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Universidade do Sul de Santa Catarina Disciplina a distância Atividade de avaliação a distância 2 (AD2) Disciplina/Unidade de Aprendizagem: História da Matemática Professor(a): Rosana Camilo da Rosa Data: 20/04/2015 Tópicos de Estudos: 1 e 2 Unidades do Livro Didático: 1 até 5 Questão 1: Cláudio Ptolomeu (85 d.C – 165 d.C) foi astrônomo, geógrafo e matemático. Escreveu um tratado astronômico e matemático sobre o movimento estelar e planetário que celebraria o modelo geocêntrico do universo e seria um dos textos científicos de maior influência de todos os tempos. Intitulado de Síntese Matemática e composto por 13 livros, seu tratado ficou conhecido por Almagesto — o maior. Em seu Almagesto, Ptolomeu deu a contribuição mais significativa para a Trigonometria na Antiguidade. Descreva, de forma sucinta, o desenvolvimento da Trigonometria apresentada no Almagesto. (1,0 ponto) No Almagesto temos uma tabela mais completa que a de Hiparco, com os ângulos de meio em meio grau, de 0º a 180º. Ptolomeu utilizava a base 60, com a circunferência dividida em 360 graus e o raio em 60 partes e frações sexagesimais, não só para expressar ângulos e sim para qualquer tipo de cálculo, com exceção dos de medida de tempo. Ele desenvolveu o estudo da trigonometria nos capítulos dez e onze do primeiro livro do Almagesto. O capítulo 11 consiste numa tabela de cordas e o capítulo 10 explica como tal tabela pode ser calculada. Na verdade, não existe no Almagesto nenhuma tabela contendo as funções seno e cosseno, mas sim a função corda do arco x, ou crd x, embora naturalmente estes termos não apareçam. A “função” corda do arco x era definida como sendo o comprimento da corda que corresponde a um arco de x graus em um círculo cujo raio é 60. Assim, na tabela de cordas de Ptolomeu existiam três colunas: a primeira listando os arcos, a segunda, o comprimento da corda correspondente a cada arco e a terceira que dava o aumento médio de crd x correspondente a um acréscimo de um minuto em x. Esta coluna era usada para interpolações, isto é, para achar o valor de crd x se x estivesse entre duas entradas na coluna de arcos. Ptolomeu determinou as cordas correspondentes aos ângulos de 90º, 60º e 120º, que indicava por crd 90º, crd 60º e crd 120º, respectivamente. Ptolomeu utilizou o que pode ser considerado o prenúncio da conhecida relação fundamental. Questão 2: Cite duas vantagens e duas desvantagens do sistema de numeração babilônico em comparação com o sistema indo-arábico. (1,0 ponto) Vantagens Universidade do Sul de Santa Catarina Disciplina a distância 1 - Este sistema é de base sexagesimal ou de base sessenta, ou seja, todos os números superiores a 60 são escritos à custa deste número. Podemos ver as características deste sistema até hoje na divisão da circunferência em 360º, na relação entre grau, minuto e segundo. Vemos também essas características na contagem do tempo nos dias de hoje (horas, minutos e segundos). 2 - Os Babilônicos usavam um sistema posicional, onde usavam o mesmo símbolo, mas indicavam o seu valor pela sua posição. Assim, 5 seguido por 6 e por 3 (5, 06, 03) significava 5x3600+6x60+3=18363. Este sistema tinha vantagens enormes para a realização do cálculo. 3 - Uma das vantagens notórias do sistema sexagesimal é a quantidade de divisores que a base tem. Veja a comparação: Base decimal - Divisores de 10: 10, 5, 2, 1; Base sexagesimal - Divisores de 60: 60, 30, 20, 15, 12, 10, 6, 5, 4, 3, 2, 1. Desvantagens 1 - Apesar de ser um sistema bastante simples, pois utilizava apenas dois símbolos (um para a unidade e outro para a dezena), a ausência de um símbolo para o zero, que era representado inicialmente por um espaço em branco, dificultava a representação do número, existindo dificuldades que poderiam provocar erros ou até mesmo poderiam provocar um duplo sentido quando lido por alguém que não soubesse o contexto. 2 - Como os babilônicos utilizavam apenas dois símbolos e possuíam um sistema aditivo antes da base, a escrita de números maiores se tornava muito extenso em relação ao sistema indo-arábico. Questão 3: Cite três características do sistema de numeração egípcio. Cite algumas de suas vantagens e desvantagens em comparação com o sistema indo-arábico. (1,0 ponto) 1 - O sistema não é posicional; 2 - Recorre a sete símbolos; 3 - Não tem símbolo para o zero; 4 - É um sistema aditivo; 5 - É um sistema decimal. Vantagens 1 - Os egípcios sabiam obter um rápido resultado da multiplicação ou da divisão de um número por 10. O processo consistia em substituir, na escrita do número em questão, cada símbolo pelo algarismo de seu décuplo para a multiplicação e na divisão pelo algarismo de seu décimo. 2 – Como o sistema egípcio era não posicional, ao escrever os números os egípcios não se preocupavam com a ordem dos símbolos, deste modo um número poderia ser escrito de diversas maneiras, utilizando os mesmos símbolos e sem alterá-lo, diferente do sistema indo- arábico, pois se na hora da escrita se descuidarmos e invertermos a posição alteramos o numero. 3 – Como os egípcios utilizavam um sistema aditivo, para realizar as operações de adição e subtração era muito fácil, pois bastava justapor as representações dos números a somar ou subtrair, em seguida, reunir os números idênticos, substituindo a cada vez dez símbolos de uma categoria pelo algarismo da classe decimal imediatamente superior. Desvantagens Universidade do Sul de Santa Catarina Disciplina a distância 1 - A ausência do zero é uma desvantagem em relação ao sistema indo-arábico. 2 - Como é um sistema não posicional, para escrevermos números maiores no sistema egípcio, como por exemplo: 1356498 se torna muito extenso, diferente do sistema indo- arábico. Questão 4: Ao estudarmos os sistemas de numeração observa-se que cada sistema tem sua lógica de constituição, uns são posicional, outros não. Após finalizar o estudo da unidade 1, do seu livro didático, responda as seguintes questões que estão relacionadas às conversões de um sistema de numeração para outro. (2,0 pontos) I) Escreva o número 4765 em numerais: a) Binário A conversão de números decimais para números binários é feita dividindo-se o número decimal por 2 até que o resultado seja zero. O número binário correspondente é obtido agrupando-se os “restos” das divisões no sentido da última divisão para a primeira. 4765/2 = 2382 Resto 1 2382/2 = 1191 Resto 0 1191/2 = 595 Resto 1 595/2 = 297 Resto 1 297/2 = 148 Resto 1 148/2 = 74 Resto 0 74/2 = 37 Resto 0 37/2 = 18 Resto 1 18/2 = 9 Resto 0 9/2 = 4 Resto 1 4/2 = 2 Resto 0 2/2 = 1 Resto 0 1/2 = 0 Resto 1 Unindo-se os restos da divisão por 2 na ordem inversa obtemos: 1001010011101 b) Egípcio c) Maia d) Chinês em barras II) Traduza da antiga escrita numérica mesopotâmica para a indo-arábica ou vice-versa: Universidade do Sul de Santa Catarina Disciplina a distância a) 1 x 3600 + 6 x 60 + 17 = 3977 b) 126 III) Represente em números indo-arábico . 1/3 x 987 = 987/3 = 329 Questão 5: Os hindus utilizavam um sistema de multiplicação conhecido como per gelosia que significava “por janela”. Este processo consiste na construção de um quadro que tem o numero de linhas igual ao numero de algarismos do multiplicando e número de colunas igual ao número de algarismos do multiplicador. Este sistema de multiplicação tem seu algoritmo próprio conforme você estudou em nosso material didático. Use um esquema de multiplicação em gelósia para efetuar o produto de 875 e 256. (1,5 ponto) Questão 6: Sabemos que o lema da escola pitagórica era a máxima "Tudo é numero". Porém a descoberta da existência de segmentos incomensuráveis causouum enorme abalo nos alicerces da filosofia pitagórica. A partir disso: a) Descreva o problema da incomensurabilidade. O problema da incomensurabilidade está relacionado à descoberta dos números irracionais. Com o objetivo de calcular a medida da diagonal de um quadrado de lado um, os pitagóricos inicialmente construíram na areia um triângulo retângulo com catetos de mesma medida e, utilizando cordas, aplicaram um quadrado sobre cada lado do triângulo. Cada cateto foi dividido em três partes iguais. Para isso, usaram quadradinhos. Utilizando como unidade de medida a letra “u”, dividiram a hipotenusa em partes iguais. Foi aí que surgiu a dificuldade, pois na hipotenusa não cabia um número inteiro de vezes do lado do quadrado de lado “u”. Os pitagóricos buscaram, então, uma nova alternativa, dividindo cada cateto em seis partes iguais, mais uma vez, encontraram o mesmo problema, isto é, na hipotenusa não cabia um número inteiro de vezes ao lado do quadrado de lado “u”. Assim, eles foram dividindo sucessivamente, até concluírem que, por mais que dividissem os catetos em partes cada vez menores, o lado do quadrado continuava não cabendo um número inteiro de vezes na hipotenusa. Constataram que, surpreendentemente, a razão entre Universidade do Sul de Santa Catarina Disciplina a distância hipotenusa e um cateto desse triângulo não representa um número racional. Foi algo perturbador para os pitagóricos, pois, segundo sua filosofia, todas as situações dependiam dos números inteiros. A Matemática exigiu, então, que um novo número surgisse: os irracionais. b) Explique o motivo pelo qual esse problema abalou tão fortemente a base da escola pitagórica. (1,5 pontos) Essa descoberta abalou de tal forma as crenças dos pitagóricos que eles resolveram manter os números irracionais em segredo, de tal forma que era feito um juramento de nunca revelar a existência desses “seres informes”. Os pitagóricos acreditavam que tudo é número, mas ao dizerem isso se referiam aos números inteiros, e a descoberta dos irracionais representava para eles uma falha inexplicável na obra do criador, devendo ser mantida em segredo, senão, iriam sofrer a ira de Deus. Questão 7: Algumas civilizações utilizavam diferentes métodos para multiplicar dois números inteiros e positivos. Por volta de 1400 a.C, os egípcios utilizavam uma estratégia para multiplicar dois números que consistia em dobrar e somar. Efetue, utilizando o método dos egípcios 21x43 e justifique por meio de propriedades porque é possível multiplicar quaisquer dois números inteiros positivos utilizando o método dos egípcios. (2,0 pontos) NÚMERO DE PARCELAS RESULTADO 1 21 2 42 4 84 8 168 16 336 32 672 1 + 2 + 8 + 32 = 43 parcelas. O resultado será 21 + 42 + 168 + 672 = 903 A justificativa desse método está baseada em duas propriedades: na decomposição de um número natural em uma soma de potências de base dois (propriedades do sistema binário) e na propriedade distributiva da multiplicação em relação a adição. No exemplo da questão, 21 x 43, o que fizemos foi descobrir quais as potências de 2 que somadas geravam o número 43. No caso obtivemos os números 1, 2, 8 e 32. No passo seguinte, substituímos o número 43 por essa soma de potências de 2, ou seja, a multiplicação foi transformada em: 21 x (1+2+8+32) Aplicando a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição, teremos: 21 x 43 = 21 x 32 + 21 x 8 + 21 x 2 + 21 x 1 = 672 + 168 + 42 + 21 que são exatamente os números selecionados da segunda coluna.
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