segunda-feira, 2 de novembro de 2009

Seminários de Matemática

Universidade Católica de Petrópolis
Colégio de Aplicação
Ensino Médio - 2º Ano
4º Bimestre

Estamos no último bimestre letivo deste ano. Vamos aproveitar a ocasião para aprofundar os conteúdos estudados durante todo o ano, e aprender novas aplicações para estes conteúdos.

Os seminários receberão nota entre zero (0,0) e dez (10,0), e serão apresentados na semana entre 30/11 e 04/12


Regras do Seminário:

* Cada grupo terá entre 15 e 20 minutos para a apresentação. Nem mais nem menos. Programa os conteúdos da a presentação para que estejam de acordo com o tempo disponível;

* Serão avaliados os seguintes quesitos:
  • Conteúdo - O trabalho deve ser rico nos conceitos explorados, no embasamento histórico e nos exemplos práticos;
  • Estética da Apresentação - Sua apresentação deve ter apoio visual, de modo a ser clara e agradável, para cativar o ouvinte;
  • Domínio do conteúdo apresentado - TODOS os integrantes do grupo devem participar da apresentação, e TODOS devem dominar TODO o conteúdo do trabalho;
  • Tempo de apresentação - Apresentações com menos de 15min ou com mais de 20 min serão penalizadas;

* Seu trabalho deve conter:
  • Introdução - (história do tema, motivações);
  • Desenvolvimento - (apresentação dos conceitos envolvidos, exemplos práticos);
  • Conclusão - (suas opiniões e considerações sobre o tema e sobre a realização do seminário);
  • Bibliografia - (todas as fontes consultadas devem constar na bibliografia).

Os temas dos seminários são:

Grupo 1: "Os Logaritmos e a Escala Richter"
Grupo 2: "Progressões Aritméticas e Geométricas e os Juros Compostos"
Grupo 3: "Funções Exponenciais, Progressões Geométricas e a Dinâmica das Populações"
Grupo 4: "Análise Combinatória, Probabilidades e as Loterias"
Grupo 5: "Probabilidades e Genética"
Grupo 6: "Matrizes e Sistemas Lineares"
Grupo 7: "Matrizes e Transformações Geométricas: os Movimentos no Cinema"

terça-feira, 15 de setembro de 2009

Sobre Probabilidades

"É notável que uma matéria que nasceu das considerações sobre jogos de azar tivesse se elevado ao nível mais alto das realizações do Espírito humano."
P.S. Laplace


A Teoria das Probabilidades tem origem direta nos jogos de azar. Durante o século XVI, o jogo era o principal passatempo, e na maioria das vezes, se apostava dinheiro. Era de se esperar que alguma pesquisa surgisse, na tentativa de obter se lucro, ou ao menos de se reduzir o prejuízo.

Já na antiguidade, os jogos aparecem em quase todas as civilizações primitivas. Os primeiros dados eram provavelmente feitos de ossos de animais (em geral um osso chamado 'astrágalo')

, que tinha um formato próximo ao do cubo, porém com apenas 4 faces. Na grande maioria das culturas, os dados eram vistos como instrumento para adivinhação ou para interpretação da vontade divina. Não havia a noção de acaso ou de aleatoriedade. Aliás, o primeiro passo para o estudo dos jogos se tornar científico foi a aceitação dessa aleatoriedade.

Curiosamente, o marco inicial da Teoria das Probabilidades nada mais era do que um pequeno manual do jogador, do matemático italiano Girolamo Cardano (1501-1576). A obra (Liber de Ludo Aleae - O livro dos Jogos de Azar), nem era considerada, por Cardano, digna de ser publicada.

Cerca de 100 anos depois da obra de Cardano, o matemático francês B. Pascal(1623-1662) começou a trocar correspondências com o matemático e amigo P. Fermat (1601-1665),
e essas cartas, forneceram as bases para a Teoria das Probabilidades moderna.

Um dos problemas que entusiasmaram Pascal foi semelhante ao seguinte:

(Problema dos Pontos)
Dois jogadores apostaram R$ 10,00 cada um em um jogo de cara-ou-coroa, em que o primeiro a conseguir 6 vitórias ficaria com o dinheiro apostado.
O jogo, no entanto, presisa ser interrompido quando um dos jogadores tem 5 vitórias e o outro tem 3. Qual a divisão justa da quantia apostada?

Parece justo que a quantia seja dividida de acordo com a chance que cada um tem de ganhar o jogo.
Assim, o número máximo de partidas que ainda poderiam ser disputadas é 3. Considerando então todos os 8 resultados possíveis para as três partidas(2x2x2=8),
a única forma do jogador II vencer é ganhar as três partidas. Assim o jogador II tem 1/8 de chance de vitória. Para que o jogador I vença, temos então, probabilidade 7/8.
Logo, I deve ficar com 20x7/8 = 17,50 e II com 20x1/8 = 2,50.


Um outro problema, mais moderno, que gerou (e gera) bastante polêmica é o seguinte:

(O Problema do Bode)
Em um programa de prêmios, o candidato tem diante de si três
portas. Atrás de uma dessas portas, há um grande prêmio; atrás
das demais há um bode. O candidato escolhe inicialmente uma
das portas. O apresentador (que sabe qual é a porta que contém
o prêmio) abre uma das portas não indicadas pelo candidato,
mostrando necessariamente um bode. A seguir, ele pergunta se
o candidato mantém sua escolha ou deseja trocar de porta. O
candidato deve trocar ou não?

O candidato deve trocar a porta. Se ele não o faz, sua chance
de vitória está em ter escolhido a porta certa da primeira vez,
o que ocorre com probabilidade 1/3. Trocando a porta, ele vai
ganhar o prêmio exatamente nos casos em que a porta escolhida
é a errada, o que tem probabilidade 2/3.


Aplicações importantes da Teoria das Probabilidades aparecem, além dos jogos de azar, no mercado de seguros (calcula-se a probabiliadade de um acidente ou roubo),
na questão da confiabilidade (estima-se a probabilidade de falha de determinado produto); na Física Quantica (probabilidades de partículas se chocarem, ou de se encontrar,
em determinado orbital, o elétron), entre outras.



Filmes Relacionados
  • Uma mente brilhante - (A Beautiful Mind) 2001, sobre a vida do matemático John Forbes Nash.
  • Quebrando a banca - (21) 2008, inspirado na história verídica dos jovens mais brilhantes dos Estados Unidos - e de como eles ganharam milhões em Las Vegas.

Bibliografia
[1] Fundamentos de Matemática Elementar, vol 5 - Samuel Hazzan (Combinatória/Probabilidade) - Ed Atual;


[2] Métodos de Contagem e Probabilidade - Paulo Cezar Pinto Carvalho - PIC/OBMEP;


[3] Matemática, ciência e aplicações - G Iezzi, O Dolce, D Degenszajn, R Périgo, N Almeida - Ed Atual;


[4] www.wikipedia.org




terça-feira, 31 de março de 2009