Dept. de Ciência da Computação do IME

Apresentação em tema: "Dept. de Ciência da Computação do IME"— Transcrição da apresentação:

1 Dept. de Ciência da Computação do IME www.ime.usp.br/~vwsetzer
A SEQUÊNCIA E A ESPIRAL DE FIBONACCI, A RAZÃO E A ESPIRAL ÁUREAS E SUAS OCORRÊNCIAS NA NATUREZA (ROTEIRO) Uma aula do Projeto Embaixadores da Matemática do Instituto de Matemática e Estatística da USP Valdemar W. Setzer Dept. de Ciência da Computação do IME V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

2 Chamar alguns alunos para desenharem uma espiral no quadro negro
Chamar alguns alunos para desenharem uma espiral no quadro negro. Em geral vão desenhar uma de Arquimedes (passo constante) V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

3 Desenhar no quadro negro a Espiral de Fibonacci com sequência de quadrados, e pedir para os alunos desenharem-na na folha de papel almaço quadriculada, tudo a mão livre. Chamar a atenção para o fato de o ser humano ser capaz de verificar se o desenho está razoável, bonito e portanto próximo do correto geométrico (arcos de círculo). V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

4 Espiral de Fibonacci V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

5 Colocar o tamanho dos lados dos quadrados
Colocar os tamanhos numa sequência: , bem em cima no quadro negro, deixando espaço acima para o seguinte. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

6 Numerar os elementos Colocar n e fn : n fn Perguntar se todos entendem essa notação. Pedir para indicarem o valor de f7, f13 etc. Mostrar como se expressa a sequência: f1 = 1 f2 = 1 fn = fn-1 + fn-2 Mostrar por exemplo f16 = f15 + f14 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

7 Essa é uma fórmula de recorrência e permite calcular subsequentemente todos os elementos da sequência. Essa sequência tem um nome famoso. Essa é a Sequência de Fibonacci. Contar a história do Fibonacci, Leonardo Pisano Bigollo, (1170-?1250), filho de Guglielmo Bonacci, “Filius Bonacci”, daí seu conhecido nome. Outro nome: Leonardo Pisano. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

8 Fibonacci, de autor desconhecido
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

9 Guglielmo era um rico mercador italiano; dirigia um posto comercial em Bugia, um porto no Norte da África. Fibonacci viajou muito, encontrando mercadores e aprendendo seus sistemas de fazer contas. Logo percebeu as vantagens do sistema de numeração hindu-arábico. Escreveu então seu livro Liber Abaci (“O Livro dos Cálculos”) de 1202, quando introduziu os números hindo-arábicos na Europa, cuja principal propriedade é ser posicional, isto é, 243 = 2x x10 + 3x1 Motrar como isso simplifica, por exemplo, uma soma. Basta somar cada algarismo na posição correspondente e eventualmente “ir 1”. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

10 Mostrar a compliqueira que seria somar ou subtrair dois números em algarismos romanos, p. ex.
MMXV XX MCMXCV Nesse livro, mostrou como se poderia usar esse sistema em contabilidade, conversão de pesos e medidas, cálculo de juros, câmbio de moedas e outras aplicações. No livro, introduz sua sequência: V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

11 Trecho do original do Liber Abaci
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

12 No início, nasce um casal de coelhos.
Essa sequência já era conhecida por matemáticos hindus desde o séc. VI. Fibonacci escreveu a sequência até o 13º elemento, 233. No livro, na página vista, ele descreveu e resolveu o problema da multiplicação dos coelhos, com as seguintes regras fictícias: No início, nasce um casal de coelhos. Os coelhos nascidos levam 1 mês para atingir a maturação sexual e se acasalarem. O tempo de gestação é de 1 mês. Cada casal maduro produz um casal de novos coelhos a cada mês. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

13 Recém nascidos: cinza; férteis: rosa
Os coelhos cinzas tornam-se rosas na linha seguinte; se há m coelhos rosas em uma linha, a seguinte é aumentada por m coelhos cinzas; se há um total de n coelhos numa linha, na linha seguinte haverá n coelhos rosas. Sequência de Fibonacci! Quantos casais de coelhos haverá depois de um ano? f12 ! V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

14 Fibonacci tornou-se um visitante do imperador Frederico II, que gostava de matemática e ciência. Em 1240 a República de Pisa deu a ele um salário, referindo-se a ele como Leonardo Bigollo. Mostrar a estátua dele no Campo Santo, em Pisa. O asteroide recebeu o nome de Fibonacci. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

15 Estátua no Camposanto, em Pisa
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

16 Camposanto, Pisa V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

17 9. A sequência de Fibonacci aparece em muitas áreas da matemática, como no triângulo de Pascal:
1, a+b, (a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 Agora vamos ver a aplicação mais interessante da sequência de Fibonacci. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

18 Pedir para os alunos calcularem as razões de cada 2 consecutivos:
2 1,666 1,625 1,619 1, , ,618025 1 1,5 1,6 1,615 1, , , ,618032 11. Desenhar as duas curvas, a de baixo e a de cima em um gráfico cartesiano, com uma reta no meio, mostrando que elas convergem. Perguntar: (1) Será que as curvas convergem para um só valor, e daí para diante esse valor se repete? Nesse caso, há uma segunda questão: (2) qual é esse valor, que chamaremos de ϕ? Nesse caso, isso se chamaria de “convergência para ϕ”. Escrever no quadro negro Convergência. Já sabemos que ϕ ≈ 1, Marcar ϕ na reta do gráfico para onde as curvas convergem. Mostrar que as 2 curvas podem ser representadas numa só. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

19 Convergência das curvas (exponenciais!)
1, Convergência das curvas (exponenciais!) V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

20 Desenhando os valores numa só curva, há uma
oscilação em torno do valor de convergência. Esta é uma curva de Oscilação Amortecida: 1, V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

21 Mostrar que as curvas convergem aparentemente para o mesmo número ϕ.
Pedir 2 números quaisquer, não muito grandes. Podem ser negativos. Colocar os números dados como f1 e f2 . Construir a sequência de Fibonacci. Não é preciso colocar o número de ordem n. Pedir para calcularem as razões de cada dois consecutivos, e ir colocando em cima e abaixo da sequência. Cuidado para a razão de cima decrescer e a de baixo crescer. Trocar os primeiros (acima e abaixo) se necessário. Mostrar que as curvas convergem aparentemente para o mesmo número ϕ. Portanto, essa convergência aparentemente depende exclusivamente da regra fn = fn-1 + fn-2 e não dos números iniciais f1 e f2 , desde que um deles seja diferente de 0. O que acontece se os dois forem 0? V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

22 Queremos a convergência das razões de elementos consecutivos, isto é,
16. Vamos supor que, para n bem grande, haja convergência. Vamos supor que os números sejam a, b, a+b Queremos a convergência das razões de elementos consecutivos, isto é, b a+b b a b ––– = –––– = ϕ ou ϕ = ––– = ––– + ––– a b a b b b ou ϕ = ––– = ––– + 1 ou ϕ = 1 + ––– a b ϕ –– a V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

23 Vamos supor que, para n bem grande, haja convergência:
17. Usando limites. Vamos supor que, para n bem grande, haja convergência: fn fn-1 ––– ≈ –––– fn fn-2 Isso se escreve, usando a abreviatura de “limite” (escrever no quadro negro): fn fn lim ––– = lim ––– = ϕ n→∞ fn n→∞ fn-2 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

24 18. Exemplo de limite: 1+n 1+∞ ∞ lim –––– = ––––– = ––– = 1 n→∞ n ∞ ∞
Mostrar como gráfico, convergindo para o 1, mas nunca chegando nele, isto é, o limite de uma função pode não ser um dos valores dela. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

25 Mas pela regra de Fibonacci, fn fn-1 + fn fn ––– = –––––––––– = 1 + –––– = 1+ –––––– fn fn fn fn –––– fn-2 Então fn ϕ= lim ––– = lim (1 + –––– ) = 1+ –––––––– = 1 + ––– n→∞ fn n→∞ fn fn ϕ ––– lim –––– fn n→∞ fn-2 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

26 ϕ = –––––––––– = ––––––– 2 2
19. De ϕ = 1 + ––– ϕ Tem-se ϕ2 = ϕ + 1 ou ϕ2 – ϕ – 1 = 0 _____ __ 1 ±√ ±√ 5 ϕ = –––––––––– = ––––––– V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

27 é irracional e jamais será atingido na convergência das duas curvas.
20. Queremos a raiz positiva, pois se fn-1 e fn forem negativos (para n grande sempre ou ambos são positivos, ou ambos são negativos), a razão também será positiva. __ 1 +√ 5 ϕ = ––––––– √ 5 = 2, é um número irracional (não pode ser expresso como a fração de dois inteiros, m/n), nunca acaba ou se repete. Portanto ϕ = 1, é irracional e jamais será atingido na convergência das duas curvas. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

28 21. Notar que ϕ = 1 + ––– = 1 + –––––––––– = 1 + –––––––––––––– ϕ ––––– –––––––––– ϕ –––––– Essa fração é chamada de Fração Contínua. Isso prova que ϕ é irracional, pois a segunda parcela vai sempre diminuindo, e nunca converge para um número fixo. Notar que ϕ > 1 portanto 0 < 1/ϕ < 1. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

29 Como fórmula de recorrência:
1 ϕn+1 = 1 + –––– ϕn Se começarmos com ϕ1 = 1, temos a sequência, calculando com 16 algarismos significativos, 2; 1,5; 1,666...; 1, ; 1,625; 1,615; 1,619; 1,6176; 1,61818; 1, V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

30 22. Outra forma de calcular. De
ϕ2 = ϕ _____________ tem-se _________ / _________ _____ / _____ / / _____ ϕ = √ 1 + ϕ = √ 1+√ 1 + ϕ = √ 1+ √ 1+√ Usando como fórmula de recorrência _____ ϕn+1 = √1 + ϕn começando com ϕ1 = 1 tem-se a sequência 1; 1,4142; 1,5537; 1,5980; 1,6118; 1,6161; 1,6174; 1,6178; 1,6179; 1,6180; 1,61802; 1,618032; 1,618033; ... V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

31 a, b, a+b, a+2b, 2a+3b, 3a+5b, 5a+8b, 8a+13b, 13a+21b, 21a+34b, ...
A sequência de Fibonacci para ϕ: 1, ϕ, 1+ϕ, 1+2ϕ, 2+3ϕ, 3+5ϕ, 5+8ϕ, 8+13ϕ, 13+21ϕ, 21+34ϕ, ... Cada parcela é uma sequência de Fibonacci, uma defasada em relação à outra. Isso vale para qualquer sequência em que cada termo é a soma dos dois anteriores: a, b, a+b, a+2b, 2a+3b, 3a+5b, 5a+8b, 8a+13b, 13a+21b, 21a+34b, ... – V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

32 24. ϕ é chamado de Razão Áurea. Um segmento de reta
<–––– a+b–––> | | | a b é dividido na “razão áurea” sse b a+b ––– = ––––– a b o que dá o ϕ Notar que se a, b, a+b são 3 elementos de uma sequência de Fibonacci, estarão apenas aproximadamente na razão áurea. Mas Fibonacci não introduziu a razão áurea. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

33 Quem primeiro mencionou a razão áurea foi Euclides (325-265 a. C
Quem primeiro mencionou a razão áurea foi Euclides ( a.C.), em seu Elementos (ca. 300 a.C.): “Uma linha reta é dita ter sido seccionada na razão extrema e média quando a linha toda está para o segmento maior assim como o maior para o menor.” Ela é chamada de Razão Áurea pois ocorre aproximadamente no corpo humano em várias proporções de partes deste. Os pintores usaram essas proporções. Um ser humano é considerado proporcional, bonito, se preserva as proporções da razão áurea. Mostrar a foto do rosto da garota com as proporções áureas. Mostrar o filme com as proporções. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

34 Proporções áureas: cabelo→queixo/olhos→queixo, olhos→queixo/nariz→queixo
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

35 30. Retângulo áureo, com lados proporcionais a 1 e Φ, a 8 e 5, ou a 13 e 8. Proporções bonitas?
1; 5; 8 1; 5; 8 Φ (1,618...); 8; 13 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

36 https://www.youtube.com/watch?v=kKWV-uU_SoI (Acionar vídeo)
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

37 28. Aparelhos que geram a proporção áurea
28. Aparelhos que geram a proporção áurea. Mostrar a foto de um deles verificando as proporções do rosto de uma mulher, e foto do aparelho de dentista (aplicação prática!). V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

38 Aparelho usado por pintores
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

39 Aparelho de dentista para deduzir o tamanho de coroas na arcada toda
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

40 a a' b b' α Dois triângulos com dois lados proporcionais (a/a‘) e um ângulo igual (α) são semelhantes. Portanto a/a' = ϕ  b/b'= ϕ V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

41 29. Vamos verificar se um de vocês é bonito
29. Vamos verificar se um de vocês é bonito. Para isso vamos usar aparelhos que eu construí. Mostrar meus aparelhos (triângulos) de verificar a razão áurea. Explicar por que funcionam. Se os triângulos tiverem lados a, b, c e a', b', c' construí-os de tal modo que a/b = a'/b' = 1,6; como os dois triângulos têm um mesmo ângulo (oposto pelo vértice do parafuso), então c/c' = 1,6 Medir com os aparelhos algumas proporções no corpo, por exemplo base do queixo até o nariz e até o lábio superior; tamanho da perna toda e do pé até o joelho. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

42 Partenon, Atenas com retângulos áureos
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

43 Notar a construção de retângulos áureos a partir de um retângulo áureo adicionando-se quadrados:
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

44 30. Pode-se começar a espiral com um retân-gulo áureo; adicionando-se quadrados sempre se conserva a razão áurea. Construir a espiral como fizemos com a primeira, de Fibonacci. A diferença para a espiral áurea será o uso de arcos de círculos em lugar de arcos de uma espiral áurea, mas a diferença é pequena nos primeiros quadrados. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

45 35. Verde: espiral com arcos de círlculos; vermelha: espiral áurea; amarelo: coincidentes.
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

46 Se se quiser fazer uma caixa com proporções bonitas, usar as proporções áureas: um lado proporcional a 13, outro a 8 e o terceiro a 5; ou um lado com o retângulo áureo, com lados proporcionais a 13 e 8, e a outra face um quadrado. 31. Algumas figuras geométricas já contêm a razão áurea. A proporção entre uma diagonal de um pentágono regular e um lado é ϕ. No pentagrama, o ϕ também aparece em várias proporções. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

47 vermelho vermelho verde azul
––––––––– = ––––––––– = ––––––– = –––––––– = ϕ amarelo verde azul magenta V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

48 32. Como desenhar um segmento dividido na proporção áurea:
____ __ a2 = 12 + ½2 = 1 + ¼= 5/ a = √ 5/ a = ½√ 5 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

49 33. Pedir aos alunos para desenharem uma espiral logarítmica (mostrar que deveria ser chamada de espiral exponencial), com passo de razão 2 (1, 2, 4, 8, 16, 32) de 180º em 180º. Notar que a espiral de Fibonacci é desenhada colocando-se cada elemento da sequência a cada 90º. Chamar a atenção para que, quanto mais bonito o desenho, mais próximo se estará da espiral perfeita. Mostrar que a razão é a mesma para qualquer raio do foco, em qualquer ângulo. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

50 As espirais logarítmicas têm propriedades extraordinárias
As espirais logarítmicas têm propriedades extraordinárias. Por exemplo, a tangente em qualquer ponto faz sempre o mesmo ângulo com o raio desse ponto até o foco da espiral. Isso também ocorre nas circunferências, mas com o ângulo de 90º; a circunferência é uma espiral particular. Qual é a razão do passo nesse caso? É 1. Se fizermos uma espiral logarítmica mover-se nos pontos correspondentes a uma outra espiral igual (isto é, sem escorregar) o foco traça novamente a mesma espiral. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

51 34. Quem estudou as espirais logarítmicas foi Jakob Bernoulli ( ). Foi um grande matemático, catedrático na universidade de Basel. Com seu irmão Johann introduziu o Cálculo das Variações. Introduziu a Lei dos Grandes Números, que levou ao cálculo de probabilidades. Brigou com o irmão em uma disputa de quem seria o melhor matemático. Johann ficou muito bravo pelo fato de Jakob ter ganho a cátedra de matemática da Universidade de Basel, e ele teve que ir para a de Groningen, Holanda. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

52 Bernoulli chamou a espiral logarítmica de Spira Mirabilis
Bernoulli chamou a espiral logarítmica de Spira Mirabilis. Ele escreveu o seguinte: “[A espiral logarítmica] pode ser usada com um símbolo para o corpo humano, na força de espírito e constância na adversidade, o qual depois de todas suas mudanças, mesmo depois da morte, é restaurado para seu ‘si próprio’ (self), exato e perfeito.” Ele quis que se colocasse em seu túmulo uma espiral logarítmica e se escrevesse a frase “Eadem mutata resurgo” (“Apesar de mudada, ressurjo”). Isso foi feito, mas foi em volta de uma espiral de Arquimedes (passo constante). V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

53 “EADEM MUTATA RESSURGO” “Apesar de mudada, ressurjo”
Lápide do túmulo de Jacob Bernoulli (†1708), na catedral de Basel, Suíça V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

54 35. Uma espiral logarítmica com passo de razão ϕ é uma Espiral Áurea
35. Uma espiral logarítmica com passo de razão ϕ é uma Espiral Áurea. As distâncias do foco serão, calculando os resultados com 10 algarismos e arredondando para 2 algarismos: 1, 1,6, 2,6, 4,2, 6,9, 11, 18, 29, 47, 76 Notar que acaba dando a regra de cada um ser a soma dos dois anteriores, como não poderia deixar de ser! Se for para trás, dá 1, 0,6, 0,4, 0,2 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

55 A partir dele pode-se construir uma sequência de triângulos áureos
36. Um triângulo áureo: ϕ 1 A partir dele pode-se construir uma sequência de triângulos áureos V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

56 Uma sequência de triângulos áureos:
1 ϕ 1+ϕ 1+2ϕ 2+3ϕ 3+5ϕ 5+8ϕ Uma sequência de triângulos áureos: A partir dessa sequência pode-se construir uma espiral áurea, ligando-se um vértice de cada base V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

57 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
9/10/15

58 37. Ocorrência de espirais logarítmicas na na-tureza: Caramujos, Girassol, Margarida, outras plantas, furacão, galáxia. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

59 Caramujo do Tapajós V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

60 Caramujo do Tapajós V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

61 Caramujo de Montségur, na região dos Cátaros, sudeste da França
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

62 Caramujo de Montségur, na região dos Cátaros, sudeste da França
V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

63 Notar a mesma forma das câmaras (dimensões proporcionais)
Nautilus pompilius Notar a mesma forma das câmaras (dimensões proporcionais) V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

64 Margarida V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
9/10/15

65 ← → (Margarida) V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

66 34 → ← (Girassol) V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

67 ← 8 13 → V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
← → V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

68 Brócoli Romanesco V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

69 Brócoli Romanesco V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

70 Pinha de Araucária V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

71 ← → Pinha de Araucária V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

72 Furacão V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
9/10/15

73 Galáxia V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
9/10/15

74 Qual a maior maravilha física na natureza? O corpo humano!
Exercício. Prestar atenção nas plantas e descobrir as espirais na natureza. Dessa maneira desenvolve-se um respeito, uma veneração pela natureza, a única maneira de preservá-la e cultivá-la. Qual a maior maravilha física na natureza? O corpo humano! V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

75 V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais
9/10/15

76 PARA OS PROFESSORES Por que essa aula foi tão interessante, quem sabe entusiasmando os alunos? Ingredientes básicos para uma aula interessante: Ter algo estético (desenhar as espirais), que mexa com os sentimentos. Para isso, na matemática é necessário usar a geometria. A álgebra não tem estética, é morta. Exemplo de como ensinar a equação de 2º grau. 1. começar com os alunos desenhando uma parábola como lugar geométrico dos pontos equidistantes de um ponto e de uma reta (usar uma régua, um esquadro se movendo sobre a régua e um compasso). 2. Recordar as retas de equações lineares, desenhando algumas. 3. Pedir para desenharem a curva de y=x2. Depois a de y=–x2, y=x2+4, depois de y=x2–4. 5. falar das raízes (y=0), generalizar para y=x2–2x–4 (desenhar). 6. Será que há alguma forma algébrica de se achar as raízes? Deduzir a fórmula de Baskara, falando de completar os quadrados: deve-se procurar uma forma (x + d)2 = e; para isso é preciso chegar a x2+2dx+d2=e V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

77 A aula deve ter atividade dos alunos (no caso, desenhar, calcular as razões). Muito importante: dar uma aula sempre com ritmo de inspiração (alunos absorvem algo) e expiração (alunos fazem algo, põem para fora). Perguntar aos alunos com frequência. A aula deve conter algo da história da matéria, inclusive biografias. Estas últimas contêm sempre algo de realidade, algo que ocorreu. A história da matemática segue o desenvolvimento do pensamento matemático da humanidade. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15

78 Dar aulas abordando vários tópicos da matemática, e não um só.
A aula deve relacionar o que é visto com a realidade, eventualmente com a natureza. Exemplo: dar áreas de figuras geométricas calculando quantas telhas é preciso comprar para construir um telhado com aquelas telhas. Contra-exemplos: movimento uniformemente acelerado de uma partícula elementar (ninguém nunca viu uma); dado um salto na Terra, calcular um salto na Lua, com gravidade menor (nunca ninguém saltou lá). Não dar aulas exclusivamente corretas. Avisar que se vai cometer alguns erros e pedir para ver quem os descobre. Dar aulas abordando vários tópicos da matemática, e não um só. V.W.Setzer – roteiro da aula sobre Fibonacci e espirais 9/10/15