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Prof. Emilio Celso MATERIAL COMPLEMENTAR História da Matemática Matemática: da pré-história ao mundo antigo no antigo Egito, na mesopotâmia e na Grécia antiga. Matemática na China, Índia e mundo árabe, dos séculos XVI ao XVIII. A matemática nos séculos XIX a XX na escola brasileira. História da matemática matemático. produzida pelas pessoas das classes superiores da sociedade. Matemática aplicada à agrimensura, engenharia e comércio. Durante a Idade da Pedra, a humanidade acumulou conhecimento matemático necessário para tratar os problemas desta época. Da pré-história ao mundo antigo: no antigo Egito, na Mesopotâmia e na Grécia antiga Acerca do Egito Antigo e Mesopotâmia cada cultura dependia intimamente da natureza dos sistemas de numeração utilizados. Por isso, cálculos considerados difíceis em um sistema podem ser relativizar, portanto, a interpretação frequente de que a matemática nessa época se constituía somente de procedimentos de cálculos voltados para a resolução de (ROQUE, Tatiana. História da Matemática: uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 26). Matemática nas civilizações egípcia e mesopotâmica Esse texto ajuda a apontar contribuições da Matemática pelo legado das civilizações egípcia e mesopotâmica. Contribuição da civilização egípcia Os conhecimentos e registros históricos sobre a civilização egípcia 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 nas civilizações egípcia e mesopotâmica Aritmética e álgebra Os 110 problemas dos papiros de Moscou e de Rhind são numéricos. A maioria deles é de natureza prática, mas há também alguns de natureza teórica. A característica do sistema de numeração egípcio é o caráter aditivo da aritmética dependente. A multiplicação e a divisão eram, em geral, efetuadas por uma sucessão de duplicação, considerando que todo número pode ser representado por uma soma de potências de 2. A comutatividade da multiplicação e muitos dos problemas do papiro de Ahmes mostram manipulações equivalentes à regra de três. Matemática na civilização egípcia Método da falsa posição Considere a equação: x + x/7 = 24. Qual o valor de x? Solução no Egito Antigo: Assumindo um valor conveniente para x = 7, tal qual x = 7 + 7/7 = 7 + 1 = 8 Como 8 deverá ser multiplicado por 3 para resultar 24, o valor de x procurado é 3.(7) = 21. Matemática na civilização egípcia Os egípcios eram calculadores e estudaram geometria, ainda sem provas geométricas e não generalizavam suas conclusões. Conheciam o teorema de Pitágoras e contribuíram com os gregos com relação às regras de cálculo. Frações unitárias Para os egípcios, as frações de denominador 1, chamadas de frações unitárias, indicavam o recíproco de qualquer número inteiro através de um simbolismo próprio, indicando que havia alguma percepção das regras gerais e dos métodos no tratamento de frações. Matemática na civilização egípcia Geometria Dos 110 problemas presentes nos papiros de Moscou e de Rhind, 26 são geométricos. Muitos deles estão relacionados à mensuração de terras e a volumes de grãos, problemas relativos à proporção e tentativas de cálculo de volumes de sólidos. O conhecimento de proporção era vital na construção de pirâmides, uma vez que as faces deveriam manter uma inclinação constante. No papiro de Moscou existe um exemplo correto da fórmula do volume de um tronco de pirâmide e nenhum outro exemplo inquestionavelmente genuíno dessa fórmula foi encontrado na matemática oriental antiga. Matemática na civilização egípcia O Plimpton 322, do ponto de vista matemático, é um dos mais importantes documentos que chegaram até nós sobre a civilização babilônica. Operações fundamentais Os babilônios desenvolveram a melhor notação para frações conhecida até a Renascença, por meio 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. Destacam-se as tabelas babilônicas que contêm potências sucessivas de um dado número, semelhante às atuais tabelas de logaritmos ou de antilogaritmos. Utilizavam a interpolação por partes proporcionais para a obtenção de valores intermediários aproximados. Matemática na civilização babilônica Geometria Estava relacionada à mensuração prática, pois os babilônios já conheciam as regras gerais do triângulo retângulo, do volume de um paralelepípedo reto- retângulo e o volume de um prisma reto com base trapezoidal. Álgebra A aritmética babilônia já havia evoluído para uma álgebra retórica bem desenvolvida. Resolviam equações quadráticas e biquadradas pelo método equivalente ao de substituição numa fórmula geral. Discutiram também a resolução de algumas equações cúbicas. Matemática na civilização mesopotâmica baseada em cálculos de medidas, como outros povos antigos. Não há, contudo, uma documentação confiável que possa estabelecer a transição da matemática mesopotâmica e egípcia para a grega. Essa é, na verdade, uma etapa na construção do mito de que existiria uma matemática geral da humanidade. A escassez de fontes que permitiriam unir as diferentes práticas dessas disciplinas na Antiguidade nos força a optar pela presença de várias manifestações (ROQUE, Tatiana. História da Matemática: Uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 56). Qual a abordagem da Matemática trazida pelos gregos que os diferenciou dos egípcios e mesopotâmios? Matemática na Grécia Antiga Raciocínio dedutivo A matemática grega marcou a grande diferença estabelecida às demais civilizações antigas: o início da tentativa de se explicar os fenômenos da natureza de forma científica, sem recorrer a mitos e à religião. A utilização do raciocínio dedutivo em matemática que se deve a Tales de Mileto e Pitágoras deu origem à criação de uma matemática organizada. A lógica foi sistematizada por Aristóteles e Hipócrates de Quios. Matemática na Grécia Antiga A escola pitagórica Apesar do misticismo e religiosidade, os pitagóricos eram grandes matemáticos. Conheciam as três médias: a aritmética, a geométrica e a subcontrária (posteriormente denominada harmônica), a proporção áurea, que relaciona duas 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 hipotenusa é igual à soma dos quadrados sobre Matemática na Grécia Antiga Os elementos, de Euclides Em seus 13 livros, o documento sintetiza os conhecimentos sobre geometria plana e espacial e teoria elementar dos números. Os elementos é obra considerada como um protótipo da forma matemática moderna. Para demonstrar as leis, Euclides premissas, verdades absolutas e inquestionáveis da matemática, para que, a partir delas, se estabelecessem conclusões. Euclides estabeleceu um campo de estudos denominado axiomática, dedicado ao exame das propriedades gerais dos conjuntos de postulados e do raciocínio postulacional. Matemática na Grécia Antiga Platão tinha a convicção de que o estudo da matemática fornecia o mais refinado treinamento do espírito. Platão estudou os poliedros regulares, que eram associados aos quatro elementos de um sistema cósmico (o tetraedro tendo origem no fogo; o cubo, na Terra; o octaedro, no ar; e o icosaedro, na água), que fascinou os homens por séculos. 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. Matemática na Grécia Antiga INTERVALO Nos livros de história da matemática é comum encontrarmos, depois da explanação das mais importantes contribuições gregas, referências a autores isolados,como Heron, Ptolomeu ou Diofanto. Em seguida, faz-se uma breve passando superficialmente pelos estudos dos árabes. [...] Precariedade e excepcionalidade caracterizam a prática matemática entre Euclides e os renascentistas. Os árabes, por exemplo, são reconhecidos sobretudo como tradutores da matemática grega e transmissores dessa tradição na Europa, possibilitando que as obras gregas chegassem ao Ocidente e fossem vertidas para da Matemática: uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 172). Matemática na China, Índia e mundo árabe, dos séculos XVI a XVIII Quais as principais contribuições dos chineses para a Matemática? Após o declínio da matemática grega clássica, a matemática na China tornou-se uma das mais criativas do mundo. Problemas: mensuração de terras e agricultura; impostos; cálculos; soluções de equações; propriedades de triângulos retângulos. Matemática na China Principais realizações Sistema de numeração posicional decimal. Reconhecer os números negativos. Obter valores precisos de . Chegar ao método de Hornes para soluções numéricas de equações algébricas. Apresentar o triângulo aritmético de Pascal. Inteirar-se do método binomial. Matemática na China Empregar métodos matriciais para resolução de sistemas lineares. Resolver sistemas de congruências. Desenvolver frações decimais. Desenvolver a regra de três. Aplicar a regra de falsa posição dupla. Desenvolver séries aritméticas de ordem superior e suas aplicações à interpolação. Desenvolver a geometria descritiva. Matemática na China Quais as principais contribuições da Índia para a Matemática? Falta de registros históricos autênticos, os indianos tinham sistema de escrita, contagem, pesos e medidas e faziam escavação de canais para irrigação. A Índia, no início do século V, torna-se centro do saber, da arte e da medicina. Chegou até nossos dias o texto épico Sistemas do Sol. Autor, deus do Sol (documento feito pelos hindus). Precursor da função trigonométrica moderna, denominada seno de um ângulo. Os hindus aperfeiçoaram métodos de tabulação, particularmente os de interpolação quadrática e linear. O zero ganhou o status de número com os hindus. Matemática na Índia Quais as contribuições da Matemática segundo o legado do mundo árabe? Regras de cálculo e de mensuração na astronomia e na matemática, sem nenhum espírito lógico ou de metodologia dedutiva. Tentativa de medir a circunferência da Terra. Medida do tempo e trigonometria esférica. Equações quadráticas com raízes negativas. Aparecimento da numeração decimal posicional. Matemática no mundo árabe Sistema de numeração atual, no qual se formam os números por justaposição dos dez dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 O valor de um dígito depende de sua posição no sistema, o que torna indispensável a existência de um símbolo para o zero. Divulgado pelos árabes, século VII. Origem da notação hindu. Matemática no mundo árabe a história da matemática, sobretudo no que concerne ao desprezo pela Idade marcada pelo dogmatismo religioso, pelo misticismo e pelo abandono do raciocínio mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 17). Quais os avanços da Matemática na Idade Média? Matemática na Idade Média e na baixa Idade Média Leonardo Fibonacci ou Leonardo de Pisa (c. 1170-1250), na Itália. Defende a utilização de algarismos arábicos, daí a importância de seu trabalho para a transmissão da numeração indo-arábica, além do uso do zero que, na prática, ainda não era utilizado, embora fosse conhecido. Matemática na Idade Média e na baixa Idade Média dessas transformações no modo de fazer história, incluindo análises mais contextualizadas sobre o desenvolvimento geral da ciência, bem como da visão sobre a ciência na época. Mas a história da matemática moderna, que reconhecemos como mais próxima da nossa, está apenas começando a ser desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 381). No Renascimento, quais campos da Matemática foram desenvolvidos? Matemática no Renascimento Nicholas Cusa (1401-1464): lembrado atualmente por seu trabalho na reforma do calendário e por tentativas de quadrar o círculo. Georg von Peurbach (1423-1463): escreveu uma aritmética, alguns trabalhos de astronomia e iniciou uma tradução do Almagesto, de Ptolomeu, a partir do grego. Johann Müller (1436-1476) (Regiomontanus): o tratado é uma exposição sistemática dos métodos para resolver triângulos que marcaram o Renascimento na Trigonometria. Matemática no Renascimento Luca Pacioli (1445-1514): apresentou um trabalho de notável compilação de material de quatro campos, aritmética, álgebra, geometria euclidiana muito elementar e contabilidade. Na Alemanha, os livros sobre álgebra foram tão numerosos que, durante algum tempo, a palavra germânica coss para a incógnita triunfou em outras partes da cóssica símbolos germânicos para adição e subtração acabaram por substituir os símbolos italianos em uso. Matemática no Renascimento Gerônimo Cardano (1501-1576): escreveu a Ars magna, considerada como marco do início do período moderno na Matemática. Nicolau Copérnico (1473-1543) emprega a matemática na busca de leis físicas. Leonardo da Vinci teve participação em desenvolvimento de conhecimentos matemáticos voltados para a teoria da perspectiva. Matemática no Renascimento INTERVALO particularmente associada à expansão da ciência experimental e à matematização da natureza, atribuídas a Galileu. [...] Na matemática, a geometria cartesiana e o cálculo infinitesimal são vistos como as duas manifestações mais importantes desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 221). Quais as áreas da Matemática que se desenvolveram ao longo dos séculos XVI e XVIII? Matemática nos séculos XVI a XVIII Quais as áreas da Matemática que se desenvolveram ao longo dos séculos XVI e XVIII? François Viète (1540-1603) na obra: In artem, o simbolismo algébrico é notadamente trabalhado. John Napier (1550-1617) e Henry Briggs (1561-1631) desenvolveram trabalhos sobre os logaritmos. Matemática nos séculos XVI a XVIII Henry Briggs (1561-1631), professor de geometria do Gresham College de Londres e, posteriormente, professor de Oxford. Com Napier, alterou as tábuas de logaritmos, nascendo assim os Logaritmos Briggsianos ou Comuns, atualmente utilizados. René Descartes (1596-1650), autor da obra Discurso do Método, trouxe contribuições à geometria analítica. Pierre de Fermat (1601?-1665) trabalhou com a geometria analítica: equação geral da reta; equação geral da circunferência; hipérboles; elipses; parábolas; tangentes; quadraduras. Matemática nos séculos XVI a XVIII Blaise Pascal (1623-1662), francês, desenvolveu trabalhos pioneiros sobre Teoria das Probabilidades; Fórmula de Geometria do Acaso; Triângulo de Pascal; Tratado sobre as Potências Numéricas. A realização mais notável do século XVII: descoberta e desenvolvimento do cálculo (Isaac Newton e Gottfried Wilhelm Leibniz). Leibniz (1646-1716) usou pela primeira vez o símbolo de integral, utilizando a primeira letra da palavra latina summa, que significa soma. Escreveu diferenciais e derivadas como são atualmente. Matemática nos séculos XVI a XVIII Leonhard Euler (1707-1783) foi o mais importante matemático nascido na Suíça. Responsável pelas seguintes notações utilizadas em Matemática: f(x) para funções; e para base dos logaritmos naturalis; i para a unidade imaginária; o símbolo de somatória; notação para derivadas de grau n etc. Matemática nos séculos XVI a XVIII O século XIX foi frequentemente chamado de idade do rigor. Essa é uma caracterização correta no sentido de que a análise adquiriu um fundamento que ainda reconhecemos como satisfatório. A rigorização não foi somente uma questão de esclarecer alguns poucos conceitos básicos e mudar as provas de alguns teoremas básicos; ao invés disso, ela invadiu quase todaa análise e transformou-a na disciplina que aprendemos hoje. (LÜTZEN, J., citado por ROQUE, Tatiana. História da Matemática: uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas. São Paulo, Jorge Zahar Editor, 2012, p. 326) A matemática nos séculos XIX a XX e a escola brasileira O alemão Carl Friedrich Gauss (1777-1855) apresentou a primeira demonstração plenamente aceitável do teorema fundamental da álgebra e um trabalho fundamental na moderna Teoria dos Números. Gauss (1777-1855) foi um dos precursores do cálculo diferencial, iniciando um novo ramo da Matemática denominado de geometria diferencial. Augustin-Louis Cauchy (1789-1857): definiu a integral em termos de soma, mas esse estudo foi muito incompleto. Seus trabalhos influenciaram investigações sobre os fundamentos do cálculo, levando ao desenvolvimento da Análise Matemática e da Teoria das Funções. Álgebra, geometria e análise matemática nos séculos XIX e XX Bernhard Riemann (1826-1866): realizou um estudo aprofundado da integral. Em sua investigação as somas usadas na definição de integral foram denominadas somas de Riemann e a própria integral chamada de Integral de Riemann. Carl Cristov Jacobi (1804-1851) contribuiu para a Teoria dos Determinantes. Georg Ferdinand Ludwig Philip Cantor (1845-1918) e Jules Henri Poincaré (1854-1912) exerceram influência considerável em uma área muito extensa da matemática dos tempos atuais. Álgebra, geometria e análise matemática nos séculos XIX e XX O Movimento Matemática Moderna foi uma adaptação ao ensino das duas características principais da matemática do século XX: Essa perspectiva de ensino teve impacto nos currículos brasileiros até a década de 1980, cuja crítica apontou os exageros dessa forma de abordagem dos conteúdos matemáticos no ensino fundamental e médio. A matemática moderna A industrialização exigiu a universalização da educação escolar e a possibilidade de acesso à escola para a maioria da população, iniciada justamente com a Constituição de 1946, que determinava que o ensino primário, de quatro anos de duração, era obrigatório a todos, e investimento na ampliação do ensino médio, regular ou técnico. A escola brasileira A partir da década de 1940, as sociedades científicas de matemática foram fundadas. Sociedade de Matemática de São Paulo (1945-1969), com sede na USP. Sociedade Brasileira de Matemática (SBM) 1969. Sociedade Brasileira de Educação Matemática (SBEM) década de 1980, que tem por objetivo congregar profissionais da matemática e está voltada para os profissionais da área de educação matemática. A escola brasileira Década de 1940 pós-graduação em Matemática na USP. Decreto n° 12.511, de 21 de janeiro de 1942, reorganizou a FFCL da USP e instituiu a concessão do grau de doutor por aquela faculdade. Para o caso da matemática, foi instituído o grau de doutor em ciências. A escola brasileira 1952 fundação do Instituto de Matemática Pura e Aplicada (Impa), na cidade do Rio de Janeiro, como um órgão do CNPq. Década de 1950 o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) criou programas de pós-graduação stricto sensu em matemática. 1956 início em Rio Claro do Departamento de Matemática da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras. A partir da década de 1960 houve um substancial incremento na oferta e na demanda de cursos de graduação em matemática em quase todo o país. A escola brasileira A partir da década de 1950, a Escola de Engenharia de São Carlos, da USP, instituiu programas de pós-graduação em matemática. Ambrosio, matemático que criou a linha de pesquisa Etnomatemática, obteve o grau de doutor em 1963. Ofélia Teresa Alas, graduada em matemática pela FFCL da USP, em 1968, foi a segunda brasileira a obter o grau de doutora em matemática. A escola brasileira Fonte: Livro-texto ATÉ A PRÓXIMA!
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