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Redação Matemática Rodrigo Toledo Teixeira Câmara Dezembro - 2016 Resumo Este trabalho é um guia simples, escrito em linguagem informal, que orienta sobre como produzir um bom texto matemático. Este guia foi escrito precipuamente para alunos de graduação de cursos de exatas, mas pode ser utilizado também por alunos de pós- graduação, de ensino médio e qualquer um que precise escrever trabalhos - resoluções de listas de exercícios, exames escritos, monografias, dissertações, teses, artigos - que envolvam matemática. São utilizados principalmente exemplos e comparações como ferramenta didática. Este guia não tem o intuito de ser uma norma técnica ou um catálogo de todas as práticas existentes. Palavras-chaves: redação matemática. redação científica. LaTeX. elaboração de trabalhos acadêmicos. Introdução 0.1 Redação? Mas eu estou em um curso de exatas! Provavelmente você, aluno de gradu- ação de um curso de exatas, acredita que para resolver um problema de matemática basta ser hábil com os números. Daí você deve estar se perguntando “por que a redação matemática é importante no meu curso”? A palavra grega mathemas, da qual vem a palavra matemática, incorpora as no- ções de conhecimento, aprendizado, compre- ensão e percepção (BOYER; MERZBACH, 2011). A matemática é sobre ideias. Nas au- las de matemática no nível universitário, as ideias e conceitos encontrados são mais com- plexos e sofisticados do que as vistas no en- sino médio, conceitos estes que não podem ser expressos usando apenas equações e fór- mulas. Colocar os mathemas no papel exigirá escrever também frases e parágrafos. Cientistas passam muito tempo es- crevendo. Para o conhecimento avançar, eles devem ser capazes de comunicar as ideias de uma forma que seja compreensível para os outros. Portanto, ser capaz de escrever cla- ramente é tão importante quanto ser capaz de resolver equações. Dominar a capacidade de escrever explicações matemáticas claras é importante para se comunicar com os não-matemáticos também. Ao longo do seu curso de exatas na faculdade, você aprenderá mais matemá- tica do que a maioria das outras pessoas. Quando você usar o seu conhecimento no fu- turo, você pode ser obrigado a explicar o seu processo de pensamento para outras pessoas (como seu chefe, um colega de trabalho ou um cliente), e é muito provável que estas pes- soas saibam menos matemática do que você. Aprender a comunicar ideias pode ajudá-lo a avançar em sua carreira. Você vai descobrir que escrever boas explicações matemáticas irá melhorar seu co- nhecimento e compreensão dos temas. Colo- car uma ideia no papel requer atenção cuida- 1 dosa. Assim, a matemática escrita de forma clara e cuidadosa é mais provável de ser cor- reta. O processo de escrita irá ajudá-lo a aprender e reter os conceitos estudados. Além disso, seu professor certamente irá apreciar se seus trabalhos estiverem bem escritos. Muitos alunos perdem pontos em provas devido à redação ruim: os professores riscam uma grande interrogação quando as respostas apresentadas são ilegíveis, mesmo que “corretas”. Este guia foi escrito baseado princi- palmente no excelente texto de LEE e tem por objetivo ajudá-lo a escrever matemática de maneira clara. As orientações aqui encon- tradas são úteis tanto para trabalhos e provas da sua graduação (incluindo a famigerada monografia de final de curso) como para suas anotações de aulas. Alunos de ensino médio (e de pós-graduação) também encontrarão valiosas dicas neste guia. 0.2 Como é uma boa redação? À medida que você aprende mais ma- temática, a capacidade de expressar as ideias se tornará cada vez mais importante. Não será suficiente apenas escrever a “resposta final”. Imagine se O Senhor dos Anéis fosse uma única frase em vez de um romance: “Frodo derrota Sauron”. Por esta mesma razão, escrever so- mente as conclusões finais em um trabalho não será o bastante para um aluno universi- tário. Não confunda escrever matemática com “mostrar as contas”. O objetivo da boa escrita é apresentar os conceitos estudados. Uma lista de cálculos sem qualquer contexto ou explicação demonstra apenas que você que você passou um bom tempo sentado trabalhando. No entanto, esse amontoado de contas não contém ideias. Como as ideias são a matemática, essa página não contém nenhuma matemática. 1 O básico: combinando números e palavras 1.1 Seguindo as regras da gramática A boa redação observa as regras da gramática. Isso se aplica também à escrita da matemática. Espera-se que você respeite a ortografia, as regras de pontuação, conju- gação, etc, de forma que a mensagem fique clara. Assim como a redação usual, a re- dação matemática é escrita em parágrafos. O parágrafo é uma “unidade de significação completa” (MAMIZUKA, 2013), isto é, ele é um “mini-texto”, com introdução, desenvol- vimento e conclusão de uma ideia completa. Há, no entanto, um elemento na re- dação matemática que normalmente não é encontrado em outros tipos de escrita: fórmu- las. Apesar disto, mesmo para elas, existem normas a serem seguidas. Por exemplo, aqui temos uma oração perfeitamente escrita: 2 + 2 = 4 O símbolo “=” age como um verbo. A seguir, mais alguns exemplos de orações: 3xy < −1, 2n ∈ R, 9− s 6= t. Você conseguiu identificar os verbos dessas orações? Por outro lado, veja que a expressão 3x2 + 5. não é uma oração completa pois não possui verbo. Nenhuma informação foi passada para o leitor. Fórmulas e equações precisam estar contidas em frases completas e com pontua- ção adequada. Veja este exemplo: Em uma loja de roupas, a receita total diária, R, obtida pela venda de camisetas é dada pela equação R = pq, 2 onde p é o preço unitário da ca- miseta e q é a quantidade de ca- misetas vendidas. Sabe-se que se o preço da ca- miseta for R$15,00 então serão vendidas 200 camisetas em um dia. Sabe-se também que para cada um real que o preço au- menta, diminui-se em 10 unida- des a quantidade de camisetas vendidas naquele dia. Portanto, se x é o preço da ca- miseta em reais em um certo dia, então concluímos que a receita diária é dada por R = (15 + x)(200− 10x). Por fim, podemos reescrever esta equação como R = −10x2 + 50x+ 3000. Observe como as equações também são pontuadas. Se a equação termina uma frase, usa-se ponto final. Vírgulas também são usadas se a situação exigir. Uma excelente maneira de “testar” sua redação é ler tudo em voz alta, inclusive as equações. Seus ouvidos percebem melhor os erros que seus olhos. É comum escrever as frases com su- jeito indeterminado (“sabe-se”). Diversos ma- nuais de redação científica (LAKATOS; MAR- CONI, 2001; SEVERINO, 2014), afirmam que o texto científico deve evitar os pronomes em primeira e segunda pessoa, para reforçar o caráter impessoal e objetivo do texto. No entanto, segundo SILVA, é aceitável utilizar os verbos conjugados na segunda pessoa do plural (“concluímos”, “podemos”). Apenas evite o uso do pronome de primeira pessoa do singular (“eu”). Além de correr o risco de parecer egocêntrico, o argu- mento vai parecer como se estivesse emba- sado em opinião pessoal ou no senso comum (PERROTA, 2004). Outro detalhe importante é como as equações mais importantes são escritas se- paradas do texto. Observe como é difícil ler este exemplo: Seja d a distância entre o ob- jeto e o solo em metros. O mo- vimento deste corpo é descrito por d = 100 − 16t2, onde t é o tempo, em segundos, após o ar- remesso. Resolvendo a equação 0 = 100− 16t2 para t, encontra- mos t = 2.5. Concluímos que o objeto atinge o chão 2.5 segundos após ser arremessado. Esse texto é muito mais legível quando reescrito desta forma: Seja d a distância entre o objeto e o solo em metros. O movimento deste corpo é descrito por d = 100− 16t2, onde t é o tempo, em segundos, após o arremesso. Resolvendoa equação 0 = 100− 16t2 para t, encontramos t = 2.5. Con- cluímos que o objeto atinge o chão 2.5 segundos após ser ar- remessado. 1.2 Símbolos e palavras Parte do que é considerado boa reda- ção é saber quando usar palavras e quando usar símbolos. Espera-se também que as re- gras sobre o uso dos símbolos matemáticos sejam respeitados. Como exemplo, observe este mal uso do símbolo “=”, muito comum entre estu- dantes: 32x − 2(3x) = −1 = (3x)2 − 2(3x) + 1 = 0 = (3x − 1)2 = 0 = 3x = 1 3 Não use o símbolo “=” quando você quer dizer “aquilo é igual a isto que é igual a isto que é igual a isto...”. Pergunte para seu professor (ou consulte seu livro) qual é a sintaxe (regras) do uso de cada símbolo novo. O “=”, no contexto da álgebra usual dos números reais, por exemplo, é definido como: Uma relação binária entre dois números reais, a e b, na qual a não é maior nem menor que b. Da forma que foi colocada no úl- timo exemplo, além de ocorrer o mal uso pela grande quantidade de termos listados (a igualdade é binária, só poderíamos com- parar dois elementos), teríamos que −1 = 0 e 0 = 1, duas conclusões absurdas. Uma maneira de reescrever o exem- plo, respeitando a sintaxe do símbolo “=”, seria: 32x − 2(3x) = −1, (3x)2 − 2(3x) + 1 = 0, (3x − 1)2 = 0, 3x = 1, x = 0. Quando for difícil para o leitor enten- der cada passo, uma boa prática é explicar com palavras o que está sendo feito em cada equação. Observe como a leitura melhora: Queremos resolver a seguinte equa- ção para x: 32x − 2(3x) = −1. Primeiro reescrevemos esta equa- ção colocando 3x em evidência e somamos 1 em ambos os lados: (3x)2 − 2(3x) + 1 = 0. Em seguida, utilizando produtos notáveis, reescrevemos a equação como (3x − 1)2 = 0. Segue daí que 3x−1 = 0, ou seja, x = 0. Algumas informações são melhor ex- pressadas com palavras, enquanto outras são com números. Por exemplo, a informação Se um número positivo é menor que um então o quadrado desse número é menor do que ele pró- prio, seria muito mais legível como Se x > 0 e x < 1 então x2 < x. 1.3 Mais alguns comentários Seguem algumas orientações adicio- nais para ajudar na sua redação: • Evite começar a frase com fórmulas. Apesar de não ser errado, é estranho. p = 2000 quando t = 5. Con- cluímos daí que dentro de cinco anos a fábrica terá 2000 baratas. f se anula quando x = ξ. Para consertar, basta colocar alguma palavra no começo da frase: Temos que p = 2000 quando t = 5. Concluímos daí que dentro de cinco anos a fá- brica terá 2000 baratas. A função f se anula quando x = ξ. 4 • Quando estiver escrevendo, não trans- forme sua folha em um “labirinto”, com números espalhados, respostas perdi- das e setas “indicando o caminho”. Em vez disso, escreva as informações de maneira ordenada, de cima para baixo. Se quiser, divida a folha em duas colu- nas (mas evite dividir em três). • Muitos softwares de processamento de texto atuais possuem ferramentas de escrever equações. No entanto, se pos- sível, aprenda LATEX(pronuncia-se "lêi- tec"). É uma linguagem gratuita de- senvolvida entre as décadas de 1970 e 1980 pelo professor Donald Kunuth, da Universidade de Stanford, e Leslie Lamport, doutor em Matemática. Foi criada especialmente para a redação de textos científicos e é considerada padrão na Academia. Apesar de ser um pouco complicada de se aprender, esta linguagem facilita o trabalho do autor. Se estiver bem configurada, ela formata o conteúdo automaticamente às normas da ABNT. Este artigo foi escrito em LATEX. • Evite a linguagem conotativa. Prefira a linguagem denotativa. • Seja objetivo e direto. Evite textos lon- gos ou prolixos. 2 Colocando suas ideias no papel 2.1 Organizando o trabalho Um trabalho bem organizado é mais fácil de ler que um desorganizado. Esta seção traz alguns padrões utilizados na ciência. Primeiro, coloque alguma introdu- ção. Normalmente, descreve-se o problema na introdução. Mesmo que seu trabalho seja as respostas de uma lista de exercícios que seu professor passou, você não pode contar que ele (ou algum outro leitor) esteja com essa lista consigo na hora de corrigir. Não basta apenas copiar o enunciado do problema: reescreva-o com suas próprias palavras e discuta o significado dele. Uma boa introdução deve “fisgar” a atenção do leitor. Também é recomendável comentar na introdução o que será feito no trabalho. Dê ao leitor alguma noção do que ele irá encontrar. Observe estes exemplos: Iremos analisar a receita desta loja utilizando um ajuste por cur- vas. Será usado o ajuste parabó- lico, com duas casas decimais de precisão. Neste trabalho iremos calcular a tensão máxima que a coluna con- segue suportar. Para isso, traça- remos o gráfico da função pelo software Geogebra para obter uma aproximação inicial e em seguida utilizaremos o método da secante para encontrar a raiz da função. Analisaremos o crescimento da população de mosquitos por meio da resolução analítica de uma equação diferencial. Depois utili- zaremos métodos numéricos. Por fim, iremos comparar as duas so- luções. Alguns autores preferem apresentar a “resposta” logo na introdução. Outros no final do trabalho. Ambas as abordagens são aceitáveis, então você tem a liberdade de es- colher a que preferir. Em ambos os casos, é imprescindível que a resposta seja apresen- tada contextualizada, com palavras. Jamais responda o problema desta forma: A resposta é i = 2. Em vez disso, escreva A solução da equação é i = 2. Concluímos então que a corrente desse circuito é 2 amperes. 5 2.2 Definindo variáveis e fórmulas Normalmente quantidades e funções são representadas por letra. É importante que você avise ao seu leitor explicitamente o que cada letra significa. Não se engane acreditando que não será necessário explicar algum significado simplesmente pelo fato de o seu livro didático já ter feito isso. Observe este exemplo: É verdade afirmar que n ou n+1 é par. Quem é n? Se n for √ 2 essa afirmação ainda vai ser verdade? Uma melhor maneira de escrever seria: Para qualquer número natural n é verdade afirmar que n ou n+1 é par. Mais alguns exemplos: Seja v a velocidade do pássaro em metros por segundo. Seja z um número complexo. Seja c(t) a função que descreve a temperatura c em kelvin da má- quina ao longo do tempo t em segundos. Ao escolher as letras que vão identi- ficar cada variável, tenha muito cuidado de não repeti-las dentro de um mesmo trabalho. Veja este exemplo: Seja P a população de andori- nhas, em milhares de indivíduos, t anos após o ano de 2010 e su- ponha que P = 0.5(1.12)t. A população de andorinhas em 2012 foi de aproximadamente 670 indivíduos. A equação condiz com este dado, pois, ao se fazer t = 2, temos que P = 0.5(1.12)2 = 0.672. Para estimar em que ano a popu- lação de andorinhas vai chegar a 2000 indivíduos, fazemos P = 2 e resolvemos a equação para t: 2 = 0.5(1.12)t, log(2) = log(0.5) + t log(1.12), t = log(2)− log(0.5)log(1.12) , A solução desta última equação com duas casas decimais é t = 12.33. Concluímos daí que a po- pulação de andorinhas chegará a 2000 no ano 2022. À uma primeira vista, parece que essa redação está boa. No entanto, observe que no primeiro parágrafo a variável P se refere à população em qualquer momento. Já no parágrafo seguinte, P é a população no ano 2012. No último parágrafo, P é a popu- lação de 2000 andorinhas. Se escrevêssemos o P mais uma vez, o leitor não saberia qual dessas quantidades P iria significar. Para resolver essa ambiguidade, uma boa prática é criar novas variáveis. Uma su- gestão é fazer isso adicionando-se índices. Veja o exemplo reescrito: Seja P a população de andori- nhas, em milhares de indivíduos, t anos após o ano de 2010 e su- ponha queP = 0.5(1.12)t. A população de andorinhas em 2012 foi de aproximadamente 670 indivíduos. A equação condiz com este dado, pois, ao se fazer t = 2, temos que P2 = 0.5(1.12)2 6 = 0.672. Para estimar em que ano a po- pulação de andorinhas vai chegar a 2000 indivíduos, chamamos de t2000 o ano no qual a população alcançará 2000 indivíduos. Daí, resolvendo a equação para t2000, temos: 2 = 0.5(1.12)t2000 , log(2) = log(0.5)+t2000 log(1.12), t2000 = log(2)− log(0.5) log(1.12) , A solução desta última equação com duas casas decimais é t2000 = 12.33. Concluímos daí que a po- pulação de andorinhas chegará a 2000 animais no ano 2022. O exemplo mostrado foi simples, en- tão a confusão das variáveis traria apenas alguma dificuldade para ler. Já para proble- mas mais intrincados, a repetição de variá- veis pode causar erros graves nos cálculos e nas soluções. Assim como as variáveis precisam ser apresentadas ao leitor, as fórmulas também precisam de alguma explicação quando sur- girem. 2.3 Uso de multimídia na matemática Diversos estudos recentes (DOTTA et al., 2013; VALENTE, 2014; CAOVILLA; FARIA, 2014) mostram que recursos multi- mídia são auxílios importantes na didática (consequentemente na transmissão de ideias). Ao apresentar seu trabalho, utilize-se de to- dos os recursos possíveis, seja vídeos, sons, imagens, diagramas, fotos, linhas do tempo, etc. Entretanto, tenha atenção com o uso desses recursos: eles são apenas auxiliares do pensamento, nunca argumentos (DOMIN- GUES, 2002; POLYA, 1978). Por exemplo, digamos que queremos demonstrar que a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180o. A figura 1 fornece uma boa ideia de como provar essa propriedade: Figura 1 – Uma triângulo e uma reta para- lela a um dos lados. No entanto, a prova só será válida com argumentos baseados em teoremas ou outras propriedades demonstradas anterior- mente. Não podemos simplesmente colocar um transferidor sobre o papel, medir os ân- gulos e somar tudo. Considerações finais Escrever matemática não é fácil. Esta é uma habilidade que exige prática. Procure outros guias na internet, participe de mini- cursos sobre o tema na sua universidade e peça ajuda para seus professores. Ser capaz de escrever matemática é um talento que será útil em toda sua vida acadêmica e pro- fissional. 7 Mathematical Writing Rodrigo Toledo Teixeira Câmara Dezembro - 2016 Abstract This work is a simple guide, written in informal language, that guides how to produce a good mathemat- ical text. This guide is written pri- marily for undergraduate students from STEM (science, technology, en- gineering and mathematics) courses, but can also be used by graduate students, high school students and anyone who needs to write an Aca- demic activity - resolutions of lists of exercises, written exams, mono- graphs, dissertations, Theses, arti- cles - involving math. Examples and comparisons are used as a didactic tool. This guide is not intended to be a technical standard or a catalog of existing practices. Key-words: mathematical writing. scientific writing. LaTeX. making of written Academic activity. Referências BOYER, C. B.; MERZBACH, U. C. A history of mathematics. Nova Jersey: John Wiley & Sons, 2011. Citado na página 1. CAOVILLA, C. A.; FARIA, E. B. d. O uso de ferramentas de multimídia na educação. Nativa-Revista de Ciências Sociais do Norte de Mato Grosso, v. 1, n. 1, 2014. Citado na página 7. DOMINGUES, H. H. A demonstração ao longo dos séculos. Boletim de Educação Matemática-BOLEMA, v. 18, p. 55–67, 2002. Citado na página 7. DOTTA, S. C. et al. Análise das preferências dos estudantes no uso de videoaulas: Uma experiência na educação a distância. In: Anais do Workshop de Informática na Escola. Santo André/São Paulo: [s.n.], 2013. v. 1, n. 1, p. 21. Citado na página 7. LAKATOS, E. M.; MARCONI, M. de A. Metodologia do trabalho científico: procedimentos básicos, pesquisa bibliográfica, projeto e relatório, publicações e trabalhos científicos. São Paulo: Atlas, 2001. Citado na página 3. LEE, K. P. A guide to writing mathematics. Retrieved September, v. 12, p. 2010, 2010. Citado na página 2. MAMIZUKA, R. B. Redações no vestibular: estudo do parágrafo, problemas de organização. Cadernos de Pesquisa, Fundação Carlos Chagas, n. 23, p. 37–42, 2013. Citado na página 2. PERROTA, C. Um texto para chamar de seu. São Paulo: Martins Fontes, 2004. Citado na página 3. POLYA, G. A arte de resolver problemas. Rio de Janeiro: interciência, v. 2, 1978. Citado na página 7. SEVERINO, A. J. Metodologia do trabalho científico. São Paulo: Cortez editora, 2014. Citado na página 3. 8 SILVA, S. Estudo enunciativo da pessoalização do discurso de divulgação científica infanto-juvenil: o emprego do pronome você. SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE ESTUDOS DE GÊNEROS TEXTUAIS, v. 4, 2007. Citado na página 3. VALENTE, J. A. A comunicação e a educação baseada no uso das tecnologias digitais de informação e comunicação. UNIFESO-Humanas e Sociais, v. 1, n. 01, p. 141–166, 2014. Citado na página 7. 9 Resumo Introdução Redação? Mas eu estou em um curso de exatas! Como é uma boa redação? O básico: combinando números e palavras Seguindo as regras da gramática Símbolos e palavras Mais alguns comentários Colocando suas ideias no papel Organizando o trabalho Definindo variáveis e fórmulas Uso de multimídia na matemática Considerações finais Abstract Referências
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