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Unidade I HISTÓRIA DA MATEMÁTICA Profa. Ângela Maria Objetivos da disciplina e sua vinculação com o Projeto Pedagógico e Político do Curso A história da matemática não pode ser considerada como estanque, sem vinculação pedagógica com disciplinas específicas e muito menos como mero atrativo inicial para conteúdos específicos. Ela deve ser considerada, sobretudo, uma forma de orientação aos profissionais docentes a respeito da origem de questões ideológicas que perpassam o ensino, notadamente, a força da visão eurocêntrica da matemática. Objetivos da disciplina e sua vinculação com o Projeto Pedagógico e Político do Curso Ou seja, a maioria dos professores de matemática defende (conscientemente ou não) a abordagem internalista, que privilegia somente o conhecimento do ponto de vista interno da própria matemática, levando os estudantes a crerem que o desenvolvimento da área sempre esteve pautado pela racionalidade. Essa é uma perspectiva equivocada. Objetivos da disciplina e sua vinculação com o Projeto Pedagógico e Político do Curso O conhecimento que a humanidade acumulou nesta área não pode perder de vista as análises dos contextos social, histórico e cultural, que proporcionam a possibilidade de compreensão da ciência de modo mais abrangente e, em consequência, uma ação política mais efetiva na esfera da Educação. A Pré-História A divisão da história em épocas é apenas por pretensão didática. A história da matemática se desenvolveu de acordo com condições e necessidades históricas, ou seja, ela não é linear e nem suas descobertas estiveram sempre relacionadas. Na verdade, a história da matemática é caótica, muitas vezes completamente anônima. A Pré-História O primeiro momento a ser focado é o da Idade da Pedra (c. 5000000 – 3000 a.C). O período designado para essa era é arbitrário, pois não se sabe com certeza quando a Idade da Pedra começou. A Pré-História Os povos da Idade da Pedra eram nômades e viviam da caça de pequenos animais selvagens, das frutas, castanhas e raízes. Habitavam, em geral, porções menos inóspitas da África, sul da Europa, sul da Ásia e América Central. Nos dois primeiros períodos da Idade da Pedra, há poucos registros de avanços científicos e intelectuais em decorrência da atividade de caça e colheita de frutos destes povos e dificuldade para sobreviver. A Pré-História A sociedade era rígida e as comunidades formadas por clãs ou tribos tinham um líder ou chefe. Não havia ascensão social e nem rudimentos de política, valendo a “lei do mais forte”. Os homens caçavam para obter alimento e as mulheres cuidavam dos filhos, da limpeza e preparavam os alimentos. Os agrupamentos humanos não eram numerosos, uma vez que a comida era escassa e estragava rapidamente. Por isso, era necessário que frequentemente se deslocassem, o que justifica o caráter nômade das tribos primitivas. A Pré-História Mas nesses períodos aconteceu um prelúdio do progresso científico em decorrência da comercialização já existente entre as pessoas. Elas comercializavam entre si e havia necessidade de anotar a parte de cada família na caçada e na colheita. Assim, iniciou-se um rudimentar processo de contagem para o qual eram utilizados desenhos em cavernas e em pedras, ranhuras em ossos e marcas em galhos. A Pré-História Porém, mudanças climáticas obrigaram os homens e mulheres a se adaptarem a um ambiente progressivamente hostil e seguir os animais em fuga para lugares com condições para todas as formas de vida. Quando a produção de alimentos passou a ser superior às necessidades locais, começou a surgir o comércio e as grandes civilizações. Emergem, assim, após 3000 a.C., comunidades agrícolas densamente povoadas ao longo do rio Nilo na África, dos rios Tigre e Eufrates no Oriente Médio e ao longo do rio Amarelo na China. A Pré-História As civilizações que emergiram diferiam amplamente das sociedades de caçadores e colhedores. A densidade populacional obrigou esses povos a encontrar outros meios de obter alimentos. Iniciou-se, assim, uma agricultura intensiva. A Pré-História Essa espécie de “revolução agrícola” criou novas necessidades, como o desenvolvimento da engenharia em construções de sistemas de barragens e irrigações e também registros das estações das chuvas e das enchentes e traçados de mapas que especificavam as valas de irrigação. A Pré-História No interior desses novos agrupamentos, fixados em cidades e sem a necessidade de se deslocar atrás de alimento, surgiram pessoas – reis, sacerdotes, mercadores e escribas – que tinham tempo para ponderar sobre os mistérios da natureza e da ciência. O período de 3000 a 525 a.C. testemunhou o nascimento de uma nova civilização humana cuja centelha foi uma revolução agrícola. Matemática Primitiva e Escrita As cidades propiciavam condições para mercados de agricultores e artesãos trocarem bens, surgindo, assim, uma classe de mercadores. Há a criação da escrita, evolução das antigas figuras rupestres, ainda desordenadas. Matemática Primitiva e Escrita A invenção dos algarismos é anterior à escrita e estes estiveram relacionados com o pensamento místico e religioso do homem no decorrer da história. Assim, a lógica não foi o fio condutor da história da matemática. Matemática Primitiva e Escrita As pessoas construíram cidades, criaram escritas, utilizaram metais e desenvolveram empiricamente a matemática básica da agrimensura, da engenharia e do comércio. A ênfase da matemática primitiva ocorreu na aritmética e na mensuração prática, para assistir atividades ligadas à agricultura e à engenharia. Matemática Primitiva As novas atividades necessitavam de uma forma de cálculo para um calendário utilizável; do desenvolvimento de um sistema de pesos e medidas para ser empregado na colheita; da criação de métodos de agrimensura para o armazenamento e distribuição de alimentos, a construção de canais e reservatórios e para dividir a terra; e da instituição de práticas financeiras e comerciais para o lançamento e arrecadação de taxas para propósitos mercantis. Interatividade Assinale a alternativa falsa: a) A matemática primitiva se desenvolveu em função de uma “revolução agrícola”. b) Análises dos contextos social, histórico e cultural proporcionam uma ação política mais efetiva na esfera da educação. c) Há dificuldades em localizar no tempo as descobertas em matemática. d) A história da matemática é organizada e linear. e) A matemática se desenvolveu de acordo com condições e necessidades históricas. Matemática no Antigo Egito O Egito localiza-se no nordeste da África, na região do deserto do Saara. A vida no Egito sempre dependeu e teve estreita relação com o rio Nilo, que provia a população de água e dos peixes para sua sobrevivência, além de viabilizar em suas margens a agricultura e o cultivo do papiro para a escrita. Matemática no Antigo Egito O rio Nilo também possibilitava o transporte e a comunicação entre as diversas regiões situadas de Norte a Sul e, por ter águas caudalosas, facilitava a construção de canais de irrigação e diques. No entanto, o fato de o rio ter um comportamento bastante regular e o fato de o país ser geograficamente protegido de invasões estrangeiras permitiram um alto grau de estagnação no desenvolvimento das ciências. Matemática no Antigo Egito O desenvolvimentoda ciência e da matemática no Antigo Egito teve estreita relação com suas necessidades práticas. Os estudos de astronomia e agrimensura surgiram pela premência que os egípcios tinham em saber quando ocorreriam enchentes no Nilo e quais seriam suas extensões. Matemática no Antigo Egito Por volta de 4000 a.C foram desenvolvidas no Egito duas formas de escrita: uma mais simples, denominada demótica, e uma forma mais complexa, a hieroglífica, composta de símbolos e figuras. Matemática no Antigo Egito A numeração hieroglífica egípcia foi facilmente decifrada, a partir da descoberta em 1799 pela expedição de Napoleão da pedra de Rosetta (antigo porto de Alexandria). Ela continha uma mensagem em três línguas: demótica, hieroglífica e grego. Pelo menos tão antigo quanto as pirâmides, o sistema, datando de cerca de 5000 anos atrás, baseava-se na escala de dez. Matemática no Antigo Egito No próximo slide será apresentada uma imagem da Pedra de Rosetta. Fonte: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rosetta_Stone._(1874)_-_TIMEA.jpg, 28 de março de 2011. Matemática no Antigo Egito Matemática no Antigo Egito O sistema egípcio era o decimal, ou seja, cada dez símbolos eram trocados por um símbolo de ordem superior, mas não era posicional: cada símbolo não tinha um valor relativo, ou seja, um valor que dependia da sua posição dentro do número. Não havia um símbolo para o zero. Hiróglifos Hierático Matemática no Antigo Egito Os conhecimentos e registros históricos sobre a civilização egípcia e provêm principalmente de alguns papiros encontrados a partir do século XIX. Os papiros mais importantes são o de Rhind, o de Moscou e o de Berlim. Matemática no Antigo Egito No próximo slide será apresentada uma imagem do Papiro de Rhind, que se encontra no Museu Britânico. Matemática no Antigo Egito Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons /d/d9/Rhind_Mathematical_Papyrus.jpg, 28 de Março de 2011 Matemática no Antigo Egito O Egito sempre se manteve em um semi-isolamento. Como já foi comentado, a natureza tranquila do rio Nilo fez com que o desenvolvimento do conhecimento matemático não tenha sido tão importante quanto aquele alcançado na Babilônia – o que será comentado no próximo bloco. Interatividade Assinale a alternativa falsa: a) Na cultura egípcia a escrita hierática foi usada pelos sacerdotes. b) Na cultura egípcia a escrita demótica era uma forma simplificada de escrita. c) O Sistema de numeração dos Egípcios baseava-se em dez números-chave: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. d) A natureza tranquila do rio Nilo fez com que as ciências não tivessem muito desenvolvimento no Egito antigo. e) Os registros egípcios eram feitos em papiros. Matemática na Mesopotâmia A Mesopotâmia localizava-se no Oriente Médio, na região situada no vale dos rios Eufrates e Tigre, onde hoje se localiza o Iraque e a Síria. A palavra Mesopotâmia, em grego, significa “entre rios”. A região foi habitada inicialmente pelos sumérios que, por volta do ano 4000 a.C., desenvolveram o sistema de escrita provavelmente mais antigo da história humana. Matemática na Mesopotâmia Como os babilônios utilizavam tabletes de argila, mais resistentes do que os papiros, há abundância de materiais relativos à Mesopotâmia. No entanto, eles provêm estranhamente de dois períodos muito distantes no tempo. Matemática na Mesopotâmia Há uma quantidade de material dos primeiros séculos do segundo milênio a.C. (Babilônia antiga) e outra dos últimos séculos do primeiro milênio a.C. (período selêucida). A maior parte das contribuições importantes em matemática remonta ao período mais antigo. Matemática na Mesopotâmia O desenvolvimento da civilização na Mesopotâmia ocorreu em estreita dependência dos rios Tigre e Eufrates. Os povos prosperaram com base na agricultura, que se desenvolvia graças à fertilização da terra decorrente das inundações dos dois rios. Matemática na Mesopotâmia Contudo, de forma diversa do que se passava com as águas do rio Nilo, os períodos de cheia dos rios Tigre e Eufrates eram bastante irregulares, obrigando a realização de numerosas obras de irrigação e drenagem. Desse modo, desenvolveu-se a engenharia e a navegação para o transporte de mercadorias. Matemática na Mesopotâmia Os babilônios usavam um sistema numérico sexagesimal, isto é, com base no número 60. Eles conheciam os resultados das multiplicações e divisões, raízes quadradas e cúbicas, equações e o processo de fatoração e usavam palavras como incógnitas num sentido abstrato. Matemática na Mesopotâmia Nos tabletes da Mesopotâmia encontrou-se o sistema de numeração sexagesimal e as tábuas trigonométricas e, na geometria, o estudo do tronco de cone e do tronco de pirâmide quadrangular regular; o perímetro da circunferência; o teorema de Pitágoras e as ternas pitagóricas. Matemática na Mesopotâmia O sistema de numeração usado variava entre o posicional, o decimal e o sexagesimal e a base 60 era apropriada principalmente para o cálculo com frações, por conta dos divisores naturais de 60: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60. Especula-se que o sistema sexagesimal teve origem provavelmente na astronomia, especificamente na contagem do tempo, isto é, na divisão do tempo em horas, minutos e segundos. O sistema seria originário da junção de dois sistemas mais antigos: o decimal e outro de base seis. Matemática na Mesopotâmia No próximo slide a figura retrata numerais babilônicos. Os povos da Mesopotâmia escreviam em tabletes de argila cozida em fornos ou ao sol e, para gravar os caracteres, usavam estiletes. Eles desenvolveram uma escrita que ficou conhecida como cuneiforme, pois as marcas feitas na argila pareciam pequenas cunhas. Matemática na Mesopotâmia Fonte: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Babylonian_numerals.jpg>, 10 maio 2011 Matemática na Mesopotâmia Os babilônios desenvolveram a melhor notação para frações conhecida até a Renascença. A precisão de seus resultados diferia muito pouco daqueles possibilitados pelo processo atual. Além disso os matemáticos babilônios não foram hábeis apenas com sistemas de numeração, mas também no desenvolvimento de processos algoritmos, entre os quais um para extrair a raiz quadrada. As operações aritméticas fundamentais eram tratadas de forma semelhante à atual e com facilidade comparável. Matemática na Mesopotâmia Existem tabelas babilônicas que contêm potências sucessivas de um dado número, semelhante às atuais tabelas de logaritmos ou, mais propriamente, de antilogaritmos. Apesar de existirem lacunas em suas tabelas exponenciais, os babilônios utilizavam a interpolação por partes proporcionais para a obtenção de valores intermediários aproximados. Matemática na Mesopotâmia Em torno de 2000 a.C., a aritmética babilônica já havia evoluído para uma álgebra retórica bem desenvolvida. Eles não só resolviam equações quadráticas, seja pelo método equivalente ao de substituição numa fórmula geral, seja pelo método de completar quadrados, mas também discutiam algumas equações cúbicas e algumas equações biquadradas. Matemática na Mesopotâmia Do ponto de vista matemático, um dos mais importantes documentos quechegaram até nós é o tablete designado por Plimpton 322. Ele foi escrito no período babilônico antigo (aproximadamente entre 1900 e 1600 a.C.). A tábula encontra- se parcialmente danificada, mas o esquema de construção é claramente discernível. O que foi registrado nela constitui em profundo significado matemático na teoria dos números. Sabe-se que, entre outras, a tábula traz a relação entre os três lados de um triângulo. Matemática na Mesopotâmia No próximo slide a figura retrata o tablete designado por Plimpton 322 . Sua designação se deve ao fato de pertencer à coleção de G. A. Plimpton, da Universidade da Colúmbia, e à sua catalogação sob o número 322. Matemática na Mesopotâmia Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Plimpton_322.jpg>, 28 de março de 2011 Interatividade Assinale a alternativa falsa. Em relação aos povos da Mesopotâmia é possível afirmar: a) Um dos mais importantes documentos é o tablete designado por Plimpton 322. b) Em torno de 2000 a.C., a álgebra retórica era bem desenvolvida. c) O sistema de numeração usado variava entre o posicional, o decimal e o sexagesimal e a base 60. d) A escrita que ficou conhecida como cuneiforme. e) Os documentos eram escritos em papiros. Matemática na Grécia Antiga A atividade intelectual das civilizações do Egito e da Mesopotâmia perdeu seu ritmo bem antes da era cristã, cedendo espaço para uma nova civilização assumir a hegemonia cultural. As realizações culturais mais impressionantes ocorreram na Grécia, durante o período Helênico (c. 800-336 a.C.), e na China, nos primeiros tempos do Período Clássico (c. 600-221 a.C.). Por volta de 800 a.C. começaram a surgir as “pólis”, isto é, as cidades-estado. Essa nova organização social criou um novo tipo de homem. Matemática na Grécia Antiga Nas “pólis” os mercadores eram independentes, mas sabiam que tinham de lutar por este estado de coisas constantemente. Não havia lugar para uma visão estática de vida. Adicionalmente, a religião era politeísta – os deuses possuíam características humanas – e a mitologia era muito importante para os gregos, já que os mitos e as lendas eram usados para transmitir ensinamentos. Matemática na Grécia Antiga A matemática grega começou a se desenvolver na Jônia, localizada na Ásia Menor, e tomou impulso a partir dos conhecimentos e descobertas dos egípcios e dos babilônios com as quais os gregos tiveram contato por meio de viagens. Mas a grande diferença estabelecida pelos gregos e esses povos foi o início da tentativa de se explicar os fenômenos da natureza de forma científica, sem recorrer a mitos e à religião. Matemática na Grécia Antiga A utilização do raciocínio dedutivo em matemática – que se deve a Tales de Mileto (640?-564?) e Pitágoras (586?-500ª.C.) – deu origem à criação de uma matemática organizada, diferente daquela de caráter prático desenvolvida no Egito e na Mesopotâmia. A lógica foi sistematizada por Aristóteles e Hipócrates de Quio (a quem se deve o famoso juramento médico hipocrático). Escola Pitagórica A Escola Pitagórica, além de ser centro de estudo de filosofia, matemática e ciências naturais, era também uma irmandade estreitamente unida por ritos secretos e cerimônias. Num certo sentido, foi a primeira universidade do mundo ocidental. Os ensinamentos da escola eram inteiramente orais e as descobertas eram atribuídas ao fundador. Portanto, não se sabe ao certo o que de fato se pode atribuir ao próprio Pitágoras em relação ao conhecimento produzido. Escola Pitagórica Apesar do misticismo e religiosidade, os pitagóricos eram grandes matemáticos. É possível que Pitágoras tenha conhecido na Mesopotâmia as três médias: a aritmética, a geométrica e a subcontrária (posteriormente denominada harmônica) e, ainda, a proporção áurea, que relaciona duas delas: “o primeiro de dois números está para a sua média aritmética como a média harmônica está para o segundo”. Escola Pitagórica A proporção áurea é de grande utilidade em estudos arquitetônicos e artísticos. Alguns conceitos derivados dela foram utilizados como parâmetros para determinado padrão estético. Alguns exemplos muito conhecidos da aplicação da proporção áurea à concepção de beleza humana são as obras Homem Vitruviano e Mona Lisa, ambas de Leonardo da Vinci. Escola Pitagórica Credita-se à Escola Pitagórica a demonstração de um dos mais famosos teoremas da matemática, que ficou conhecido como O teorema de Pitágoras, que demonstra que "num triângulo retângulo, o quadrado sobre a hipotenusa é igual a soma dos quadrados sobre os catetos". Esse teorema já era conhecido pelos babilônios há mais de um século, mas sua primeira demonstração geral pode ter sido dada por Pitágoras. Os Elementos, de Euclides Por volta de 306 a.C., o Egito tinha Alexandria como sua capital. Euclides de Alexandria foi autor da obra “Os Elementos”, da qual apenas a metade chegou até os nossos dias. Nessa obra, ele sistematizou conhecimentos acumulados por seu povo nos séculos anteriores, além de diversos teoremas que ele mesmo demonstrou. Os Elementos, de Euclides Provavelmente nenhuma obra exerceu influência maior no pensamento científico do que o livro “Os Elementos”, de Euclides. Ela foi copiada inúmeras vezes de forma que erros e variações acabaram sendo incorporados a ela. Suas edições modernas se baseiam numa revisão feita por Teon de Alexandria, no século IV d.C. A primeira tradução latina de “Os Elementos” foi em árabe. A Idade Heroica Durante a segunda metade do quinto século a.C., uma série de matemáticos esteve envolvida com problemas que constituíram a base dos desenvolvimentos posteriores em geometria. Daí esta era ser denominada de Idade Heroica da matemática. Foi por intermédio de Platão e Aristóteles que se soube o que ocorreu na Idade Heroica grega. A Idade Heroica A importância de Platão está menos em descobertas matemáticas e mais em sua convicção de que o estudo da matemática fornecia o mais refinado treinamento do espírito. Eudoxo de Cnido foi discípulo de Platão. Suas maiores contribuições na matemática são: a teoria das proporções e o método de exaustão. Até o aparecimento de Eudoxo, não havia uma definição para os números irracionais. Interatividade Assinale a alternativa falsa: a) Os pitagóricos descobriram os números irracionais. b) Para os pitagóricos o estudo teórico dos números era denominado “logística”. c) Povo heleno é denominação dada aos cidadãos da Grécia antiga. d) O número de ouro é também chamado de razão áurea, seção áurea ou segmento áureo. e) Provavelmente nenhuma obra exerceu influência maior no pensamento científico do que o livro “OsElementos”, de Euclides. ATÉ A PRÓXIMA!
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