 4.1.5. Euler (Suíça. 1707-1783) .......................................................................................... 25 4.1.6.Gauss (Alemanha, 1777-1855) ................................................................................... 27 5.Conclusão ................................................................................................................................. 30 6.Referências bibliográficas ........................................................................................................ 30 4 1.Introdução O presente trabalho de pesquisa da cadeira da Álgebra Linear 1, que como o tema história da álgebra, dizer que a álgebra, assim como a matemática em geral, surgiu como consequência das necessidades do homem em saber lidar com o meio para sobreviver, para tal para o desenvolvimento dessas ciências levou muito tempo e participaram vários matemáticos com intuito de criar varias soluções para os problemas algébricos e para chegar a um consenso do que era realmente a álgebra e de como era vista a álgebra para cada matemático, além de participarem apenas matemáticos existiram países e continentes que se interessaram pela ciência, é o caso da Europa ocidental, a china entre outros países, e os outros países que contribuíram para o desenvolvimento da álgebra podemos ver no trabalho e as contribuições de alguns matemáticos, isso tudo com mais desenvolvimento. Em termo de estrutura o trabalho apresenta a seguinte organização: Índice, introdução, desenvolvimento e suas respectivas referencias bibliográficas. 1.1.Objectivos: 1.1.2.Gerais; Conhecer alguns Matemáticos que se desatracam em álgebra 1.1.3.Específicos; Conhecer alguns lugares que contribuíram com a evolução da álgebra; Descrever a história da álgebra antiga; Conhecer a história da álgebra moderna. 1.2.Metodologias: Para concentralização do presente trabalho, usou-se o método de consulta bibliográfica e a pesquisa pela internet. 5 2.História da Álgebra A origem da palavra álgebra. Ela não se sujeita a uma etimologia nítida como, por exemplo, a palavra aritmética, que deriva do grego arithmos (número). Álgebra é uma variante latina da palavra árabe al-jabr (às vezes transliterada al-jebr), usada no título de um livro, Hisab al-jabr w'al-muqabalah, escrito em Bagdá por volta do ano 825 pelo matemático árabe Mohammed ibn-Musa al Khowarizmi (Maomé, filho de Moisés, de Khowarizm). Este trabalho de álgebra é com frequência citado, abreviadamente, como Al-jabr. (Segundo Baumgart 1992) 2.1.A álgebra na antiguidade A álgebra, assim como a matemática em geral, surgiu como consequência das necessidades do homem em saber lidar com o meio para sobreviver. Para melhor se adaptar ao meio no qual vivia o homem da antiguidade foi descobrindo com o passar dos séculos, maneiras de representar as diversas quantidades com as quais estavam envolvidos. Através das semelhanças como: cinco dedos em cada mãos e em cada pés; dois olhos e ouvidos, e diferenças como: uma ovelha e muitas ovelhas; em certas coisas encontradas no nosso quotidiano, o homem foi aos poucos estabelecendo relações entre quantidades semelhantes e/ou diferentes surgindo assim o conceito de número que serviu como base para uma representação simbólica das quantidades da largura + comprimento mãos e comprimento +largura mãos. (segundo, Boyer, 1996) Nestas duas equações que podem ser modernamente escritas como e , observando que nesta época não existiam ainda os sinais de + para a soma e = para a igualdade, podemos perceber que se trata de um sistema de equações lineares e está claro que o uso de partes do corpo relacionadas com uma largura e um comprimento que eram medidos em mãos, ou dedos (uma mão = cinco dedos). Desta forma mãos ou vinte dedos é a largura procurada e mãos ou 30 dedos, o comprimento procurado. Durante aproximadamente um milénio (1700 a.C. a 1700 d. C.) a álgebratratava somente do estudo das equações. Era uma ciência voltada para a descoberta dos diferentes tipos de equações e das formas de se chegar à solução. Teve como principais características a invenção gradual do símbolo para representar a quantidade desconhecida e a descoberta se resoluções gerais para ás equações cúbicas e quânticas. 6 Sendo que durante a maior parte deste período as equações mais estudadas eram as lineares e as quadráticas. (Segundo Baumgart, 1992) o retórico (ou verbal), no qual eram usadas palavras para representar a coisa a ser determinada; o sincopado, onde as palavras foram substituídas por suas abreviações; e por último, o simbólico no qual foram implantados símbolos para representar a quantidade desconhecida. No estágio simbólico a notação sofreu muitas mudanças, pois ainda não tinham (os matemáticos) encontrado uma forma de representação específica para a álgebra, já que existia, a possibilidade desses símbolos serem confundidos com outros já aplicados na geometria. 2.1.2.Álgebra no Egipto Desde muito tempo, aproximadamente 3000 a.C. quando foram construídas as pirâmides, os egípcios sabiam contar e medir com precisão e foram adquirindo um considerável conhecimento matemático aplicado ao dia-a-dia. Influenciados a melhor lidarem com as cheias do rio Nilo, começaram cedo a se interessarem por astronomia para melhor compreenderem o ciclo das águas e se prepararem para a convivência comas cheias. Usavam um sistema primitivo de numeração decimal com símbolos diferentes, da primeira á sexta, para as potências de dez; e usavam a escrita hieroglífica, que eram escritos considerados sagrados, por meio da qual se pode saber muito sobre esta civilização. (Segundo Baumgart 1992), A álgebra surgiu no Egipto quase ao mesmo tempo que a babilónia, mas faltavam a álgebra egípcia os métodos sofisticados da álgebra babilónica, bem como a variedade de equações resolvidas, a julgar pelo papiro Moscou e Papiro Rhind-documentos egípcios que datam de cerca de 1850 a.C. e 1650 a.C., respectivamente, mas repletem métodos matemáticos de um período anterior. Para equações lineares, os egípcios usavam um método matemático de um período anterior. Para equações lineares, os egípcios usavam um método de resolução consistindo em uma estimativa inicial seguida de uma correcção final, um método ao qual os europeus posteriormente deram o nome de umtanto abstruso de regra da falsa posição a álgebra do Egipto, como a babilónia, era retórica. O Papiro Ahmes trata de vários problemas matemáticos dentre os quais alguns são algébricos. Trata-se de expressões algébricas simples, equações lineares do tipo x + , onde são quantidades conhecidas e a quantidade 7 desconhecida. O problema 24, contido no Papiro Ahmes, pede o valor de aha sabendo que aha mais um sétimo de aha é igual a dezanove. A solução de Ahmes não é a dos livros modernos, mas é característica de um método conhecido como método da falsa posição ou regra do falso. Esse método consiste em atribuir um valor, provavelmente falso, para aha, e as operações indicadas à esquerda da igualdade são efetuadas sobre esse número suposto. O resultado é então comparado com o resultado que se pretende e usando proporção chega-se à resposta correta. Na equação dada à quantidade a ser descoberta é aha e os egípcios usavam uma decomposição dos números por frações para chegar à solução. A solução dada por Ahmes é a seguinte: o valor tentado para aha é de modo que aha aha é 8, em vez de 19, como se queria. Como , deve-se multiplicar por 8 para obter a resposta. Ahmes achou 16 + 1/2 + 1/8, então conferiu a resposta mostrando que se a somarmos (que é de fato, obteremos. Neste exemplo já se usava a prova saber se o valor encontrado estava correto, o que já era uma evolução para a matemática da época. O Papiro de Moscou tem 25 problemas matemáticos quase todos da vida prática, excepto os problemas 10 e 14. O problema 10 apresenta uma questão que pede a área do que parece ser um cesto com um diâmetro . Para encontrar a solução o escriba procede como se usasse o equivalente da fórmula – onde obtendo como resposta 32 unidades. O problema 14 questiona; qual o volume de um troco de pirâmide quadrada com altura de seis unidades, se as arestas das bases superior e inferior medem 2 e 4 unidades. A solução é encontrada usando-se o equivalente a fórmula moderna 2 2 , onde h é a altura e a, b são os lados das bases quadradas, encontrando 56 como resposta. A álgebra egípcia era retórica e não teve uma evolução significativa devido ao sistema de numeração que era muito primitivo impossibilitando uma possível sofisticação rumo a novos métodos de solução e extensão a outros tipos de equações. 2.1.3.A Álgebra na Mesopotâmia Assim como no Egipto, pelo final do quarto milénio antes da era cristã, também no vale mesopotâmico havia por essa época uma civilização de alto nível. Ali, os sumérios construíram casas e templos decorados com cerâmica, e mosaicos artísticos com desenhos geométricos e os grandes governantes realizaram vastas obras públicas como 8 um sistema para irrigar a terra e controlar as inundações. As civilizações antigas da Mesopotâmia são frequentemente chamadas de babilónicas devido a uma convenção do uso informal do nome babilónica para a região entre os rios Tigre e Eufrates, durante um período de cerca de 2000 anos que se estendeu até aproximadamente 600 a.C. quando em 538 a.C. a Babilónia, cidade capital do Império Babilónico, foi dominada por Ciro da Pérsia terminando assim o império, no entanto, a cidade foi poupada. Os babilónicos usavam um sistema de numeração sexagesimal. Usavam a escrita cuneiforme, que eram marcas em forma de cunhas feitas com estilete sobre tabletas de barro mole que eram cozidas em fornos ou ao calor do sol. Foram encontradas muitas destas tabuletas que tratam de problemas algébricos. A álgebra babilónica, assim como a egípcia, também era retórica, porém, os babilónicos detinham um maior conhecimento algébrico que os egípcios, pois, nos registos cuneiformes foram encontradas além das equações lineares, outras como as quadráticas dos tipos: 2 2 ; e as cúbicas dos tipos: 3 2 3 2 A álgebra babilónica tinha atingido um bom nível de abstracção pois as equações do tipo 4 2 8 4 eram reconhecidas como sendo apenas equações quadráticas disfarçadas, isto é, quadráticas em 2 4 Os babilónios também sabiam resolver sistemas por substituição, mas frequentemente preferiam usar seu método paramétrico. Do mesmo modo que no Egipto, o sistema de numeração primitivo babilónico não permitiu que eles evoluíssem mais no estudo da álgebra tanto que para poderem se estender aos resultados egípcios e babilónicos os matemáticos europeus tiveram que recorrer a notação indo-arábica de numeração. 2.1.4. A álgebra na Grécia As actividades intelectuais das civilizações egípcias e mesopotâmicas tinham perdido sua inspiração bem antes da era cristã, dando vez a novas e vigorosas culturas que estavam surgindo ao longo de todo o litoral mediterrâneo. Dentre elas a civilização grega. A história grega pode ser recuada até o segundo milénio a.C. quando, como invasores analfabetos vindos do norte, os povos que formaram essa civilização, abriram caminho até o mar. Não trouxeram tradição matemática ou literária consigo; no entanto, tiveram desejo ansioso de aprender, e não demoraram a melhorar o que lhes ensinavam. 9 Por exemplo, tomaram, talvez de fenícios, um alfabeto existente, constituído só por consoantes, e lhe acrescentaram as vogais, conforme destaca( segundo, Boyer, 1996) Através das rotas mercantis os gregos tiveram acesso às culturas egípciae babilónica. Entraram em contacto com a matemática dessas civilizações; mas não estavam dispostos a apenas receber as antigas tradições. Os gregos usavam um alfabeto composto por vinte e sete letras que representavam os números: nove para os inteiros menores do que dez, nove para os múltiplos de dez menores do que cem e nove para os múltiplos de cem menores do que mil. A álgebra grega foi formulada pelos pitagóricos (sociedade secreta que estudava matemática e filosofia liderada por Pitágoras de Samos, 569 a.C. a 475 a.C., aproximadamente) e por Euclides de Alexandria (325 a.C a 265 a.C., aproximadamente). Era uma álgebra geométrica, já que os gregos, em especial Euclides, eram grandes geómetras e não conheciam os números racionais e só sabiam lidar com os números inteiros, assim o número representado por raiz quadrada de 2 não podia ser compreendido pelos gregos. Os velhos problemas em que dados a soma e o produto de dois lados de um rectângulo se pediam as dimensões tinham de ser tratados de um modo diferente dos de até então usados. Uma álgebra geométrica tomara o lugar da antiga álgebra aritmética e nessa nova álgebra não podia haver somas de segmentos com áreas ou de áreas com volumes. Assim, para 2 2 2 os gregos representavam da seguinte forma: Usando figuras geométricas os gregos puderam demonstrar as soluções para diversos tipos de equações bem como deduziram fórmulas que poderiam ser aplicadas a qualquer 2 2 10 exemplo do mesmo tipo. Para representar a Lei Distributiva a era feito como se segue: O rectângulo sobre a e a soma dos segmentos b, c, d é igual à soma dos rectângulos sobre a e cada um dos segmentos b, c, d tomados separadamente. a matemática grega deu uma parada brusca devido à ocupação romana. Devido ao estilo da álgebra geométrica, esta não poderia sobreviver somente na tradição escrita, era necessário um meio de comunicação vivo, oral o que não foi possível visto que as escolas de instrução directa não sobreviveram ao domínio romano. 2.2.5.A álgebra na China A civilização da China é mais antiga do que a da Grécia, porém, não mais antiga do que as do Egipto e Mesopotâmia. Foi uma civilização que pouco contribuiu para o desenvolvimento da matemática. Ao contrário dos gregos, os chineses não se interessaram em ampliar os conhecimentos vindos de outras culturas. Os chineses repetiam os velhos hábitos dos babilónios de reunir colecções de problemas do mesmo tipo e usavam o método da falsa posição dos egípcios. Os problemas matemáticos criados pelos chineses muitas vezes parecem mais bonitos do que práticos, e, no entanto a civilização chinesa foi responsável por um número surpreendente de inovações tecnológicas como a impressão e a pólvora (século VIII); o papel e a bússola (século IX) que surgiram mais cedo na China do que em outros lugares. A álgebra chinesa apresenta equações que vão até as de grau quatorze e um método de transformação que usa aproximações decimais para encontrar a raiz (aproximada). Esse método se chama fan-fa cujos elementos podem ter surgido muito antes do século III na China, mas que tem o nome de Horner, que viveu meio milénio depois. Para resolver a equação 2 – , por exemplo, Chu Shih-Cheih (matemático que viveu de 1280 a 1303) primeiro obteve como aproximação (uma raiz cai 11 entre depois usou o método de Horner, nesse caso a transformação – para obter a equação 2 – (com uma raiz entre ) deu então a raíz dessa como, aproximadamente, daí o valor correspondente de Apesar de os chineses terem desenvolvido muitos tipos de equações, a aplicação dessas para a vida prática não estava definida e por isso não houve uma contribuição significante para a álgebra por parte dessa civilização. 2.2.6.A álgebra na Índia A civilização indiana também é mais antiga do que a civilização grega, no entanto, assim como os chineses, num primeiro momento não tiveram empenho em aprender e melhorar a matemática de outras civilizações. Assim como os egípcios os indianos usavam cordas para fazer medições e tinham noções geométricas primitivas adquiridas com o traçado de templos e medida e construção de altares. A álgebra da Índia era voltada para o estudo de equações indeterminadas. Era uma álgebra sincopada e os seus maiores colaboradores foram Bhamagupta (viveu em 628) e Bháskara (1114 a 1185). O primeiro encontrou soluções gerais de equações quadráticas, inclusive duas raízes mesmo quando uma é negativa; aparentemente foi o primeiro a dar uma solução geral da equação Diofantina (Diofante foi um matemático grego que viveu entre 250 e 350) , onde a, b e c são inteiros. O segundo, Bháskara, o mais importante matemático do século XII, preencheu algumas lacunas na obra de Bhamagupta, por exemplo, dando uma solução geral da equação 2 2 proposta por Bhamagupta. Foi uma infelicidade o fato de os matemáticos indianos terem se apaixonado por análise indeterminada em particular, pois esse tema não serviu de base para a matemática moderna e dessa forma a Índia ficou de fora no que diz respeito a contribuições significativas para a álgebra. 2.2.7.A álgebra na Arábia A civilização árabe, ou islâmica, sob a influência do profeta Maomé expandiu seus domínios territoriais a partir de 632 conquistando Damasco, Jerusalém, grande parte do 12 vale mesopotâmico, Alexandria e etc. Os conquistadores não sabiam ler e escrever e a princípio não se interessaram pela cultura dos seus dominados. Somente a partir de 750 os árabes começaram a absorverem os conhecimentos alheios e em mais ou menos 775, traduziram o Surya Siddhanta (obra indiana do século V) para o árabe. Os árabes foram tomando gosto por traduções, foram conquistados pelo saber dos seus dominados, e logo traduziram muitas outras obras, em especial as gregas, para o árabe. Fundaram a Casa da Sabedoria em Bagdá onde reuniram estudiosos da Síria e Mesopotâmea, além de estudiosos árabes. Dentre os mestres havia um matemático árabe, Mohammed ibu-Musa Al-Khowrizmi, que fez importantes contribuições para o desenvolvimento da matamática. Na álgebra, Al-Khowrizmi uniu a geometria grega com a aritmética resultando numa álgebra geométrica mais compreensível que a dos gregos por ser mais elementar; classificou equações em seis tipos, todas relacionadas com raízes, quadrados e números: 1 - quadrados iguais a raízes 2 2 - quadrados iguais a um número [ 2 3 - raízes iguais a um número 4 - quadrados e raízes iguais a um número 2 5 - quadrados e número iguais a raízes [ 2 6 - raízes e número iguais a quadrados 2 Os árabes contribuíram para as civilizações modernas com os algarismos que usamos actualmente que foi uma contribuição fundamental para o desenvolvimento da matemática em geral. 2.2.8.A álgebra na Europa(Ocidental e Oriental) Durante a Idade Média a história da matemática concentrou-se na Europa. Foi lá que essa ciência teve seu mais notável desenvolvimento. Primeiramente na sua parte oriental, islâmica, Império Bizantino, com centro em Constantinopla, onde a língua oficial era a grega; e depois na sua parte Ocidental, Império Romano, que não tinha um centro único e nem uma única língua, mas o latim era a língua falada pelos estudiosos da época. 13 A matemática bizantina era uma espécie de acção conservadora, destinada a preservar o legado da antiguidade até que o Ocidente estivesse pronto para ir adiante. Até que, como no século IX na Arábia, os europeus latinos superaram a barreira com acultura árabe no século XII. Aprenderam à língua árabe e traduziram as principais obras matemáticas da época: obras de Euclides, como os Elementos, que tinham sido traduzidas para o árabe e Al-jabr Wa’l Mugabalah, de Al-Khowarizm. A época foi de transição de um ponto de vista antigo para um mais novo. Pelo final do século XII foram fundadas muitas das universidades famosas como Bolonha, Oxford e Cambridge. Dessa forma, o século XIII apresentou um grandioso progresso matemático com relação ao século que o precede, na Idade Média, os progressos até então alcançados. Tanto que a Europa Ocidental veio a rivalizar com outras civilizações no nível de suas realizações matemáticas. O progresso matemático não foi contínuo em nenhuma parte do mundo e também não o foi na Europa Ocidental que no século XIV enfrentou a pior peste que já assolou a Europa, a Peste Negra. Nesta época a Inglaterra e a França tinham assumido a liderança na matemática, porém, além da Peste Negra, foram devastadas pela Guerra dos Cem Anos e pela Guerra das Rosas, daí o declínio da cultura europeia que só voltaria a evoluir no século seguinte. A álgebra entrou na Europa através do livro Al-jabr Wa’l Mugabalah de al-Khowarizmi que foi traduzido para o latim por Robert de Chester, em 1140. Vale lembrar que na tradução de Chester à palavra al-jabr aparece como algebrae que mais tarde se tornou tal como é hoje, álgebra. Devido a influência de Al-Khowarizmi a álgebra europeia apresentava uma mistura de geometria com aritmética, mas aos poucos foi deixando de ser tão elementar quanto a álgebra árabe. O estudo dessa “nova” (nova na Europa) ciência se espalhou pela Europa e logo alguns países se destacaram ao apresentarem novidades rumo a modernidade. A contribuição algébrica mais significante veio da Itália. Em 1545 Girolamo Cardano, ou Cardan (1501-1575) publicou na sua obra Ars Magna, a resolução das equações cúbicas e quárticas com acolaboração de Nicolo Tartáglia (cerca de 1500-1557) para as equações cúbicas e de Ludovico Ferrari (1522- 1565), sendo os três italianos, para as equações quárticas. Para a equação cúbica 3 (o cubo e seis vezes o lado igual a vinte) Cardano achou como uma das raízes do seguinte modo. 14 Essas descobertas representaram muito para a evolução da álgebra, pois serviram de impulso para pesquisas e novos estudos rumo a uma maior generalização. Foi um alicerce tão importante para o progresso da matemática, como um todo, que o ano de 1545 é tido como marco inicial da matemática moderna. A álgebra deixara de ser tão elementar e a partir de agora os algebristas estavam preparados para ir adiante rumo novas descobertas. O conjunto dessas novas descobertas proporcionou a modernização da álgebra. 3.Álgebra moderna Segundo os resultados publicados pelo Cardano na sua Ars Magna impulsionaram a pesquisa em álgebra e quando surgia algum entrave para a sua evolução, algum matemático, mesmo que levasse anos de estudo, apresentava uma saída para se seguir em frente e dessa forma à álgebra foi se tornando cada vez mais complexa. A Europa serviu como berço para tal evolução e agora os países se revezavam com as suas contribuições. Embora nem sempre as fórmulas de resolução para equações representem uma ferramenta para a vida prática, elas abrem novos horizontes para os estudiosos e dessa forma podem ser à base de grandes descobertas. Outro factor muito importante para a abstracção da álgebra foi à evolução da notação, nesse aspecto destacam-se François Viét (ou Vieta, em latim) que usou uma vogal para representar a quantidade a ser determinada, e uma consoante para representar as quantidades, grandezas ou números supostos ou conhecidos. Mas foi um outro matemático francês que primeiro usou os símbolos que usamos actualmente, René Descartes (1596-1650). Ele usou as letras iniciais do alfabeto para representar as quantidades conhecidas, e as letras do final do alfabeto para as desconhecidas, bem como os expoentes para as incógnitas ( 2 3) com a diferença de que Descartes não via x 2 e x 3 apenas como área e cubo, como faziam os gregos antigos, ele também os interpretava como segmentos o que tornou sua álgebra bem mais flexível e contribuiu para a convenção da simbologia em álgebra. Actualmente na álgebra podemos encontrar os números Complexos o Teorema Fundamental da Álgebra os Quaterniões Grupos e Matrizes Teoria dos Corpos Anéis e Álgebras, vamos ver com mais profundidade abaixo: 15 3.1.Os números Complexos Segundo Milies até meados do século XVI os matemáticos não aceitavam e nem sabiam lidar com raízes quadradas de números negativos. Cardano já tinha se deparado com tal tipo de questão ao aplicar a sua fórmula para ás cúbicas na equação 3 que dava 3 mesmo sabendo que x = 4 era raiz, Cardano não conseguia entender como sua fórmula seria válida nesta situação. Classificou as raízes quadradas de números negativos como “sofisticas” e não conseguiu encontrar a saída para a solução. No ano de 1572, Rafael Bombelli (cerca de 1526 – 1573), matemático italiano e admirador de Cardano, apresentou uma proposta para a solução do problema de Cardano: como x = 4 é raiz da equação. Bombelli supôs que exista uma expressão do tipo a + − b que possa ser considerada como raiz cúbica de 2 + − 121 , ou seja, 3 . Para calcular essa raiz ele assumiu que a raiz cúbica de 2 - − 121 seja da forma a - − b . Somando-se com a - − b = 4 obteve a = 2. Com esse resultado achou b = 1, pois 3 . Milies:17 Felizmente as partes + − b e - − b se anulam, mas como podemos anular o que não existe? Visto que a compreensão de raiz quadrada de número negativo não existia, por parte dos matemáticos da época. Apesar de aceitar somente os números reais, era necessário levar em consideração esses números fictícios para poderem seguir adiante toda vez que ocorresse uma situação como esta, e Bombelli mostrara uma saída. O método de Bombelli só se aplica a uma equação quando já se conhece uma das raízes e, portanto não pode ser considerado como uma fórmula geral. A importância desse método esta em explicar como se pode obter a solução de uma equação apesar de surgir pelo caminho raiz quadrada de número negativo. Seu raciocínio mostrou o papel importante que os números imaginários iriam desempenhar no futuro. Em 1833, William Rowan Hamilton (1805-1865), matemático e físico irlandês, deu a fundamentação definitiva dos números complexos como sendo pares ordenados de números reais tal como é apresentada actualmente. Hamilton observou à expressão e percebeu que não é uma soma genuína, do mesmo tipo que , pois bi não pode ser adicionado com a. Assim 16 percebeu que escrever um número complexo da forma não é mais do que dar o par ordenado de números reais (a, b). Dessa forma Hamilton introduziu uma álgebra formal de pares de números complexos cujas regras e combinação são precisamente as que usamos hoje e definiu a soma e o produto de pares ordenados da seguinte forma: – – (Segundo, Boyer (1996), Hamilton interpretava seus pares ordenados como sendo vectores e o produto de dois desses pares como rotação. E tentou estender a sua ideia a três dimensões não o conseguindo devido à multiplicação de n-uplas, para n maior que dois que ele não conseguiu formular. 3.1.2.O Teorema Fundamental da Álgebra Resolver problemas por radicais se tornou o centro de estudo da álgebra depois do livro L-Álgebra de Bombelli e agora os matemáticos se questionavam quanto a solução de equações de grau superior como as de grau maior do que quatro. Provar que uma equação de grau n tem exactamente n raízes parecia uma consequência da extensão dos resultadosaté aqui obtidos para as equações já estudadas. Muitas foram às tentativas de resolver tal questão: em 1702, Gottfied Wilhem Leibniz (1646 – 1716), matemático alemão que foi um dos criadores do Cálculo, mostrou que não era possível fazer tal factoração, mas Nicholaus Bernoulli (1687 – 1759) o corrigiu em 1719 mostrando que Leibniz havia cometido um erro na sua demonstração; Em 1742, Leonard Euler (1707 – 1783), matemático suíço, observou que se um polinómio com coeficientes reais tem uma raiz complexa a + b − 1 também tem a conjugada – e que o produto – – é uma expressão quadrática com coeficientes reais. A partir dessa observação a questão da factoração ficou reduzida a provar a existência de raízes. Este resultado é hoje conhecido como “O Teorema Fundamental da Álgebra”: Muitos matemáticos tentaram provar esse teorema, mas nem mesmo o próprio Euler o conseguiu até que em 1799, Carl Friederich Gauss (1777 – 1855), matemático alemão, o conseguiu na sua tese de Doutorado. 3.1.3. Os Quaterniões 17 Todo polinómio com coeficientes reais admite pelo menos uma raiz complexa Após a formulação definitiva dos números complexos, Hamilton (1805-1865), matemático Irlandês, queria compreender como poderia ser feita a seguinte multiplicação: de forma que os termos desse produto também fosse um terno. Esperava que o comprimento do produto de vectores fosse igual ao produto dos comprimentos e para tal considerou i = j = -1, mas a dificuldade estava em determinar ij e ji. Certo dia enquanto caminhava ao lado de sua esposa veio a revelação: era necessária a introdução de um quarto termo de forma que que contém a solução do problema. Partindo dessa fórmula, Hamilton deduziu que: Uma vez definido o produto Hamilton definiu o conjugado como sendo o quaternião: . Para o módulo ele usou a seguinte definição: Das definições resulta que dados dois quaterniões α e β, tem-se: Com a multiplicação definida, o conjunto dos quaterniões constitui o primeiro exemplo de anel não comutativo com divisão, embora esse conceito ainda não estivesse em uso. Dessa forma, dados dois quaterniões quaisquer, a soma e o produto são também quaterniões. Essa descoberta teve um papel decisivo no desenvolvimento da álgebra. Em especial para a abstracção que estava em crescimento. Hamilton mostrou pela primeira vez um exemplo de álgebra não comutativa e a possibilidade de estender o conjunto das álgebras conhecidas. Em 1853 Hamilton introduziu os biquaterniões que nada mais são do que quaterniões com coeficientes complexos e constituem assim uma álgebra de dimensão oito. Ainda no mesmo artigo que fala dos biquaterniões uma nova generalização se inicia e em 1848 é apresentado a Royal Irish Academy os Números Híper complexos como o conjunto de todos os símbolos da forma: x 1 e 1 + x 2 e 2 + ... + x n en, onde x 1 , x 2 , x n são números reais, e 18 eventualmente, complexos e 1, 2, .. n são símbolos, chamados de unidades do sistema que apresenta as mesmas propriedades dos quatérnios para a soma e o produto. 3.1.4.Grupos e Matrizes Nos anos seguintes dois novos exemplos de estruturas algébricas, de grande importância foram introduzidos por Athur Cayley: o conceito de grupo e de matriz. Cayley tinha uma grande habilidade para as formulações abstractas: sabia enxergar uma generalização por traz de um exemplo particular e isto lhe permitiu ser o primeiro a dar o conceito de grupo abstracto. O primeiro matemático que usou o termo grupo foi Evariste Galois (1811 – 1832), um francês. O estudo das permutações estava em alta na época e muitos matemáticos estavam envolvidos com o estudo desse tema. Para definir a noção de grupo abstracto, Cayley usou uma notação multiplicativa e, para explicar o fato de num grupo uma só operação está definida, ele observou que no seu conjunto os símbolos + e 0 não têm nenhum significado. Para introduzir a adição ele denotou os elementos do grupo por letras gregas α , β, e considerou combinações lineares do tipo aα +bβ + .. que tratou como elementos de um sistemas híper complexo. Definiu a soma de quaisquer dois elementos desse tipo somando coeficiente a coeficiente e a multiplicação distributivamente, a partir do produto de elementos do grupo. Pouco tempo depois, em 1855, Cayley introduziu o conceito de matriz. Partindo do estudo de determinantes ou como uma forma conveniente de expressar as equações: 1 1 Segundo Milies o estudo de determinantes estava em uso desde muito tempo, introduzidos em conexão com a resolução de sistemas lineares. È interessante observar que na actualidade ocorre o contrário: o conceito de matriz é estudado como pré- requisito para os determinantes, que por sua vez são pré-requisitos para os sistemas lineares. Como Cayley estava interessado nas transformações lineares, a composição das matrizes lhe sugeriu a definição de produto de matrizes e consequentemente, a inversa de uma matriz. Em 1858, Cayley introduziu o conceito de soma de matrizes e de produto por escalares. 19 Aqui novamente a visão de Cayley lhe permitiu ver um novo sistema algébrico semelhante aos que vinham sendo observados: o fato de as matrizes se comportarem como quantidades, pois elas podem ser somadas, multiplicadas ou compostas. Cayley observou aí uma clara relação com os quaterniões; notou que se M e N são duas matrizes de ordem 2x2 que verificam M2 = N2 = - 1 e MN = - NM então, L = MN, tem- se que as matrizes L, M e N satisfazem um sistema de relações precisamente similar aquele da teoria dos quaterniões. Daí a demonstração actual de que M2(C), o anel das matrizes de ordem 2x2 com coeficientes complexos é isomorfo ao anel dos quaterniões nos números complexos, de Hamilton. Neste momento resulta, por fim, que as matrizes também são sistemas híper complexos. 3.1.5. Teoria dos Corpos O conceito de corpo como sendo um conjunto fechado para as operações de soma e multiplicação onde existem oposto e inverso de qualquer elemento (com exceção do inverso do zero), bem como o conceito de corpo gerado por n números complexos α 1,..., α n, como o conjunto de todos os números que podem ser obtidos por soma, subtracção, multiplicação e divisão ( excepto a divisão por zero) já aparecem no trabalho de Galois sobre resolução de equações polinomiais. Essencialmente Galois usou as ideias de Gauss de considerar congruências módulo um número primo p e construiu o corpo dos inteiros módulo p denotado por Z p. Depois considerou o anel de polinómios com coeficientes em Z p e tomou congruências módulo um polinómio irredutível f. A partir daí pode -se mostrar que se f tem grau n, então o conjunto das classes dos restos assim construído é um corpo finito com elementos. Assim, Galois construiu os corpos que hoje são conhecidos como Corpos de Galois e são denotados por GF(p n ). Tempos depois E. H. Moore (1862 – 1932), matemático inglês, provou, em 1903, que todos os corpos finitos de mesma ordem são isomorfos entre si e, portanto, são isomorfos aos corpos de Galois dessa ordem. Uma outra linha de pesquisa que contribuiu para a Teoria dos Corpos foi a Teoria dos Números de Gauss a qual estudou os resíduos quadráticos, ou seja, dado um número primo p e um número inteiro a que não é múltiplo de p, um inteiro x diz-se um resíduo quadrático de a, em relação a p se x2 ≡ a (mod p). Anos mais tarde Gauss considerou também resíduos cúbicos e biquadraticas. A Teoria dos Números de Gauss foi o primeiro passo rumo a uma área de 20 grande importância na álgebra actual: a Teoria dos Números Algébricos. Esta teoria foi desenvolvida a partir dos esforços de inúmeros matemáticos para provar o Teorema de Fermat quediz: numa equação da forma tem solução inteira para n > 2. Com estas definições prova-se que os números algébricos formam um corpo, os inteiros algébricos formam um domínio de integridade e que se um inteiro algébrico é um número racional, então é um inteiro ordinário. Neste contexto Dedekind deu a primeira definição formal de corpo e de anel. 3.1.6.Anéis e Álgebras Desde o começo os sistemas híper complexos, hoje chamados de álgebras lineares associativas, eram definidos a partir de elementos básicos, definindo a soma da forma natural e o produto distributivamente, a partir da multiplicação de elementos da base. Em 1903 Leonard Eugene Dickson (1874 – 1954), matemático americano, deu a primeira definição abstracta de álgebra. Deu duas definições de álgebras lineares associativas: a primeira é a álgebra já conhecida, em termos de elementos básicos constantes estruturais com a novidade de impor certas condições as constantes estruturais, os postulados do sistema, e mostra que estas condições são independentes entre si e que nenhuma delas é congruência lógica das restantes; sua segunda definição se aproxima bastante da forma actual, apesar do uso de coordenadas. Ele considerou um sistema de elementos da forma A = (a 1 , a ,..., ) onde os coeficientes ai, que ele chamou de coordenadas do elemento, pertencem a um dado corpo F. Definiu a soma componente a componente e fez a seguinte observação: dados dois elementos A e B sempre existe um outro elemento D tal que . Depois ele provou as seguintes características: para quaisquer dois elementos A e B do sistema A∙B é outro elemento do sistema cujas coordenadas são funções bi lineares das coordenadas A e B com coeficientes em F; (A∙B) ∙C = A∙ (B∙C), se A∙B, B∙C, (A∙B)∙C, A∙(B∙C) pertencem ao sistema; existe no sistema um elemento I tal que A∙I = A para todo elemento do sistema; existe no sistema pelo menos um elemento A tal que A∙Z ≠ 0 para qualquer elemento Z ≠ 0. 21 Finalmente, em 1923, Dickson deu a definição definitiva puramente abstracta, livre de coordenadas, que é a álgebra actual. Quanto ao conceito de anel, Dedekind e Leopold Kronecker (1823 – 1891), já trabalhavam com esse conceito nos seus estudos sobre teoria dos números algébricos, embora o termo usado fosse ordem. Quem introduziu o termo anel foi um matemático nascido na Prússia Oriental, David Hilbert (1862 – 1943) ainda no contexto dos números algébricos. A definição abstracta, com toda a sua generalização foi dada em 1914 por Adolf Abraham H. Fraenkel (1891 – 1965) matemático alemão. O objectivo de Fraenkel era dar uma teoria abstracta e compreensiva da Teoria dos Anéis, no entanto, esta tarefa não pode ser desenvolvida na época. A álgebra se tornara uma ciência de alto grau de abstracção. Agora é possível fazer cálculos em dimensões superiores a dois, lidar com estruturas inimagináveis pelos nossos antepassados. Muitos foram os matemáticos que contribuíram para esse tão elevado nível de desenvolvimento algébrico, e o capítulo seguinte é dedicado a alguns deles. 4.A vida e contribuições de 6 algebristas 4.1.Al-Khowarizmi (Arábia, 780-850) Abu Abdullah Mohammed ben Musa Al-Khowarizmi nasceu em torno de 780 da era cristã em Khowarizmi, região sul do Mar Aral, na parte Perça ocupada pelos árabes (atualmente parte do Uzbequistão). Quando criança mudou-se com seus pais para um lugar ao sul de Bagdá. Na época do califa al-Mamum (809 – 833) trabalhou na Casa da Sabedoria, onde estavam reunidos estudiosos da Síria e Mesopotâmia, bem como estavam reunidas grandes obras científicas da Antiguidade. Escreveu sobre aritmética, álgebra, astronomia, geografia e sobre o calendário. È possível que também tenha escrito sobre o astrolábio e sobre relógios de sol, no entanto, pouco da sua obra chegou aos nossos dias Na aritmética, Al-Khowarizmi escreveu um pequeno tratado que se perdeu, mas antes de se perder, foi traduzido para o espanhol. No texto ele introduziu os nove símbolos indianos para representar os algarismos e um círculo para representar o zero. 22 Depois explicou como escrever um número no sistema decimal usando os dez símbolos. Descreveu as operações de cálculo (adição, subtracção, multiplicação e divisão) segundo o método indiano e explicou a extracção da raiz quadrada. Em 830 aproximadamente, época das traduções das ciências gregas, hindus, percas e etc para a língua árabe, Al-Khowarizmi publicou sua álgebra, intitulada aljaber Wa’l Mugabalah (ciência da restauração e equilíbrio), que é composto de seis capítulos breves onde cada um destes trata de um tipo específico de equação quadrática que ele classificara em seis tipos. Por ser o primeiro a escrever sobre álgebra e pelo modo simples e claro de explicar seus conteúdos ele é considerado o Pai da Álgebra. As suas contribuições não param por aí, traduções do seu nome levaram à palavra algorismo ou algoritmo; a palavra usada por ele para a incógnita, deu origem ao x da álgebra moderna; al-jaber deu origem á palavra álgebra. Também deve a ele a introdução do calculo hindu no mundo islâmico, que depois pôde ser aprofundado e ampliado por outros matemáticos árabes que o seguiram. Al-Khowarizmi morreu em 846 aproximadamente. Pouco se sabe sobre a sua vida, mas o que sabemos já é o bastante para que ele seja considerado uma das maiores capacidades científicas do islã. 4.1.2.Viet (França, 1540-1603) François Viét ou Franciscus Vieta, em latim, nasceu na França, em 1540. Formou-se em direito, mas estudava matemática nas horas vagas. Tornou-se membro do Parlamento da Bretanha e depois se tornou membro do Conselho do Rei, servindo durante os reinados de Henrique III e Henrique IV. Durante o reinado de Henrique IV a França estava em guerra com a Espanha e Viét decifrou as mensagens em código, usadas pelo inimigo. Tratava-se de um sistema de caracteres secretos que envolvia cerca de 600 desses símbolos que eram periodicamente mudados. Nessa época a álgebra estava resumida a um receituário para resolver equações numa incógnita ou sistemas de duas equações e duas incógnitas, os nossos sistemas de equações lineares, derivadas de problemas comercial ou geométrico. Ao contrário da 23 Geometria, a álgebra não dispunha de uma forma universal de representação. Existia uma mistura entre simbolismo e sincoparão que não ajudavam no entendimento geral desse ramo da matemática. Ele deu um passo profundo seguindo rumo à convenção dos símbolos ao usar uma vogal maiúscula para representar à incógnita e uma consoante, também maiúscula, para representar o coeficiente. Foi o primeiro a mostrar a diferença que existe entre coeficiente e variável e a partir de suas representações o matemático, também francês, René Descartes (1596 – 1650) formulou as representações atuais para os termos integrantes de uma equação. Foi o primeiro a aplicar a álgebra na Trigonometria. François Viét morreu em 1603, deixando um bom alicerce preparado para maiores construções na Matemática. 4.1.3.Cardano (Itália, 1501-1576) Girolamo Cardano nasceu em 24 de Setembro de 1501 na cidade de Pavia, Itália. Filho de pais não casados, Cardano sofreu tentativas de morte ainda no ventre de sua mãe, mas para o bem da matemática sobreviveu. Seu pai era um intelectual que se dedicava à medicina, advocacia, matemática e as ciências ocultas. Cardano também se dedicou á matemática, leis, astrologia e probabilidade. Aos 44 anos, publicou o trabalho que o tornaria conhecido e através do qual o seu nome entraria para a história da matemática: o livro Ars Magna (a Grande Arte) no qual apareceram impressas pela primeira vez as fórmulas de resolução para as equações cúbicas e quânticas. Cardano era viciado em jogo e assumiu ter jogado xadrez, por quarenta anos, e dados por 25, diariamente. Nesta época era comum jogar para passaro tempo e como valia dinheiro, era uma actividade que poderia render algum para prover suas necessidades, mas na verdade ele acabou perdendo boa parte da sua vida e fortuna nesta actividade. Mas soube tirar proveito dos jogos e desenvolveu a primeira análise matemática de jogos. Formulou o conceito de espaço amostra com resultados igualmente prováveis. Escreveu um pequeno manual do jogador intitulado Líber de Ludo Ale e (O Livro dos Jogos de Azar), que pode ter sido a sua maior contribuição para a matemática. 24 Cardano foi um dos primeiros a desenvolver o estudo das probabilidades. Faleceu em 21 de Setembro de 1576, em Roma, a três dias de completar 75 anos de idade. 4.1.4.Bombelli (Itália, 1526-1573) Rafael Bombelli nasceu em 1526, na cidade de Bolonha, Itália. Era o mais velho dos seis filhos de Antonio Mazzoli. O pai de Rafael era um próspero negociante de lãs e tinha posses. Em 1506, a cidade de Bolonha estava sob o domínio de Giovanne II e Antonio Mazzoli envolveu-se em manifestações contra o seu governo, como não conseguiram tirar Giovanne do poder a família de Rafael teve seus bens confiscados e foi exilada e somente depois de muitos anos a família Mazzoli obteve o perdão e pode voltar à Bolonha e recuperar os seus bens. Na tentativa de disfarçar a sua descendência, Rafael mudou seu sobre nome para Bombelli. Trabalhou para um nobre romano, Alessandro Rufini, futuro bispo de Melfi. Neste período interessou-se por matemática e envolveu-se no desafio do momento que era determinar as fórmulas geral para a resolução das equações cúbicas e quânticas, quando conheceu vários outros estudiosos, dentre os quais Girolamo Cardano, do quase tornaria um admirador. interrompeu o serviço temporariamente. Enquanto aguardava o recomeço das demarcações, escreveu seu famoso livro de álgebra denominado L’Álgebra, a partir dos estudos de Cardano. Quando o trabalho recomeçou, em 1560, o livro ainda não estava concluído e Bombelli passou a visitar o professor António Maria Pazzi, da Universidade de Roma. Nesse período teve acesso a um manuscrito de Diofante, que foi um matemático grego da antiguidade. Tratava-se de um texto sobre aritmética que o deixou apaixonado e os dois, ele e o professor, resolveram traduzir tal obra. A influencia de Diofante foi tão grande que dos 272 problemas existentes no sue livro, 143 eram baseados nos escritos diofantino. Rafael Bombelli Foi o primeiro matemático a usar o jogo de sinais. No seu livro sobre álgebra ele escreveu: mais vezes mais é igual a mais; 25 menos vezes menos é igual a mais; mais vezes menos é igual a menos; menos vezes mais é igual a menos; mais raiz quadrada de menos n vezes mais raiz quadrada de menos n é igual a menos n; mais raiz quadrada de menos n vezes menos raiz quadrada de menos n é igual a mais n; menos raiz quadrada de menos n vezes mais raiz quadrada de menos n é igual a mais n; menos raiz quadrada de menos n vezes menos raiz quadrada de menos n é igual a menos n. Também foi o primeiro a mostrar uma saída para a solução de uma equação em que aparecia raiz quadrada de número negativo. Bombelli não era um matemático profissional, pois não fora universitário, no entanto, foi importante para o desenvolvimento da álgebra, que era a sua área. Em 1923, seus escritos foram encontrados numa biblioteca de Bolonha e seus cinco livros foram e publicados em 1929. 4.1.5. Euler (Suíça. 1707-1783) Leonard Euler nasceu no dia 15 de abril de 1707 em Basileia, Suíça. Seu pai, Paul Euler, era um ministro religioso que possuía algum conhecimento matemático e era casado com Margaret Brucker, filha de um outro homem da igreja. Teve suas primeiras aulas de matemática com o pai o que pode ter despertado seu gosto pelo assunto. Paul Euler queria mesmo era que seu filho se tornasse um teólogo e sonhava em ver seu filho estudando Teologia. Quando completou a idade de ir para a escola, Euler foi morar com a sua avó materna e como não tinha muitas aulas de matemática, passou a ler livros e a ter aulas, às escondidas, sobre o assunto. 26 Aos 14 anos entrou para a Universidade e logo fez um exame, com o professor Jean Bernoulli (1667-1748), que foi seu professor de matemática e descobriu o potencial do garoto. Aos 19 anos, após concluir os estudos na Universidade de Basileia, tentou uma vaga para professor de Física na própria Universidade, mas não conseguiu devido a sua juventude. Aos vinte anos foi indicado para o Grande Prémio da Academia de Paris no qual obteve o segundo lugar. Foi convidado a trabalhar na Academia de São Petersburgo na Rússia, mais chegando lá não conseguiu o emprego devido à morte de Catarina I, que fundara a escola e como gostava da ideia de trazer estrangeiros para trabalharem nela, convidara a Euler. Desiludido com a carreira de professor, Euler entrou para a marinha Russa onde se tornou tenente. Mas a esperança não havia morrido e em 1730, com a Academia já em melhores condições, assumiu o seu lugar de professor de física na escola. Aos 26 anos, se tornou o principal matemático da academia com a saída de seu amigo Daniel Bernoulli (1700-1782), filho de Jean Bernoulli. Com esse novo cargo passou a ganhar melhor e pode investir mais na sua pesquisa matemática. Casou-se em sete de Janeiro de 1734, com Katharin Gsell e tiveram 13 filhos dos quais apenas 5 sobreviveram à infância. Sua facilidade em escrever era tanto que chegava a estar com um filho no colo, um bloco de notas sobre a perna e os outros filhos a brincarem à volta dos seus pés. Em 1735, aos 28 anos, perdeu a visão do olho direito. Convidado por Frederico, o Grande, deixou a Academia de São Petersburgo e foi para a Academia de Berlim, na Alemanha, onde passou 25 anos, voltando à Rússia em 1766, aos 59 anos. Dentre as contribuições de Euler para a Matemática estão: o uso da letra e como base do sistema de logaritmos naturais; ouso da letra grega para representar a razão entre o comprimento e diâmetro de uma circunferência; o uso do símbolo i para − 1 ; 27 o uso de letras maiúsculas A, B, C para representar os lados de um triângulo e minúsculas a, b, c para seus ângulos opostos; o uso do símbolo para logaritmo de ; o uso de símbolo para adição; o uso de para representar a função de na álgebra formulou o teorema fundamental da álgebra além de outras notações em Geometria, Trigonometria e Analise. Euler escreveu em todos os níveis, em várias línguas, publicando mais de 500 livros e artigos. Por volta de 1770 perdeu a visão do olho esquerdo e agora precisava ditar suas ideias para que um dos seus filhos escrevesse, ou escrever com giz em grandes quadros negros. No entanto o fluxo de suas pesquisas e publicações não diminuiu. Em 1776, aos 59 anos perdeu todos os seus bens, a excepção dos manuscritos de matemática, num incêndio na sua casa. Após passar 17 anos de cegueira total, Euler morreu em 18 de Setembro de 1783, aos 76 anos, de uma hemorragia cerebral. 4.1.6.Gauss (Alemanha, 1777-1855) Johann Carl Friederich Gauss nasceu num casebre em Brunswich, Alemanha. Seu pai, Gerhard Diederich era jardineiro e pedreiro e não queria que o filho estudasse, mas a sua mãe Dorothea e seu tio Friederich, que percebeu a inteligência do sobrinho, o incentivaram e o ajudaram nos seus primeiros passos como estudante. Gauss era um génio; tinha uma memória fotográfica conseguia lembrar dos acontecimentos da sua infância; aos dois anos impressionava as pessoas que acompanhavam o seu desenvolvimento; antes dos três anos corrigiu uma longa soma que seu pai fazia, ao seu lado, em voz alta; aprendeu a ler e a somar sozinho. Aos 7 anos entrou para a escola. Certo dia o professor pediu que os alunos somassem de um 1 a 100 e Gauss logo achou a resposta, 5050, aparentemente sem cálculos, supõe- se que já aí ele tivessedescoberto a fórmula para calcular a soma dos termos de uma progressão aritmética. Aos 10 anos ele foi admitido na classe de aritmética e na primeira aula, sem que os alunos ali presentes jamais tivessem ouvido falar de uma progressão aritmética, o 28 professor deu-lhes um longo problema de soma, cujo resultado, através de uma fórmula poderia ser encontrado em poucos segundos. O problema era o seguinte: 81297+81395+81693+...+100899, em que a diferença de um número para o próximo era sempre a mesma (aqui 198) e um determinado número de termos (aqui 100) para ser somado, o que tornava a obtenção do resultado simples, caso se soubesse deste macete. O professor disse quem for terminando vá colocando a lousa sobre a minha mesa. Terminando o ditado Gauss colocou sua lousa na mesa. Quando o professor olhou na lousa estava escrito apenas um único número, o certo. Ele descobrira, instantaneamente, o macete. Todos os outros alunos tinham enormes somas erradas. O professor ficou tão atónito com a proeza do menino de 10 anos que pagou do próprio bolso livros de aritmética para ele, que as absorvia ligeiramente. Reconhecendo que fora ultrapassado pelo aluno, o professor passou o ensino para seu jovem assistente, Johann Martin Bartelo (1769-1856), que era apaixonado por matemática. Entre Bartelo, com dezassete anos, e Gauss, com 10, nasceu uma amizade que durou toda a vida. Em 30 de Março de 1796 decidiu-se pela matemática e em 1798 tornou-se doutor pela Universidade de Helmstadt e sua tese foi a demonstração do “Teorema Fundamental da Álgebra” provando que toda equação polinomial f(x) = 0 tem pelo menos uma raiz real ou imaginária e para isso baseou-se em considerações geométricas. Foi o primeiro a construir um polígono regular dezassete lados usando somente régua e compasso como auxiliares. Também foi o primeiro a representar graficamente os números complexos pensando em partes real e imaginária como ordenadas de um plano. No seu livro Disquisitiones Arithmtical (pesquisas aritméticas), desenvolveu notações da Teoria dos Números, nele apresentando a notação b ≡ c(mod a), para a relação de congruência; apresentou a lei da reciprocidade quadrática e demonstrou o teorema segundo o qual todo número inteiro positivo pode ser representado de uma só maneira como produto de números primos. 29 No inicio do século XIX deixou de lado a aritmética para dedicar-se à Astronomia e nesta área criou um método para acompanhar a órbita dos satélites, usado até hoje, o que lhe proporcionou em 1807, o cargo de director do observatório de Göttinger, onde passou 40 anos. Em Geodesia inventou o heliotrópio, aparelho que transmite sinais por meio de luz reflectida e em electromagnetismo inventou o magnetómetro biofilia e o telégrafo eléctrico. Gauss casou-se em 1805, com a idade de 28 anos com Johanne Osthof de Brunswisck. Não era ambicioso por dinheiro e poucas obras suas foram publicadas durante sua vida. Queria mesmo era o progresso da matemática pelo qual lutou até descobrir que sofria de dilatação cardíaca. Gauss morreu em 1855, aos 78 anos e é considerado Príncipe da Matemática. A contribuição de cada um dos matemáticos funciona como um tijolo numa construção, onde essa construção é a própria matemática. 30 5.Conclusão Chegado este conclui que A origem da palavra álgebra. Ela não se sujeita a uma etimologia nítida como, por exemplo, a palavra aritmética, que deriva do grego arithmos (número). Álgebra é uma variante latina da palavra árabe al-jabr (às vezes transliterada al-jebr), usada no título de um livro, Hisab al-jabr w'al-muqabalah, escrito em Bagdá por volta do ano 825 pelo matemático árabe Mohammed ibn-Musa al Khowarizmi (Maomé, filho de Moisés, de Khowarizm). Este trabalho de álgebra é com frequência citado, abreviadamente, como Al-jabr. Durante aproximadamente um milénio (1700 a.C. a 1700 d. C.) a álgebra tratava somente do estudo das equações. Era uma ciência voltada para a descoberta dos diferentes tipos de equações e das formas de se chegar à solução. Teve como principais características a invenção gradual do símbolo para representar a quantidade desconhecida e a descoberta se resoluções gerais para ás equações cúbicas e quânticas. Sendo que durante a maior parte deste período as equações mais estudadas eram as lineares e as quadráticas. Segundo os resultados publicados pelo Cardano na sua Ars Magna impulsionaram a pesquisa em álgebra e quando surgia algum entrave para a sua evolução, algum matemático, mesmo que levasse anos de estudo, apresentava uma saída para se seguir em frente e dessa forma à álgebra foi se tornando cada vez mais complexa. A Europa serviu como berço para tal evolução e agora os países se revezavam com as suas contribuições. Embora nem sempre as fórmulas de resolução para equações representem uma ferramenta para a vida prática, elas abrem novos horizontes para os estudiosos e dessa forma podem ser à base de grandes descobertas 31 6.Referências bibliográficas BAUMGART, K John (1994), história da matemática. BOYER, C. B.( 1996), História da Matemática. GOMES, Pedro Cledison Braga, (2007), Universidade Estadual vale do Acaraú – uva Centro de ciências exactas e tecnológicas – CCET(Monografia). MILIES, P.C. Breve História da Álgebra Abstracta. Instituto de Matemática e Estatística.. Site: www.somatematica.com.br\algebra.php.
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