quarta-feira, 15 de dezembro de 2010


CÔNICAS: UM POUCO DE HISTÓRIA NÃO MATA NINGUÉM



Aluna:Maria José Pereira da Silva
Período: 4º
Faculdade de Formação de
 Professores de Afogados da Ingazeira
 Fafopai-Aedae
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
Professora: Eliana Nogueira
Disciplina: Geometria Analítica
15 de dezembro de 2010




RESUMO
        
        Na perspectiva de entendermos o estudo das curvas cônicas e suas aplicações, dispomos um trabalho científico com a intenção de analisar e evidenciar alguns consensos e dissensos de maneira bem simples. Nossa intenção é contribuir de maneira positiva e objetiva na compreensão dos conteúdos da disciplina de Matemática e Geometria Analítica, com enfoque maior nas curvas cônicas.
        Pretendemos despertar o interesse não só dos alunos e professores do ensino superior, mais principalmente os alunos do ensino médio, devido a defasagem que temos na escola, com relação a esse assunto tão bom e pouco conhecido até então.

INTRODUÇÃO


        Inicialmente falaremos da história das cônicas ou secções cônicas que ganharam grande destaque por volta do século IV a.C – I a.C, onde alguns matemáticos gregos se destacaram entre eles: Arquimedes, Euclides e Apolônio de Perga.
        Apolônio de Perga (262 a.C. - 190 a.C.) foi o que mais se destacou, pois conseguiu mostrar que através de um único cone era possível criar todas as cônicas e a elas atribuiu nomes, já que até então não havia nenhuma designação específica, passando a chamá-las de Parábola, Elipse e Hipérbole e por essa façanha conseguiu o posto de O GRANDE GEOMETRA.   


http://ecalculo.if.usp.br/historia/apolonio_perga.htm
       
        Seus estudos sobre cônicas foram tão importante que ultrapassaram os de outros geômetras, inclusive os de Aristeu e Euclides que eram considerados seus rivais.
        No entanto ele tinha também seus admiradores que reconheciam e admiravam sua inteligência e por isso utilizavam-se das suas descobertas para construírem as suas próprias teorias, exemplo disso é as descobertas de Kepler e Isaac Newton.  
        Kepler foi o criador da lei da astronomia, para ele a terra se movia em torno do sol, em seus experimentos podemos perceber a utilização das elipses, onde ele ao estudar os corpos no universo descobriu que os planetas tem forma elíptica; enquanto isso Isaac Newton criou a lei da gravitação dando continuidade a lei de Kepler e mostrando que sua tese está correta.


        Com isso podemos dizer que as curvas cônicas contribuíram e contribuem constantemente para o campo espacial e por esse motivo até hoje são muito utilizadas pelos cientistas.

 http://blog.brasigo.com.br

        Verificamos que “Muitas pessoas consideram desconcertantes o fato dos matemáticos investigarem a fundo um problema ou uma idéia, simplesmente porque a acham interessante ou curiosa. Retomando aos pensadores da Grécia Antiga, encontramo-los a estudarem com afinco suas idéias, independentemente da sua utilização imediata, mas tão só por serem excitantes, desafiadoras ou interessantes. Foi o que aconteceu com o estudo que fizeram das secções cônicas.” (In Fascínios da Matemática, 1995)  
        Assim constatamos que muitas pessoas sentem-se incomodadas pelo fato de que vários matemáticos trabalham apenas para provar que são melhores, que podem ir mais longe, tem mais conhecimento a serem demonstrados ou para inserirem-se na sociedade como sendo a favor ou contra alguma teoria. Eles tem muita pressa em divulgar suas pesquisas, pois vivemos em uma sociedade onde valemos pelo que temos, talvez esteja ai a grande diferença se comparado com a trajetória percorrida pelos geômetras, que durante séculos procuraram com paciência e interesse aperfeiçoar seus conhecimentos, formulando novas hipóteses. Gostaria - mos que os matemáticos tivessem o desejo incansável de trabalharem como se fazia a séculos atrás; sentindo-se   motivados não apenas pela curiosidade e sim pelo desejo de aprofundarem seus conhecimentos, sem se preocupar se vão ou não serem reconhecidos.
  
ESTUDO DAS CÔNICAS E SUAS APLICAÇÕES
       
        Chamamos as cônicas por esse nome por terem sido originadas de cortes em um cone, que pertence a uma superfície plana composta por duas folhas que as intersectam.       



       
        Sabemos que as cônicas são muito utilizadas desde a antiguidade pelos gregos, quando a utilizavam em seus estudos de astronomia, arquitetura, etc. Vale ressaltar que atualmente a tecnologia moderna continua utilizando o mesmo pensamento, para criar meios cada vez mais sofisticados que enchem nossos olhos de tanta beleza e que muitas das vezes passa por nós despercebidos. Temos muitas construções com formato de Parábolas, Elipses e Hipérboles as quais podem nos ajudar na compreensão dos conceitos de matemática e seus derivados. 
         Parábolas são curvas abertas voltadas para o infinito. Recebe esse nome por possuir pontos de intersecção que penetram em um cone.

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%Bnica
         Tais parábolas são diariamente usadas pela disciplina de matemática, na demonstração de gráficos, só que isso não basta, faz-se necessário que o professor busque usar uma nova postura, procurando explicar a origem das parábolas, seu significado, onde elas estão presente, etc. Com isso o aluno terá maiores condições de entender o por que de se estudar esse tipo de curva e consequentemente saberá que as mesmas estão presente em nossa vida a todo o tempo.  
        As mesmas são frequentemente utilizadas em construções de pontes, faróis de carro, parabólicas, entre outros. 
        

http://br.olhares.com/ponte_jk_brasilia_brasil_foto1963699.html
      
        A elipse é uma secção cônica, onde uma superfície plana atravessa um cone. Geralmente são aplicadas em instituições hospitalares, na odontologia, em lâmpadas, faróis de automóveis, etc., por transferirem raios refletores que auxiliá-os a identificarem os objetos com mais precisão e eficiência.     
  

http://pulmaosarss.wordpress.com/carta-aberta-ao-congresso-nacional/

        Por fim temos as hipérboles que são definidas pela intersecção de um plano paralelo em uma superfície cônica e da mesma forma que as elipses e parábolas representa grande importância para os matemáticos.



http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%Bnica



http://www.google.pt/imgres?imgurl=http://3.bp.blogspot.com/

CONCLUSÃO
       Sendo assim concluímos que as curvas cônicas representam grande importância em nossa vida por se fazerem presente constantemente, seja na arquitetura, astronomia, etc. e por ser tão influente em nossa vida gostaria – mos que o ensino das secções cônicas fossem revistas, com a finalidade que esse assunto seja introduzido de uma maneira prazerosa, que tenha sentido para os alunos, por tratar-se de um tema muito agradável de ser trabalhado pelas disciplinas de Matemática ou Geometria Analítica.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Dante, Luiz Roberto. Livro Matemática DANTE

terça-feira, 14 de dezembro de 2010


Princípios, mecanismos e aplicações da
Geometria analítica: Cônicas

Josefa Elisangela Pereira
4º Período de Matemática
Faculdade de formação de
 Professores de Afogados da Ingazeira-
FAFOPAI
14 de dezembro de 2010
Email: jo1elispink@hotmail.com


Resumo
Este tem por objetivo auxiliar no processo ensino/aprendizagem da disciplina. Onde o foco maior é estudar as curvas cônicas. O estudo desse assunto torna-se mais importante quando se procura analisar as suas aplicações dentro de um contexto histórico cultural observando a evolução dos estudos, através dos tempos. Ao se tratar do estudo das cônicas, nota-se o seu importante papel nas várias áreas como da Física, Astronomia, Engenharias e Arquitetura Contemporânea. Este trabalho  apresenta e explana algumas dessas aplicações observando a relevância do estudo das cônicas dentro da matemática. Bem como aborda aspectos históricos e teóricos como origem e definições.

Introdução

O conceito de cônicas assim como qualquer outro sofreu mudanças desde as idéias primitivas do que elas poderiam representar sendo assim lhe acrescentadas outros conceitos que viriam a facilitar a compreensão da mesma.
Porém vinda da palavra grega KONIKOS (que tem forma de cone) elas são representadas no plano cartesiano e assim surgem as formas geométricas das curvas. Diversos autores apresentaram ao longo de cerca de 24 séculos de História muitas outras caracterizações para tais curvas. As primeiras se serviam de um cone como elemento de partida. A seguir, vieram: a do foco e diretriz, a caracterização bifocal, as que se serve de construções mecânicas, a que faz uso de ângulos como parâmetros, a que utiliza Álgebra Linear, etc. A elipse, a parábola, a hipérbole e a circunferência eram obtidos como seções de cones circulares retos com planos perpendiculares a um dos elementos do cone, conforme variação do ângulo no vértice (agudo reto ou obtuso). Elas são obtidas nos cortes feitos em um cone como mostra a figura.


http://www.ccvalg.pt/astronomia/historia/johannes_kepler.htm

Dentre os matemáticos gregos podem ser citados mais de 30 nomes de estudiosos que enfocaram sobre o assunto durante o período anterior ao nascimento de Cristo. Entre os que se dedicaram aos estudos das cônicas destacaram-se: Menecmo, Euclides e Arquimedes. Mas já havia orientações gerais sobre as seções cônicas, conhecidas antes da época de Euclides (325-265 a c) e a elas foi atribuída uma diversidade de definições. Segundo a sua bibliografia:


A obra de nível mais avançado foi precisamente àquela feita por Apolônio de Perga, que era um matemático e geômetra grego que viveu em Perga, na cidade de Panfília (Ásia Menor) cerca de 262 a.C.. Estudou em Alexandria, na escola dos sucessores de Euclides. Foi contemporâneo de Arquimedes, sendo considerado um dos mais originais e profundos matemáticos gregos, que substituiu qualquer estudo anterior. E teve grande influência no desenvolvimento do estudo da matemática e com isso ele ficou conhecido como o Pai das Cónicas”.(http://aleph0.clarku.edu/~djoyce/mathhist/apollonius.html : Bibliografia sobre Apolónio.)

 Mas tarde (1.629) Coube a Pierre de Fermat a descoberta de que as seções cônicas podem ser expressas por equações do segundo grau nas coordenadas (x, y). O que não tinha sido citado no estudo de Apolônio de Perga, contudo a sua importância não pode ser questionada de forma alguma, pois esse estudo subsídiou várias outras descobertas de importantes nomes como: Isaac newton e kepler, que a partir do século dezessete, possibilitou o estudo analítico das cônicas e das suas aplicações aos movimentos no espaço.

Desenvolvimento do estudo das cônicas
Utilizando-se da geometria analítica podemos descrever e resolver problemas geométricos, esse método diz ser um mérito do pai da filosofia René descartes (1.596-1.650), mas na verdade na sua obra “Discours de la Méthode'', publicada em 1.637 em Leyden, na Holanda”, em um capitulo chamado de La Géometrie continha apenas idéias da utilização de coordenadas nas resoluções dos mesmos deixando a desejar o conceito do que hoje se conhece bem na geometria analítica, pois o mesmo não chegou sequer a deduzir a equação de uma reta. Deixando o marco principal da mesma para Pierre de Fermat.


Denomina-se cônica o lugar geométrico dos pontos de um plano cuja razão entre as distâncias a um ponto fixo F e a uma reta fixa d é igual a uma constante não negativa e. O ponto fixo é chamado de foco, a reta fixa de diretriz e a razão constante de excentricidade da cônica. Quando e = 1 a cônica é chamada de parábola, quando 0 < e < 1 de elipse e quando e > 1 de hipérbole.


Levando em conta o conceito acima citado podemos então enfatizar que  qualquer cônica suave com exceção do círculo que é um caso particular de uma elipse, contém uma diretriz e um foco. Dentro da geometria analítica podemos estudar detalhadamente cada Curva cônica e suas propriedades: Excentricidade, diretriz e foco.Conceito de Excentricidade segundo um estudo de alunos da universidade federal do Rio de Janeiro:
          
  A distância entre os dois focos de uma cônica é chamada distância focal e simbolizada por 2c. Define-se excentricidade e no plano (também pode ser definida no espaço) à razão entre o raio do círculo diretor (2a) e a distância focal (2c): e = c / a.( CÔNICAS: UM EXCELENTE ELO CAPAZ DE MOSTRAR AS CONEXÕES ENTRE A GEOMETRIA NO PLANO E NO ESPAÇO,Francisco Quaranta,Luciana Felix da Costa,Luiz Carlos Guimarães)

Ela (excentricidade) permite diferenciar as cônicas através de uma informação muito importante, as quais são de extrema importância e necessidade quando se está aprofundando o tema em estudo, são elas:
Elipse –          c < a                e < 1,
Parábola –       c = a                e = 1
Hipérbole –      c > a                e > 1

A cônica é o lugar geométrico de dois pontos cuja distância ao outro ponto dado, denomina-se de foco e é igual ao produto da excentricidade pela distância desses pontos a uma reta dada denominada diretriz.
As cônicas podem ser estudadas de um ponto de vista plano, ou de um ponto de vista espacial.

Proposições
ELIPSE: É uma curva plana fechada que se obtém quando da interseção de um cone circular reto com um plano oblíquo à sua base. O ângulo do plano é menor que o ângulo que a geratriz forma com a base. É o lugar geométrico dos pontos de um plano, cujas distâncias a dois pontos fixos desse plano (focos) têm uma soma constante e igual ao seu eixo maior.                                                                                                                                                                                                      
                           
                                           orbispictus.com.br

HIPERBOLE: É uma curva plana aberta, com dois ramos, que se obtêm da interseção de um cone circular reto com um plano oblíquo ou perpendicular á sua base. O ângulo do plano é maior que o ângulo que a geratriz forma com a base. É uma curva plana aberta, com dois ramos, em que a diferença das distâncias de um dos seus pontos a dois pontos fixos (focos) é constante e igual ao seu eixo real.
         
                                                                                                somatematica.com. br

PARÁBOLA: É uma curva plana aberta que se obtém quando da interseção de um cone circular reto com um plano paralelo à sua geratriz. É uma curva plana aberta, cujos pontos distam igualmente de um ponto fixo (foco) e de uma reta fixa (diretriz).
                                                                                                                                                                                                                               

             miltonborba.org
                      


Quando um plano que não tem vértice e nem é perpendicular ao seu eixo interceptar um cone, três diferentes curvas podem ser obtidas: elipse, parábola e hipérbole através dessa interseção. Tais curvas são chamadas de cônicas.
           

Aplicações cônicas e suas propriedades refletoras

Existem diversas aplicações que utilizam algumas propriedades refletoras das cônicas. Elas aparecem nas construções civis, em problemas de navegação e comunicação e denominam se em: parabolóides, hiperbolóides e elipsóides. Tomamos como exemplos as: superfícies refletoras (espelhos, antenas, ou para criar sons acústicos em auditórios, teatros, etc.) que são usadas e úteis em várias aplicações tecnológicas. Veja abaixo representação de algumas delas:

*SUPERFÍCIES REFLETORAS PARABÓLICAS (PARABOLÓIDE): Um bom exemplo delas são as antenas parabólicas que captam sinais e concentra-os em um único ponto para serem tratados e transferidos para o fim ao qual se destinam. Por isso elas são de formatos parabólicos.


                                    http://www.educ.fc.ul.pt/icm/icm2000/icm27/aplicacoes.htm



*SUPERFÍCIES REFLETORAS ELÍPTICAS (ELIPSÓIDE): Como é citado na proposição da elipse é “que uma superfície elíptica refletora, reflete para outro foco”, como é o caso das construções dos aparelhos odontológicos, aparelhos de radioterapia, etc, onde é preciso concentrar o máximo de luz em um só ponto.




*SUPERFÍCIES REFLETORAS HIPERBÓLICAS: Seu objetivo é fazer com que a imagem, após ser refletida, seja formada na posição do foco de outra folha do hiperbolóide, um exemplo disso é o telescópio que tem o formato parabólico e que é refletido passando pelo “foco”.





Essas formas geométricas são de grande utilidade em diversos campos de estudos, pois elas servem de base para criação de muitos outros objetos que só vem a beneficiar  a humanidade.Por isso são muito importantes.


Conclusões
O produto final dessa pesquisa é um trabalho comentado e ampliado de uma pesquisa acompanhada de leitura centrada na abordagem as cônicas. Procurando passar ao leitor uma fácil compreensão e assimilação no que se refere às mesmas.
O estudo das cônicas se torna extremamente amplo no que diz respeito as suas aplicações e utilização das definições e dos conceitos geométricos envolvidos neste. Além disso, o conhecimento de construções de modelos usando Geometria permite a análise de uma vasta variedade de exemplos, favorecendo a compreensão das propriedades geométricas no plano e no espaço, permite uma melhor visualização e aprofundamento no que tange às características geométricas das cônicas. E oferece melhores condições para o desenvolvimento de ferramentas tecnológicas que auxiliam a humanidade para uma melhor vivência no mundo moderno.
Espera se que este possa contribuir com uma maior compreensão da Geometria por parte do estudante de Matemática no que se referem às aplicações das cônicas nos diversos campos aos quais podem ser aplicados à mesma
Enfim, este trabalho oferece um texto que pode ser utilizado para uma complementação no estudo e ensino das curvas cônicas.




REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http:/www.sato.prof.ufu.br/cônicas/curso_conicasaplicaçoes.pdf 09/12/2010
Tinoco, L. – Geometria Euclidiana (Por meio de resolução de problemas) – Rio de Janeiro, 2004. 14/12/2010
KENDIG, K. – Conics – Estados Unidos, 2005.