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FACULDADE ESTADUAL DE FILOSOFIA, CIÊNCIAS E LETRAS FAFIUV GABRIEL KONKOL JUNIOR UMA PROPOSTA DE ENSINO: AS DEMONSTRAÇÕES EM GEOMETRIA UNIÃO DA VITÓRIA 2011

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FACULDADE ESTADUAL DE FILOSOFIA, CIÊNCIAS E LETRAS – FAFIUV

GABRIEL KONKOL JUNIOR

UMA PROPOSTA DE ENSINO: AS DEMONSTRAÇÕES EM GEOMETRIA

UNIÃO DA VITÓRIA

2011

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GABRIEL KONKOL JUNIOR

UMA PROPOSTA DE ENSINO: AS DEMONSTRAÇÕES EM GEOMETRIA

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado

como exigência parcial para obtenção do título de

Licenciado em Matemática pela Faculdade de

Filosofia, Ciências e Letras de União da Vitória,

sob orientação da professora Mestre Maria Ivete

Basniak.

UNIÃO DA VITÓRIA 2011

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Dedico este trabalho

A minha namorada Fernanda que sempre me apoiou e me

incentivou para continuar no curso de Licenciatura.

A minha mãe Maria de Lurdes, professora que admiro.

Ao meu pai Gabriel por quem tenho um enorme respeito.

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Agradecimentos

A meu bondoso DEUS...

Aos meus pais que nunca mediram esforços para dar a mim e aos meus irmãos todo

carinho e incentivo.

A minha namorada Fernanda por ter me apoiado e ajudado com minhas dificuldades

e por sempre estar ao meu lado nos momentos em que mais precisei.

A professora Mestre Michele Regiane Dias Veronez, coordenadora do departamento

de matemática, que efetua um ótimo trabalho em sua função e que admiro muito.

Agradeço por seus conselhos e comentários.

A professora Mestre Marieli Musial Tumelero que ministrou aulas de Geometria

Plana neste curso.

A todos aqueles que, de uma forma ou de outra, me auxiliaram a vencer cada etapa

desta trajetória, meu eterno agradecimento.

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A matemática é um tipo de conhecimento. Mas, para conhecer

uma coisa não é meramente suficiente, se acreditar nela. É

necessário, também, ter boas razões para nela acreditar.

(John A. Fossa)

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RESUMO

Esse trabalho tem por objetivo propor a utilização de demonstrações no ensino de matemática mais

especificamente no campo da geometria. Para isso fazemos uma abordagem sobre a importância e o

significado das demonstrações matemáticas, seguindo-se de um breve contexto histórico que explica

sobre a origem da geometria e o surgimento das demonstrações, apontando a partir de quais

necessidades o método dedutivo passou a fazer parte da matemática e quais foram os matemáticos

que contribuíram para esse desenvolvimento. Em seguida procuramos justificativas que defendam a

utilização das demonstrações no ensino de matemática objetivando o desenvolvimento de um

pensamento crítico e argumentativo nos alunos. Perante as informações encontradas, procuramos

desenvolver uma proposta de ensino para o nível médio da educação básica, que introduz as

demonstrações no ensino de geometria, a qual se inicia com uma abordagem histórica pois

acreditamos ser interessante para despertar a curiosidade dos alunos e a partir disso partimos para o

desenvolvimento de atividades que consistem em demonstração de exercícios, proposições e

teoremas.

Palavras-chave: Matemática, Geometria demonstrativa, Ensino de demonstrações.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Triângulo ABC ................................................................................... 25

Figura 2 – Triângulos classificados de acordo com seus lados .......................... 26

Figura 3 – Triângulos classificados de acordo com seus ângulos ...................... 26

Figura 4 – Triângulo isósceles ABC ................................................................... 28

Figura 5 – Triângulo isósceles traçado a sua mediana ...................................... 29

Figura 6 – Exercício 01 ....................................................................................... 30

Figura 7 – Exercício 02 ....................................................................................... 30

Figura 8 – Exercício 03 ....................................................................................... 31

Figura 9 – Exercício 04 ....................................................................................... 32

Figura 10 – Representação de Reta Transversal e Retas Paralelas .................... 33

Figura 11 – Ângulos correspondentes em uma reta transversal .......................... 33

Figura 12 – Soma dos ângulos internos do triângulo ........................................... 34

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 8

2 DEMONSTRAÇÕES EM MATEMÁTICA ......................................................... 9

3 ASPECTOS HISTÓRICOS DA GEOMETRIA ................................................ 11

3.1 A ORIGEM DA GEOMETRIA DEMONSTRATIVA .......................................... 12

3.1.1 Tales de Mileto ............................................................................................... 13

3.1.2 Pitágoras de Samos ....................................................................................... 15

3.1.3 Euclides de Alexandria ................................................................................... 17

4 ALGUNS APONTAMENTOS SOBRE O ENSINO DA GEOMETRIA ............ 20

5 UMA PROPOSTA DE APROFUNDAMENTO DE CONCEITOS DA GEOMETRIA PLANA UTILIZANDO DEMONSTRAÇÕES ............................. 23

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 36

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 37

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA .............................................................................. 38

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1 INTRODUÇÃO

Após ouvirmos frequentemente que o ensino da matemática nas escolas

vem se tornando uma tarefa difícil, apresentamos algumas justificativas que revelam

os motivos dessa disciplina ser vista como tediosa e difícil pelos alunos, levando-os

a apresentar os mais elevados índices de retenção. Pretendemos propor soluções

que possam contribuir na mudança desse pensamento aversivo, buscando assim

atingir objetivos mais específicos.

Apresentamos uma proposta de ensino para a inserção das demonstrações

no campo da geometria, de forma que possa proporcionar aos alunos a prática da

elaboração de argumentos e com isso a construção do conhecimento. Destacamos a

utilização desta proposta com estudantes do ensino médio, a partir do que é

proposto pelas Diretrizes Curriculares da Educação Básica (DCE), um

aprofundamento dos conceitos de geometria plana atingindo um nível mais

complexo, entretanto entendemos que a utilização do método dedutivo poderá

ocorrer também em séries anteriores visando à introdução dos conceitos a serem

trabalhados.

Partimos assim para a elaboração de argumentos que nos auxiliem a

entender quais são as exigências no ensino da geometria e que tipo de

desenvolvimento racional ela deve propiciar. Aprofundamos-nos na busca de

referências de autores especializados em Educação Matemática que revelem quais

devem ser as contribuições do ensino dessa disciplina e procuramos seguir o que

propõem os documentos referentes à educação, como os Parâmetros Curriculares

Nacionais (PCN) e as Diretrizes Curriculares da Educação Básica (DCE), buscando

defender a aplicação das demonstrações no ensino de matemática.

Propomos a utilização de demonstrações, perspectivando que esse estudo

possa contribuir significativamente, para o desenvolvimento do que é proposto no

ensino dessa disciplina, propiciando ao aluno a construção de um pensamento

crítico que ultrapasse o âmbito da matemática, objetivando que o indivíduo

desenvolva suas estruturas mentais a fim de participar ativamente no

desenvolvimento da sociedade.

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2 DEMONSTRAÇÕES EM MATEMÁTICA

Levando em conta a importância das demonstrações na matemática

iniciaremos nosso estudo analisando a definição encontrada para este termo em um

dicionário de língua portuguesa.

“DEMONSTRAÇÃO, s. f. Ação de demonstrar; raciocínio de que se deduz a

verdade de uma proposição; prova evidente; manifestação: demonstração de pesar.

(Do lat. Demonstratione.).” (FERNANDES; LUFT; GUIMARÃES, 2000).

A partir desta definição percebemos que o significado da palavra

demonstração, traz no seu contexto a palavra prova, definida como:

PROVA (ó), s. f. Aquilo que demonstra ou estabelece a verdade de uma coisa ou a realidade de um fato; demonstração, testemunho: prova de simpatia; sinal; indício; documento justificativo; concurso; exame; porfia; operação pela qual se verifica a exatidão de um cálculo aritmético; ensaio, experiência: fazer a prova de um invento; ato de experimentar o sabor de uma comida ou bebida; transe doloroso; provação; (tip.) folha impressa, em que o revisor assinala as correções a fazer; ato de experimentar uma roupa que está sendo feita; (fot.) exemplar obtido por meio de reprodução fotográfica; (ret.) parte do discurso, em que o orador faz a prova; à prova de: em estado ou condições de resistir a. (Do lat. proba.). (FERNANDES; LUFT; GUIMARÃES, 2000).

Portanto prova e demonstração, apresentam o mesmo sentido, podendo ser

utilizadas como sinônimas no campo da matemática.

Segundo Fossa (2009), demonstrar é dar um motivo ou um argumento para

garantir como verdade aquilo que está sendo apresentado, ou seja, provar uma

proposição “é argumentar por sua validade” (BICUDO, 2005, p.59). Definimos

proposição como “todo o conjunto de palavras ou símbolos que exprimem um

pensamento de sentido completo” (ALENCAR, 1999, p.11).

Mas de fato, se pensarmos sobre os argumentos que são utilizados em uma

demonstração, certo questionamento pode surgir: esses argumentos devem ser

aceitos como verdade? Fossa (2009) refere-se a esses argumentos como premissas

ou ideias iniciais, que são utilizadas na demonstração de determinada proposição e

afirma que nem todas as premissas podem ser demonstradas, pois na prova destas

haveria a necessidade de novas premissas e assim por diante, sem se chegar ao

fim. Neste caso é preciso se fundamentar em ideias iniciais que são chamadas de

axiomas, definidas por Fossa (2009, p.47) como “os princípios fundamentais de uma

teoria matemática; [...] as últimas razões, das quais todo o resto depende”.

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Segundo Gerônimo e Franco (2010, p.11), os axiomas são “afirmações não

demonstradas” que Euclides em sua obra Elementos chama de postulados e as

escolheu de forma que fossem as mais simples, sendo aceitas sem questionamento

por qualquer indivíduo. No entanto Gerônimo e Franco (2010) nos apontam que em

um dos postulados, Euclides não seguiu esta ideia de simplicidade, fazendo muitos

acreditarem que este poderia ser demonstrado, tal façanha arriscada por grandes

nomes da matemática, sem sucesso. O autor ainda explica que a negação deste

postulado deu origem a outras geometrias chamadas não-euclidianas, mas que não

serão aprofundadas neste trabalho.

Podemos nos questionar então sobre a necessidade das demonstrações

dentro da matemática, por que de fato elas são tão importantes? Fossa, (2009, p.45)

vem nos dizer que as demonstrações são necessárias, pois, “algumas proposições

que parecem intuitivamente óbvias são de fato falsas”. Ele nos coloca um exemplo

prático da quantidade de números inteiros e racionais,

[...] é intuitivamente óbvio que existe mais números racionais do que números inteiros. Isto é, desde que existe um número infinito de racionais entre quaisquer dois inteiros, parece óbvio que não podemos achar uma correspondência biunívoca entre o conjunto dos inteiros e o conjunto dos racionais. De fato, porém, [...] existe uma correspondência biunívoca entre os dois conjuntos, contrariando todas as nossas intuições. (FOSSA, 2009, p.45).

Em sequência menciona um segundo motivo, apontado por ele como o mais

importante, dizendo que “a matemática é um tipo de conhecimento. Mas, para

conhecer uma coisa não é meramente suficiente, se acreditar nela. É necessário,

também, ter boas razões para nela acreditar” (FOSSA, 2009, p.46).

Vemos então que provar é o ponto de partida para que se possa afirmar algo

e que a obrigação de demonstrações na área da matemática é evidente. Por isso,

por que não pensar no ensino da matemática partindo de demonstrações?

Aprofundaremos nosso estudo nesta perspectiva, mais especificamente no campo

da geometria, o qual deu origem às ideias de demonstração, sendo uma das

primeiras áreas a apresentar uma estrutura lógica, de maneira axiomática, que não

exigia preocupação com experimentos ou observações, pois muito é encontrado

sobre geometria nos Elementos de Euclides. Inicialmente faremos uma breve

abordagem dos acontecimentos históricos que fundamentaram esse surgimento.

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3 ASPECTOS HISTÓRICOS DA GEOMETRIA

A Geometria (do Grego, Geo = terra; metria = medida), é um ramo da

matemática que teve sua origem no Antigo Egito e na Babilônia há

aproximadamente 4000 anos, “sem dúvida de uma maneira intuitiva e, portanto, não

sistemática, com uma série de regras práticas sugeridas pela experiência, cujo

objetivo principal era aplicações às medições” (GERÔNIMO; FRANCO, 2010, p.11).

Nessa época tudo era construído a partir de mensurações práticas. E como

afirma Boyer (1996), há ideias vindas de Heródoto que confirmam que era

necessário medir a terra depois das inundações anuais no vale do rio, sendo que a

geometria foi se consubstanciando a partir dessas necessidades. Existem também

as conjecturas vindas de Aristóteles de que na época existiu uma classe sacerdotal

com lazeres que conduziu ao estudo da matemática para entender os cálculos do

calendário litúrgico e determinar as datas religiosas e estes que levaram ao estudo

da geometria. Nota-se que eles possuem ideias contrárias, com relação ao

surgimento da matemática: um se baseia nas necessidades práticas da época,

“outro que a origem estivesse no lazer sacerdotal e ritual” (BOYER, 1996, p.4).

Nenhuma dessas ideias pode ser descartada, mas também não se pode escolher

apenas uma delas como verdade absoluta, pois é difícil afirmar com certeza os

acontecimentos ocorridos há tantos milênios.

Existem indícios que nos fazem acreditar que várias descobertas

geométricas foram realizadas na época, ou seja, eles já utilizavam algumas

generalizações para efetuar cálculos de áreas e volumes.

[...] deviam estar familiarizados com as regras gerais da área do retângulo, da área do triângulo retângulo e do triângulo isósceles (e talvez da área de um triângulo genérico), da área de um trapézio retângulo, do volume de um paralelepípedo reto-retângulo e, mais geralmente, do volume de um prisma reto de base trapezoidal. (EVES, 2004, p.60).

Acredita-se que além das regras citadas anteriormente há muitas outras

considerações feitas nesse período, mas todas partindo de experimentações, ou

seja, não se via a necessidade de demonstrar o valor das regras utilizadas.

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3.1 A ORIGEM DA GEOMETRIA DEMONSTRATIVA

Como afirma Eves (2004), por volta de 1200 a.C., ocorreram muitas

mudanças políticas e econômicas. Algumas civilizações desapareceram, as tribos

egípcias e babilônicas perderam seu poder, enquanto isso, os hebreus, os assírios,

os fenícios e os gregos assumiram grande importância na economia e na política.

Foi nessa mesma época que as primitivas tribos dóricas (povos de Dóride, na

Grécia; uma das três principais divisões dos gregos antigos) se deslocaram rumo ao

sul da península grega, se retirando das montanhas do norte, a procura de regiões

mais propícias. Sua tribo principal eram os espartanos, que logo em seguida

fundaram a cidade de Esparta. Essas tribos eram comunidades iletradas que, “não

trouxeram tradição matemática ou literária consigo; no entanto, tiveram desejo

ansioso de aprender, e não demoraram a melhorar o que lhes ensinaram” (BOYER,

1996, p.30).

Muitos dos povos das regiões invadidas fugiram para a costa da Ásia Menor

ou para as ilhas jônicas do Mar Egeu, onde com o passar do tempo estabeleceram

colônias gregas. “A idade do Ferro que se anunciava, trazia consigo mudanças

abrangentes no que se refere à guerra e a todas as atividades que exigiam

instrumentos e ferramentas” (EVES, 2004, p.94). Surgiu o alfabeto e houve grande

incentivo ao comércio (introdução das moedas). Fizeram-se grandes descobertas

geográficas e o mundo se tornava preparado para um novo tipo de civilização.

Os progressos da humanidade com sua evolução social e intelectual

transformaram a visão firme do Oriente antigo sobre as coisas, simplesmente

insuficiente. Assim procurava-se saber, além de “como acontece”, o “porquê

acontece”. A partir dessas indagações, o homem passou a se perguntar como por

exemplo: Por que os ângulos da base do triângulo isósceles são iguais?

[...] Os processos empíricos do Oriente antigo, suficientes o bastante para responder questões na forma de como, não mais bastavam para as indagações mais científicas na forma de por quê. Algumas experiências com o método demonstrativo foram se consubstanciando e se impondo, e a feição dedutiva da matemática, considerada pelos doutos como sua característica fundamental, passou ao primeiro plano. (EVES, 2004, p.94).

Nesse dizeres fica explícito que as respostas na forma de como, não mais

satisfaziam a ciência e, portanto emerge a necessidade de explicações mais

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concretas. Por volta do século VI a.C., que a matemática demonstrativa passa a dar

seus primeiros passos e isso ocorreu dentro do ramo da Geometria, começando com

questionamentos de Tales de Mileto um dos “sete sábios” da antiguidade.

Existem alguns historiadores da matemática antiga que não concordam com

as tradicionais explicações do surgimento da matemática demonstrativa. Como diz

Eves (2004), Otto Neugebauer, acredita na explicação de que a necessidade surgiu

a partir da descoberta da irracionalidade de . Mas muitos dos historiadores

fundamentam-se no fato de que Tales foi quem deu início a matemática

demonstrativa a partir da geometria.

Posterior a Tales, é indispensável ser citado Pitágoras, outro filósofo

matemático, ilustre fundador da escola pitagórica. Talvez tenha sido discípulo de

Tales, pois era 50 anos mais novo, mas se sabe pouca coisa sobre ele com alguma

certeza. E enfim, Euclides que era professor da biblioteca de Alexandria e a ele é

creditada a obra Elementos que é a mais famosa dentro do campo da matemática..

3.1.1 Tales de Mileto

Segundo o que afirma Eves (2004) a matemática demonstrativa se iniciou

com Tales de Mileto, um homem de admirável sabedoria que passou a questionar

sobre determinadas afirmações dadas como verdadeiras dentro do campo da

matemática. Muitas histórias são encontradas sobre ele, todas revelando fatos

interessantes de sua vida, mas não são mencionadas nenhuma obra cuja autoria lhe

seja creditada,

[...] tudo o que sabemos sobre ele baseia-se em referências de autores posteriores, entretanto, elas são suficientes para nos evidenciar que Tales deve ter sido um homem realmente extraordinário, cuja sabedoria abarcava todo o conhecimento da época. (LINTS, 1999, p.33).

Segundo Eves (2004) Tales iniciou a sua vida como mercador e foi desta

forma que ficou rico o suficiente para dedicar o seu tempo a viagens e aos estudos.

Viveu por algum tempo no Egito onde sua esperteza foi admirada e reconhecida ao

ter medido a altura de uma pirâmide através da sombra. Na Babilônia ele entrou em

contato com tabelas e instrumentos astronômicos. De acordo com Lints (1999) e

Eves (2004), faz parte do seu mito o fato de ter previsto o eclipse solar de 28 de

maio de 585 a.C., embora haja historiadores que duvidem, enfatizando que os

conhecimentos existentes na época não eram suficientes para permitir tal façanha,

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“especialmente porque um eclipse solar é visível só em pequena parte da Terra e

não é provável que houvesse na Babilônia tabelas de eclipses solares que

permitissem a Tales fazer tal predição” (BOYER, 1996, p.31). A ele também era

atribuído a reputação “de estadista, conselheiro, engenheiro, homem de negócios,

filósofo, matemático e astrônomo” (EVES, 2004, p.95).

Assim como, para muitos outros grandes homens, existem sobre Tales

muitas histórias engraçadas. De acordo com Eves (2004) houve certa vez, que ao

ser questionado sobre o porquê de jamais ter se casado, respondeu mandando um

bilhete ao indagador dizendo que sua filha preferida havia falecido. Em seguida

tranquilizando-o, dando-lhe explicações e comentando: “Eu simplesmente desejava

lhe dizer por que jamais me casei” (EVES, 2004, p.96). Outra vez demonstrou a

facilidade para ficar rico, segundo a sua hipótese de que um filósofo possuía

inteligência e capacidade extremamente superior a qualquer homem de negócios.

[...] fez uma previsão, provavelmente baseado em dados climatéricos e astronômicos, de que haveria uma grande safra de azeitonas na seguinte estação e, então, não dizendo nada a ninguém, comprou o direito sobre o uso de todas as prensas da vizinhança com muita antecedência, quando seu valor era pequeno. Naturalmente, depois ganhou quanto quis, pois os produtores atrapalhados com a superprodução da safra de oliveiras estavam dispostos a pagar qualquer preço pelo uso das prensas antes que as azeitonas se estragassem. (LINTZ, 1999, p.34).

Eves (2004) nos conta a história do mulo recalcitrante, que transportava sal

e para diminuir seu cansaço mergulhava a carga em um rio para que o sal se

dissolvesse e assim ele seguisse viagem. Tales fez com que ele perdesse o

costume dando a ele cargas de esponjas. São esses relatos que nos fazem admirar

ainda mais sua nobre inteligência.

Tales foi o fundador da Escola Jônica. Escola de pensamento dedicada à

investigação da origem do universo e de outras questões filosóficas entre elas a

natureza e a validade das propriedades matemáticas, dos números e das figuras.

Para esse grande homem era insuficiente apenas afirmar que os ângulos da

base de um triângulo isósceles são iguais, assim diante destas indagações procurou

justificativas que fundamentassem essas conjecturas. A ele são atribuídas algumas

deduções dentro da geometria, como:

1. Qualquer diâmetro efetua a bissecção do círculo em que é traçado. 2. Os ângulos da base de um triângulo isósceles são iguais. 3. Ângulos opostos pelo vértice são iguais.

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4. Se dois triângulos têm dois ângulos e um lado em cada um deles respectivamente iguais, então esses triângulos são iguais. [...]

5. Um ângulo inscrito num semi-círculo é reto. (EVES, 2004, p.95).

Eves (2004) salienta que o valor das deduções atribuídas a ele não devem

ser qualificadas por elas próprias e sim por Tales ter desenvolvido-as a partir de

alguns raciocínios lógicos e não apenas por experimentações.

Boyer (1996, p.32), afirma que Tales é considerado “o primeiro matemático

verdadeiro”, porque foi ele que deu origem às deduções geométricas, e com isso, o

método dedutivo e as demonstrações lógicas passaram ao primeiro plano. Ele foi o

primeiro personagem conhecido a quem se atribuíram descobertas matemáticas.

3.1.2 Pitágoras de Samos

Após as demonstrações terem surgido tornando a matemática independente

de experimentações o método dedutivo se desenvolveu muito com os estudos

creditados a Pitágoras. Este grande matemático deu continuidade à maneira

dedutiva, contribuindo para a formação do método que caracteriza a matemática

moderna.

De acordo com Lintz (1999), Pitágoras nasceu em torno do ano de 570 a.C.

em Samos. Há indícios de que ele tenha sido discípulo de Tales, pois as datas entre

eles se distanciam apenas por meio século. Após viver algum tempo entre jônicos,

viajou pelo Egito e Babilônia e é possível que tenha chegado à Índia. Eves (2004)

nos revela que, durante as peregrinações de Pitágoras, ele adquiriu não só

informações matemáticas e astronômicas, como também muitas conjecturas

religiosas e ao voltar a Samos encontrou-a sob o domínio da tirania de Polícrates o

que fez com que ele emigrasse para Crótona, no sul da Itália, onde fundou a Escola

Pitagórica dedicada a estudos religiosos, científicos e filosóficos. Além da Escola

Pitagórica ser um centro de estudos, era também uma irmandade super unida por

ritos secretos e cerimônias.

Porém sabe-se pouca coisa sobre Pitágoras que tenha um grau significativo

de certeza, pois conforme Lintz (1999) nada restou de suas obras. Como os

ensinamentos da Escola Pitagórica eram todos orais e, além disso, era de costume

da irmandade atribuir todas as descobertas realizadas ao seu reverenciado

fundador, é muito difícil saber exatamente que descobertas matemáticas são

realmente de Pitágoras, podendo ser de outros membros da irmandade. “É melhor,

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por isso, não falar na obra de Pitágoras mas antes das contribuições dos pitagóricos,

embora na antiguidade fosse usual dar todo o crédito ao mestre.” (BOYER, 1996,

p.33)

Segundo Eves (2004), os membros recebiam uma educação formal, onde

constavam quatro disciplinas: Geometria, Aritmética, Astronomia e Música, que

constituíram as artes liberais e cujo conteúdo tornou-se conhecido na Idade Média

como o quadrivium, em sequência sendo acrescentado o trivium que era composto

por gramática, lógica e retórica. O conjunto dessas sete artes era considerado como

a bagagem cultural necessária de uma pessoa de boa educação. O símbolo que

representava os pitagóricos era o pentagrama ou pentágono estrelado, “A estrela de

cinco pontas (formada traçando as cinco diagonais de uma face pentagonal de um

dodecaedro regular) era, ao que se diz, o símbolo especial da escola pitagórica”

(BOYER, 1996, p.34). Isto devido às propriedades desta figura que se for desenhado

um pentágono regular e traçado as suas diagonais vê-se que elas se cruzam e

formam um novo pentágono interior. A interseção de duas diagonais divide a

diagonal de uma forma especial chamada pelos gregos de divisão em média e

extrema razão, chamada também por razão áurea.

De acordo com Eves (2004), com o tempo, as influências da irmandade se

tornaram enormes, com isso as forças democráticas destruíram os prédios da

escola, fazendo com que Pitágoras fugisse para Metaponto onde morreu com 75 ou

80 anos de idade. A irmandade por mais que estivesse dispersa continuou a existir

por mais pelo menos 200 anos.

Segundo Eves (2004, p.103), “a tradição é unânime em atribuir a Pitágoras a

descoberta independente do teorema sobre triângulos retângulos” conhecido

universalmente como Teorema de Pitágoras, onde o quadrado da hipotenusa é igual

à soma do quadrado dos catetos, esse descoberta é considerada de grande

importância para a geometria. O autor afirma que é sabido que esse teorema já era

conhecido pelos babilônicos, mas é atribuída a Pitágoras a sua demonstração. Foi

ele que apresentou uma explicação que confirmasse a validade desta lei. Os

pitagóricos elevaram a matemática à categoria das ciências liberais, isto é,

tornando-a independente das necessidades práticas e a transformaram em uma

atividade puramente intelectual.

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De acordo com as DCE (2008), foi com os pitagóricos que o estudo da

matemática passou a ser discutido e apontado como essencial na formação de um

indivíduo.

3.1.3 Euclides de Alexandria

Pelo que consta em muitos registros históricos, há pouco que nos revele

sobre a vida deste ilustre homem. Conforme Lintz (1999) acredita-se que foi ele o

fundador da importante escola de Alexandria, onde podemos afirmar que lecionou.

Eves (2004) nos conta uma história sobre Euclides encontrada no Sumário

Eudemiano “um breve resumo do desenvolvimento da geometria grega desde seus

primeiros tempos até Euclides” (EVES, 2004, p.97), que ao ser indagado por um de

seus alunos sobre qual era a importância do que estava aprendendo, mandou seu

escravo lhe dar algumas moedas para que o aluno tivesse ganhando algo em troco

do aprendizado.

Boyer (1996) nos mostra que Euclides foi autor de vários trabalhos, mas o

que lhe torna uma figura importante na história da matemática é sua obra:

Elementos.

Tão logo o trabalho apareceu, ganhou o mais alto respeito e, dos sucessores de Euclides até os tempos modernos, a mera citação do número de um livro e o de uma proposição de sua obra-prima é suficiente para identificar um teorema ou construção particular. Nenhum trabalho, exceto a Bíblia, foi tão largamente usado ou estudado e, provavelmente, nenhum exerceu influência maior no pensamento científico. (EVES, 2004, p.167).

Lintz (1999) compara o estudo desta obra à análise da obra de Leonardo da

Vinci na pintura e de J.S. Bach na história da música do Ocidente. Boyer (1996)

descreve os Elementos para a matemática, como as letras do alfabeto para a

linguagem. Isso só nos mostra o quão grande é a importância dos Elementos.

Euclides em sua obra, foi o primeiro a organizar as ideias e apresentar a

matemática de forma axiomática, “ou seja, um sistema formado por noções

primitivas, definições, axiomas e teoremas evidentemente aproveitando o

conhecimento que já havia na época” (FRANCO; GERÔNIMO, 2010, p.11).

Desta forma a matemática atingiu um estágio avançado, partindo segundo

Franco e Gerônimo (2010) de postulados, afirmações que não necessitavam ser

demonstradas. “Daí por diante, a imaginação dos geômetras poderia dar expansão

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livre a sua criatividade guiados por princípios seguros e técnica precisa, enfim, a

expressão das idéias sob forma perfeita”. (LINTZ, 1999, p.106).

Podemos dizer então que Euclides muito influenciou na característica da

matemática atual, pois foi dele que partiu a ideia de organizá-la de forma axiomática

com afirmações que não precisavam ser demonstradas, afirmações que são o ponto

de partida para se provar algo.

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4 ALGUNS APONTAMENTOS SOBRE O ENSINO DA GEOMETRIA

Segundo as Diretrizes Curriculares Estaduais do Paraná – DCE (2008), para

que o ensino da matemática seja vinculado a esta ciência como campo de

conhecimento, foram selecionados conteúdos estruturantes; amplos conhecimentos

que são considerados de grande importância para o entendimento da mesma. Esses

conteúdos compreendem-se em: Números e Álgebra, Grandezas e Medidas,

Funções, Tratamento da informação e Geometria. Neste trabalho damos ênfase ao

estudo da Geometria focando a utilização das demonstrações matemáticas, para

que os alunos possam desenvolver o raciocínio lógico e aprendam a pensar em

argumentos, desenvolvendo assim um pensamento crítico.

Muito se discute que o ensino da Matemática vem se tornando uma tarefa

difícil. É comum nos alunos uma visão distorcida sobre a matemática e sua

aplicabilidade fora das salas de aula, vendo-a, segundo Bicudo (2005), como uma

ciência acabada onde a busca de soluções não é vivida pelos mesmos. Esses

pensamentos levam os alunos a criarem aversão à disciplina, o que resulta em um

baixo desempenho, levando a um grande índice de reprovação na mesma e de

acordo com Almouloud e Mello (2000), o desempenho acaba sendo mais baixo

quando se trata de Geometria. Existem justificativas a essa falta de motivação; “a

prática pedagógica que tem sido a responsável pelo comprovado insucesso dos

alunos na aprendizagem da Matemática.” (LOPES; PAVANELLO; FRANCO, 2010,

p.177).

D’António, Pavanello e Franco (2010) dizem que de modo geral, a

matemática dentro das salas de aula vem sendo resumida à memorização das

fórmulas, dos símbolos e a cálculos de forma incessante, descaracterizando-a e a

transformando em uma mistura de pavor com uma interpretação de conhecimento

inacessível para os alunos, que vêm avaliando-a como difícil e tediosa.

Segundo Medeiros (2005), há muito a matemática vem sendo ensinada de

maneira rotineira, reduzindo-se a exposição do conteúdo pelo professor e a

resolução de problemas que servem como modelos para os alunos, para que a

estes, em sequência, sejam apresentados novos problemas, que serão resolvidos da

mesma forma que o anterior. Neste contexto o aluno “torna-se um exímio

manipulador de símbolos, em situações de ensino padronizadas.” (MEDEIROS,

2005, p.19). A autora ainda acrescenta que pelo fato do aluno não compreender o

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que fez, sente dificuldades em resolver problemas e exercícios diferentes dos

modelos que lhe foram apresentados.

Dentro do campo da Geometria, essa realidade não é diferente, da forma

como vem sendo ensinada, não está possibilitando aos alunos o desenvolvimento

do pensar. De acordo com Medeiros (2005, p.21) o interesse visado hoje para o

ensino, está “no produto do trabalho, na técnica e não no aprender propriamente

dito, na compreensão.” A matemática na forma que vem sendo apresentada, não

está cumprindo o seu papel.

Segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio – PCNEM

(2000) o ensino da matemática tem papel fundamental na formação do indivíduo,

pois além de construir um conhecimento científico e tecnológico junto com o saber

matemático, possibilita o desenvolvimento do raciocínio e aumenta a capacidade de

aprender, facilitando o desenvolvimento do pensar argumentativo.

A Matemática [...] tem um valor formativo, que ajuda a estruturar o pensamento e o raciocínio dedutivo, porém também desempenha um papel instrumental, pois é uma ferramenta que serve para a vida cotidiana e para muitas tarefas específicas em quase todas as atividades humanas. (PCNEM, 2000, p.40).

Como consta nas DCE (2008), é importante que o ensino de matemática

possibilite aos alunos discussões, análises, conjecturas, formulação de ideias e

apropriação de conceitos.

Em seu papel formativo, a Matemática contribui para o desenvolvimento de processos de pensamento e a aquisição de atitudes, cuja utilidade e alcance transcendem o âmbito da própria Matemática, podendo formar no aluno a capacidade de resolver problemas genuínos, gerando hábitos de investigação, proporcionando confiança e desprendimento para analisar e enfrentar situações novas, propiciando a formação de uma visão ampla e científica da realidade, a percepção da beleza e da harmonia, o desenvolvimento da criatividade e de outras capacidades pessoais. (PCNEM, 2000, p.40).

Como conteúdo estruturante da matemática, de acordo com Fainguelernt

(1999), vemos que a geometria possui grande influência nesse processo, pois

apresenta esse papel de formação na construção do conhecimento, podendo

contribuir na formação do raciocínio lógico, oferecendo um grande campo de ideias e

técnicas. Ela influencia na relação da matemática com a realidade. “A Geometria é

considerada como uma ferramenta para compreender, descrever e interagir com o

espaço em que vivemos” (FAINGUELERNT, 1999, p.15). A autora ainda acrescenta

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que no estudo de geometria, o aluno desenvolve a capacidade de “ativar suas

estruturas mentais, facilitando a passagem do estágio das operações concretas para

o das operações formais.” (FAINGUELERNT, 1999, p.22).

Diante destes fatores, vemos a importância de se ensinar geometria de

forma que estimule o pensamento do aluno, não apenas ensinar os métodos e as

fórmulas, sem que haja um entendimento. As DCE (2008) nos afirmam que a

matemática não deve ser aprendida apenas por sua beleza ou pela sua densa

teoria, mas para que o indivíduo desenvolva seus pensamentos a fim de colaborar

no desenvolvimento da sociedade e cabe ao professor contribuir nesse processo.

Podemos considerar que o ensino de geometria, torna-se essencial, pois

permite ao indivíduo uma percepção melhor do mundo. Segundo o que afirma Souza

e Franco (2010) os professores não a vêem como promotora dessa forma de

pensamento e a limitam apenas a atividades com figuras. Nestas atividades é

comum a aplicação de fórmulas de áreas e volumes e a disposição de afirmações,

sem que haja da parte do aluno um entendimento que lhes propicie saber por que

essas afirmações realmente são válidas.

Para Fainguelernt (1999) o ensino da geometria perde seu encanto se

reduzido apenas a aplicação das fórmulas e de resultados impostos por teoremas,

para ela o que falta é uma relação entre a geometria intuitiva com a formalização da

mesma.

Os livro-textos escolhidos, em sua maioria, apresentam uma Geometria em que as figuras e seus elementos são definidos, os teoremas e suas demonstrações são apresentados para serem copiados, não deixando margem à exploração, à construção dos conceitos e ao encaminhamento do aluno às suas próprias deduções. (FAINGUELERNT, 1999, p.14).

Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Fundamental – PCN (1998

p.86) nos apresentam que o campo da geometria favorece o ensino de

demonstrações. É um campo propício para que os alunos tenham contato com “a

necessidade e as exigências estabelecidas por um raciocínio dedutivo”. Ou seja,

vemos que o ensino das demonstrações é proposto pelos PCN, que ainda

acrescentam sobre a sua importância, nos transmitindo que o interesse deste ensino

por um lado, é o de propiciar o conhecimento matemático desenvolvendo

conjecturas dos conceitos geométricos e por outro se fundamenta no

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desenvolvimento da capacidade de argumentar, onde o aluno a desenvolve para se

chegar a uma demonstração.

De acordo com Fossa (2009), como já citamos, as demonstrações são

necessárias na teoria matemática para que se conheça o que está sendo

demonstrado, assim para isso não basta apenas o aluno acreditar no que lhe é

apresentado e sim é interessante que ele tenha razões que o levem a acreditar

naquilo que está conhecendo. Assim as DCE (2008, p.56), nos propõem o ensino de

demonstrações afirmando que para o aluno, “é necessário conhecer as

demonstrações das fórmulas, teoremas, conhecer e aplicar as regras e convenções

matemáticas” e segundo os PCNEM (2000), a Geometria por sua característica

fundamental, ajuda a desenvolver habilidades de argumentação lógica, necessárias

na solução de problemas do cotidiano. Neste contexto observamos que a geometria

é uma área propícia para o ensino de demonstrações.

A partir deste contexto, descreveremos uma proposta de ensino que visa à

introdução da geometria demonstrativa nas séries finais da educação básica.

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5 UMA PROPOSTA DE APROFUNDAMENTO DE CONCEITOS DA GEOMETRIA PLANA UTILIZANDO DEMONSTRAÇÕES

A proposta de ensino que indicamos visa o trabalho da geometria

demonstrativa com alunos do ensino médio, visto que nas Diretrizes Curriculares

Estaduais do Paraná considera-se que o ensino da geometria neste nível, deve ser

constituído de um aprofundamento dos conceitos já adquiridos no ensino

fundamental, sendo que estes devem atingir um grau de complexidade maior do que

o exigido nas séries anteriores.

Serão trabalhados conteúdos referentes a triângulos, como congruências,

soma dos ângulos internos, ângulos externos, entre outros. Para o trabalho

pretendido é preciso que os alunos já possuam alguns conhecimentos básicos de

geometria, como o de retas paralelas, perpendiculares, altura de triângulos,

bissetrizes, medianas, entre outros. Porém é importante que o professor sempre

relembre com os alunos estes conceitos para que a falta deles não dificulte o

desenvolvimento das atividades.

Utilizamos na elaboração desta proposta, dois livros que possuem os

conteúdos aqui apresentados, um deles com definições e representações com o

título Teoria e Problemas de Geometria, Barnett (2003) e o outro que utilizamos para

nos auxiliar na construção das demonstrações, intitulado Geometria Euclidiana

Plana, Barbosa (1995).

Sugere-se que o professor inicie a aula pedindo aos alunos que posicionem

as carteiras em forma de “U”, para que todos possam observá-lo sem nenhum

obstáculo a sua frente. Em seguida questionando os alunos sobre o que eles

entendem por demonstração, se consideram necessário e importante demonstrar,

pedindo que apontem situações em que já necessitaram demonstrar algo. Diante

destas questões espera-se que os alunos relacionem o significado de demonstração

com o que entendem por explicação. Em sequência o professor poderá relacionar,

de um modo geral essas necessidades, apontando que com frequência nos

deparamos com situações onde precisamos “demonstrar algo” como, por exemplo,

ao recebermos um troco errado quando efetuamos o pagamento de uma compra,

demonstramos que está errado para que seja corrigido. É preciso que saliente que

dentro da matemática isso não é diferente, em seu estudo as demonstrações servem

de alicerce para as suas teorias, devendo estar sempre presentes. Pode explicar aos

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alunos que dentro da matemática o ato de demonstrar consiste em apresentar

argumentos que justifiquem “o porquê” de tal ocorrência ser verdadeira, salientando

que essa maneira de pensar surgiu na Grécia antiga.

Nessa fase o professor pode fazer uma explanação dos fatos históricos

relatando aos alunos a partir de quais necessidades surgiram as demonstrações,

citando os matemáticos que influenciaram nesse desenvolvimento, realizando assim

uma breve abordagem histórica desde o inicio das demonstrações até a grande

criação de Euclides, a obra Elementos conforme abordagem realizada no capítulo 3

(Aspectos Históricos da Geometria) deste trabalho. Em seguida deve ser

apresentado brevemente aos alunos como Euclides organizou os teoremas, as

proposições e os axiomas, explicando a eles o significado dessas palavras.

O objetivo dessa abordagem histórica é despertar nos alunos a curiosidade

perante as demonstrações, fazendo com que eles observem a sua importância

dentro da matemática, que deixem de aceitar os teoremas como verdades absolutas

e passem a questionar-se sobre como surgiram.

O professor poderá utilizar um objeto, por exemplo, um lápis onde diante das

características desse objeto poderá dar uma breve introdução a uma demonstração

e o que é necessário para se provar algo. Primeiramente deve perguntar aos alunos

que objeto está segurando. Acredita-se que todos responderão que é um lápis. Em

seguida deve perguntar por que aquele objeto é um lápis, esperando que os alunos

argumentem que é porque tem a forma de um lápis e que é usado para escrever,

assim o professor deverá analisar as argumentações e se estas não revelarem todas

as características que identifiquem um lápis, deverá argumentar, por exemplo,

dizendo que aquele objeto é uma caneta, até que os alunos possam compreender

que em uma argumentação são necessárias determinadas afirmações fundamentais

para se chegar ao que se quer provar, pois caso contrário a demonstração poderá

ficar insuficiente. Neste caso é necessário que os alunos relatem que para aquele

objeto ser um lápis deverá ser de madeira, utilizado para escrever, onde sua escrita

pode ser apagada e pode ser apontado.

Para introduzir o trabalho com demonstrações sugere-se que o professor

apresente a definição de triângulos aos alunos, explicando que podemos nomear um

triângulo utilizando três letras maiúsculas que correspondem a cada um de seus

vértices. Poderá ser feito um desenho no quadro-negro de um triângulo qualquer,

para que os alunos possam visualizar melhor. Utilizaremos aqui a Figura 1 para

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esboçar um triângulo e o chamaremos de . Deve ser acrescentado que para nos

referirmos aos lados deste triângulo, indicaremos por duas letras maiúsculas,

. Quando nos referirmos à medida destes segmentos os

representaremos por . Para indicar seus ângulos poderão ser utilizadas as

três letras, onde a que indica o vértice deve aparecer com um acento circunflexo, no

meio das outras duas, ou seja, o ângulo correspondente ao vértice será

representado por ou . Esse ângulo também poderá ser representado

apenas por uma letra maiúscula com acento circunflexo, no exemplo dado

chamaremos de . Na representação de ângulos também poderão ser utilizadas as

letras gregas.

Aqui é importante que o professor deixe claro aos alunos que as notações

descritas acima foram desenvolvidas com o objetivo de se unificar a simbologia

matemática, para que assim todos possam identificar sobre o que está se tratando.

Figura 1 – Triângulo ABC Fonte: O autor

Em seguida o professor poderá rever com a turma a classificação dos

triângulos de acordo com a medida de seus lados e o tipo de seus ângulos:

Triângulos classificados de acordo com a medida de seus lados.

1. Triângulo escaleno: É um triângulo que possui a medida de seus lados diferentes

entre si. Na Figura 2, o triângulo possui .

2. Triângulo isósceles: É o triângulo que possui pelo menos dois lados que tem a

mesma medida. A Figura 2 dá a representação do triangulo isósceles , pois

e estes são diferentes de .

3. Triângulo equilátero: O triângulo equilátero é o que possui os três lados com a

mesma medida. Na Figura 2 o triângulo possui .

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Figura 2 – Triângulos classificados de acordo com seus lados Fonte: O autor

Triângulos classificados de acordo com o tipo de seus ângulos:

1. Triângulo retângulo: O Triângulo retângulo é assim chamado, por possui um de

seus ângulos medindo noventa graus (angulo reto). Na Figura 3 o triângulo

possui igual a um ângulo reto, assim chamamos de hipotenusa e e

de catetos do triângulo retângulo.

2. Triângulo obtusângulo: é um triângulo que possui um ângulo obtuso (maior que

90º). Na Figura 3 o triângulo é obtusângulo, pois o ângulo é maior que

90º.

3. Triângulo acutângulo: É um triângulo que possui os três ângulos agudos (menores

que 90º). Na Figura 3 o triângulo possui , e menores que 90º.

Figura 3 – Triângulos classificados de acordo com seus ângulos Fonte: O autor

Neste momento o professor poderá introduzir o conceito de congruência e

congruência de triângulos apresentando seus casos específicos.

Definição: Diz-se que dois ângulos são congruentes, quando possuem a mesma

medida; dois segmentos e são congruentes, quando .

Definição de congruência de triângulos: Dois triângulos são ditos congruentes se for

possível realizar uma correspondência entre eles, de maneira em que cada elemento

(ângulos, vértices e lados) do primeiro corresponda com um e apenas um elemento

do segundo, onde lados e ângulos correspondentes sejam congruentes.

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O professor pode explicar aos alunos que no primeiro caso, “dados dois

triângulos e , se , e então ”

(BARBOSA, 1995, p.35). No segundo, “dados dois triângulos e , se

, e , então .” (BARBOSA, 1995, p.36). No terceiro

caso, “se dois triângulos têm três lados correspondentes congruentes então os

triângulos são congruentes.” (BARBOSA, 1995, p.39).

Para introduzir o tema demonstração é fundamental que o professor

esclareça as ideias de hipótese e tese, para que o aluno saiba como começar e o

que deve provar. Podendo utilizar como exemplo um dos casos de congruência

acima, mostrando no segundo caso que:

A hipótese é: dados dois triângulos e , onde , e ;

A tese é: os triângulos e são congruentes.

É interessante que o professor questione os alunos sobre o que seria a

hipótese e a tese do terceiro caso. Acredita-se que eles consigam identificar:

A hipótese: dois triângulos têm três lados correspondentes congruentes;

A tese como: os triângulos são congruentes.

Neste momento o professor dará inicio as demonstrações, sendo

construídas em conjunto com os alunos. É importante que o professor faça

questionamentos referentes às etapas da demonstração, com o intuito de instigar o

aluno a pensar em justificativas que possam ser utilizadas no decorrer da atividade.

Seguindo esses passos será enunciada a proposição: “Em um triângulo

isósceles os ângulos da base são congruentes”.

Inicialmente o professor poderá questionar os alunos sobre qual é a hipótese e

qual é a tese. Espera-se que os alunos identifiquem que a hipótese é que temos

um triângulo isósceles e que a tese é que os ângulos da base deste triângulo são

congruentes.

Assim o professor explica aos alunos que deve-se iniciar a demonstração

escrevendo a hipótese, para isso pedirá a participação dos mesmos na

formulação da frase que deverá ter o mesmo sentido que a seguinte: “Seja

um triângulo isósceles”.

Em seguida pode perguntar aos alunos o que é um triângulo isósceles, deixando

claro que essa explicação deve estar presente na demonstração. Novamente o

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professor deverá induzir os alunos a desenvolverem a frase, que deverá ser

semelhante a seguinte: “logo é congruente a ”.

Agora o professor pode dizer aos alunos que é necessário explicar o significado

da tese identificando o que se quer provar: “pretende-se provar que os ângulos da

base e são congruentes”.

Dando continuidade o professor poderá pedir aos alunos que desenhem o

triângulo isósceles e esse mesmo triângulo invertendo os vértices e

expressado aqui, de acordo com a Figura 4.

Figura 4 – Triângulo isósceles ABC Fonte: O autor

Nesse instante o professor deverá pedir para os alunos fazerem a

correspondência dos vértices destes triângulos procedendo a demonstração a

partir da seguinte ideia: “Para isso comparando os triângulos e fazemos

a correspondência dos vértices da seguinte maneira

”.

Partir-se-á então para obter as conclusões acerca desta correspondência, que

deverá seguir os parâmetros das que seguem: “por hipótese, do primeiro

triângulo é igual a do segundo e do primeiro triângulo é igual a do

segundo”.

Deve complementar que “como do primeiro triângulo é igual a do segundo,

pelo primeiro caso esses triângulos são congruentes”, dizendo aos alunos que

“por consequência teremos ”. A demonstração aqui realizada é semelhante

à de Barbosa (1995, p.37).

Após este primeiro contato com as demonstrações o professor fará uma

segunda demonstração que seguirá os mesmos moldes da anterior, com o

acompanhamento e a participação dos alunos. É necessário que o professor sempre

leve os alunos a refletir sobre o passo a passo da atividade.

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Primeiramente deverão ser revisados os conceitos de mediana, bissetriz e

altura de um triângulo.

1. Mediana: é chamado de mediana o segmento de um vértice ao ponto médio do

lado oposto a ele.

2. Bissetriz: é um segmento que divide o ângulo em dois de mesma medida e

estende-se ao lado oposto a ele.

3. Altura: a altura é um segmento a partir de um dos vértices que é perpendicular

(possui um ângulo igual a 90º) ao lado oposto.

Depois disso deverão ser relembrados os tipos de Ângulos que serão necessários

para o desenvolvimento da atividade:

1. Ângulo reto: Um ângulo reto é aquele que tem a medida igual a 90º

2. Ângulo raso: Ângulo raso é aquele que possui medida igual a 180º

3. Ângulos suplementares: Ângulos são ditos suplementares se a soma de suas

medidas é igual a 180º.

4. Ângulos adjacentes: São chamados ângulos adjacentes, dois ângulos que

possuem o mesmo vértice e um lado comum entre eles.

Em seguida se dará a demonstração enunciada pela proposição: “Em um

triângulo isósceles a mediana relativamente a base é também bissetriz e altura”.

Prova: Seja um triângulo isósceles em que é a sua base, de acordo com a

Figura 5.

Figura 5 – Triângulo isósceles traçado a sua mediana Fonte: O autor

Chamaremos de o ponto médio de , assim será a mediana relativamente à

base. Para provarmos que é bissetriz, é necessário mostrarmos que

e para demonstrarmos que é altura devemos mostrar que é um

ângulo reto.

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Para isso considere o triângulo e . Como temos pela hipótese que

, assim também temos pelo que já provamos, que , e ainda como

é mediana, temos que , então de acordo com o primeiro caso,

. Segue disso que , assim é bissetriz do ângulo . Temos

também que pelos triângulos serem congruentes, e como é um

ângulo raso, então º, assim º, portanto é

perpendicular a . Isto conclui a prova da proposição.

Apôs o término da demonstração o professor pedirá aos alunos para se

dividirem em grupos com cerca de quatro alunos e entregará aos mesmos três

exercícios, onde eles deveram efetuar a demonstração. É preciso que o professor

esteja sempre em contato com os alunos perguntando sobre as suas dificuldades e

auxiliando-os. O professor não deverá mostrar para os alunos como a demonstração

é feita e sim dar dicas que os ajudem a identificar os passos.

Os exercícios serão enunciados da seguinte forma:

01) Se dois ângulos são opostos pelo vértice, então esses ângulos têm a mesma

medida.

Figura 6 – Exercício 01 Fonte: O autor

02) Na figura abaixo, e é bissetriz do ângulo . Prove que os

triângulos e são congruentes.

Figura 7 – Exercício 02 Fonte: O autor

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03) Na figura abaixo os ângulos e são retos e o segmento corta no ponto

médio de . Mostre que .

Figura 8 – Exercício 03 Fonte: O autor

Acredita-se que os alunos darão início a atividade identificando a hipótese

do primeiro exercício como, “os ângulos são opostos pelo vértice” e a tese como “os

ângulos possuem a mesma medida”. Imagina-se que os alunos identificarão que,

º e º de acordo com a hipótese. Em seguida, espera-se que

eles identifiquem que

º

neste caso acredita-se que eles diminuirão em ambos os lados das igualdades,

e obterão,

Com isso concluirão que .

Acredita-se que os alunos darão início a demonstração do exercício 02

identificando a hipótese como, “ e é bissetriz do ângulo ” e a tese

como “os triângulos e são congruentes”. Com isso acredita-se que eles

identificarão de acordo com a hipótese que os ângulos e são congruentes.

Em seguida espera-se que eles observem que o lado é comum aos dois

triângulos. Com isso imagina-se que eles concluirão que os triângulos possuem um

ângulo e dois lados correspondentes congruentes e que pelo primeiro caso de

congruência de triângulos, e são congruentes.

Para o terceiro exercício, espera-se que estes identifiquem a hipótese como

sendo “os ângulos e são retos e o segmento corta no ponto médio de

” e a tese como “ ”. Imagina-se que os alunos identificarão que para

demonstrar que , basta mostrar que os triângulos e são

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congruentes, assim, os alunos identificarão de acordo com a hipótese que, se o

segmento corta no ponto médio de , os lados e dos triângulos são

congruentes. Ainda pela hipótese, acredita-se que eles identificarão que os ângulos

e sendo retos, também são congruentes. Neste instante imagina-se que eles

usarão o que foi demonstrado na atividade 01 e identificarão que os ângulos e

são opostos pelo vértice , assim tem a mesma medida. Espera-se que os

alunos concluam a demonstração afirmando que pelo segundo caso de congruência

os triângulos e são congruentes, e dessa forma .

Ao momento que o professor identificar que os alunos conseguiram terminar

as demonstrações, deverá pedir aos mesmos que apresentem que ideias seguiram

para demonstrar, proporcionando um debate entre os grupos para que todos

possam expor o que fizeram.

Para dar continuidade, é necessário que o professor explique aos alunos

que a palavra colinear significa que, pertencem a uma mesma “linha reta”, também é

preciso apresentar a definição de ângulo externo e o teorema do ângulo externo.

Definição: Sendo um triângulo, os ângulos e são chamados de

ângulos internos ou simplesmente de ângulos do triângulo. Os suplementos destes

ângulos são chamados de ângulos externos do triângulo.

Teorema (ângulo externo): Todo ângulo externo de um triângulo mede mais do que

qualquer dos ângulos internos a ele não adjacentes.

Em seguida o professor dará o seguinte exercício:

04) Na figura abaixo, e são colineares. Do mesmo modo e são

colineares. Verifique que .

Figura 9 – Exercício 04 Fonte: O autor

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Espera-se que os alunos identifiquem que sendo e colineares, o

ângulo é ângulo externo do triângulo e se e são colineares, o

ângulo é ângulo externo do triângulo , dessa forma e

, assim concluído que .

Após essa atividade o professor deverá pedir aos alunos para que

posicionem as carteiras em forma de “U” de maneira que todos estejam com a visão

livre para o quadro negro. Deverão ser feitas algumas consideração, como a

definição de reta paralela e reta transversal e a enunciação de uma proposição

necessária para a próxima atividade.

Retas paralelas: São retas localizadas sobre um mesmo plano que nunca se

interceptam, por mais que sejam estendidas.

Reta transversal: é uma reta que atravessa duas ou mais retas.

Figura 10 – Representação de Reta Transversal e Retas Paralelas Fonte: O autor

Proposição: Se duas retas paralelas são cortadas por uma transversal, então os

ângulos correspondentes são iguais.

Figura 11 – Ângulos correspondentes em uma reta transversal Fonte: O autor

Neste momento será proposto aos alunos, que eles demonstrem junto com o

professor o seguinte teorema:

Teorema: A soma dos ângulos internos de um triângulo é 180º.

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Primeiramente o professor deverá perguntar aos alunos, se eles concordam

que essa soma será igual a 180º, deverá instigar os alunos a pensarem sobre essa

afirmação e também em que tipo de argumentos poderiam ser utilizados para se

demostrar tal fato.

O professor deve explicar aos alunos que as definições apresentadas e a

proposição anterior serão úteis na demonstração do teorema. Em seguida, o deverá

construir uma reta passando pelo ponto que seja paralela ao lado do triangulo

dado, dizendo que é necessário que os ângulos formados com o vértice sejam

numerados. Acredita-se que os alunos observem que º e que os

lados e podem ser comparados com duas transversais que cortam, o lado

e a paralela a ele traçado em , nesse momento o professor deve perguntar aos

alunos o que deve ser argumentado. Acredita-se que os alunos observarão que de

acordo com a proposição anterior, tem-se º.

Figura 12 – Soma dos ângulos internos do triângulo Fonte: O autor

Como última atividade o professor deverá propor que os alunos pensem em

algo dentro do ramo da geometria que sintam interesse em demonstrar, o professor

deverá auxiliá-los informando-lhes sobre as dificuldades que encontrarão nas

demonstrações e também orientá-los nas etapas que irão desenvolver para

chegarem ao que pretende provar.

Para encerar, o professor deve reforçar que as demonstrações são

importantes na área da matemática, pois esta ciência é uma espécie de

conhecimento e que para que possamos conhecer alguma coisa, para que saibamos

algo, não é necessário simplesmente acreditar e sim ter razões que sejam

suficientes para nos permitir acreditar, Fossa (2009).

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6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

A matemática possui um papel de formação que deve ser observado e

trabalhado, seu ensino não deve ser resumido a uma mera transmissão (por parte

do professor) e recepção (por parte do aluno) do conhecimento, este deve ser

construído em sala de aula de maneira a tornar o aluno um indagador. Pensando

dessa forma e baseando-se na importância das demonstrações para a matemática é

que desenvolvemos este trabalho.

Acreditamos que a utilização das demonstrações no ensino de matemática

possa contribuir no desenvolvimento de um pensamento crítico, levando o aluno a

ampliar seu raciocínio a fim de aprender a questionar sobre a validade das coisas, e

saber argumentar sobre o que acha certo ou errado. Nesta perspectiva o papel do

professor é o de buscar formas que proporcionem o progresso desse pensamento.

Esperamos assim que a utilização das demonstrações no ensino de matemática

além de contribuir para a construção de um conhecimento científico possa ampliar

os pensamentos argumentativos dos alunos de maneira que possam utilizá-los na

vida cotidiana.

Procuramos desenvolver as atividades propostas visando uma apresentação

das demonstrações aos alunos, com o objetivo de iniciar o desenvolvimento da

capacidade de questionar. Dessa forma acreditamos que após este primeiro contato,

as aulas de matemáticas devem ser pensadas de forma que englobem os conteúdos

propostos para cada série com as demonstrações dos mesmos.

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