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domingo, 26 de julho de 2009

A História das Equações Algébricas (Parte 2)

Vimos na Parte 1, a solução das equações lineares através do método da falsa posição. Vejamos agora um pouco da história e a forma de resolução das equações quadráticas.

Em Smith, History of Mathematics (1925), vemos que a primeira equação quadrática aparece no Berlin Papyrus do Egito Antigo por volta de 2000 a. C. Em notação moderna, o problema pede para achar [;x\ ;]e [;y;] tais que

[;x^2 + y^2 =100;] e [;y = \frac{3x}{4};]

e a solução é dada aplicando o método da falsa posição. Assim, podemos supor que muitos outros problemas quadráticos podem ser encontrados nas tabletas babilônicas.

Muitos problemas nessas tabletas pedem o valor de [;x\ ;] e [;y;], sendo dadas as condições: [;x + y = b;] e [;xy =c;]. Geometricamente, tais problemas estão relacionados com o perímetro e a área de retângulos. Vejamos o algoritmo usado para resolver tais problemas:

1) Eleve ao quadrado a metade de [;b;] , ou seja, [;(\frac{b}{2})^2 = \frac{b^2}{4};];
2) Subtraia [;c;] deste valor, ou seja, [;\frac{b^2}{4} - c;];
3) Extraia a raiz quadrada deste valor para obter [;\sqrt{\frac{b^2}{4} - c};];
4) Adicionando e subtraindo este valor metade [;b;] obtemos [;x\ ;] e [;y;], respectivamente, isto é

[;x = \frac{b}{2} + \sqrt{\frac{b^2}{4} - c};] e [;y = \frac{b}{2} - \sqrt{\frac{b^2}{4} - c};]

fica como exercício, verificar que de fato, [;x\ ;] e [;y;] dados acima são soluções do sistema acima e para isso, basta resolver a equação quadrática [;z^2 - bz + c = 0;].

Soluções Gregas: Os gregos resolviam equações quadráticas da forma [;x^2 -ax - b = 0;], sendo [;a,b;] números positivos, através de construções geométricas com régua e compasso. Modernamente, podemos visualizar as duas raízes positivas como sendo a abscissa dos pontos de interseção das curvas [;y =x^2;] e [;y=ax + b;].

Soluções Hindus: Brahmagupta (628 d.C.) apresenta a equação [;x^2 - 10x = -9;] e sua solução, mostrando que algoritmo para resolver equações quadráticas existem desde daquela época.

Sridhara em 1025, fornece a regra Hindu para equações quadráticas que foi popularizada por Bháskara no ano de 1050 e dizia o seguinte:

"Multiplique ambos os membros da equação pelo número que vale quatro vezes o coe ciente do quadrado e some a eles um número igual ao quadrado do coe ciente original da incógnita. A solução desejada é a raiz quadrada disso".

Na notação algébrica atual, temos:

[;ax^2+bx = c;] [;\quad \Rightarrow \quad 4a^2x^2+ 4abx = 4ac;] [;\Rightarrow;] [;4a^2x^2 + 4abx + b^2 = b^2 + 4ac;]
Assim,
[;(2ax + b)^2 = b^2 + 4ac \quad \Rightarrow \quad 2ax + b = \sqrt{b^2 + 4ac};]

Soluções Árabes: Al Khwarizmi foi um grande matemático árabe que por volta de 780-850, escreveu um livro de Álgebra cujo título era Al-kitāb al-muhtaşar fī hisāb al-jabr wa-l-muqābala, ou seja, "Um breve livro sobre os cálculos de al-Jabr and al-Muqabala".

The term al-jabr pode ser traduzido como a transposição de termos de um lado ao outro da equação e al-muqabala significa em subtrair quantidades iguais de ambos os lados da equação. Portanto,

[;4x - 1 = 3x + 2 \quad \Rightarrow \quad x - 1 = 2;]

é al-jabr, enquanto


[;3x + 2 = 4 \quad \Rightarrow \quad 3x = 2;]
é al-muqabala.

Além disso, ele classificou as equações em [;6;] tipos dados por:

[;ax^2 = bx, \quad \quad ax^2 = c, \quad \quad bx = c, \quad \quad ax^2 + bx = c, \quad \quad ax^2 + c = bx,\quad \quad bx + c = ax^2;]

A razão para essas seis classificações é devido ao fato que os matemáticos árabes desconheciam os trabalhos dos matemáticos hindus que não tratou dos números negativos. Em seus trabalhos, coeficientes e raízes das equações eram positivos.

A fórmula resolvente da equação quadrática é conhecida atualmente por "fórmula de Bháskara", pois foi ele quem preencheu algumas lacunas na obra de Brahmagupta dando uma solução ao problema da divisão por zero.

Referência Bibliográfica:
-Eves, Howard. Introdução à História da Matemática. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 1995.

3 comentários:

  1. odeio muito tudo isso...
    http://www.maquinazero.com.br/blog/

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  2. muito legal sua preoupação com a educação e seu interesse por essa matéria tão exaustiva, mas concordo que não viveríamos sem ela, e a partir do engajamento para apredê-la conquistamos um mundo especial a nossa volta. Parabéns!Gostei do post.

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