sexta-feira, 4 de abril de 2008


O que são sequências de números?
Sequências de números são listas ordenadas de números que verificam uma dada propriedade ou regra.
Exemplos:
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, ... Sequência de números impares
3, 6, 9, 12, 15, 18,... Sequência de múltiplos de 3


Sequência de Fibonacci
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 ...
Notemos que:
Os dois primeiros termos são 1;
Cada um dos termos seguintes é a soma dos dois anteriores.
Então, para descobrir o próximo termo da sequência, basta somar os dois últimos termos. Neste caso o próximo termo seria 34+55=89.
Ao dividirmos, sucessivamente, um termo pelo seu anterior, aproximamo-nos de um número já conhecido:


Os quocientes vão-se aproximando do número 1.6180339887.... que é designado por número de ouro.

Já vimos qual é a regra para descobrir o termo seguinte da sequência de Fibonacci mas, em muitas sequências não é assim tão fácil descobri-lo. Por exemplo:
111, 128, 146, 165, 185, …
Qual é o termo seguinte desta sequência?
Se não conseguir descobrir, então observe o que se segue:
Calculando sucessivamente a diferença entre dois termos consecutivos obtemos,
Na última linha obtivemos sempre o mesmo valor, o que nos permite agora aplicar o método no sentido inverso:Logo, o termo seguinte da sequência é 206.
Consegue agora descobrir o termo que se segue?
Este método chama-se método das diferenças e, aplica-se para determinar os termos seguintes de uma dada sequência.
Suponhamos agora que era dada a expressão geral de uma sequência. Como é que determinavamos o oitavo ou o vigésimo termo dessa sequência?
Por exemplo:
A expressão geradora dos termos de uma certa sequência é n2+5n. Qual é o primeiro termo desta sequência? E o nono?
De facto, para encontrármos estes termos basta substituir n pelo número natural correspondente, ou seja, neste caso com n=1 descobrimos o primeiro termo que é 1+5=6. O nono termo seria 92+5x9=81+45=126.

quarta-feira, 31 de outubro de 2007

O que é um número?



Número é um objecto da Matemática usado para descrever quantidade ou medida. O conceito de número foi provavelmente um dos primeiros conceitos matemáticos assimilados pela humanidade no processo de contagem.

Para isto, os números naturais eram um bom começo. O trabalho dos matemáticos levou-nos a descobrir outros tipos de números.

Os números inteiros são uma extensão dos números naturais que incluem os números inteiros negativos. Os números racionais, por sua vez, incluem frações de inteiros. Os números reais são todos os números racionais mais os números irracionais.

quarta-feira, 24 de outubro de 2007


Matemática Selvagem - O que os bichos nos ensinam" no Clube de Matemática da Sociedade Portuguesa de Matemática (SPM).
Que a matemática contribui para percebermos melhor o mundo já sabemos. Mas será que também nos pode ajudar a estudar o comportamento dos animais e, dentre estes, o dos seres humanos?
É isto o que descobriremos na palestra "Matemática Selvagem - O que os bichos nos ensinam", Fabio Chalub (FCT/UNL) mostrou como a matemática ajuda a descrever dois comportamentos básicos no reino animal: o da cooperação e o da competição.

Este seminário foi parte do ciclo "No Quadro com…", promovido pelo Clube de Matemática da SPM nos sábados de Junho e Julho nos Museus da Politécnica.

O suíço Leonhard Paul Euler (1707-1783) é um dos maiores génios de todos os tempos na Matemática e na Física. A ocasião da passagem dos três séculos depois do seu nascimento tem servido, na Suíça, na Rússia, na Alemanha (os países onde ele viveu e trabalhou durante longos anos) e um pouco por todo o mundo, para prestar homenagem a um raro talento. A sua obra brilha no século das luzes, o século que viu ser consolidadas e ampliadas as duas grandes criações científicas do século anterior, que estão intimamente associadas - o cálculo infinitesimal e a mecânica de Newton.

A marca mais notável da obra de Euler é a sua prodigiosa quantidade. Entre livros e artigos, ela inclui mais de 800 itens, um número absolutamente singular na história matemática. Nunca ninguém escreveu tanto como ele, nem antes nem depois.
A “Opera Omnia” de Euler que pretende reunir toda a sua obra num conjunto de cerca de 80 volumes ainda não está, quase três séculos após os trabalhos originais, completa. Curiosamente, foi no século XVIII que apareceram também os mais prolíficos criadores de música: os autores barrocos Johann Sebastian Bach (1685-1750) e George Philipp Telemann (1681-1767) e Joseph Haydn (1732-1809) escreveram cada um deles uma obra musical que um músico de hoje teria dificuldade em copiar durante o tempo da sua vida.
O mesmo se pode dizer da obra de matemática e física de Euler. Tal como esses compositores cultivaram vários géneros musicais, também Euler se dedicou a vários ramos da matemática e da física, deixando a sua marca indelével em todos eles.
Nascido na cidade de Basileia, na fronteira entre a Suíça e a Alemanha, o jovem viveu em Riehen, uma pequena localidade perto dessa cidade (na altura, uma cidade cosmopolita e muito desenvolvida do ponto de vista científico; basta lembrar que a primeira edição no estrangeiro da “Opera” do nosso maior matemático, Pedro Nunes, tinha sido publicada em Basileia em 1566).
O pai era um pastor protestante e a mãe era filha de um pastor da mesma religião. Com essa tradição familiar, não admira que a Leonhard estivesse destinada, através de adequada preparação, uma carreira eclesiástica.
Contudo, o jovem cedo revelou o seu invulgar talento para a matemática.

Por sorte os pais tiveram a oportunidade de lhe proporcionar uma educação dada por um dos melhores matemáticos desse tempo, Johann Bernoulli (1667-1748), que deu aulas particulares a Leonard juntamente com o seu próprio filho, Daniel Bernoulli (1700-1782). A família dos Bernoulli, que tinha fugido da Bélgica para a Suíça devido a perseguições religiosas (eram protestantes), é famosa na história das ciências por vários dos seus membros terem seguido carreiras – e carreiras bem sucedidas – na matemática e na física.

Durante um século, destacaram-se oito Bernoullis nessas disciplinas!

Euler foi o que se pode chamar uma "criança prodígio". Em 1720, com apenas 13 anos, entrou na Universidade de Basileia para aí se formar em Filosofia passados três escassos anos.
O seu primeiro artigo científico, escrito aos 19 anos (em 1726), intitulava-se “Constructio linearum isochronarum in medio quocunte resistente” (“Construção de curvas isócronas lineares num meio resistente”). O original foi escrito em latim, que era a língua franca da ciência da época; a maioria dos trabalhos de Euler foram aliás também escritos em latim. Tratava-se de um problema de cálculo de mínimos, um tipo de questões que na época estava muito em voga. Mas nem por isso Euler teve facilidade em arranjar o primeiro emprego.

Acabou por o encontrar no estrangeiro. Juntando-se ao seu colega e amigo Daniel Bernoulli e ao irmão deste Nicolau (II), respondeu em 1727 a uma chamada efectuada por Catarina I (1684-1727), que governou a Rússia após a morte do esposo de 1725 a 1727 para um lugar na recém-formada Academia de Ciências de São Petersburgo, mais tarde Academia de Ciências da Rússia. Em Portugal era, recorde-se, o tempo em que pouo faltava para se completar a Biblioteca Joanina, na Universidade de Coimbra, mandada erguer por D. João V e cuja construção tinha começado em 1917. São Petersburgo, que mais tarde se viria a chamar Petrogrado e Leninegrado, era a cidade que tinha sido fundada em 1703 pelo czar Pedro, o Grande. A Academia dessa cidade foi, por sua vez, fundada por ele em 1724 .

Euler ocupou um lugar de professor de Medicina (não esqueçamos que em tempos anteriores também Galileu Galilei e, entre nós, Pedro Nunes tinham estudado medicina), mas não demorou a obter um lugar de assistente de Matemática (ainda em 1727, em substituição de Nicolau, que faleceu nesse ano) e depois de professor de Física em 1731 e também de Matemática (foi o próprio lugar de Daniel, por este entretanto ter regressado à Suíça). Em 1734 casou com Katherine Gsell, uma suíça filha de um artista que também residia em São Petersburgo (que, na altura, atraía, portanto, não só cientistas mas também artistas). Dela viria a ter 13 filhos, dos quais só cinco chegaram à idade adulta. Katherine faleceu em 1773, tendo Euler casado pouco depois com uma meia-irmã dela, de quem não teve descendentes.

Em 1734 Euler publicou o seu primeiro livro: “Mechanica” (“Mecânica”), uma obra notável por juntar pela primeira vez os trabalhos principais de Newton (1643 - 1727) e de Leibniz (1646 - 1716) nessa área da física. Os “Principia Mathematica” de Newton continham raciocínios muito geométricos e o cálculo diferencial newtoniano recorria a uma notação própria, mais complicada do que a de Leibniz (esta é basicamente a notação que ainda hoje se utiliza). A disputa entre Newton e Leibniz sobre a primazia na criação do cálculo infinitesimal foi seguida por uma polémica sobre o lugar de Deus do mundo (havia uma enorme diferença entre o "Deus diligente" de Newton, que tinha se intervir amiúde no mundo para efectuar algumas correcções, e o "Deus preguiçoso" de Leibniz, que descansava para sempre depois de ter feito o trabalho inicial de criação!).

Essas disputas impediram que tivesse ocorrido antes uma síntese entre as duas formas de cálculo que, no fundo, eram confluentes.
Em 1741 Euler moveu-se da corte da Rússia para outra corte não menos importante, a corte da Prússia, em Berlim, ocupada pelo imperador Frederico II, o Grande (1712-1786). Na prática, e embora não tendo ocupado o cargo de Presidente da Academia das Ciências da Prússia (fundada em 1700 por Leibniz, hoje Academia das Ciências de Berlin - Brandenburg), Euler sucedeu na direcção dessa instituição ao francês Pierre-Louis Maupertuis (1698 - 1759), o autor do princípio da acção mínima como um axioma unificador da mecânica. Aí se conservaria, numa fase muito produtiva da sua vida. Datam dessa época dois livros notáveis para o desenvolvimento do cálculo infinitesimal, “Introductio in Analysin Infinitorum” (“Introdução à Análise de Infinitos”) (Fig. 9) e “Institutiones Calculo Differentiales” (“Fundamentos do Cálculo Diferencial”), publicados respectivamente em 1748 e 1755 (neste ano deu-se o grande terramoto de Lisboa). É na primeira dessa obra que se encontram a famosa fórmula de Euler para a exponencial de um imaginário puro, que tem como caso particular a identidade de Euler que relaciona os dois números irracionais mais conhecidos, o pi e o número de Euler, com o número imaginário puro e o número real -1 (esta identidade tem sido considerada uma das mais belas expressões matemáticas de todos os tempos).

De resto, Euler foi o introdutor de várias notações matemáticas que ainda hoje se usam: o símbolos pi e e são dele, assim como o i. Em Berlin escreveu um livro que hoje é um clássico da divulgação científica: “Cartas a uma Princesa Alemã”(só publicado mais tarde, em 1768). Em 1766, devido a algumas dificuldades na relação com o imperador (Euler não era muito conversador e não brilhava na corte, como outros cientistas e filósofos que frequentavam o palácio imperial – basta referir o francês Voltaire), Euler volta à Rússia, onde agora a imperatriz era Catarina II, a Grande (1729-1796).

Continuou aí o seu labor científico, sem nunca abrandar o ritmo. Publicou em 1768 o livro “Institutiones Calculo Integralis” (“Fundamentos do Cálculo Integral”). Apesar da sua deficiente visão (tinha cegado do olho direito em 1738 devido à realização de experiências de óptica – baseado na realização de experiências, Euler defendia a teoria ondulatória da luz do holandês Christiaan Huygens (1629-1695). Em 1766 cegou do outro olho devido a doença oftalmológica. Um retrato a óleo de 1756 (ver figura de cima) mostra Euler com uma deficiência no olho direito (Frederico II chamava-lhe pouco amavelmente “o meu ciclope”). Ficou célebre a frase que proferiu quando cegou completamente: “Agora tenho menos distracções.” Publicou em São Petersburgo em 1772, o ano da Reforma Pombalina na Universidade de Coimbra, um livro sobre o movimento do nosso satélite natural: “Theoria Motuum Lunae” (“Teoria do movimento da Lua”). Faleceu subitamente aos 77 anos nessa cidade, onde hoje está sepultado, num dia em que tinha não só trabalhado como brincado com um dos seus netos .

domingo, 14 de outubro de 2007

Poemas matemáticos

O quociente e a Incógnita

"Às folhas tantas do livro de matemática, um quociente apaixonou-se um dia doidamente por uma incógnita. Olhou-a com seu olhar inumerável e viu-a, do ápice à base. Uma figura ímpar olhos rombóides, boca trapezóide, corpo ortogonal, seios esferóides. Fez da sua uma vida paralela a dela até que se encontraram no infinito. "Quem és tu?" - indagou ele com ânsia radical. "Eu sou a soma dos quadrados dos catetos, mas pode me chamar de hipotenusa". E de falarem descobriram que eram o que, em aritmética, corresponde a almas irmãs, primos entre-si. E assim se amaram ao quadrado da velocidade da luz numa sexta potenciação traçando ao sabor do momento e da paixão retas, curvas, círculos e linhas senoidais. Nos jardins da quarta dimensão, escandalizaram os ortodoxos das fórmulas euclidianas e os exegetas do universo finito. Romperam convenções Newtonianas e Pitagóricas e, enfim, resolveram se casar, constituir um lar mais que um lar, uma perpendicular. Convidaram os padrinhos: o poliedro e a bissetriz, e fizeram os planos, equações e diagramas para o futuro, sonhando com uma felicicdade integral e diferencial. E se casaram e tiveram uma secante e três cones muito engraçadinhos e foram felizes até aquele dia em que tudo, afinal, vira monotonia. Foi então que surgiu o máximo divisor comum, frequentador de círculos concêntricos viciosos, ofereceu-lhe, a ela, uma grandeza absoluta e reduziu-a a um denominador comum. Ele, quociente percebeu que com ela não formava mais um todo, uma unidade. Era o triângulo tanto chamado amoroso desse problema, ele era a fração mais ordinária. Mas foi então que Einstein descobriu a relatividade e tudo que era espúrio passou a ser moralidade, como, aliás, em qualquer Sociedade ..."
Millôr Fernandes

quarta-feira, 10 de outubro de 2007

Para que serve a matemática?

Tudo o que vale a pena exige esforço. E quanto mais vale a pena, mais esforço exige. Isso é particularmente verdade sobre a Matemática: se investirmos um esforço pequeno sobre as matérias, ficando com um conhecimento superficial, de pouco ou nada nos valerá o “esforço”.
A Matemática não se aprende na Wikipedia ou navegando pela Internet. Exige pensamento, estudo, concentração, treino e algo para que nos últimos 2500 anos não se inventou substituto – o contacto humano. Aquilo a que normalmente se chama aulas.
Não sei se isto parece aborrecido, mas é a melhor (se não mesmo a única) maneira de aprender Matemática. E aprender é não só uma aventura maravilhosa, como tem no final o pote de ouro da compreensão do mundo. E para transformar o Mundo, é preciso primeiro compreendê-lo.
Isaac Asimov, num conto com mais de cinquenta anos publicado nos Nove Amanhãs, relata a seguinte história. Num futuro imaginário, as crianças brincam 364 dias por ano e um dia por ano o seu cérebro fica ligado a uma máquina com discos que lhes administram automaticamente todos os conhecimentos de que necessitam. Assim fazem toda a escolaridade e aprendem tudo o que precisam, da primária à Universidade. Todos menos um rapazito.
Desde os 7 anos de idade este rapaz foi obrigado a aprender à maneira antiga: estudando, tendo aulas, esforçando-se, compreendendo, investindo o seu tempo. Enquanto os seus amigos brincavam 364 dias por anos, ele estudava. E assim foi, para sua grande frustração, incompreensão e mesmo revolta, até à idade adulta.
Nessa altura foi chamado pelas classes governantes da sociedade. Começa por expor toda a sua revolta. Porque é que me trataram assim? Porque é eu tive de me esforçar para aprender por mim próprio tudo aquilo que ensinaram aos outros sem esforço? E a resposta foi “Porque tu foste escolhido para escrever os próximos discos”.
O pote de ouro da Matemática é o seguinte: todos os grande avanços científicos e tecnológicos implicam a utilização de novas ferramentas matemáticas. Para dar um exemplo recente que muitos de nós temos nas mãos, uma desconhecida empresa de indústria pesada, que fabricava pneus e pasta de papel, decidiu no final dos anos 60 virar-se para as telecomunicações. Estava num país com enorme densidade de pessoas altamente qualificadas do ponto de vista científico, técnico e matemático, e os grandes problemas matemáticos estavam a surgir. Era uma altura estratégica para entrar.
O país era a Finlândia. A empresa era a Nokia, hoje o gigante mundial de telemóveis.
Continua a fabricar pneus, embora quase ninguém saiba. Mas para isso não é preciso Matemática mais sofisticada do que a do século XVIII, e não é por isso que a Nokia é conhecida (o leitor conhece alguém que use pneus Nokia no carro?). Para inovar verdadeiramente é necessário estar em condições de criar Matemática nova (e Física, e Química, e Engenharia). Enquanto seres humanos isso transporta-nos a altitudes nunca antes imaginadas - é como descobrir um Evereste pessoal para escalar. Só isso já compensa o esforço. E no fim da escalada pode estar um verdadeiro pote de ouro.
Mas só está lá para quem se esforçar a descobri-lo.

in Público/Junho 2007