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Fundação CECIERJ – Vice Presidência de Educação Superior a Distância 1a Avaliação Presencial de História da Matemática – 2019-2 Questão 1 [1,5 pt] – Resolva o problema (Prob. 9 de uma tábua do período Hitita - 1650 a 1200 a.C.). Uma trave de comprimento 0,5 GAR está encostada a uma parede. O seu topo está 0,1 GAR abaixo do que deveria estar se estivesse perfeitamente direita. A que distância da parede está a sua parte de baixo? Solução: Inicialmente devemos interpretar “perfeitamente direita” como perpendicular ao solo. A figura 1 representa a situação inicial e a figura 2 a situação em que o topo da trave deslocou verticalmente de 0,1 GAR. Figura 1 Figura 2 Usando o Teorema de Pitágoras(*), tem-se que a parte de baixo está a 0,3 GAR da parede (*) Não se sabe se os egípcios tinham o conhecimento e uma demonstração do Teorema de Pitágoras. Entretanto, eles tinham conhecimento da existência de alguns ternos pitagóricos: (3,4,5) era um deles. Questão 2 [1,5 pt] - Multiplique, como os egípcios, 32 por 19, ou seja, tome 19 vezes o número 32. Solução: ∖1 32 ∖2 64 4 128 8 256 ∖16 512 1 + 2 + 16 = 19 ⇒ 32 ⨯ 19 = 32 + 64 + 512 = 608. Questão 3 [1,5 pt] - Resolva a equação 𝑥 2 + 𝑥 5 = 49, usando o método da falsa posição. Solução: Assim como o escriba, vamos “evitar” as frações 1/2 e 1/5 simultaneamente. Para isso, podemos escolher como posição inicial (isto é, como uma primeira tentativa) um múltiplo comum de 2 e 5, por exemplo: o m.m.c.(2 , 5) = 10 . Substituindo na equação a posição inicial (21) temos: 10(1/2) + 10(1/5) = 5 + 2 = 7 (*) Como o resultado esperado é 49 o resultado que obtivemos em (*) deve ser multiplicado por 7 para obtermos 49. Sendo assim: x = 10 ∙ 7 = 70. Questão 4 [2,0 pts] – Na figura abaixo, o lado do quadrado AEFG mede o dobro do lado do quadrado ABCD. Responda: a) Os segmentos AB e AC são comensuráveis? Justifique sua resposta, fazendo uma demonstração do fato. b) Os segmentos AC e AF são comensuráveis? c) No(s) caso(s) em que os segmentos forem comensuráveis, expresse a medida do maior em relação ao menor. Solução: a) Não. Leia novamente a parte final do texto 5 da Unidade 2 do caderno impresso ou o texto complementar. Solução de b) e c) : Sim, os segmentos AC e AF são comensuráveis. Neste caso: 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 𝐴𝐹̅̅ ̅̅ = 2 1 isto é, AF̅̅̅̅ = 2 AC̅̅̅̅ . Questão 5 [1,5 pt] - Resolva o seguinte problema proposto por Arquimedes. Seja ABC um semicírculo. Pelo ponto B, traçamos uma perpendicular BD ao diâmetro AC. Sobre os segmentos AD e DC, construímos dois outros semicírculos AFD e DHC. A área AFDHCB (que Arquimedes chamava de Arbelos) é igual à área do círculo de diâmetro BD. Solução: A área procurada é a que se encontra dentro do semicírculo ABC e fora dos semicírculos AFD e DHC. Vamos aos cálculos. Questão 6 [2,0 pts]: Thabit ibn Qurra (836-901) viveu em Bagdá e foi um membro do grupo neo-pitagórico chamado Sabians. Escreveu sobre política, gramática, a República de Platão (um diálogo de Platão), varíola, anatomia dos pássaros, salinidade do mar, equações cúbicas e trigonometria esférica. Ao contrário de Aristóteles, acreditava em um verdadeiro infinito (atual). No seu livro “Livro Sobre a Determinação de Números Amigáveis” ele apresentou o seguinte teorema: “Sejam 𝑛 ∈ 𝑍+, 𝑛 > 1, 𝑝 = 3 × 2 𝑛 − 1, 𝑞 = 3 × 2𝑛−1 − 1 𝑒 𝑟 = 9 × 22𝑛−1 − 1 . Se p, q e r são primos, então 2n pq e 2nr são números amigáveis.” Verifique que 220 e 284 formam um par amigável a partir do teorema acima, identificando os valores de n, p, q e r. (Obs: dizemos que dois números são amigos se cada um deles é igual a soma dos divisores próprios do outro). Solução: 220 2 110 2 55 5 11 11 1 284 2 142 2 71 71 1 Temos que 220 = 22 × 5 × 11 e 284 = 22 × 71. Observemos inicialmente que, na decomposição em fatores primos,22 aparece para 220 e 284. Assim, n = 2. Além disso, observemos também 220 é da forma 2n pq e 284 é da forma 2nr. Vejamos agora os valores de p, q e r. Temos que: 𝑝 = 3 × 22 − 1 = 11 𝑞 = 3 × 22−1 − 1 = 5 𝑟 = 9 × 22×2−1 − 1 = 71 são primos. Assim, 220 e 284 são números amigáveis.