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1 ARTIGO CIENTIFICO ALGORÍTIMO RESOLUTIVO DA EQUAÇÃO QUADRÁTICA NO DECORRER DOS TEMPOS E UMA NOVA ABORDAGEM. RESOLUTIVE ALGORITHM OF EQUATION QUADRATIC ON ELAPSE OF TIMES AND A NEW APPROACH Barcelo Milla Ferreira da Silva, Especialista em Educação Matemática, Universidade Nove de Julho, UNINOVE 01156-050, São Paulo, SP, E-mail: barcelomf@outlook.com Claudineia Helena Recco, Mestre, Universidade Nove de Julho, UNINOVE 01156-050, São Paulo, SP, E-mail: clau_recco@yahoo.com.br RESUMO Neste artigo, abordamos a importância da história na investigação de veracidade de créditos a uma determinada descoberta de fórmula, revendo grandes matemáticos que muitos séculos antes de Cristo já trabalhavam em equações do 2º Grau e que posteriormente outros matemáticos foram aperfeiçoando a metodologia, criando ferramentas facilitadoras do cálculo até chegar à linguagem moderna do nosso tempo, onde podemos constatar uma riqueza de variedades de civilizações diferentes, gregos, hindus e franceses, mostrando com detalhes os algoritmos variados de resolução das equações quadráticas e como é apresentada a equação aos alunos de escolas públicas de São Paulo através do caderno do aluno e dos livros didáticos e para o mundo através de vídeos postados por professores no youtube. Durante a pesquisa deste artigo, abordamos uma surpreendente aplicação do desenvolvimento do binômio de Newton em relação à potência de um número de dois algarismos, observada na tentativa de achar alternativas de resolução de equação quadrática por causa do desenvolvimento trinômio quadrado perfeito ( ) . Palavra chave: Equação quadrática. História. Algoritmo. ABSTRACT In this article, we discuss the importance of history in research veracity of claims to a particular discovery formula, reviewing great mathematicians many centuries before Christ already working on equations of 2nd Degree and later other mathematicians 2 were perfecting the methodology, creating tools that facilitate the calculation until the modern language of our times, where we can find a wealth of varieties of different civilizations, Greeks, Hindus and French, showing in detail the algorithms of varying resolution of quadratic equations and how the equation is presented to students in public schools in São Paulo through the notebook and student textbooks and to the world through videos posted on youtube. During the research of this article, approach a surprising application of Newton's binomial development in relation to power a two-digit number, observed in an attempt to find other alternatives to solve quadratic equation because of the development trinomial perfect square ( ) . Key Word: Equation quadratic. History. Algorithm. 1 INTRODUÇÃO Todos os alunos querem enxergar o sentido que há em relação aos objetos de estudo e o mundo real. Estes podem de certa forma iniciar pelo abstrato, mas de algum modo se conecte com a realidade, entre outras palavras, queremos ver o algoritmo somado com a aplicação, ou ao menos saber como se chegou a determinada fórmula, sua utilização e sua perfeita aplicação, nos fazendo refletir em quem cursava o 1º e 2º graus na década de 80, da obrigatoriedade de se decorar fórmulas para a resolução de problemas matemáticos, químicos, dentre outros. Entre as fórmulas, as mais fáceis de lembrar são: o Teorema de Pitágoras e a famosa Fórmula de Bhaskara. A Matemática é fascinante pelo seu contexto histórico e em épocas atrás, a matemática sem recursos tecnológicos, calculadora, energia elétrica e até mesmo caneta ou livros, desenvolveram cálculos e algoritmos surpreendentes. Suas aplicações, fórmulas tão precisas que desafiam até hoje estudiosos no mundo inteiro. Partindo de revisões bibliográficas incluindo o caderno do aluno de escolas estaduais do estado de São Paulo, da Internet e vídeos postados no youtube, vamos discorrer brevemente desde a história da Matemática, especialmente na resolução de equações quadráticas até os livros didáticos, com a finalidade de verificar se houve progresso na forma de resolução das equações desde a Babilônia antiga até nossa era, século 21 e propor uma nova abordagem, pois não podemos aceitar apenas um caminho para a solução de um determinado 3 problema, devemos valorizar o raciocínio em benefício do desenvolvimento intelectual favorecendo o progresso. 2 UM POUCO DE HISTÓRIA Historicamente sabemos que tudo na Terra teve suas origens, um começo e somos gratos aos arqueólogos e historiadores pelas pesquisas e descobertas a qual nos apropriamos do conhecimento e passamos a compreender nossas raízes. Neste contexto Garbi (2007) aponta que pela prática da agricultura na Mesopotâmia em 9000 a.C, o homem foi obrigado a compreender os ciclos das estações do ano e a contar o tempo, o que levou-os à percepção do que chamamos de número e ainda mostra que os babilônios já resolviam equações do 2º grau por meio do complemento de quadrados nos tempos do rei Hamurabi (1800 a. C). Já na idade média, o matemático árabe Al – Khwarizmi enunciava regras de resolução de equações quadráticas combinando métodos algébricos e geométricos extraídos dos Elementos de Euclides e os coeficientes eram considerados positivos Roque (2012) e nem foi Al – Khwarizmi ou Bhaskara que inventou uma fórmula para a resolução de equações quadráticas, pois não havia na época um simbolismo para os coeficientes, sendo a fórmula criada após Viète ter introduzido um simbolismo para os coeficientes. Segundo Silva (2006), na década de 60 do século XX, no Brasil, alguns autores de livros didáticos começaram a chamar a fórmula resolutiva da equação do 2º Grau de fórmula de Bhaskara, fato que pode ser visto também no site da Unicamp, Matemática multimídia, assistindo o vídeo “Esse tal Baskara”, talvez, este fenômeno ocorreu devido a equação de Pell, , antes proposta por Brahmagupta que Bhaskara resolveu e publicou em seu livro – Lilavati, este incrível matemático determinou soluções particulares para os cinco casos de valores de p (8; 11; 32; 61 e 67), e para p = 61, determinou os valores de e , BOYER (1989). Nabu – Shamash, da Babilônia, cujo sistema numeral era o de base 60, utilizava o método da descrição para resolver equações quadráticas, ou seja, os babilônios descreviam um procedimento específico Stewart (2012), um 4 numero de base 60 é interpretado diferente de um número de base 10, podemos observar também a escrita, os babilônios “escreviam metade como 0;30, em que os estudiosos usam o ponto e vírgula para denotar a casa sexagional” (STEWART, 2012, p.29). Esta forma de escrever faz sentido, pois , fazendo sentido metade de 1 na base 60 ser escrita como . Nos dois casos houve deslocamento da vírgula em uma casa. Podemos observar também a transformação de um numero babilônico para a nossa notação decimal (Fossa 2009, p.121), onde podemos notar a mudança de base 60 para a base 10. No capítulo quatro veremos alguns algoritmos no passado e a obtenção da fórmula geral. Um grande avanço na solução de equações foi quando Girolamo Cardano de Milão, tentando resolver uma equação do terceiro grau, pelo seu método, chegou a um resultado que tinha que extrair a raiz de um número negativo, -121, o que era um absurdo na época, porém, em 1545, algumas décadas depois, Bombelli, depois que examinou os resultados de Cardano, propõe aceitar a ideia de números imaginários, mas foi em 1729,quando Karl Friedrich Gauss, com apenas 22 anos, provou o teorema fundamental da álgebra, onde afirma que toda equação algébrica de uma incógnita possui uma raiz na forma de número complexo e sistematizou o termo números complexos é que foi aceito e ampliando o sistema numérico Lathi (2007). No século XVII René Descartes no livro I de La geométrie demonstrou a obtenção de uma equação quadrática do tipo: , conforme exposto na figura 1, em que ignorava o segmento PM, por resultar em raiz negativa, e semelhantemente também determina a raiz de equações do tipo: – e para , BOYER (1989). Figura 1: Demonstração da resolução de uma equação quadrática por Descartes. Fonte: (Boyer, 1989, p.248). 5 Nesta demonstração, Descartes determina a única raiz que acha ser verdadeira (positiva) no segmento OM e ignora a raiz PM (negativa). Para melhor compreensão, na figura 1, temos uma circunferência de centro N, raio LN e diâmetro OP e um triângulo retângulo, pois possui um ângulo reto em L. 3 COMO ENSINAR? Saindo um pouco da esfera equacional e generalizando para qualquer conteúdo, antigamente nos colégios, as aulas eram muito tradicionais, ainda estávamos segundo Paulo Freire, na educação bancária. “A narração de que o educador é o sujeito, conduz os educandos à memorização mecânica do conteúdo narrado” (Apud Patto, 1997 p. 62). Os professores depositavam conteúdos nos alunos para que eles repetissem e houvesse memorização, sem perceber o significado do saber. Hoje, ainda temos certa resistência de alguns docentes em relação às mudanças educacionais. Atualmente é necessário que o professor considere as diferenças de quatro gerações, a qual Cerbasi (2009) especifica que são: a) os Baby Boomers, nascidos entre 1946 e 1964, depois da 2ª guerra mundial pós-bélica, voltados às normas e burocracia, b) a geração X, nascidas entre 1965 e 1980, conhecidas como geração MTV e introdução à Internet, c) geração Y, nascidas entre 1981 e 1999, geração tecnológica, ascensão do videogame e tendência multitarefa, d) geração Z, nascidos após o ano 2000, com acesso a banda larga, Google, jogos online, Xbox, etc. E considere também as oito inteligências múltiplas citadas por Haward Gardner. Seriam elas a inteligência a linguística ou verbal, a lógica matemática, a espacial, a musical, a cinestésica corporal, a naturalista e as inteligências pessoais, isto é, a intrapessoal e a interpessoal. (Antunes, Celso Apud Gardner, 2008, p. 25) 6 Então temos que observar a idade dos alunos distribuídos em séries do Ensino Regular e do EJA – Ensino de Jovens e Adultos, suas percepções e limitações, para elaborar aulas que satisfaça seus anseios. Não podemos apenas recorrer aos livros didáticos, caderno do aluno, Youtube, dentre outros. É necessário criar estratégias para introduzir um conteúdo, sermos dinâmicos, compreender as causas da indisciplina em sala de aula, o objetivo dos exercícios propostos, criar situações que facilitam o processo ensino- aprendizagem. Nesta ótica podemos observar a evolução dos livros didáticos e do algoritmo da resolução de algumas questões os quais vamos analisar alguns deles limitado somente à equação do 2º Grau. 4 ALGORITMO DA EQUAÇÃO QUADRÁTICA No decorrer dos tempos, houve um grande avanço nos modos resolutivos da equação do 2º Grau, principalmente depois que Gauss no século XVIII introduziu o conjunto dos números complexos, pois foi “o primeiro matemático a ter uma ideia mais clara sobre os chamados números imaginários” (IEZZI et al., 2010, p. 123) , agora vamos ver algumas evoluções nas resoluções de equações do 2º grau. a) Nabu Shamash – Babilônia: há mais de 4000 mil atrás: “Encontre o lado de um quadrado cuja área menos o lado é 14,30” Observação: metade de 1 = 0;30 (sistema sexagesimal). “O passo mais complicado é o quarto, que encontra um número ( ), cujo quadrado é “ (STEWART, 2012, p. 30). Resolução – Complemento dos quadrados. - Pegue metade de 1, que é 0;30 - Multiplique 0;30 por 0;30, que é 0;15. - Some isso a 14;30 para obter 14,30;30. - Esse é o quadrado de 29;30. ( ) ( ) - Agora some 0;30 a 29;30. ( ) - O resultado é 30, o lado do quadrado. 30 7 b) Al –Khwarizmi – Arábia: Século IX “um Mal e dez Jidhr igualam 39 dinares”, que traduzindo significa . Resolução – Complemento de quadrados: - Tome a metade da quantidade de Jidhr. (5). - Multiplique essa quantidade por si mesma. (25) - Some o resultado a Adad (fazemos 39 + 25 = 64) - Extraia a raiz quadrada do resultado. (8) - Subtraia desse resultado a metade dos Jidhr. (8-5) - O resultado é 3, que é a solução. Roque (2012) aponta que há suspeitas que os árabes chegaram neste algoritmo pensando em termos de geometria, figura 2, que representa a solução geométrica da questão b. Figura 2: Solução geométrica da questão Fonte: (Roque, 2012, p. 253) A figura obtida é um gnomon de área 39, completando essa figura com um quadrado de lado 5 (área 25). Obtemos um quadrado de área 64 (=39 + 25). O lado desse quadrado mede 8. Daí obtém-se que a raiz procurada 3 (=8-5) (Roque, Tatiana, 2012, p. 253) É interessante que o modo de resolução geométrico apresentado por Al – Khwarizmi também pode ser encontrado no caderno do aluno 8ª série / 9º ano Vl 02 - 2012 do Governo do Estado de São Paulo, onde o aluno é estimulado a resolver equações pelo método de complemento de quadrados e pelo método de fatoração. c) René Descartes – França: Século XVII. Em , podemos aplicar a resolução para exemplificar na equação (traduzindo para o nosso entendimento temos: ). Resolução na figura 3. 8 Material utilizado: Régua e compasso. a) Traçar um segmento LM de comprimento b. b) Levantar um segmento em L, NL = a/2 e perpendicular a LM. c) Construir no centro N, um círculo de raio a/2. d) Traçar o segmento de reta M e N, que corta o círculo em O e P achando a raiz procurada que é igual a OM = z. Figura 3: Método de resolução conforme algoritmo de Descartes. Fonte própria. Observe que a raiz negativa MP = -1,2 foi dispensada e o interessante é que podemos resolver algebricamente o algoritmo de Descartes através do teorema de Pitágoras aplicado no triângulo de vértices LMN, isto quando dispomos apenas do esboço, sem régua e compasso. Vejamos: ( ) ( ) √ Como estas questões são oriundas de problemas envolvendo áreas (Completar o quadrado) e comprimento de segmento de reta deixa clara a acomodação em relação aos números positivos, pois não existe uma figura geométrica sequer que tenha um dos seus lados, o valor de um número negativo, Kilhian (2012), em seu blog, fala sobre Descartes e seu método geométrico e aborda mais exemplos. d) Fórmula geral para a resolução de equações do 2º Grau - (Imenes & Lellis, 2005, p.111) 9 Resolver a equação - Seja a fórmula: √ - Comparando com - Vemos que - Aplicando a fórmula, temos: √ - Fazendo os cálculos, chegamos a √ = √ - Escrevemos separadamente os dois números quesão soluções da equação √ ou √ - As solução -1 e -3, são também denominadas raízes da equação. Segundo Boyer (1996), François Viète introduz vogal para representar grandezas conhecidas ou desconhecidas e poderia ter escrito a equação quadrática na forma , sendo incógnita e e , parâmetros, mas não o fez. Porém isto possibilitou mais tarde a demonstração genérica de equação quadrática permitindo escrever a equação na forma Viète introduziu uma convenção tão simples quanto fecunda. Usou uma vogal para representar, em álgebra, uma quantidade suposta desconhecida, ou indeterminada, e uma consoante para representar uma grandeza ou número supostos conhecidos ou dados (Boyer, 1996, p. 223) Apropriando-se dos conhecimentos antigos, matemáticos chegaram à fórmula geral da resolução de equações do 2º Grau. Giovanni (1990) mostra o algoritmo usado para que se chegasse à fórmula resolutiva, adicionando ambos os membros da equação, para torná-la um trinômio quadrado perfeito, mas sua demonstração se torna complexa e cansativa, todavia Imenes & Lellis (2005) demonstra de uma forma mais fácil, multiplicando os dois membros da equação por , conforme veremos adaptado no quadro 1. 10 1) Consideremos a equação ; com e e . 2) Multiplicamos tudo por , teremos: 3) Soma nos dois membros e no 1º, teremos um trinômio quadrado perfeito. 4) Após fatorar, temos: ( ) = 5) Continuando a operação obtemos: √ 6) Pelo processo aditivo eliminamos o b do 1º membro ( ) √ 7) Ao isolar , chega-se na fórmula. √ Quadro 1: Demonstração da obtenção da fórmula resolutiva da equação quadrática. Fonte Imenes & Lellis (2005, p. 125) O que foi realizado neste algoritmo foi o que Boulos (1999) denomina a arte de completar quadrados. Boulos também demonstra como chegar na fórmula resolutiva de equações do segundo grau, porém não menciona o contexto histórico da equação. Alguns livros didáticos podem trazer outras formas, mas todas recaem no trinômio quadrado perfeito que é a base de completar quadrados. Para isso alguns autores fazem a multiplicação de todos os membros da equação por , esta forma é mais fácil de demonstrar em sala de aula. 5 BREVE ANÁLISE DAS EQUAÇÕES QUADRÁTICAS NOS LIVROS DIDÁTICOS 5.1 NÍVEL FUNDAMENTAL II A resolução de equação do 2º grau é ensinada inicialmente no nível fundamental II, especificamente na 8ª série, 9º ano. No quadro 2, veremos o que se ensina em quatro livros de nível fundamental lI e dois cadernos do aluno 11 em relação à equação quadrática no contexto histórico e atual e não há nenhuma forma diferente nas abordagens de resolução. Livro Demonstração Da Fórmula Resolução Atribuição da fórmula a Bhaskara SIM NÃO Fatoração Geométrica- mente SIM NÃO 01 X X X X 02 X X X X 03 X X X X 04 X X X X 05 X 06 X X X X Quadro 2: O que é ensinado nos livros de Ensino Fundamental e no caderno do aluno. Fonte própria. Legenda dos livros utilizados no quadro 2. 01 Matemática para Todos. 04 Praticando Matemática. 02 Matemática e Realidade. 05 Cad. do aluno 7ª Série Vol. 2. 03 Aprendizagem e Ed. Matemática. 06 Cad. do aluno 8ª Série Vol. 2. Em relação ao caderno do aluno 7ª série, a equação não é apresentada como quadrática, mas sim como oriunda de fatorações de expressão algébrica em geral, alias, todos os livros analisados trazem essa forma de resolução e apesar de não mencionado no quadro 2, com exceção do caderno do aluno 7ª série, os demais também demonstram a resolução das equações através da soma e produto das raízes, mas os autores não mencionam a relação de Girard. 5.2 NÍVEL MÉDIO: A resolução de equação do 2º grau é ensinada no 1º ano, como revisão das equações para prosseguimento nos estudos das funções, em especial a quadrática. Neste caso, a determinação das raízes da função é dada pelos zeros da função ( ) , porém em alguns dos livros analisados, 12 a fórmula mais uma vez é apresentada com fórmula de Bhaskara, Iezzi et al.(2010) em outros como fórmula resolutiva. A fórmula resolutiva é importante para a obtenção das coordenadas do vértice ( ) para o estudo do sinal das funções e esboços de gráficos e o foco maior é a construção de gráficos e resolução de questões cuja problemática traz trajetórias parabólicas, trajetórias de objetos lançados incluindo soluções de problemas envolvendo ganhos máximos e mínimos e áreas, Dante (2004), além destas situações reforça a resolução das equações revisando métodos resolutivos como soma e produto, fatoração e forma geométrica e algébrica de completar quadrados e há uma variedade de questões que enriquecem a aplicação das equações quadráticas em relação à biologia e física, Souza & Spinelli (1996) tornando a equação de uso multidisciplinar. Já no terceiro ano, o aluno depara com a equação do tipo , sendo apresentada solução no conjunto de números complexos C, em que (unidade imaginária) é igual a √ , símbolo proposto por Euler em um artigo de 1777 Garbi (2009, p.103) e mais adiante o assunto é retomado novamente na equação polinomial do 2º grau, onde é explorada além das raízes negativas, a soma das raízes nas relações estabelecidas por Girard, Machado (1996). E ainda não é testada uma abordagem diferente na resolução das equações quadráticas, apesar da riqueza de aplicações que conhecemos. 6 AS EQUAÇÕES QUADRÁTICAS E A INTERNET - NOVAS ABORDAGENS: Estamos diante de uma poderosa ferramenta de pesquisa e entretenimento, a Internet, cuja importância é relevante para o conhecimento e para o trabalho. “Para a educação, a internet pode ser considerada a mais completa, abrangente e complexa ferramenta de aprendizado” (MERCADO, 2006, p. 158). Para contribuir mais com o artigo, foi pesquisado sobre equação do 2º Grau em vários sites e visto muitos vídeos no Youtube. A maioria não foge do algoritmo da fórmula resolutiva, muitos professores atribuem a fórmula a 13 Bhaskara e poucos se aventuram numa forma diferente de resolução, tais como os professores Marcio Barbosa (Equação do 2º Grau) e Guilherme Miguel Rosa (Mat. Básica 6), cujos vídeos estão disponíveis no Youtube. Ao assistir o vídeo do professor Marcio, observa-se que na resolução da equação é utilizada uma técnica diferenciada das praticadas em sala de aula, nesta técnica é criado um atalho para resolver a equação, ou seja, a fórmula resolutiva da equação quadrática foi reduzida, mas não há a demonstração de como se chegou nesta redução. A equação é resolvida de maneira, vejamos: a) multiplica a por c b) divide b por 2 e troca o sinal { ( ) } c) Eleva ao quadrado e subtrai , este é o algarismo da raiz. d) temos √ e) Divide pelo valor de a e temos as raízes da equação: { √ √ }. Para melhor compreensão, vamos ilustrar o processo feito pelo professor Márcio na figura 4. Figura 4: Demonstração prática da resolução de . Fonte própria Este procedimento teve origem na redução da fórmula resolutiva, que podemos denominar de método da redução, para isto dividiu-se o segundo membro da fórmula por dois,conforme demonstração no quadro 3. Este método serve para a resolução de qualquer equação quadrática. 14 1) Considerando a fórmula resolutiva. √ 2) Divide-se o segundo membro da equação por dois. √ 3) Começa o processo de simplificação, o dois, dentro da raiz vale quatro e anulamos o 2 do denominador. √ 4) Desmembramos o radicando √ 5) Simplifica mais uma vez e usa a propriedade da potenciação. √ ( ) 6) Chegando assim na fórmula resolutiva reduzida. √ ( ) Quadro 3: Algoritmo para chegar na fórmula reduzida. Fonte própria. Já o professor Guilherme, utiliza a técnica da soma e produto das raízes, de um modo convencional e outro diferente. Para isto, vamos abordar duas equações demonstradas em seu vídeo postado no youtube: a) , resolução conforme quadro 4. b) , resolução conforme quadro 5. Lembrando que a “soma das raízes é e o produto, , Giovanni & Giovanni Jr (1990, p. 85). 15 a) Determinamos os valores de a, b e c da equação . b) Encontramos a soma e o produto das raízes. ( ) c) Pensamos em dois números que somado seja -7 e que multiplicado seja 6. . d) Os únicos números que satisfaz a proposta são os números -1 e -6, pois ( ) ( ) ( ) ( ) e) Estão determinadas as raízes da equação. . Quadro 4: Resolução pelo método da soma e do produto das raízes. Fonte: Miguel Rosa – youtube. Este método também é aplicado por Lezzi onde há a demonstração da soma e produto das raízes através de um trinômio do 2º grau genérico, formando uma equação de raízes m e n, ( ) ( ) , que após o desenvolvimento fica: ( ) , IEZZI et al. (2009). Neste desenvolvimento vemos claramente a expressão . Este processo facilita a obtenção da equação através das raízes. O exemplo ainda de acordo com Iezzi vai formar uma equação a partir das raízes 5 e 7 de dois modos. a) Partindo da equação produto b) Partindo da soma e do produto das raízes ( ) ( ) 5 + 7 = 12 e 5 . 7 = 35 Equação: Quando temos outro tipo de equação, como , o professor Guilherme utiliza um dispositivo prático baseando-se na soma sendo –b e no produto sendo ac, porém semelhante ao professor Marcio Barbosa, não fornece a demonstração da fórmula, vejamos a dedução da fórmula no quadro 5. 16 a) Determinamos os valores de a, b e c da equação a= 2 ; b= -9 ; c = 7 b) Encontramos a soma e o produto das raízes. S = -(-9) = 9 e P = 2 x 7 = 14 c) Pensamos em dois números que somado seja 9 e que multiplicado seja 14. __ +__ = 9 e ___ . ___ = 14. d) Os únicos números que satisfaz a proposta são os números 7 e 2, pois 7 + 2 = 9 e 7 . 2 = 14 e) As raízes são determinadas dividindo- se os valores encontrados por a. = ; = = 1. Quadro 5: Resolução pelo método da soma e do produto das raízes, com a ≠ 0 e 1. Fonte: Miguel Rosa – Youtube. Para chegar nesta fórmula resolutiva cujas raízes têm ao menos um número racional, a princípio teve que remover o coeficiente a do denominador para depois tornar a dividir por este coeficiente, para chegarmos às raízes da equação proposta e um dos caminhos possíveis é demonstrado no quadro 6. Como o objetivo é eliminar a divisão por a, então é só multiplicar as raízes genéricas por a e desenvolver o cálculo e podemos denominar essa forma de resolução pelo método especial da Soma e Produto. Relembrando que a soma e o produto das raízes da equação quadrática é e o produto, respectivamente, do método especial da Soma e Produto das raízes da equação e podemos padronizar a resolução final das raízes, como há dois números que satisfazem a soma e o produto no método especial, podemos chamar o primeiro de , e o outro de . Para determinar as raízes, dividimos pelo valor de a, a fim de retornar à solução da equação original, ou seja, e , que são as soluções da equação. No caso da equação do quadro 5, N1 =7 e N2 = 2. Não podemos negar também a eficácia da fórmula reduzida, quadro 3. 17 1) Sendo as raízes genéricas 2) Multiplicamos por a e desenvolvemos o cálculo 3) Calculamos a soma das novas raízes. 4) Determinamos o produto das novas raízes Quadro 6: Demonstração do método especial da Soma e Produto. Fonte própria. Para ilustrar, na prática segue a resolução de uma equação utilizando as duas técnicas (método especial da soma e produto e a fórmula reduzida), figura 5. Figura 5: Demonstração da forma da nova raiz sem o a do denominador. Fonte própria. 18 7 CURIOSIDADE ACERCA DO TRIANGULO DE PASCAL No contexto histórico, o triangulo aritmético ficou conhecido como triângulo de Pascal, no século XVIII, somente após a sua morte, quando Moivre publicou um trabalho em 1739, denominado Triangulum Arithmethicum Pascalianum para o triangulo aritmético, Dante (2003). Sabe-se ainda através da história que cerca de 600 antes de Blaise Pascal (1623-1662) estudiosos já conheciam o triângulo aritmético, figura 6, porém foi Pascal que descobriu algumas propriedades novas, Boyer (1989). Figura 6: Triângulo Aritmético representado pelos números binomiais e naturais. Fonte: Iezzi et al.(2010, p.280-281). Nos livros de 2º ano do nível médio, onde o assunto é tratado, verificamos as propriedades e aplicações do triângulo, vamos ver de forma simples a simetria e a aplicação no desenvolvimento ( ) com figura 7. Figura 7 – Simetria perfeita no triângulo de Pascal em relação à potência de base 2 e o binômio de Newton. Fonte: Iezzi et al. (2010, p.281-283) 19 Podemos constatar no triângulo de Pascal, algumas relações, conforme a figura 7. a) Cada algarismo a partir da 1ª linha é a soma imediata do algarismo acima dele com o seu antecessor. b) A soma de todos os algarismos de cada linha gera uma potência de base 2. c) Toda linha começa e termina por 1. d) Em uma mesma linha, os coeficientes binomiais equidistantes dos extremos são iguais. e) A primeira linha do triângulo tem expoente igual a 0, a segunda linha expoente 2, então podemos concluir que a posição da linha que vamos trabalhar em relação ao expoente será sempre . Como estamos tratando de equações quadráticas, temos no desenvolvimento ( ) , o resultado é , veja que de acordo com a relação do item c do triângulo de Pascal, sendo , temos três algarismos e foram destacados os algarismos (1, 2, 1), porque representa a terceira linha do desenvolvimento binomial e observando ainda esta linha, temos 2², que em outra percepção podemos escrever: ( ) ( ) , que é exatamente o desenvolvimento binomial. Partindo deste raciocínio podemos criar através do binômio de Newton o algoritmo dos algarismos que compõe um número de qualquer potência de dois algarismos,( ) ( ) ( ) ( ) . CRILLY (2011), fez uma observação importante em relação à potência de base 11 e o triângulo de Pascal até à quinta linha do triângulo, , observe na figura 7, que introduzindo espaços entre os algarismos forma o começo do triângulo, mas não avançou para a sexta linha, porque estamos tratando de propriedade peculiar à adição. Partindo do desenvolvimento de ( ) e ( ) , demonstração na figura 8, podemos resolver a potência de um número de 2 algarismos de qualquer expoente a partir do binômio de Newton. 20 Figura 8: Demonstração do algoritmo da potência de 2 algarismos. Fonte própria. Para ilustrar esta demonstração, vamos desenvolver no quadro 7 para provar o teorema da figura 8, e um detalhe importante na fórmula genérica é o sinal de mais com elevação, serve para aplicar propriedade da soma. O valor do expoente n indica a linha do triângulo de Pascal que devemos utilizar, mas a facilidade prática está na resolução do quadrado de um número. 3 + 0 + ) ( ) 84 6 4 - terceira linha do desenvolvimento binomial. 0 + 0 + 0 + 0 + ) ( ) ( ) ( ) 1 4 6 4 1 - quinta linha do desenvolvimento binomial. 211 + 493 + 615 + 394 + 102 + ) ( )( )( )( ) 454 3 5 4 2 4 - sexta linha do desenvolvimento binomial. Quadro 7: Resolução de potenciação de números com dois algarismos. Fonte Própria. 21 8 CONCLUSÃO Podemos observar que alguns autores ainda chamam a fórmula resolutiva da equação do 2º Grau de fórmula de Bhaskara e que a forma de resolução da equação quadrática não foi alterada, nos livros didáticos são apenas oferecidos algoritmos variados, como completar quadrados, algébrica e geometricamente, a fórmula resolutiva e a soma e produto das raízes, faltando ensinar aos alunos, a resolução pelo método desenvolvido por Descartes, e quanto aos métodos utilizados pelos professores Marcio Barbosa e Guilherme Miguel Rosa, cujos vídeos estão postados no youtube, por serem diferentes, estamos propondo que os professores adotem estes dois métodos de resolução para a equação do 2º grau e também o que foi utilizado por Descartes, pois como vimos, foram provados através de demonstrações e justificando o capítulo 7 deste artigo, a aplicação do desenvolvimento binomial na resolução de potências de dois algarismos, foi observada somente após tentativas de achar uma resolução alternativa de resolução da equação quadrática através do desenvolvimento do trinômio quadrado perfeito ( ) , que nos faz refletir de como a pesquisa é importante para as descobertas e saliento que este artigo não esgota outras pesquisas pertinentes ao assunto, já que são muitas suas aplicações sendo necessário ainda investigar novos métodos para resolução de equações polinomiais em geral e não somente as de 2º grau sempre pensando em renovação para as gerações já estabelecidas e as que estão por vir. 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